硅钢基础知识.docx

硅钢带的生产1903 年美国和德国首先生产了热轧硅钢。美国阿姆柯钢公司于 1935 年开始生产冷轧取向硅钢,20 世纪 40 年代初生产无取向硅钢。50 年代主要工业发达国家陆续引进阿姆柯技术专利。70 年代前,世界约 80%取向硅钢都按此专利生产。1968 年日本新日铁正式生产高磁感取向硅钢(Hi-B 钢)。从 1971 年开始,美国等 6 个国家引进了日本 Hi—B 钢专利。从 1968 年开始,日本在冷轧电工钢产品质量、制造技术和装备、开发新产品和新技术、科研和测试技术各方面都远超过美国,处于领先地位。我国太原钢铁(集团)公司于 1954 年首先生产热轧硅钢。1957 年钢铁研究总院研制成功冷轧取向硅钢,到 1973 年已掌握阿姆柯技术专利要点。1974 年武汉钢铁(集团)公司从日本新日铁引进冷轧硅钢制造装备和专利,1979 年正式生产 11 个牌号的冷轧取向及无取向硅钢。  电工钢的分类电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低,硅的质量分数小于 %)电工钢和硅钢两类;按最终加工成形的方法分为热轧硅钢和冷轧硅钢两大类;按其磁各向异性分为取向电工钢和无取向电工钢。热轧硅钢板均系无取向硅钢,硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展而成的,因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。由于产品的用途不同对磁各向异性的要求不同。在旋转状态下工作的电机要求电工钢磁各向同性,用无取向电工钢制造;变压器在静止状态下工作,要求沿一个方向磁化(轧制方向),用冷轧取向硅钢制造,因此取向硅钢又称变压器钢。我国电工用热轧硅钢薄板的国家标准号为 GB5212—85;从 20 世纪 60 年代开始,主要工业发达国家陆续停止了热轧硅钢板的生产。我国冷轧晶粒取向、无取向磁性钢带(片)的国家标准号为 GB2521—1996。标准中的牌号表示方法为:以字母 W 表示无取向钢带(片);以字母 Q 表示取向钢带(片);以字母 G 表示取向钢中的高磁感材料。在一些资料、书籍中,称普通取向硅钢为 GO 钢,高磁感取向硅钢为 Hi-B 钢,电工钢分类见表 3—1。  磁性能电工钢是以其铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值的。用户对电工钢的磁性能要求如下:(1) 低的铁损。铁损(尸 t)是由磁滞损耗(Ph)、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa)三部分组成的。铁损低可节省大量电力、延长电机和变压器工作时间并简化冷却装置。因电工钢的铁损造成的电量损失占一个国家年发电量的 %一 %,其中变压器约占 50%,小电机占30%,镇流器占 15%。因此,各国生产电工钢板总是千方百计地降低铁损,并以铁损作为考核产品磁性能的最重要的指标,按铁损值作为划分牌号的依据。(2) 高的磁感应强度。磁感应强度高,铁芯激磁电流(空载电流)降低,导线电阻引起的铜损和铁芯铁损降低,可节省电能。当电机或变压器容量不变时,磁感应强度高可使铁芯体积缩小和质量减轻,节省电工钢板、导线等的用量,并使铁芯铁损和制造成本降低,有利于制造、安装和运输。(3) 对磁各向异性的要求。硅钢是体心立方晶体结构,其晶轴不同,磁化特性也不同。三个主轴方向的磁性,[100]方向为易磁化轴,[110]方向为次易磁化轴,[111]方向为难磁化轴。这种磁化特性称为磁各向异性。电工钢的用途不同,要求磁各向异性不同。电机在旋转状态下工作,要求电工钢磁各向同性,用无取向电工钢制造;变压器在静止状态下工作,要求磁各向异性,用冷轧取向硅钢制造。(4) 磁时效小。铁芯的磁性随使用时间而变化的现象叫磁时效。磁时效主要是由于过饱和碳和氮析出微小碳化物和氮化物而引起的。所以要求电工钢产品中碳含量(质量分数)和氮含量(质量分数)分别小于 %和 %。 加工性能由于电工钢还需要进一步加工成形,用户对电工钢的加工性能也有一定的要求:(1) 好的冲片性。电工钢成形的冲剪工作量很大,特别是微、小电机,所以要求电工钢板的冲片性好。冲片性好能够提高冲剪片的尺寸精度,延长冲剪工具的使用寿命。(2) 表面光滑平整,厚度偏差小和均匀。这项要求主要是为了提高产品的叠片系数(铁芯有效利用空间),保证冲剪片尺寸精度和便于铁芯装配。电工钢板的叠片系数降低 1%,相当于铁损增高 2%和磁感强度降低 1%。 ,以防止铁芯叠片间发生短路而增高涡流损耗。对绝缘膜的要求是:(1)耐热性好;(2)膜薄且均匀;(3)层间电阻高;(4)附着性好;(5)冲片性好;(6)耐腐蚀性和防锈性好。高磁感取向硅钢表面涂以应力涂层,使钢板中产生拉应力,通过细化磁畴使铁损和磁致伸缩明显降低。不同用途的电工钢,对磁性、冲片性