电工钢的研究进展.pdfVIP

2006年第九届全国电工钢专业学术年会译文集 电工钢研究进展 (英) KeithW．Jenkins 摘要 连续不断的致力于改善电工钢性能的研究，降低铁损和提高磁导率，而且也是最终产品(比 如变压器、电机等)考虑能耗和成本的重要指标。因此电工钢的研究不能仅仅考虑改善性能，而是将电工 钢的研究作为电力系统节约成本和降低能耗的一部分。 1 引言 电工钢的产量约占世界钢产量的1％，总产量大约8百万吨。这种材料主要用在电力系统，从电 能的产生，分配到再利用均需要电工钢。并且电工钢和我们的日常生活有密切联系。 电工钢有两种主要产品：取向电工钢和无取向电工钢。取向电工钢所有晶粒位向一致，称为高 斯织构。取向电工钢沿轧制方向磁性能最好，主要用于变压器上。无取向电工钢各个方向的磁性能 基本相同，主要用于旋转电机，如马达和发电机。 电工钢，第二阶段是在1970～1980年代新日铁公司生产的Hi．B取向电工钢。 类似的，无取向电工钢也有两种类型，全工艺产品和半工艺产品。全工艺产品的磁性能是钢铁 生产厂家所提供，在产品制造厂家产品的性能不发生变化。半工艺产品最终的磁性能是用户加工后 成品退火后显示的磁性。 每种电工钢都有较大的市场需求，同时也存在市场压力。在改善产品磁性能和物理性能的同时 也要减少环境危害和降低产品价格。 全世界电工钢生产厂家都在致力于改善现有电工钢产品性能研究，不仅作为供应厂家，同时也 在改善最终电工钢产品的性能。合适的机械性能、表面涂层、冲片工艺和焊接方式等对改善最终成 品的磁性能非常重要。此外，改善加工工艺降低成本无论对于电工钢生产厂家还是成品加工厂家都 是必要的。 电工钢生产厂家不仅致力于利润最大化，同时还要考虑减少二氧化碳的排放，这些努力都是至 关重要的。提高电工钢的性能和最好的利用现有电工钢产品的性能，通过发电、电力的分配和再利 用等充分发挥电能的作用，对于减少全球变暖将是一个主要途径。 2取向电工钢 改善取向电工钢性能的主要途径：1)改善生产工艺；2)提高磁性能；3)改善加工工艺。 2．1改善生产工艺 对于取向电工钢生产工序复杂而且生产成本较高，一个明显的特征是在热轧过程中需要较高的 2006年第九届全国电工钢专业学术年会译文集 板坯加热温度(1400℃)，这个温度主要是使得钢板中的硫化锰和氮化铝的析出物固熔，从而呈细小 弥散状态析出作为晶粒生长的抑制剂，高温退火过程形成很大的高斯位向晶粒。3％Si取向电工钢的 板坯加热温度不仅需要大量的能源消耗，同时也导致加热炉中存在大量的液态渣以及热轧过程中产 生边裂等生产问题。为了避免这些问题，已经提出了低温板坯加热温度(1200℃)生产取向电工钢， 并且生产出的电工钢的磁性能和现有产品的磁性能相当。现在已经有很多方法在使用，新日铁钢铁 公司采用的外加抑制剂的方法或许是目前最先进的通用技术，该技术主要是在高温退火阶段保持电 工钢表面含氮量的平衡，以便在二次再结晶阶段形成氮化物充当抑制剂的作用。 随着AK钢铁公司专利的问世，采用连铸连轧工艺直接生成热轧卷生产取向电工钢产品已经引起 人们极大的兴趣。如果连铸连轧工艺替代传统的生产取向电工钢的工艺变成现实，则可以大大降低 制造成本。 2．2提高磁性能 电工钢产品的磁性能和产品的化学成分、晶粒尺寸、取向度、纯净度以及最终产品的厚度有很 大的关系。对于所有取向电工钢，这些变量几乎是固定值。成分实际上是一常量，其中Si含量范围 在2．9～3．5％，晶粒尺寸、取向度和纯净度水平看二次再结晶过程。根据产品高斯晶粒的取向度将 CGO钢的磁性能的研究主要集中在以连续增量进化，简化工艺和产品质量等方面。也有在CGO钢中 加铬增加电阻率研究方面的报道，虽然改善了铁损但是却降低了饱和磁感应强度。 虽然薄带产品在冷轧方面存在很大难度，在产品加工阶段增加成本，但是减少产品的最终厚度 仍然是一个研究方向。目前在美国0．18mm厚的CGO钢被生产并被广泛的使用，主要是用在卷绕铁 心上，一些小体积的铁心还需要0．1mm甚至更薄的产品，由于该产品需要再加工成需要的厚度，所 以产品价格较高。 Hi-B钢的研究在薄规格上也取得了很大的进展，0．23mm厚的产品是目前全球最通用的产品， 采用磁畴细化技术，该类产品的铁损值P1．7／50达0．65W／埏。随着研究工作的不断深入，改善高斯 晶粒的取向度，改善薄规格产品的