电工钢的性能要求
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(Pt)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2.5%一4.5%,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较重要的指标,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0.0035%和0.005%。
二,无取向电工钢无取向电工钢是含碳很低的硅铁软磁合金,是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要材料。据统计,2000年全世界电工钢的总产量为671.4万吨,到2005年已经**过了800万吨。目前国内市场的消费量已远**过300万吨。其中,无取向硅钢是在旋转磁场中工作的电动机和发电机转子的铁芯材料,要求良好的磁性能和工艺性能。近年来,随着电机高速化和小型化的发展,对无取向硅钢的性能要求提出了更高的要求,如在高频下具有低铁损和高磁感强度等。
提高无取向电工钢的性能的主要技术关键就是进一步实现钢质成分的严格控制,因为微量元素对无取向硅钢磁性能的影响较大。
无取向硅钢片是按照一定生产工艺,形成无取向性变形织构结晶结构的硅钢片。 冷轧无取向硅钢片较主要的用途是用于发电机、电机的制造。生产上是将钢坯或连铸坯热轧成厚度约2.3mm带卷。制造低硅产品时,热轧带卷酸洗后一次冷轧到 0.5mm厚。制造高硅产品时,热轧带酸洗后(或先经800~850℃常化后再酸洗),冷轧到0.55或0.37mm厚,在氢氮混合气氛连续炉中850℃退火,再经6~10%小压下率冷轧到0.50或0.35mm厚。这个小压下率的冷轧可使退火时晶粒长大,铁损降低。这两种冷轧板都在20%氢氮混合气氛下连续炉中850℃较终退火,然后涂磷酸盐加铬酸盐的绝缘膜。经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。