硅钢产品介绍一、硅钢产品的预备知识二、硅钢产品分类及主要性能三、硅钢生产工艺及各工序主要功能四、硅钢产品的主要用途五、对热轧原料的要求一、硅钢产品的基础知识硅钢生产已有近百年的历史,它是制造电机、变压器和镇流器铁芯以及各种电器元件用以节能的最重要的金属功能性材料之一。
硅钢产品,特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂、成分控制严格、制造工序长,而且影响性能的因素多,因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志,并获得了冶金产品“工艺品”的美称。
1.硅钢产品的分类(见下表):硅钢产品的分类除表中所列的品种类别外,还有一些特殊用途的硅钢产品,如用作中、高频电机和变压器以及脉冲变压器等的0.15和0.20mm厚3%Si冷轧无取向硅钢薄带,及0.025、0.05及0.10厚3%Si冷轧取向硅钢极薄带。
用作继电器和电力开关的0.70mm厚3%Si冷轧无取向硅钢等。
2.对硅钢片性能的要求一般要求电机、变压器和其它电器部件效率高、节能、体积小和重量轻,硅钢片主要是作为电机、变压器铁芯材料,通常是以铁芯损耗和磁感应强度作为产品磁性保证值。
因此对硅钢产品的性能要求如下:2.1铁芯损耗(P T)低●铁芯损耗是指铁芯在≥50H Z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,单位为W/kg●硅钢片的铁损(P T)包括磁滞损耗(P h)、涡流损耗(P e)和反常损耗(P a)三部份。
1)磁滞损耗(P h)磁滞损耗是磁性材料在磁化和反磁化过程中,由于材料中的夹杂物、晶体缺陷、内应力和晶体位向等因素阻碍畴壁移动,使磁通变化受阻,造成磁感应强度落后于磁场变化的磁滞现象而引起的能量损耗。
2)涡流损耗(P e):涡流损耗是磁性材料在交变磁化过程中,在磁通改变方向时,按照法拉弟电磁感应法则,在磁通周围感生出局部电动势而引起涡电流所造成的能量损耗。
3)反常损耗(P a):反常损耗是材料磁化时,由于磁畴结构不同而引起的能量损耗。
一般来讲,实测的铁损P T大于上述P h +P e的计算值,两者之差即为反常损耗P a。
●取向钢的铁损保证值作为P1.7/50●无取向钢的铁损保证值作为P1.5/502.2磁感应强度高(B)●磁感应强度是铁芯单位面积上通过的磁力线数,也称磁通密度,它代表材料的磁化能力,单位为T●取向钢是B800作为磁感保证值●无取向硅钢以B5000作为磁感保证值2.3对磁各向同性的要求(无取向钢)●纵、横向的铁损差值<8%●纵、横向磁感差值<10%2.4冲片性良好硅钢片作为电机和变压器的功能性材料,在使用时必须进行冲片,如一台60万KW汽轮发电机定子铁芯是由几十万个0.50mm厚扇形冲片叠成,需要400吨高牌号无取向硅钢,特别是现在微型、小型电机多采用高速冲床连续冲片(每分钟冲300~500片),对硅钢片的冲片性要求更高。
影响冲片性因素主要有●冲模材料●冲头与冲模的间隙(合适的间隙一般为钢板厚度的5~6%)●冲片形状●硅钢片表面绝缘种类和质量●钢板的硬度及屈强比等。
2.5钢板表面光滑、平整及厚度均匀上述要求主要是为了提高铁芯的叠片系数。
叠片系数是指一定量的硅钢片叠片的理论体积(按叠片重量和密度计算出)与在一定压力下测定的实际体积之比,以百分数表示,叠片系数是衡量铁芯实际紧密程度的一个量度。
叠片系数高意味着铁芯体积不变时硅钢片用量增多而有更多的磁通密度通过,有效利用空间增大,空气隙减少,使激磁电流减小。
对微、小型电机来说,减少10~15%空气隙可使激磁电流减小40~60%,这比改善硅钢片本身的磁性更重要。
影响叠片系数的主要因素●钢板表面光滑度和平整度●厚度公差和横向厚度差●表面涂层的厚度和均匀性●选用的钢板厚度(钢板愈厚,叠片系数愈高)●装配时铁芯的压紧程度2.6绝缘涂层性能好为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗,冷轧电工钢板表面一般都涂有一薄层无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。
对涂层的要求●耐热性好,在750~800℃消除应力退火时涂层不被破坏●绝缘涂层薄且均匀,一般要求每面厚度约为1.5μ●层间电阻高,一般为5~50Ω-Cm2/片●附着性好,在冲剪或消除应力退火后不脱落●冲片性,在冲片时起润滑作用,提高冲片性●耐蚀性和防锈性好,与变压器油和氟里昂气体不产生化学反应●焊接性,在铁芯焊接时焊缝中不产生气泡2.7磁时效现象小●铁磁材料的磁性随使用时间而变化的现象称为磁时效,这种现象主要是材料中的碳和氮等杂质元素引起的。
●电工钢在高温下碳和氮的固溶度高,从高温较快冷却时多余的碳和氮来不及析出而形成过饱和固溶体,多余的碳和氮原子就以细小弥散的ε碳化物和Fe16N4质点析出,从而使H C和P T增高。
二、硅钢产品分类及主要性能冷轧硅钢片的牌号表示方法和含义1、1、标准牌号表示方法及含义表示铁损,数字是铁损值的100倍表示高磁感材料字母Q表示取向、W表示无取向表示公称厚度,数字是公称厚度100倍1、2、部份新试产品的牌号表示方法及含义1.2.1、无取向硅钢薄带系列(WTG、WT)WTG ——表示特殊用途的高级无取向硅钢薄带WT ——表示特殊用途的无取向硅钢薄带1.2.2、电磁开关用途系列(DWK)D ——表示电工钢,“电”字汉语拼音的第一个字母W ——表示无取向,“无”字汉语拼音的第一个字母K ——表示开关用料,“开”字汉语拼音第一个字母1.2.3、取向宽薄带系列(DG)D ——表示电讯工业用钢,“电”字汉语拼音的第一个字母G ——表示工作频率在400赫兹以上的高频,“高”字汉语拼音的第一个字母●执行标准:Q/WG(GG)05-2002或技术协议●性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)2、产品特点及适用范围本产品具有铁损极低、厚度薄、板型平坦的特点。
适用于制作仪器仪表、大中型电机、中频电机、分配变压器、调压器、电抗器及磁放大器、电视机变压器、收音机变压器等的铁芯材料。
⏹执行标准:Q/WG(GG)05-2002或技术协议⏹性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)2、产品特点及适用范围本产品具有铁损极低、厚度薄、板型平坦的特点。
适用于制作大中型电机、中频电机、分配变压器、调压器、电抗器及磁放大器、电视机变压器、收音机变压器、焊机变压器、轭流圈、继电器、电磁开关等的铁芯材料。
无取向硅钢中低牌号系列⏹执行标准:Q/WG(GG)05-2002⏹性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)2、产品特点及适用范围50WW600~50WW700等产品具有磁感、铁损兼优的特点。
板型平坦、涂层均匀,适用于制作中小型电机、微型电机、密封电机、间歇电机、轭流圈、镇流器等的铁芯材料。
50WW800~50WW1300等产品具有高磁感的特点。
板型平坦、涂层均匀且薄,适用于制作小型电机、微型电机、密封电机、间歇电机、镇流器等的铁芯材料及小型变压器的E、I片。
无取向高磁感低牌号系列⏹执行标准:技术协议⏹性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)3、产品特点及适用范围本系列产品具有磁感高、板型平坦、涂层均匀且色彩光亮。
适用于家用电器、微型电机及微型变压器的E、I片。
无取向特殊用途用钢系列●执行标准: Q/WG(GG)-1999或技术协议●性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)2、产品特点及适用范围WTG系列产品具有厚度极薄且幅面宽、板型平坦的特点。
适合于在高频下使用,适用于制作中频电机、控制电机的铁芯材料。
无取向专用钢系列●执行标准: Q/WG(GG)03-1999或技术协议●性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)2、产品特点及适用范围本系列产品具有磁感高、铁损低的特点。
特别是磁性能的一致性好,板型平坦、厚度均匀、涂层均匀,也可根据用户要求表面不施以绝缘涂层。
其中:●J23G-50产品适合于中型电机、小型电机及高能加速器、高效压缩机等铁芯材料;●BDG、WDG系半工艺型产品,表中数据为试样退火后数据。
该产品须经用户将钢带冲剪后的铁芯进行消除退火后方可使用,且经用户退火后能发挥其优良磁性(推荐用户铁芯退火温度控制在750~780℃,保温时间随叠片尺寸、装炉量及退火炉的特性等参数而变化)。
适用于制作小型电机、微型电机、间歇电机以及冰箱压缩机、空调压缩机电机的铁芯(BDG表面无涂层、WDG表面有涂层)。
●WHB、WHY适用于制作小型电机、微型电机、高效压缩机电机,根据用户要求,分为表面涂层和不涂层。
高磁感取向钢(Hi-B)系列●执行标准:GB/T2521-1996或Q/WG(GG)02-1999●性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)注:1、按GB/T3655测试时,试样应消除应力退火,退火工艺为:在800℃±20℃的炉温中保持2h,然后空冷到定温。
2、按GB/T13789测试时,试样可不消除应力退火。
2、产品特点及适用范围本系列产品具有磁感高(较GB/T2521-1996标准高出0.01~0.05T以上)、铁损极低、板型平坦等特点。
是制作大中型变压器、卷绕变压器、节能变压器及干式变压器等的理想铁芯材料。
一般取向钢(GO、NQ08)系列●执行标准:GB/T2521-1996或Q/WG(GG)02-1999●性能指标1、实物水平(典型磁性及力学性能)注:1、按GB/T3655测试时,试样应消除应力退火,退火工艺为:在800℃±20℃的炉温中保持2h,然后空冷到定温。
2、按GB/T13789测试时,试样可不消除应力退火。
2.2、产品特点及适用范围本系列产品具有磁感高、铁损低、板型平坦等特点。
适用于制作大中型变压器、卷绕变压器、节能变压器及干式变压器等的铁三、硅钢生产工艺及各工序主要功能冷轧硅钢带(片)前工序采用了铁水脱硫、脱锰、真空处理、电磁搅拌、连铸和热连轧等先进技术。
在硅钢厂按照新日铁提供的先进专利技术进行酸洗、冷轧、焊接、退火、涂层、检验、剪切等一系列生产工序,可生产满足用户需要的9大品种、75个规格牌号的高质量硅钢带(片)。
1.无取向硅钢生产工艺流程1.1无取向高牌号钢(0.35mm)→→→→1.2 0.50mm无取向高牌号钢→→1.3 0.50mm无取向中低牌号钢1.4 BDG(半工艺型)电工钢冷轧厂工艺流程硅钢厂工艺流程2 、取向硅钢片的生产工艺流程2.1 Hi-B(高磁感取向硅钢)→→→→2.2 一般取向钢→→→→→→→→→→→3.硅钢厂各工序的主要功能3.1 CP1、2 (酸洗机组)3.1.1采用喷丸和酸洗的方法去除热轧板表面的氧化铁皮3.1.2进行剪边为轧钢作好准备3.1.3对Hi-B进行固溶常化处理(主要是AlN、MnS的固溶和析出),是Hi-B 钢最重要的一道工序,它关糸到最终的磁性能;3.2 ZR(森吉米尔二十辊轧机)3.2.1对钢板进行压延加工得到所需的厚度规格3.2.2针对不同的品种牌号控制最终的压下率(如一般取向硅钢其最终压下率为55%左右、Hi-B则采用85%的一次大压下率)3.2.3控制和调整好板型,得到表面质量好、厚度公差精度高、同板差小的钢带。