Acier électrique à grains orientés : une application clé pour les matériaux électromagnétiques à haut rendement

Acier électrique à grains orientés (GOES) est un type d'acier doté de propriétés magnétiques spéciales et est largement utilisé dans les composants essentiels des équipements électriques et des transformateurs. Contrairement à l'acier ordinaire, l'acier électrique orienté présente une excellente perméabilité magnétique et une faible perte d'énergie, il joue donc un rôle essentiel dans la transmission et la conversion de l'énergie.
L'acier électrique à grains orientés est un acier à faible teneur en carbone spécialement traité qui est principalement utilisé pour fabriquer des composants magnétiques pour transformateurs, générateurs, moteurs et autres équipements. Sa plus grande caractéristique est que les grains sont disposés dans une certaine direction, généralement avec une orientation significative dans le sens longitudinal ou transversal. Cette structure permet à l'acier d'avoir une perte d'hystérésis extrêmement faible et une perméabilité magnétique élevée dans une direction spécifique, améliorant ainsi l'efficacité des équipements électromagnétiques.
Le processus de fabrication de l'acier électrique orienté est très complexe et comprend généralement les étapes suivantes :
La production d'acier électrique à grains orientés nécessite d'abord une fusion, un mélange de fer de haute pureté et d'éléments d'alliage pour former un acier fondu de base. Après la coulée, l'acier fondu est refroidi en billettes ou en tôles.

Au cours des processus de laminage à chaud et à froid, la surface de l'acier électrique orienté forme progressivement des tôles d'acier plus minces, avec des épaisseurs allant généralement de 0,2 mm à 0,5 mm. Le processus de laminage contrôle non seulement l’épaisseur de l’acier, mais affecte également l’orientation des grains.
Grâce à un processus de traitement thermique spécifique, notamment lors du processus de recuit, l'orientation des grains est contrôlée afin que les grains soient alignés longitudinalement ou transversalement. Ce processus, souvent appelé « traitement d'orientation des grains », peut améliorer considérablement les propriétés magnétiques de l'acier.
Une fine couche de revêtement isolant est généralement ajoutée à la surface de l'acier électrique à grains orientés formé pour éviter les courts-circuits et l'hystérésis pendant l'utilisation. De plus, des processus de post-traitement tels que le recuit sont nécessaires pour optimiser davantage les propriétés magnétiques de l'acier.
La plus grande caractéristique de l’acier électrique à grains orientés est sa haute perméabilité magnétique, ce qui signifie qu’il peut fournir une forte induction magnétique dans des champs magnétiques plus faibles. Une perméabilité magnétique élevée signifie que les équipements électriques peuvent transmettre l'énergie électrique plus efficacement et réduire les pertes d'énergie lors du fonctionnement.
Une autre caractéristique importante de l’acier électrique à grains orientés est la faible perte par hystérésis. La perte par hystérésis fait référence à l'énergie consommée par les matériaux magnétiques lors du changement de champ magnétique. Une faible perte d'hystérésis peut améliorer considérablement l'efficacité énergétique des équipements électriques.
L'acier électrique à grains orientés a une forte résistance aux chocs actuels, ce qui le rend plus stable dans les environnements de travail à haute charge et haute tension et convient à une utilisation dans les parties centrales des transformateurs et des moteurs.
En raison des caractéristiques d'orientation des grains de l'acier électrique à grains orientés, il peut réduire efficacement les pertes électromagnétiques et améliorer l'efficacité de fonctionnement des équipements électriques. En particulier dans les transformateurs, l'utilisation d'acier électrique à grains orientés peut réduire considérablement les pertes d'énergie pendant le fonctionnement.
L'un des domaines d'application les plus importants de l'acier électrique à grains orientés est celui des transformateurs de puissance. Dans les transformateurs, de l'acier électrique orienté est utilisé pour fabriquer la partie centrale, ce qui peut réduire considérablement les pertes d'énergie et améliorer l'efficacité et la stabilité du transformateur. Étant donné que les transformateurs doivent souvent fonctionner à des charges élevées pendant de longues périodes, l'utilisation d'acier électrique à grains orientés peut améliorer considérablement les performances à long terme de l'équipement.
L'acier électrique à grains orientés est également largement utilisé dans les générateurs et les moteurs électriques. Il peut réduire les pertes d'énergie lors de la production d'électricité et du fonctionnement du moteur, et améliorer l'efficacité et la durée de vie des équipements.
Dans les transformateurs haute fréquence et les équipements d'alimentation électrique, les propriétés de faible perte de l'acier électrique à grains orientés sont particulièrement importantes. Il peut réduire efficacement les pertes lors du fonctionnement à haute fréquence et garantir un fonctionnement efficace de l'équipement.
L'application d'acier électrique orienté dans les équipements électriques et la transmission électrique peut améliorer l'efficacité de l'ensemble du système électrique, réduire les pertes d'énergie lors du transport d'énergie et réduire les coûts d'exploitation.
Alors que l’attention mondiale portée à l’efficacité énergétique et à la durabilité continue de croître, la demande d’acier électrique à base de grains augmente régulièrement. À l'avenir, la recherche et le développement de l'acier électrique à grains orientés se concentreront davantage sur les aspects suivants :
Avec les progrès de la science et de la technologie, les fabricants s'engageront à améliorer les propriétés magnétiques de l'acier électrique orienté, notamment en augmentant sa perméabilité magnétique et en réduisant la perte par hystérésis, afin de répondre aux exigences plus élevées en matière de performances matérielles des équipements électriques à haut rendement.
La recherche et le développement de matériaux en acier électrique respectueux de l'environnement deviendront une direction importante à l'avenir. À mesure que les réglementations en matière de protection de l'environnement continuent de se renforcer, les fabricants s'engageront à développer des matériaux en acier électrique non polluants et recyclables.
L’acier électrique à grains orientés pourrait également trouver davantage d’applications dans les réseaux intelligents, les véhicules électriques et d’autres domaines à l’avenir. Avec le développement de technologies intelligentes, les matériaux en acier électrique personnalisés et hautes performances deviendront de plus en plus populaires sur le marché.