Σούπερ πυρήνας JNRF
Η JFE Steel Corporation ανακοίνωσε σήμερα το πρόσφατα αναπτυγμένο φύλλο χάλυβα κλίσης πυριτίου JNRF™ για χρήση σε κινητήρες υψηλής ταχύτητας, το οποίο παράγει η εταιρεία χρησιμοποιώντας ιδιόκτητη τεχνολογία χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD) για συνεχή πυριτίωση. Το νέο υλικό μειώνει την απώλεια σιδήρου υψηλής συχνότητας και βελτιώνει την πυκνότητα μαγνητικής ροής, συμβάλλοντας έτσι στην αύξηση της ροπής του κινητήρα και στη σημαντική βελτίωση της απόδοσης για εξοικονόμηση ενέργειας.
Τα ηλεκτρικά χαλυβδόφυλλα4, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως ως υλικό πυρήνα σιδήρου για ηλεκτρικό εξοπλισμό όπως κινητήρες και μετασχηματιστές, αποτελούν βασικό υλικό που διέπει την απόδοση του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Τα τελευταία χρόνια, οι προσπάθειες αύξησης της συχνότητας οδήγησης5 για τη μείωση του μεγέθους του ηλεκτρικού εξοπλισμού έχουν δημιουργήσει ανάγκες για τη μείωση των απωλειών σιδήρου σε ηλεκτρικά χαλυβδόφυλλα που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που περιλαμβάνουν μετάδοση κίνησης υψηλής συχνότητας. Το πυρίτιο αυξάνει την ηλεκτρική αντίσταση του χάλυβα, αυξάνοντας έτσι την ποσότητα πυριτίου βοηθά στη μείωση της απώλειας σιδήρου στο εύρος υψηλών συχνοτήτων. Η JFE Steel ανέπτυξε μια ιδιόκτητη τεχνολογία για συνεχή πυριτίωση CVD και στη συνέχεια χρησιμοποίησε αυτή τη διαδικασία για την παραγωγή του JNEX Core, ενός χαλυβδοφύλλου υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο (6,5%) και του JNHF Core®®, ενός χαλυβδοφύλλου κλίσης πυριτίου με αυξημένη συγκέντρωση πυριτίου στο επιφανειακό του στρώμα, τα οποία θα επιτρέψουν στους πελάτες της JFE Steel να αναπτύξουν προϊόντα υψηλότερης ποιότητας (Σχήμα 1 (1)).
Σχήμα 1: Κατευθυντικότητα ανάπτυξης προϊόντων και μαγνητική ιδιότητα του χάλυβα JNRF™
Σε εφαρμογές κινητήρων υψηλής ταχύτητας, υπάρχουν αυξανόμενες απαιτήσεις για μειωμένη απώλεια σιδήρου λόγω μετάδοσης κίνησης υψηλής συχνότητας και αυξημένης πυκνότητας μαγνητικής ροής για υψηλότερη ροπή. Σε απάντηση, η JFE Steel ξεκίνησε ένα σχέδιο για την ενίσχυση της σειράς ηλεκτρικών προϊόντων χαλυβδόφυλλων. Η λύση ήταν ο έλεγχος της κατανομής συγκέντρωσης πυριτίου βελτιστοποιώντας την ποσότητα πυριτίωσης και τις συνθήκες διάχυσης (Σχήμα 2) και τον έλεγχο του κρυσταλλικού προσανατολισμού (Σχήμα 3).
Το επιτυχημένο αποτέλεσμα αυτών των προσπαθειών είναι το νέο φύλλο χάλυβα JNRF της JNRF™ Steel για κινητήρες υψηλής ταχύτητας. Το JNRF™ συμβάλλει σημαντικά στην αύξηση της απόδοσης του κινητήρα για εξοικονόμηση ενέργειας, διατηρώντας παράλληλα πυκνότητα μαγνητικής ροής (ροπή) ισοδύναμη με εκείνη των συμβατικών μη προσανατολισμένων ηλεκτρικών χαλύβδινων φύλλων (3% φύλλα χάλυβα πυριτίου) (Σχήμα 1(2)).
Σχήμα 2: Διαδικασία συνεχούς σιλικονοποίησης CVD και έλεγχος κατανομής συγκέντρωσης Si
Εικ. 3: Crystal Orientation ControlSteel
*Η ευκολία μαγνήτισης του σιδήρου εξαρτάται από τον προσανατολισμό των κρυστάλλων. Ένα εύκολα μαγνητισμένο (υψηλή πυκνότητα μαγνητικής ροής) υλικό μπορεί να παραχθεί ελέγχοντας τον προσανατολισμό παράλληλα με την επιφάνεια του φύλλου.
Προχωρώντας προς τα εμπρός, η JFE Steel θα προσπαθήσει να επεκτείνει τις εφαρμογές για τα ηλεκτρικά προϊόντα φύλλων χάλυβα για να βοηθήσει στην υλοποίηση πιο συμπαγών και υψηλότερων ταχυτήτων σχεδιασμού κινητήρων, όπως κινητήρες κίνησης για ηλεκτρικά οχήματα, κινητήρες για ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και κινητήρες drone, ικανοποιώντας έτσι τις ανάγκες των πελατών για εξαιρετικά αποδοτικό και συμπαγή ηλεκτρικό εξοπλισμό σε έναν όλο και πιο βιώσιμο κόσμο.
Τεχνολογία συνεχούς διεργασίας πυριτινοποίησης χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD)
Η τεχνολογία διεργασίας χημικής εναπόθεσης ατμών (CVD) αυξάνει τη συγκέντρωση πυριτίου στον χάλυβα. Το CVD, το οποίο εκτελείται σε γραμμή ανόπτησης χαλύβδινων λωρίδων, προκαλεί αντίδραση μεταξύ χαλύβδινων ταινιών και αερίου τετραχλωριούχου πυριτίου (SiCl4) σε κλίβανο ενώ διέρχεται συνεχώς τις χαλύβδινες ταινίες μέσω του κλιβάνου.
Απώλεια σιδήρου υψηλής συχνότητας
Η απώλεια σιδήρου αναφέρεται στην ενέργεια, κυρίως θερμότητα, που χάνεται όταν ένας πυρήνας σιδήρου διεγείρεται από ένα εναλλασσόμενο ρεύμα. Η απώλεια ενέργειας που συμβαίνει όταν ο πυρήνας σιδήρου διεγείρεται σε υψηλή συχνότητα ονομάζεται απώλεια σιδήρου υψηλής συχνότητας. Η απόδοση των κινητήρων υψηλής ταχύτητας αυξάνεται καθώς μειώνεται η απώλεια σιδήρου υψηλής συχνότητας.
Πυκνότητα μαγνητικής ροής
Η πυκνότητα μαγνητικής ροής, η οποία δείχνει την ευκολία μαγνήτισης ενός υλικού, αυξάνει την ηλεκτρομαγνητική ισχύ καθώς αυξάνεται η πυκνότητα. Στους κινητήρες, μεγαλύτερη ροπή (ισχύς) μπορεί να επιτευχθεί με υλικά που προσφέρουν υψηλή πυκνότητα μαγνητικής ροής.
Ηλεκτρικό χαλύβδινο φύλλο
Το ηλεκτρικό χαλύβδινο φύλλο (ή "φύλλο χάλυβα πυριτίου") λαμβάνεται με την προσθήκη πυριτίου στο σίδηρο. Τα λεπτά φύλλα που χρησιμοποιούνται ευρέως ως υλικά πυρήνα σιδήρου σε εξοπλισμό όπως κινητήρες και μετασχηματιστές πρώτα ελασματοποιούνται με μονωτική επίστρωση.
Συχνότητα οδήγησης
Στον ηλεκτρικό εξοπλισμό, η συχνότητα οδήγησης είναι ο αριθμός των ταλαντώσεων ανά δευτερόλεπτο του ρεύματος, της τάσης κ.λπ. Συνήθως, η συχνότητα οδήγησης αυξάνεται με κινητήρες που οδηγούν σε υψηλές ταχύτητες περιστροφής.
Οι ονομασίες JNEX Core και JNHF Core και JNRF Core®®® είναι σήματα κατατεθέντα της JFE Steel Corporation.
