硅钢片硅钢片电磁钢板.ppt

硅 钢,Page 2,Part.1,硅钢指的是含硅量为0.5%至4.5%的极低碳硅铁合金， 因结构和用途不同而被分为无取向硅钢和取向硅钢。 硅钢主要用作各种电机、发电机、压缩机、马达和变压器的铁心， 是电力、家电等行业不可或缺的原材料产品。,冷轧取向硅钢片,热轧硅钢片,冷轧无取向硅钢片,高磁感冷轧取向硅钢片,分 类,Page 3,一、概念分类,Page 4,含碳很低的硅铁合金。在形变和退火后的钢板中其晶粒呈无规则取向分布。又称低硅片，合金的硅含量为1.53.O，或硅铝含量之和为1.84.0。产品通常为冷轧板材或带材，其公称厚度为0.35和0.5mm，低硅片含硅2.8以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电动机和发电机。,顾名思义，晶粒呈有规则取向分布，又称高硅片含硅量为2.8-4.8，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。与低硅片在实际使用中并无严格界限，常用高硅片制造大型电机。,Page 5,1、二者都是冷轧硅钢片，但含硅量不同。冷轧无取向硅钢片含硅量0.5%-3.0%，冷轧取向硅钢片含硅量在3.0%以上。 2、生产工艺及性能的不同：无取向硅钢片较取向硅钢片工艺要求相对较低。 3、性能及用途：由于二者性能特点不同，在使用方向上存在差异冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢。冷轧取向硅钢带最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧变压器硅钢。,无取向硅钢片和取向硅钢片的关系,铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。 较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。 表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高铁芯的填充系数。 冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。 表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。,Page 6,二 、性能,Page 7,冷轧电工钢的牌号是由英文字母加数字组成， 字母表示取向或无取向，前段数字表示钢的厚度，后段数字表示铁损。如取向钢的牌号为30Q120、30Q130、30Q140等，无取向钢的牌号为50A470、50A600 等 。,三、硅钢牌号,Page 8,宝钢牌号示例,BA 第1位B-BAOSTEEL 第2-3位-对应的冷轧厚度mm*100 第4位: A -无取向电工钢 第5-7位 -表示铁损最大值，P15/50 W/kg*100 BA 第2-3位-对应的冷轧厚度mm*100 第4位: A -无取向电工钢 第5位: H-高效的英文缩写 R-消除应力退火 M-电机用,Page 9,B65A800表示公称厚度为0.65mm的低牌号无取向电工钢，铁损的保证值P15/50不大于8.00W/kg B50AH470表示公称厚度为0.50mm的高效无取向电工钢，铁损的保证值P15/50不大于4.70W/kg B50AR350表示公称厚度为0.50mm的无取向电工钢，用户经过750保温2小时后，铁损的保证值P15/50不大于3.50W/kg；,国内无取向硅钢常用牌号认识,B50A470-A 这里的A是涂层的意思 B50A470-H 这里的H也是涂层的意思 B50AH470 这里的H是高效的意思，如果最后没有注明涂层，那就是默认为A涂层,Page 10,35WW250 最前面的35是厚度0.35 ，WW分别为WISCO（武钢）和 无取向 30Q130 Q为取向的意思，这里的表示方法为武钢专用。,50AW470 这里的 A是 鞍钢 ，W是无取向。,鞍钢,M50A600 M为马钢， A 为无取向。,35TW250 T 为太钢， W为无取向。,Page 11,Part.2,酸 洗,通过除鳞机与盐酸罐，除去热轧钢带的氧化物，以防止冷轧成品表面的缺陷。 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。 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。 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。,退 火,冷冲压,绝缘涂层,Page 12,一、生产工艺,硅钢的冶炼生产工艺流程,铁水脱硫,通常要求铁水中的硫含量降到0.005%以下,转炉冶炼,采取顶低复合吹炼，脱碳到0.06%以下。挡渣出钢。,炉外精炼,采用RH等，脱硫到0.005%以下，脱碳到0.01以下。,连续浇铸,在中间包和结晶器采用专用保护渣。,硅钢,Page 13,常见应用范围：,Page 14,无取向硅钢：中型发电机，马达，泵，声频变压器，镇流器，电焊机，电机 取向硅钢：互感器，变压器，电抗器 电源变压器：开关变压器,控制变压器,自耦变压器,耦合变压器,音频变压器,电源变压器,恒压变压器,脉冲变压器 电力变压器：油浸式变压器，干式变压器，试验变压器，矿用变压器，特种变压器，电压互感器，电流互感器，调压器 电机：直流发电机，直流电动机，同步发电机，同步电动机，伺服电动机，微型电动机，脉冲电动机 电焊机：固定式缝焊机，高速缝焊机，全自动凸焊机，固定式点焊机，便携式点焊机，摇臂式点焊机，氩弧焊机。,二、硅钢的应用,硅钢的应用,Page 15,变压器,电动机,铁 芯,Page 16,中国,武钢、宝钢、太钢、鞍钢、马刚、台湾中钢,日本,新日铁（广畑、八幡硅钢厂），JFE（千叶、水岛硅钢厂）,韩国,浦项,欧洲,齐诺尔 -萨西罗尔（UGINE厂），蒂森克虏伯（EBG厂），意大利AST厂，英国Corus（ORB厂），欧洲电工钢公司（EES）,俄罗斯,新利佩茨克，上依谢特冶金,美国,阿姆坷，阿利根尼,三、各国主硅钢生产厂商,Page 17,Part.3,Page 18,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心。电工钢包括Si0.5%电工钢和Si含量 0.56.5%的硅钢两类，电工钢在磁性材料中用量最大，也是一种节能的重要金属功能材料。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。目前我国冷轧电工钢数量、质量、规格牌号,还不能满足能源(电力)工业发展的需求,在生产技术、设备、管理及科研等方面与日本相比,存在较大差距。,一、电工钢的概念导述,Page 19,二、电工钢的发展历史,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。 1892年英国哈德菲尔特开始研究硅钢 1898年发表了4.4%Si-Fe合金的磁性结果。 1903年美国取得哈德菲尔特专利使用权。同一年美国和德国开始生产热轧硅钢板。 1905年美国已大规模生产。在很短时间内全部代替了普通热轧低碳钢板制造电机和变压器，其铁损比普通低碳钢低一半以上。 19061930年期间，是生产厂与用户对热轧硅钢板成本、力学性能和电机、变压器设计制造改革方面统一认识、改进产品质量和提高产量的阶段。,热轧硅钢发展阶段（18821955年）,Page 20,此阶段主要是冷轧普通取向硅钢（GO）板的发展阶段。 1930年美国高斯采用冷轧和退火方法开始进行大量实验，摸索晶粒易磁化方向平行于轧制方向排列的取向硅钢带卷制造工艺。 1933年高斯采用两次冷轧和退火方法制成沿轧向磁性高的3%Si钢，1934年申请专利并公开发表。 1935年Armco钢公司按高斯专利技术与Westinghouse电气公司合作进行生产。之后，Armco钢公司采用快速分析微量碳等技术和不断改进制造工艺及设备，使产品质量逐步提高。 直到1958年在掌握MnS抑制剂和板坯高温加热两个前工序制造工艺后，制造取向硅钢的专利技术已基本完善，产品磁性大幅度提高且稳定。 1959年开始生产0.30mm厚产品， 1963年生产0.27mm产品。40年代初，Armco钢公司开始生产冷轧无取向硅钢板。 19631967年期间，英国、日本等国家陆续停止生产热轧硅钢板。热轧硅钢板逐步被冷轧无取向电工钢和冷轧取向硅钢板所代替。,冷轧电工钢发展阶段（19301967年）,Page 21,1961年，新日铁在引进Armco专利基础上，首先试制AlN+MnS综合抑制剂的高磁感取向硅钢。 1964年开始试生产并命名为Hi-B，但磁性不稳定。经过15年的持续改进，Hi-B钢制造工艺已日臻完善， 并于1968年正式生产Z8H牌号。 从1979年开始，新日铁和川崎公司采用提高硅含量、减薄产品钢带厚度和细化磁畴技术，陆续生产了0.30、0.27、0.23及0.18mm高磁感取向硅钢新牌号。,高磁感取向硅钢发展阶段（19611994年）,Page 22,三、电工钢的分类,1、硅钢片的分类,硅钢片按其含硅量不同可分为低硅和高硅两种。低硅片含硅2.8以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机，俗称电机硅钢片；高硅片含硅量为2.8-4.8，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片。两者在实际使用中并无严格界限，常用高硅片制造大型电机。 按生产加工工艺可分热轧和冷轧两种，冷轧又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。冷轧片厚度均匀、表面质量好、磁性较高，因此，随着工业发展，热轧片有被冷轧片取代之趋势(我国已经明确要求停止使用热轧硅钢片，也就是前期所说的以冷代热)。,Page 23,1、二者都是冷轧硅钢片，但含硅量不同。冷轧无取向硅钢片含硅量0.5%-3.0%，冷轧取向硅钢片含硅量在3.0%以上。 2、生产工艺及性能的不同：无取向硅钢片较取向硅钢片工艺要求相对较低。,2、无取向硅钢片和取向硅钢片的关系,3、性能及用途：由于二者性能特点不同，在使用方向上存在差异冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造，故又称冷轧电机硅钢。冷轧取向硅钢带最主要的用途是用于变压器制造，所以又称冷轧变压器硅钢。,Page 24,3、硅钢片的相关标准,电工用热轧硅钢薄板以含碳损低的硅铁软磁合金作材质，经热轧成厚度小于1mm的薄板。电工用热轧硅钢薄板也称热轧硅钢片。 热轧硅钢片按其合硅量可分为低硅（Si2.8）和高硅（Si4.8）两种钢片。,（一）电工用热轧硅钢薄板（GB5212-85）,用含硅0.8-4.8的电工硅钢为材质，经冷轧而成。 冷轧硅钢片分晶粒无取向和晶粒取向两种钢带。冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。用冷带代替热轧带制造电机或变压器，其重量和体积可减少0-25。若用冷轧取向带，性能更佳，用它代替热轧带或低档次冷轧带，可减少变压器电能消耗量45-50，且变压器工作性能更可靠。 用于制造电机和变压器。通常，晶粒无取向冷轧带用作电机或焊接变压器等的状态；晶粒取向冷轧带用作电源变压器、脉冲变压器和磁放大器等的铁芯。 钢板规格尺寸：厚度为0.35、0.50、0.65mm，宽度为800-1000mm，长度为2.0m。,（二）电工用冷轧硅钢薄板（GB2521-88）,Page 25,（三）家电用热轧硅钢薄板（GBH46002-90）,家电用热轧硅钢薄板的牌号以J（家）D（电）R（热轧）表示，即JDR。JDR后数字为铁损值*100，横线后数字为钢板厚度(mm)*100。家电用热轧硅钢片对电磁性能要求可稍低一点，铁损值（P15/50）最低值为5.40W/kg。一般不经配洗交货。 用于各种电风扇、洗衣机、吸尘器、抽油烟机等家用电器的微分电机等。,Page 26,化学成分的影响 第一类元素的影响 Si、Al、Mn是有益的合金元素，可使铁的磁各向异性常数K1和饱和磁滞伸缩常数s值降低，磁化更容易，所以Ph降低。另外这些元素还可提高电阻率，使Pe降低。因此提高第一类元素的含量可以明显降低铁损。但当这些元素含量太高时，材料变得既硬又脆而无法冷加工。 第二类元素的影响 C、S、N、O、Ti、Zr等为有害元素，这些元素的存在可在钢中形成细小弥散的碳化物、硫化物、氮化物及氧化物，阻碍成品退火时晶粒长大，对磁性能不利，因此要求钢中这类元素的含量越低越好。 第三类元素的影响 在无取向硅钢中添加少量的Sb、Sn，可以改善无取向电工钢再结晶退火后的织构，使（100）和（110）有利织构组分明显增加，使（111）不利织构组分明显减弱，从而降低铁损，提高磁感。添加少量的此类元素，还可以抑制内氧化层和氮化层的形成，改善磁性。,四、影响因素,Page 27,晶粒尺寸,杂质、夹杂物和内应力,晶粒尺寸大，晶界数量少，畴壁移动的阻力小，磁滞损耗降低。另一方面，晶粒尺寸大，磁畴尺寸增大，涡流损耗和反常损耗都增加。因此为了降低总铁损有一个合适的临界晶粒尺寸。,无取向电工钢中夹杂物和杂质元素应尽量降低，这是提高磁性的最重要措施。它们不仅阻碍畴壁移动使磁滞损耗和矫顽力增高，同时为了降低其周围静磁能而产生了闭合畴使磁化困难。它们对晶粒长大和织构组分也有很坏的影响。电工钢板中存在任何内应力都使矫顽力增高。,Page 28,晶体织构,在取向硅钢中，提高B8使磁滞损耗明显降低。对无取向电工钢来说，（100）面织构高，磁滞损耗和P15最低，（110）织构次之，（111）织构最差。,钢板厚度,一般来说，钢板厚度减薄，磁滞损耗增高。但厚度减薄，涡流损耗明显降低。因此对总铁损来说也有一个合适的临界厚度。,钢板表面状态,钢板表面平整光洁，表面自由磁极减少，静磁能降低，畴壁移动阻力减小，则磁滞损耗和矫顽力降低。,苏州铁元国际贸易有限公司,Suzhou TieYuan International Trading Co.Ltd.,苏州铁元国际贸易有限公司是一家从事国内外硅钢的销售，加工及其仓储物流配送为一体的综合性公司。依靠在硅钢行业中十多年的摸索，以及在钢铁领域中长年的背景和行业中广泛的人