Rendimiento y Designaciones de las Chapas de Acero al Silicio en China

　

La chapa de acero al silicio es una aleación magnética blanda de hierro-silicio con un contenido de carbono muy bajo, generalmente con un contenido de silicio entre 0,5% y 4,5%. La adición de silicio aumenta la resistividad eléctrica y la permeabilidad magnética máxima del hierro, y reduce la fuerza coercitiva, las pérdidas en el núcleo (pérdidas de hierro) y el envejeccimiento magnético. Se utiliza principalmente para fabricar núcleos de varios transformadores, motores y generadores. Hoy, Alisa, gerente de ventas de Hengfengyou Electric, nos lleva a ver cuáles son los índices de rendimiento de las chapas de acero al silicio:

Generalmente, a medida que aumenta el contenido de silicio en la chapa de acero al silicio, las pérdidas de hierro, la capacidad de troquelado y la inducción magnética disminuyen, mientras que la dureza aumenta. Cuanto mayor sea la frecuencia de trabajo, mayores serán las pérdidas por corrientes parásitas, por lo que se deben seleccionar chapas de acero al silicio más delgadas.

1. Se requieren bajas pérdidas de hierro en la chapa de acero al silicio:
   Las bajas pérdidas de hierro son un indicador importante de la calidad de la chapa de acero al silicio. Las pérdidas de hierro se determinan según la designación específica de la chapa; una designación más alta generalmente indica un valor de pérdida de hierro más bajo.

2. Se requiere alta densidad de flujo magnético (Inducción) en la chapa de acero al silicio:
   En los motores eléctricos, el núcleo de acero al silicio juega un papel crucial en su funcionamiento. Diferentes chapas tienen diferentes intensidades de inducción magnética, por lo que necesitamos seleccionar materiales con una buena densidad de flujo magnético.

3. Se requiere una superficie lisa, plana y un espesor uniforme de la chapa de acero al silicio:
   La calidad del rendimiento se puede juzgar en parte por la textura superficial.

4. Se requiere buena adherencia y soldabilidad de la chapa de acero al silicio:
   Durante el procesamiento y uso, una buena adherencia del recubrimiento aislante es beneficiosa para la resistencia a la corrosión y mejora la capacidad de troquelado de la chapa.

Resumen: Las pérdidas de hierro de la chapa de acero al silicio son una preocupación clave para fabricantes de transformadores y motores como Hengfengyou. De acuerdo con el estándar industrial chino (GB/3655-2008), el marco Epstein o el permeámetro estándar (500SST/1000SST) se utilizan como base para evaluar y verificar las pérdidas de hierro de la chapa de acero al silicio. Este método también es recomendado por los estándares internacionales IEC y nacionales.
La calidad de la chapa de acero al silicio depende de su material y proceso de fabricación, lo que afecta directamente la calidad del transformador. El método de troquelado y el método de recocido en el proceso de fabricación son los más importantes. Para el mismo material, la diferencia de rendimiento del transformador fabricado con chapas que tienen rebabas pequeñas frente a las que tienen rebabas grandes es del 7%. Para el mismo material, la diferencia de rendimiento del transformador fabricado con chapas recocidas (recocido con protección de nitrógeno) frente a chapas sin recocer es del 7-10%.

Tabla de Referencia de Rendimiento y Designaciones de Chapas de Acero al Silicio en China (2019)

Las designaciones de la serie H comúnmente utilizadas en China siguen las utilizadas por la japonesa Nippon Steel (antes Shin Nippon Steel) en los años 70-90. Actualmente, los fabricantes regulares las etiquetan según las nuevas designaciones.

En términos de proceso, la serie Z son chapas laminadas en frío orientadas con alto contenido de silicio, mientras que la serie H son generalmente chapas laminadas en frío no orientadas con contenido medio-alto de silicio. Las chapas no orientadas tipo H también existen en láminas delgadas de 0,35 mm, pero la producción es escasa y generalmente se utilizan en aplicaciones de alta exigencia.

Chapas de Acero al Silicio No Orientadas Comunes:

*(En términos de elevación de temperatura: H18 < H23 < H50; en términos de corriente de vacío, es lo contrario. Además, para la misma designación, existen chapas blancas y chapas negras - las chapas negras/recocidas tienen un rendimiento superior a las blancas. El rendimiento también varía con el tamaño del núcleo para la misma designación).*

Bandas de Acero al Silicio Orientadas Comunes:

Ejemplos de Equivalentes Japoneses (JFE - ex Kawasaki):

• 35JN250 (0.35mm espesor, pérdidas entre 2.18-2.26, inducción magnética >1.69T)

• 50JN270 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.38-2.42, inducción magnética >1.68T)

• 50JN290 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.46-2.51, inducción magnética >1.68T)

• 50JN310 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.50-2.54, inducción magnética >1.69T)

Ejemplos de Equivalentes Japoneses (Nippon Steel):

• 50H270 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.37-2.41, inducción magnética >1.68T)

• 50H290 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.46-2.50, inducción magnética >1.68T)

• 50H310 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.49-2.53, inducción magnética >1.69T)

Ejemplos de Equivalentes Chinos (Taiyuan Steel):

• 50TW290 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.54-2.60, inducción magnética >1.68T)

• 50TW310 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.64-2.69, inducción magnética >1.68T)

• 50TW350 (0.50mm espesor, pérdidas entre 2.70-2.76, inducción magnética >1.69T)

Métodos de Designación de Grado en China:

1. Banda de Acero al Silicio Laminada en Frío No Orientada:

   • Método: DW + (Valor de pérdidas de hierro x 100) + (Valor de espesor x 100). Las pérdidas de hierro se miden a 50Hz, con una densidad de flujo magnético sinusoidal pico de 1.5T.

   • Ejemplo: DW470-50 significa pérdidas de hierro de 4.7 W/kg y espesor de 0.5mm. La nueva designación es 50W470.

2. Banda de Acero al Silicio Laminada en Frío Orientada:

   • Método: DQ + (Valor de pérdidas de hierro x 100) + (Valor de espesor x 100). A veces se añade 'G' después del valor de pérdidas para indicar alta inducción magnética. Las pérdidas de hierro se miden a 50Hz, con una densidad de flujo magnético sinusoidal pico de 1.7T.

   • Ejemplo: DQ133-30 significa pérdidas de hierro de 1.33 W/kg y espesor de 0.3mm. La nueva designación es 30Q133.

3. Placa de Acero al Silicio Laminada en Caliente:

   • Método: DR + (Valor de pérdidas de hierro x 100) + (Valor de espesor x 100). Se clasifica en acero al silicio bajo (Si ≤ 2.8%) y alto (Si > 2.8%).

   • Ejemplo: DR510-50 significa pérdidas de hierro de 5.1 W/kg y espesor de 0.5mm.

   • Para electrodomésticos: JDR + valor de pérdidas + valor de espesor (ej. JDR540-50).

Métodos de Designación de Grado Japoneses:

1. Banda de Acero al Silicio Laminada en Frío No Orientada:

   • Método: (Espesor nominal x 100) + A + (Valor garantizado de pérdidas de hierro x 100). Las pérdidas se miden a 50Hz, Bmax=1.5T.

   • Ejemplo: 50A470 significa espesor 0.5mm y pérdidas garantizadas ≤ 4.7 W/kg.

2. Banda de Acero al Silicio Laminada en Frío Orientada:

   • Método: (Espesor nominal x 100) + G (material normal) o P (alta orientación) + (Valor garantizado de pérdidas de hierro x 100). Las pérdidas se miden a 50Hz, Bmax=1.7T.

   • Ejemplo: 30G130 significa espesor 0.3mm y pérdidas garantizadas ≤ 1.3 W/kg.