De ultieme gids voor het productieproces van CRGO Elektrostaal

Heb je je ooit afgevraagd waarom onze elektriciteitsnetten zo goed werken? Een speciaal soort materiaal genaamd CRGO-staal is een geheime held. Dit staal zit in transformatoren. Deze transformatoren voorzien onze huizen en steden van stroom. Dit artikel laat je het hele productieproces zien van dit verbazingwekkende elektrische staal. We leggen elke lastige stap uit op een eenvoudige, makkelijk te begrijpen manier. Als je dit leest, zul je zien hoe dit speciale materiaal wordt gemaakt. Je leert ook waarom het zo belangrijk is om geen energie te verspillen.

Welke grondstoffen worden gebruikt voor CRGO Electrical Steel?

Om CRGO-staal te maken, moet je beginnen met het kiezen van de juiste grondstoffen. Het belangrijkste dat je gebruikt is heel zuiver ijzer. Dit ijzer moet heel weinig dingen hebben die je niet wilt, die onzuiverheden worden genoemd. Een onzuiverheid kan later de werking van het staal met magneten verstoren. Het fabricageproces heeft een heel schone start nodig. Daarom is het kiezen van de beste grondstoffen een heel belangrijk onderdeel van de hele productie.

Naast ijzer is silicium een ander belangrijk onderdeel. Daarom is CRGO-staal een soort siliciumstaal. Er wordt een exacte hoeveelheid silicium toegevoegd, meestal ongeveer 3%. Er worden ook kleine hoeveelheden van andere dingen toegevoegd. Deze helpen bij het productieproces. Het doel is om vanaf het begin een perfecte staallegering te maken. Elke volgende stap werkt alleen goed als je begint met het juiste materiaal. Deze controle aan het begin helpt ervoor te zorgen dat het eindproduct een laag kernverlies heeft.

Waarom is de juiste staalsamenstelling zo belangrijk?

De staalsamenstelling is niet voor niets gekozen. Alles in de mix heeft een speciale taak. Zoals we al zeiden, is ijzer het belangrijkste materiaal. Maar de toevoeging van silicium maakt dit een speciaal elektrisch staal. Silicium zorgt ervoor dat het staal minder goed elektriciteit kan geleiden. Dit lijkt misschien een slechte zaak. Maar het is juist heel goed voor dit gebruik. Het helpt om energieverlies te verminderen, wat wervelstroomverliezen wordt genoemd. Deze eigenschap is erg belangrijk bij het maken van een transformatorkern met een hoog rendement.

Het belang van de juiste staalsamenstelling is extreem groot. Een kleine fout op dit punt kan later tot grote problemen leiden. Het afgewerkte materiaal moet echt geweldige magnetische eigenschappen hebben. Het moet de magnetische energie, magnetische flux genoemd, gemakkelijk in slechts één richting doorlaten stromen. Deze eigenschap wordt een hoge permeabiliteit genoemd. De juiste mix van ijzer en siliciumstaal zorgt ervoor dat het staal deze eigenschappen heeft. Het hele fabricageproces is afgestemd op deze speciale staalsamenstelling.

Hoe wordt het gesmolten staal in de eerste stap gemaakt?

Nadat de grondstoffen zijn verzameld, begint de eerste grote stap in het productieproces. De materialen worden in een gigantische oven geplaatst. De oven gebruikt veel hitte. Deze hitte smelt het ijzer en silicium samen. Hierdoor ontstaat een hete vloeistof die gesmolten staal wordt genoemd. Tijdens dit verhittingsproces moet de temperatuur goed in de gaten worden gehouden. Dit zorgt ervoor dat alles smelt tot een perfect gemengde staallegering.

Terwijl het staal vloeibaar is, wordt het ook gereinigd. Lichter materiaal en onzuiverheden drijven naar boven. Deze bovenste laag heet slak en wordt verwijderd. Deze reinigingsstap is erg belangrijk. Het zorgt ervoor dat het uiteindelijke staal heel erg schoon is. Nadat het is schoongemaakt, wordt het gesmolten staal in een grote mal gegoten. Het begint af te koelen en verandert in een massief blok staal. Dit blok wordt gebruikt voor alle volgende stappen in het productieproces.

Wat is het warmwalsproces?

Het blok staal is nog steeds vrij dik. Om het dunner te maken, wordt het gewalst. De eerste keer dat dit gebeurt, is tijdens het warmwalsen. Het blok ondergaat nog een verwarmingsproces. Het wordt verhit tot een zeer hoge temperatuur. Dit maakt het staal zacht en heel gemakkelijk te vormen. Het hete blok wordt vervolgens tussen enorme walsen gestuurd. Deze rollen drukken op het staal. Hierdoor wordt het veel langer en dunner.

Deze stap gebeurt vele malen. Elke keer wordt de staalplaat een beetje dunner. Het warmwalsen is een normale stap bij het maken van staal. Voor CRGO elektrisch staal wordt het materiaal klaargemaakt voor het belangrijkste deel van het productieproces: koudwalsen. Het doel op dit punt is om het staal de perfecte dikte te geven om aan de volgende stap te beginnen. Het oppervlak van het staal wordt ook klaargemaakt tijdens dit proces.

Waarom is koudwalsen de belangrijkste stap voor CRGO-staal?

Koudwalsen is de stap die CRGO-staal zo speciaal maakt. CRGO staat voor Cold Rolled Grain-Oriented staal. Dit proces is niet zoals warmwalsen. Het gebeurt wanneer het staal op een normale kamertemperatuur is. De staalplaten worden nog een keer door walsen gestuurd. Dit proces maakt het staal veel dunner. De uiteindelijke dikte van de staalplaten is erg belangrijk voor hoe goed het werkt. Dunner materiaal helpt om minder energie te verspillen.

Maar het dun maken van het staal is niet de enige reden voor deze stap. Het koudwalsproces doet iets heel speciaals met het staal aan de binnenkant. Het verandert de manier waarop de kleine metalen deeltjes, korrels genoemd, gerangschikt zijn. Dit proces zorgt ervoor dat de korrels in dezelfde richting wijzen. Dit wordt korreloriëntatie genoemd. Door deze speciale opstelling kan de magnetische energie heel gemakkelijk in die ene richting door het staal bewegen. Dit is de geheime eigenschap die de transformatorkern zo efficiënt maakt. Deze lastige stap geeft koudgewalst staal met georiënteerde korrel zijn verbazingwekkende magnetische eigenschap.

Hoe verandert het eerste gloeiproces het staal?

Na het eerste koudwalsproces is het staal erg hard en vol spanning. Het moet zachter worden gemaakt voordat het in de volgende stappen kan worden gebruikt. Dit gebeurt met een warmtebehandelingsproces dat gloeien wordt genoemd. De staalplaten worden door een lange oven bewogen om te worden verhit. De warmte wordt met grote zorg in de gaten gehouden en beheerd. Dit eerste gloeiproces helpt om de spanning uit het materiaal te halen.

Dit proces van langzaam verhitten en afkoelen is niet alleen bedoeld om het staal zacht te maken. Het zorgt er ook voor dat de korrelstructuur vorm begint te krijgen. De kleine korrels worden groter. Dit is de eerste stap in het maken van het beste patroon voor de korrels, wat nodig is voor een laag magnetisch verlies. Het gloeiproces is een zeer belangrijk onderdeel van het maken van elektrisch staal van topkwaliteit. Zonder deze warmtebehandeling zou het staal niet de juiste eigenschappen hebben.

Wat is ontkoling en waarom is het nodig?

Er is nog een speciaal gloeiproces dat het CRGO-staal moet doorlopen. Dit heet de ontkolingsgloeiing. "Ontkoling is een lang woord dat gewoon "koolstof verwijderen" betekent. Koolstof is een onzuiverheid in elektrisch staal. Zelfs een heel klein beetje koolstof kan de werking van de magneet in de transformatorkern schaden. Deze processtap wordt alleen gemaakt om het eruit te halen.

Tijdens deze gloeistap worden de staalplaten verhit in een speciaal soort lucht. Deze lucht bevat waterstof en stikstof. De waterstof vermengt zich met de koolstof in het staal en neemt het als een gas mee naar buiten. Deze stap maakt het staal heel zuiver. Dit gloeiproces is hard nodig om een materiaal te maken met een zeer laag hysteresisverlies. Laag verlies is het belangrijkste voor staal dat wordt gebruikt in een transformatorkern met hoog rendement.

Waarom hebben CRGO staalplaten een speciale coating nodig?

Nadat het staal schoon is en de korrelstructuur zich begint te vormen, wordt er een speciale coating op aangebracht. Deze coating is een zeer dunne laag van een materiaal dat op glas lijkt. Het wordt op het oppervlak van de staalplaten aangebracht. Deze coating heeft twee zeer belangrijke functies. Ten eerste werkt het als een muur om elektriciteit tegen te houden. Wanneer de stalen platen op elkaar gestapeld worden om een transformatorkern te maken, zorgt deze coating ervoor dat de stroom niet van de ene plaat naar de andere kan springen. Dit helpt om energieverlies in de kern te beperken.

De tweede taak van de coating is om te helpen tijdens de laatste warmtebehandeling. De coating creëert een trekkracht op het oppervlak van het staal. Deze trekkracht helpt de korrelstructuur in de juiste richting te groeien tijdens het laatste gloeien. Hierdoor werkt het staal nog beter met magneten. De kwaliteit van deze coating is heel belangrijk voor hoe goed het CRGO-staal uiteindelijk werkt.

Wat gebeurt er tijdens het laatste gloeien op hoge temperatuur?

De laatste stap in het maken van de speciale eigenschappen van CRGO-staal is het gloeien. Dit is een warmtebehandeling waarbij een zeer hoge temperatuur wordt gebruikt. De gecoate staalplaten worden langzaam door een zeer lange oven bewogen. De temperatuur wordt zeer hoog opgedraaid, bijna heet genoeg om het staal te smelten. Dit laatste verhittingsproces zorgt ervoor dat het patroon van de korrels precies goed wordt.

Tijdens dit gloeien groeien de kleine korrels uit tot zeer grote korrels. En dankzij het koudwalsproces en de coating groeien deze korrels in een heel specifieke, dezelfde richting. Dit creëert de "korrelgeoriënteerde" eigenschap. Deze lange korrelstructuur is als een snelle, gemakkelijke weg voor de magnetische energie. Het laat de magnetische flux bewegen zonder dat deze door bijna niets wordt afgeremd. Dit betekent dat er zeer weinig energie verloren gaat. Na de verhitting op hoge temperatuur laat men het gegloeide staal langzaam afkoelen. Hierdoor wordt het perfecte korrelpatroon bevroren zodat het niet verandert. Dit laatste gloeiproces geeft het materiaal zijn lage kernverlies en hoge permeabiliteit.

Wat is de eindinspectie en toepassing van CRGO kernmateriaal?

Na de laatste gloeibeurt is het productieproces bijna klaar. De lange rol afgewerkt CRGO-staal wordt met grote zorg gecontroleerd. Dit inspectieproces zorgt ervoor dat het materiaal precies goed is. Mensen die het staal testen controleren de dikte, hoe het oppervlak eruitziet en vooral de magnetische eigenschappen. Ze meten het kernverlies om er zeker van te zijn dat dit zeer laag is. Ze controleren ook de permeabiliteit om er zeker van te zijn dat die erg hoog is. Alleen staal dat goed genoeg is voor elke test kan worden verkocht.

Dit speciale materiaal wordt vooral gebruikt in de kern van stroom- en distributietransformatoren. De grote rollen CRGO elektrisch staal worden gesneden in dunne stalen platen met speciale vormen. Deze platen worden vervolgens opgestapeld om de transformatorkern te bouwen. Omdat de richting van de korrel bekend is, wordt de kern zo gebouwd dat het magnetische veld altijd in die gemakkelijke richting beweegt. Dit maakt de transformator zeer efficiënt. Dit hoge rendement voorkomt dat er over de hele wereld veel energie wordt verspild. Het lastige fabricageproces wordt niet voor niets gedaan: om dit energiebesparende materiaal te produceren.

Belangrijke punten

• Begint altijd met schone materialen: Het productieproces van CRGO begint met zeer zuivere grondstoffen zoals ijzer en silicium.
• Koudwalsen is een superbelangrijke stap: Het koudwalsproces zorgt voor de speciale korreloriëntatie in het staal.
• Verwarmen en koelen (gloeien) is erg belangrijk: Er zijn veel gloei- of warmtebehandelingsstappen nodig om de spanning eruit te halen, het staal schoon te maken (door koolstof te verwijderen) en de grote korrels te laten groeien.
• De speciale coating doet twee dingen: De coating op het oppervlak zorgt ervoor dat er geen elektriciteit tussen de staalplaten kan komen en helpt ook de korrels groeien tijdens het laatste gloeien.
• Het belangrijkste doel is om geen energie te verspillen: Het hele proces is erop gericht om een elektrisch staal te maken met een laag kernverlies en een hoge permeabiliteit.
• Het wordt voornamelijk gebruikt om een transformatorkern te maken: CRGO-staal is een belangrijk materiaal voor het maken van de efficiënte kern van een transformator, die veel energie helpt besparen.