Acero al silicio CRGO vs CRNGO: ¿Qué grado elegir para su aplicación?

Conclusiones Clave

• CRGO (acero al silicio de grano orientado) posee una estructura cristalina alineada en una sola dirección, lo que lo hace ideal para transformadores de potencia y distribución donde el flujo magnético sigue un recorrido fijo.
• CRNGO (de grano no orientado) presenta propiedades magnéticas uniformes en todas las direcciones, lo que lo convierte en la opción adecuada para motores eléctricos, generadores y motores de tracción para vehículos eléctricos, donde el campo magnético es rotativo.
• El CRGO alcanza valores de pérdida en el núcleo de hasta W17/50 = 0,80 W/kg (grado HiB), frente a los valores típicos del CRNGO de W15/50 = 2,3–5,5 W/kg; esta diferencia resulta determinante en aplicaciones de transformadores.
• El CRGO es generalmente entre un 20 y un 35 % más caro que el CRNGO de espesor equivalente, debido al proceso controlado de recocido y laminado en frío necesario para alinear la estructura de grano.
• Ambas familias están disponibles a través de BAOWU Group y POSCO-China, con certificados de ensayo de fábrica EN 10204 3.1, y pueden expedirse desde Wuxi en un plazo de 5 a 7 días para las dimensiones en stock.

¿Qué es el Acero al Silicio?

El acero al silicio —también denominado acero eléctrico— es una aleación especializada de hierro y silicio que contiene entre un 2 y un 4 % de silicio en peso. La incorporación de silicio al hierro reduce considerablemente la resistividad eléctrica, lo que a su vez disminuye las pérdidas por corrientes de Foucault cuando el material se expone a un campo magnético variable. Esta propiedad convierte al acero al silicio en el material de núcleo universal para todo tipo de equipos electromagnéticos: transformadores, motores, generadores e inductores.

Las dos grandes familias —CRGO y CRNGO— comparten esta composición fundamental, pero se fabrican mediante procesos esencialmente distintos, lo que da lugar a materiales con un comportamiento magnético direccional completamente diferente.

CRGO: Laminado en Frío de Grano Orientado — La Elección para Transformadores

Proceso de Fabricación

El CRGO se produce mediante una secuencia rigurosamente controlada de laminado en frío y recocido a alta temperatura, diseñada para alinear los granos cristalinos del hierro en una única dirección: la dirección de laminado. Esta alineación genera la textura de Goss (orientación cristalográfica {110}<001>), en la que el eje de fácil magnetización corre paralelo a la dirección de laminado.

El resultado es un material que conduce el flujo magnético con pérdidas extremadamente bajas a lo largo de la dirección de laminado, y con pérdidas relativamente elevadas en la dirección perpendicular.

Por Qué el CRGO es Adecuado para Transformadores

En el núcleo de un transformador, el flujo magnético sigue un recorrido fijo y predecible a lo largo de las columnas y yugos del núcleo. Las láminas del núcleo se cortan y ensamblan de modo que la trayectoria del flujo quede alineada con la dirección de laminado del acero CRGO. Esta alineación aprovecha el eje de menores pérdidas del material, reduciendo al mínimo las pérdidas en vacío (en el núcleo), que representan un consumo energético continuo durante las 24 horas del día, los 365 días del año.

Un transformador de potencia moderno que opere con un 0,1 % menos de pérdidas en el núcleo durante su vida útil de 30 a 40 años puede generar ahorros de decenas de miles de dólares en electricidad, lo que hace que la selección del grado tenga una relevancia económica significativa.

Principales Grados y Especificaciones del CRGO

W17/50: pérdida en el núcleo a 1,7 Tesla, 50 Hz. B800: densidad de flujo magnético a una intensidad de campo de 800 A/m.

CRGO con Grabado Láser

El CRGO de alta calidad (HiB) puede someterse a grabado láser para reducir adicionalmente las pérdidas en el núcleo entre un 5 y un 10 % mediante el refinamiento de dominios magnéticos, sin afectar al material base. Este proceso se aplica tras el recocido final y resulta especialmente valioso en transformadores de gran potencia (>100 MVA), donde cualquier mejora en la eficiencia tiene un impacto económico relevante.

CRNGO: Laminado en Frío de Grano No Orientado — La Elección para Motores

Proceso de Fabricación

El CRNGO se produce mediante laminado en frío sin la secuencia de recocido controlado utilizada en el CRGO. El resultado es un material con una estructura de grano orientada aleatoriamente, que le confiere propiedades magnéticas prácticamente isotrópicas: pérdidas en el núcleo y permeabilidad similares medidas en cualquier dirección dentro del plano de la chapa.

Por Qué el CRNGO es Adecuado para Motores

En una máquina eléctrica rotatoria (motor o generador), el campo magnético gira dentro de las láminas del núcleo a la frecuencia de operación. La dirección del flujo varía continuamente, recorriendo todas las orientaciones posibles en el plano. Un material anisotrópico como el CRGO presentaría pérdidas en el núcleo muy variables según la dirección del flujo, lo que generaría ineficiencia y un calentamiento desigual. La comportamiento isotrópico del CRNGO garantiza pérdidas constantes y predecibles independientemente de la dirección del flujo.

Para los motores de tracción de vehículos eléctricos que operan a frecuencias de 200 a 800 Hz, el CRNGO de calibre fino (0,20–0,35 mm) es la opción estándar, ya que equilibra las bajas pérdidas en el núcleo a alta frecuencia con la resistencia mecánica necesaria para el proceso de troquelado.

Principales Grados y Especificaciones del CRNGO

W15/50: pérdida en el núcleo a 1,5 Tesla, 50 Hz. W10/400: pérdida en el núcleo a 1,0 Tesla, 400 Hz (especificación para motores de vehículos eléctricos).

Comparativa Directa

Selección de Grado por Aplicación

Si su aplicación se sitúa entre las categorías indicadas —por ejemplo, una bobina de calentamiento por inducción de frecuencia media o una fuente de alimentación conmutada— póngase en contacto con nuestro equipo técnico para recibir orientación sobre la sustitución de grados. Consulte nuestra página de productos de acero al silicio para ver los listados completos de existencias.

Consideraciones de Aprovisionamiento: MOQ, Plazos de Entrega y Certificación

Tanto el CRGO como el CRNGO están disponibles desde stock en Wuxi con los siguientes parámetros estándar:

Para una orientación completa sobre aprovisionamiento, incluida la evaluación de proveedores de acero chinos, consulte nuestra guía completa de aprovisionamiento.

Preguntas Frecuentes

¿Puede utilizarse el acero al silicio CRGO en un motor eléctrico?

Técnicamente es posible, aunque no se recomienda. La estructura anisotrópica del CRGO provoca un aumento significativo de las pérdidas en el núcleo cuando la dirección del flujo magnético se aparta de la dirección de laminado. En una máquina rotatoria, esto genera pérdidas elevadas y un calentamiento desigual a lo largo de la sección transversal de las láminas. La estructura isotrópica del CRNGO está específicamente diseñada para gestionar con eficiencia los campos magnéticos rotativos. El uso de CRGO en un motor suele resultar en pérdidas en el hierro entre un 15 y un 25 % mayores en comparación con el grado de CRNGO adecuado.

¿Qué significa “HiB” en los grados de acero al silicio CRGO?

HiB corresponde a CRGO de alta inducción y alta permeabilidad, recocido por lotes. Hace referencia a una ruta de procesado de alta calidad (recristalización secundaria en atmósfera de hidrógeno) que produce una textura de Goss excepcionalmente definida, alcanzando densidades de flujo magnético (B800) superiores a 1,90 T y pérdidas en el núcleo (W17/50) inferiores a 0,90 W/kg. Los grados HiB tienen un coste entre un 15 y un 25 % superior al del CRGO convencional, pero ofrecen pérdidas en el núcleo del transformador entre un 10 y un 15 % menores, lo que los convierte en la opción más rentable para transformadores de gran potencia donde la eficiencia repercute directamente en los costes operativos a largo plazo.

¿Cuál es la diferencia entre los recubrimientos C3, C4 y C6 en el CRNGO?

Se trata de recubrimientos aislantes inorgánicos normalizados por la IEC que se aplican sobre la superficie del acero al silicio. El C3 es un recubrimiento de fosfato-cromato que proporciona buena adherencia y resistencia de aislamiento básica. El C4 es un recubrimiento cerámico de mayor resistencia, destinado a motores que requieren un mejor aislamiento interlaminar. El C6 es un recubrimiento inorgánico optimizado para el recocido de alivio de tensiones: resiste el ciclo de recocido sin deteriorarse, lo que lo convierte en la opción preferida cuando las láminas se troquelán y después se recocen para eliminar las tensiones de mecanizado antes del montaje. Especifique el tipo de recubrimiento requerido en el momento de realizar el pedido.

Referencias

1. IEC 60404-8-7:2008 — Materiales magnéticos – Parte 8-7: Especificaciones para materiales individuales – Fleje y chapa de acero eléctrico de grano orientado laminado en frío suministrado en estado completamente procesado. Comisión Electrotécnica Internacional. https://webstore.iec.ch/publication/2024
2. IEC 60404-8-4:2022 — Materiales magnéticos – Parte 8-4: Especificaciones para materiales individuales – Fleje y chapa de acero eléctrico de grano no orientado laminado en frío. Comisión Electrotécnica Internacional. https://webstore.iec.ch/publication/67668
3. World Steel Association — Acero y energía: aceros eléctricos en transformadores y motores. https://worldsteel.org/steel-topics/steel-and-energy/
4. BAOWU Group — Catálogo de productos y especificaciones técnicas de acero al silicio. https://www.baowugroup.com/en/
5. Agencia Internacional de la Energía (AIE) — Eficiencia energética 2024: capítulo sobre motores y transformadores. https://www.iea.org/reports/energy-efficiency-2024