विद्युत स्टील

इलेक्ट्रिकल स्टील (ई-स्टील, लेमिनेशन स्टील, सिलिकॉन इलेक्ट्रिकल स्टील, सिलिकॉन स्टील, रिले स्टील, ट्रांसफॉर्मर स्टील) एक लौह मिश्र धातु है जो विशिष्ट चुंबकीय  गुणों का उत्पादन करने के लिए तैयार किया गया है: छोटा  हिस्टैरिसीस  क्षेत्र जिसके परिणामस्वरूप प्रति चक्र कम बिजली की हानि, कम कोर हानि, और उच्च  पारगम्यता (विद्युत चुंबकत्व) ।

इलेक्ट्रिकल स्टील आमतौर पर कोल्ड रोलिंग  | कोल्ड रोल्ड स्ट्रिप्स में 2 मिमी से कम मोटी में निर्मित होता है। इन पट्टियों को  टुकड़े टुकड़े कोर  के लिए आकार देने के लिए काटा जाता है जो  ट्रांसफार्मर  के टुकड़े टुकड़े वाले कोर और  बिजली की मोटर  के  स्टेटर  और  रोटर (बिजली)  बनाने के लिए एक साथ ढेर होते हैं।  फाड़ना  को एक पंच द्वारा उनके तैयार आकार में काटा जा सकता है और डाई या कम मात्रा में, लेजर द्वारा या इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग # वायर ईडीएम द्वारा काटा जा सकता है।

धातुकर्म
इलेक्ट्रिकल स्टील एक लौह मिश्र धातु है जिसमें शून्य से 6.5% सिलिकॉन (Si:5Fe) हो सकता है। वाणिज्यिक मिश्र धातुओं में आमतौर पर 3.2% तक सिलिकॉन सामग्री होती है (उच्च सांद्रता के परिणामस्वरूप कोल्ड रोलिंग के दौरान भंगुरता होती है)। मैंगनीज  और  अल्युमीनियम  को 0.5% तक जोड़ा जा सकता है।

सिलिकॉन लोहे की विद्युत प्रतिरोधकता को लगभग 5 गुना बढ़ा देता है; यह परिवर्तन प्रेरित एड़ी धाराओं को कम करता है और सामग्री के हिस्टैरिसीस पाश  को संकरा करता है, इस प्रकार पारंपरिक स्टील की तुलना में कोर हानि को लगभग तीन गुना कम करता है। हालाँकि, अनाज की संरचना धातु को कठोर और भंगुर बनाती है; यह परिवर्तन सामग्री की कार्य क्षमता पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है, विशेषकर रोलिंग करते समय। मिश्र धातु बनाते समय, संदूषण को कम रखा जाना चाहिए, क्योंकि  करबैड,  सल्फाइड ,  ऑक्साइड  और  नाइट्राइड , यहां तक ​​कि व्यास में एक माइक्रोमीटर के रूप में छोटे कणों में भी, चुंबकीय पारगम्यता को कम करते हुए हिस्टैरिसीस के नुकसान को बढ़ाते हैं। सल्फर या ऑक्सीजन की तुलना में कार्बन की उपस्थिति का अधिक हानिकारक प्रभाव पड़ता है। कार्बन भी  चुंबकत्व  उम्र बढ़ने का कारण बनता है जब यह धीरे-धीरे ठोस समाधान छोड़ता है और कार्बाइड के रूप में अवक्षेपित होता है, इस प्रकार समय के साथ बिजली की हानि में वृद्धि होती है। इन कारणों से कार्बन का स्तर 0.005% या उससे कम रखा जाता है।  हाइड्रोजन  जैसे  डीकार्बराइजिंग  वातावरण में मिश्र धातु को  एनीलिंग (धातु विज्ञान)  द्वारा कार्बन स्तर को कम किया जा सकता है।

भौतिक गुण उदाहरण

 * गलनांक : ~1,500 °C (~3.1% सिलिकॉन सामग्री के लिए उदाहरण)
 * घनत्व : 7,650 किग्रा/मी3 (3% सिलिकॉन सामग्री के लिए उदाहरण)
 * प्रतिरोधकता (3% सिलिकॉन सामग्री): 4.72×10−7 Ω·m (तुलना के लिए, शुद्ध लौह प्रतिरोधकता: 9.61×10 −8 Ω·म)

अनाज उन्मुखीकरण
क्रिस्टल ओरिएंटेशन, गैर-उन्मुख स्टील को नियंत्रित करने के लिए विशेष प्रसंस्करण के बिना निर्मित विद्युत स्टील में आमतौर पर 2 से 3.5% का सिलिकॉन स्तर होता है और इसमें सभी दिशाओं में समान चुंबकीय गुण होते हैं, अर्थात यह आइसोट्रॉपी  है। कोल्ड रोल्ड गैर-अनाज-उन्मुख स्टील को अक्सर सीआरएनजीओ के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।

ग्रेन-ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील में आमतौर पर सिलिकॉन का स्तर 3% (Si:11Fe) होता है। इसे इस तरह से संसाधित किया जाता है कि शीट के सापेक्ष क्रिस्टल अभिविन्यास के सख्त नियंत्रण (नॉर्मन पी। गॉस द्वारा प्रस्तावित) के कारण इष्टतम गुण रोलिंग दिशा में विकसित होते हैं। कॉइल रोलिंग दिशा में चुंबकीय प्रवाह  घनत्व 30% बढ़ जाता है, हालांकि इसकी  संतृप्ति (चुंबकीय)  5% कम हो जाती है। इसका उपयोग बिजली और वितरण ट्रांसफार्मर के कोर के लिए किया जाता है, कोल्ड रोल्ड ग्रेन-ओरिएंटेड स्टील को अक्सर CRGO के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।

सीआरजीओ की आपूर्ति आमतौर पर उत्पादक मिलों द्वारा कॉइल के रूप में की जाती है और इसे लेमिनेशन में काटा जाता है, जो तब ट्रांसफॉर्मर कोर बनाने के लिए उपयोग किया जाता है, जो किसी भी ट्रांसफॉर्मर का एक अभिन्न अंग होता है। अनाज-उन्मुख स्टील का उपयोग बड़ी शक्ति और वितरण ट्रांसफार्मर और कुछ ऑडियो आउटपुट ट्रांसफार्मर में किया जाता है। सीआरएनजीओ सीआरजीओ से कम खर्चीला है। इसका उपयोग तब किया जाता है जब दक्षता की तुलना में लागत अधिक महत्वपूर्ण होती है और उन अनुप्रयोगों के लिए जहां चुंबकीय प्रवाह की दिशा स्थिर नहीं होती है, जैसे इलेक्ट्रिक मोटर्स और चलती भागों वाले जनरेटर में। इसका उपयोग तब किया जा सकता है जब अनाज-उन्मुख विद्युत स्टील के दिशात्मक गुणों का लाभ उठाने के लिए उन्मुख घटकों के लिए अपर्याप्त स्थान हो।

अनाकार स्टील
यह सामग्री एक घूमने वाले ठंडे पहिये पर पिघला हुआ मिश्र धातु डालकर तैयार की गई एक अनाकार धातु  है, जो धातु को लगभग एक मेगाकेल्विन प्रति सेकंड की दर से ठंडा करती है, इतनी तेजी से कि क्रिस्टल नहीं बनते। अक्रिस्टलीय स्टील लगभग 50 µm मोटाई की पन्नी तक सीमित है। अनाकार स्टील के यांत्रिक गुण इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए स्टैम्पिंग लैमिनेशन को मुश्किल बनाते हैं। चूंकि अनाकार रिबन को लगभग 13 इंच के नीचे किसी भी विशिष्ट चौड़ाई में डाला जा सकता है और सापेक्ष आसानी से कतरनी जा सकती है, यह घाव विद्युत ट्रांसफार्मर कोर के लिए एक उपयुक्त सामग्री है। 2019 में अमेरिका के बाहर अनाकार स्टील की कीमत लगभग $.95/पाउंड है, जबकि HiB अनाज-उन्मुख स्टील की कीमत लगभग $.86/पाउंड है।  अनाकार धातु ट्रांसफार्मर  में पारंपरिक विद्युत स्टील्स के एक तिहाई का मुख्य नुकसान हो सकता है।

फाड़ना कोटिंग्स
इलेक्ट्रिकल स्टील को आमतौर पर लैमिनेशन के बीच विद्युत प्रतिरोध बढ़ाने, एड़ी की धाराओं को कम करने, [[ जंग  ]] या जंग के लिए प्रतिरोध प्रदान करने और शियरिंग (निर्माण) के दौरान स्नेहक के रूप में कार्य करने के लिए लेपित किया जाता है। विभिन्न कोटिंग्स,  कार्बनिक अणु  और  अकार्बनिक  हैं, और उपयोग की जाने वाली कोटिंग स्टील के आवेदन पर निर्भर करती है। चयनित कोटिंग का प्रकार लैमिनेशन के ताप उपचार पर निर्भर करता है, क्या समाप्त लेमिनेशन तेल में डूबा होगा, और तैयार तंत्र का कार्य तापमान। बहुत प्रारंभिक अभ्यास प्रत्येक लेमिनेशन को कागज की एक परत या एक वार्निश कोटिंग के साथ इन्सुलेट करना था, लेकिन इसने कोर के  ढेर कारक  को कम कर दिया और कोर के अधिकतम तापमान को सीमित कर दिया।

एएसटीएम ए 976-03 विद्युत स्टील के लिए विभिन्न प्रकार के कोटिंग का वर्गीकरण करता है।

चुंबकीय गुण
ठेठ पारगम्यता (विद्युत चुंबकत्व) (μr) इलेक्ट्रिकल स्टील का वैक्यूम के 4,000 गुना है। विद्युत स्टील के चुंबकीय गुण गर्मी उपचार पर निर्भर होते हैं, क्योंकि औसत क्रिस्टल आकार बढ़ने से हिस्टैरिसीस हानि कम हो जाती है। हिस्टैरिसीस लॉस एक मानक एपस्टीन फ्रेम  द्वारा निर्धारित किया जाता है और, इलेक्ट्रिकल स्टील के सामान्य ग्रेड के लिए, 60 हर्ट्ज और 1.5  टेस्ला (यूनिट)  चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर लगभग 2 से 10 वाट प्रति किलोग्राम (1 से 5 वाट प्रति पाउंड) तक हो सकता है।

इलेक्ट्रिकल स्टील को अर्ध-संसाधित अवस्था में पहुंचाया जा सकता है ताकि अंतिम आकार को पंच करने के बाद सामान्य रूप से आवश्यक 150-माइक्रोमीटर अनाज के आकार को बनाने के लिए अंतिम ताप उपचार लागू किया जा सके। पूरी तरह से संसाधित विद्युत स्टील आमतौर पर उन अनुप्रयोगों के लिए विद्युत इन्सुलेशन कोटिंग, पूर्ण ताप उपचार और परिभाषित चुंबकीय गुणों के साथ वितरित किया जाता है जहां छिद्रण विद्युत स्टील गुणों को महत्वपूर्ण रूप से कम नहीं करता है। अत्यधिक झुकने, गलत गर्मी उपचार, या यहां तक ​​कि किसी न किसी तरह से निपटने से विद्युत स्टील के चुंबकीय गुणों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है और चुंबकत्व के कारण शोर भी बढ़ सकता है। इलेक्ट्रिकल स्टील के चुंबकीय गुणों का परीक्षण अंतरराष्ट्रीय मानक एपस्टीन फ्रेम विधि का उपयोग करके किया जाता है। शीट इलेक्ट्रिकल स्टील में चुंबकीय डोमेन के आकार को शीट की सतह को लेजर से या यंत्रवत् रूप से कम करके कम किया जा सकता है। यह इकट्ठे कोर में हिस्टैरिसीस के नुकसान को बहुत कम करता है।

अनुप्रयोग
गैर-अनाज-उन्मुख विद्युत स्टील (NGOES) मुख्य रूप से घूर्णन उपकरण में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर्स, जनरेटर और अधिक आवृत्ति और उच्च आवृत्ति कन्वर्टर्स। दूसरी ओर, ग्रेन-ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील (GOES) का उपयोग ट्रांसफॉर्मर जैसे स्थैतिक उपकरणों में किया जाता है।

यह भी देखें

 * फेरोसिलिकॉन, सिलिकॉन स्टील के लिए स्टार्टर सामग्री

बाहरी कड़ियाँ

 * Dynamic domain movement video Video-File from YouTube
 * Summary of Silicon Steels