电工钢

电工钢

金属材料
电工钢亦称硅钢片,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金,亦是产量最大的金属功能材料,主要用作各种电机、发电机和变压器的铁芯。它的生产工艺复杂,制造技术严格,国外的生产技术都以专利形式加以保护,视为企业的生命。电工钢板的制造技术和产品质量是衡量一个国家特殊钢生产和科技发展水平的重要标志之一。[1]
    中文名:电工钢 外文名:Electrical steel 别名: 亦称:硅钢片 行业:电力、电子和军事工业 性质:重要软磁合金

概述

全世界电工钢的总产量约700万吨。当前,特别这几年随着中国电力、电器工业的迅猛发展,中国的硅钢片需求量快速增加,2004年的消费量几乎已占全世界硅钢片产量的一半,导致中国的硅钢产量进入了一个快速发展时期,但仍然无法满足国内需求,2004年进口硅钢片164万吨。电工钢已有上百年的历史,电工钢包括Si<0.5%电工钢和Si含量0.5~6.5%的硅钢两类,主要用作各种电机、变压器和镇流器铁芯,是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。

发展历史

铁的磁导率比空气的磁导率高几千到几万倍,铁芯磁化时磁通密度高,可产生远比外加磁场更强的磁场。普通热轧低碳钢板是工业上最早应用的铁芯软磁材料。1886年美国Westinghouse电气公司首先用杂质含量约为0.4%的热轧低碳钢板制成变压器叠片铁芯。1890年已广泛使用0.35mm厚热轧低碳钢薄板制造电机和变压器铁芯。但由于低碳钢电阻率低,铁芯损耗大;碳和氮含量高,磁时效严重。

性能要求

铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交变磁场下磁化时所消耗的无效电能,简称铁损,也称交变损耗,其单位为W/kg。这种由于磁通变化受到各种阻碍而消耗的无效电能,通过铁芯发热既损失掉电能,又引起电机和变压器的温升。电工钢的铁损(PT)包括磁滞损耗、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa)三部分。电工钢板铁损低,既可节省大量电能,又可延长电机和变压器工作运转时间,并简化冷却装置。

生产工艺

冶炼

硅钢主要用氧气转炉冶炼(也可用电弧炉冶炼),配合钢水真空处理和AOD技术(见炉外精炼,采用模铸或连铸法。根据不同的用途,冶炼时改变硅(0.5~4.5%)和铝(0.2~0.5%)含量以满足不同磁性的要求。高牌号硅钢片的硅和铝量相应提高。碳、硫和夹杂物尽量减少。

轧制

冷轧硅钢片的磁性、表面质量、填充系数和冲片性比热轧硅钢片好,并可成卷生产,所以从60年代开始有些国家已停止生产热轧硅钢片。中国采用约900℃低温一次快速热轧和氢气保护下成垛退火方法制造热轧硅钢片,成材率较高,成品表面质量和磁性都较好。

冷轧

为了确保不同用途的厚度与材质,将减速比例设在40%-90%,并为实现自动厚度控制、自动形状控制等先进的控制设备。

退火

是软化冷冲压工程中硬化了的钢带材质的工程。通过金属加热及急速冷却,生产深加工用钢及高张力钢,并采用装箱(罩退)退火与连续退火法。

绝缘涂层

将硅钢板加工成铁芯时,为改善其加工性能并防止相当于钢板厚度自乘的涡电流损失,采用连续涂镀设备,在钢板上下面喷射绝缘涂液。

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