电工钢生产概论
电工钢生产工艺
电工钢生产工艺
电工钢是一种特殊的钢材，用于制造电机、变压器、发电机等电力设备的重要组成部分。
电工钢的特点是具有高磁导率和低损耗的特性，能够有效地减少电机和变压器的能量损失，提高设备的效率。
为了生产出高质量的电工钢，需要采用一系列严格的生产工艺。
电工钢的生产工艺包括原材料准备、炼钢、连铸、轧制、退火等环节。
首先，需要选用高质量的生铁、废钢和铬铁等原材料进行混合，按照一定的配方进行炼钢。
炼钢过程中需要控制炉温、合金成分和氧化物含量等因素，以保证钢材的质量。
接下来，需要进行连铸，将熔汁铸成板坯。
连铸过程中需要控制板坯的温度、结晶器的形状和宽度等因素，以保证板坯的质量。
随后，需要进行轧制，将板坯压成符合要求的厚度和宽度。
轧制过程中也需要控制轧制力、轧辊间隙和温度等因素，以保证钢材的质量。
最后，需要进行退火处理，以消除钢材内部应力和组织缺陷，提高钢材的磁导率和低损耗特性。
退火过程中需要控制温度、时间和气氛等因素，以保证退火效果。
总之，电工钢的生产工艺需要严格控制各个环节的参数和工艺流程，以生产出高质量的电工钢，保证电力设备的安全和高效运行。
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电工钢简介演示
汇报人： 2023-11-22
目 录
• 电工钢概述 • 电工钢的性能特点 • 电工钢的生产工艺 • 电工钢的应用领域 • 电工钢的市场现状及发展趋势 • 电工钢的未来研究方向及建议
01 电工钢概述
电工钢的定义
• 电工钢是一种具有高磁导率和低铁损的软磁合金，也称为硅钢 片。它主要用于电力、电子和军事工业，作为制造各种变压器 、电动机和发电机的铁芯材料。
建立行业标准
推动建立电工钢行业的标准和规范，促进电 工钢产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
和资源渠道。
06 电工钢的未来研 究方向及建议
研究方向
提高电工钢的磁性能
研究更先进的工艺和材料，以 提高电工钢的磁性能，包括提
高磁导率、降低矫顽力等。
扩大应用范围
研究如何将电工钢应用于更多 领域，如新能源汽车、风力发 电、电力传输等。
环保和可持续发展
研究如何更环保地生产和使用 电工钢，以及如何实现资源的 可持续利用。
详细描述
连铸是冶炼后的下一步，它包括将钢水倒入 一个叫做结晶器的特殊容器中。在结晶器中 ，钢水逐渐冷却并开始凝固成固态。这个过 程中，通过控制冷却速度和结晶器的形状， 可以生产出不同形状和尺寸的钢坯。连铸过 程中还需要进行一些质量控制，如检测钢坯 的化学成分和表面质量等。
轧制
总结词
轧制是将连铸后的钢坯通过一对轧辊进行压 缩，以获得所需厚度和形状的钢板。
20世纪初，美国科学家P.W.布里奇曼发明了第一块电工钢，奠定了电工钢的发展史 。
1920年，美国通用电气公司成功研制出第一台冷轧机，生产出世界上第一卷单张硅 钢片。
电工钢的发展历程
01
02
钢铁生产概论
钢铁生产概论一．轧钢1.粗轧和型钢生产绝大多数钢水都经铸熔轧制成为钢材。
其生产方式一般有两种，一种是钢水盛于钢包后流入一定形状的钢锭模中，结晶形成方钢、圆钢、矩形钢和多角形钢锭，待其凝固后，经脱模轧制成材。
另一种是钢水经过冷凝装置后连续铸成不同形状的连铸坯，它可以是单流的也可以是经多线同时铸成多条小断面连铸坯，然后经轧制成材。
由上述钢锭和连铸坯为轧制原料轧制钢材其产品规格及型材一项已达几千种之多，它们主要分为三大类：①简单断面型钢，主要是各种规格的方刚、扁钢、圆钢。
②复杂断面型钢，主要是各种规格的工字钢、槽钢、角钢③周期断面型钢，主要有螺纹钢、犁铧钢、履带板等。
2.初轧生产初轧生产原料是钢锭和大断面连铸坯。
钢锭按脱氧程度不同分为镇静钢锭、沸腾钢锭和半镇静钢锭。
按铸造方法不同又可分为上铸法（钢水直接从钢模上不注入成锭）、下铸法（钢水经中铸管，从钢锭模底部流入钢锭模中，其外形有多种，一般为带有锥度的方矩形）。
初轧车间平面布置分为三大类。
一.直线布置，均热炉和主轧间成一直线，这种布置使钢锭在轧机上运输距离长：二.丁字形布置，均热炉与主轧间与轴线互相垂直成丁字形状，运输路线短；三.环形供锭方式，运锭路线为一圆环形状，将使运锭时间缩短。
初轧工艺流程工序主要分为三大三部分：加热、轧制、精整。
加热是在均热炉中进行的，目前多采用上部单烧嘴式均热炉（空气经预热器预热与煤气在上部单烧嘴处混合喷入炉坑中加热）。
钢锭用前式吊装入均热炉中，加热好后由前式吊车放入运锭车，再有运锭车运到受料滚道，钢锭轧制时一般情况小头在前，故有时需用掉头转盘装置将小头掉前。
为了对正初轧机上的孔型，需用推床移动钢锭位置。
轧板坯为了去掉氧化铁皮，一般先经立扎然后平扎。
为了提高产量采用双锭轧制。
板坯厚度是有轧辊间间距控制的，由轧辊上的压下螺丝调节。
为了去掉板坯或方坯表面曲线如裂痕、结巴等，表面要进行清理。
用氧乙炔火焰清理。
经清理表面后要减去板坯头部和尾部，因为端头有夹杂、开头等问题缺陷。
电工钢生产基本知识
四川机电职业技术学院篇章授课计划教学课题：电工钢生产基本知识教学目的：了解硅钢的用途、种类和硅钢的发展历史了解硅钢应具有的性能及化学成分对性能的影响掌握硅钢的牌号表示方法教学重点：硅钢的技术要求硅钢牌号教学难点：硅钢牌号时间分配：§1．电工钢生产概述（2）§2．电工钢的性能（2）§3．电工钢的牌号表示方法（2）第 1 次课【教学课题】：1．电工钢生产概述【教学目的】：了解硅钢的种类和电工钢的发展历史【教学重点】：电工钢的分类【教学难点】：取向硅钢和无取向硅钢的区别【行课时间】：年月日1．电工钢生产概述电工钢亦称硅钢片，俗称矽钢片，是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5％，经热、冷轧制成。
一般厚度在1mm以下，故称薄板（h ＜2mm）。
加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。
电工钢是电力、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。
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。
一、电工钢的种类1．按成分分电工钢按其成分分为低碳低硅(碳含量很低，含硅量小于0.5％)电工钢和硅钢两类。
硅钢又分为低硅钢和高硅钢。
1）低硅钢低硅片含硅 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。
2）高硅钢高硅片含硅量为 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。
2．按最终加工方式分热轧和冷轧两种，冷轧又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。
热轧硅钢板均系无取向硅钢，硅钢的磁各向异性是在冷轧后通过二次再结晶过程发展而成的，因此只有冷轧电工钢才有取向与无取向之分。
冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠片系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。
电工钢生产概论(PPT35页)
Mn：锰可扩大γ相区，有利于晶粒长大，降低铁损。 可形成MnS，防止生成FeS所引起的热脆，又可降低 相变温度，使退火温度下降，晶粒尺寸变小，影响磁 性，故一般Mn/S≥10。
P：磷与硅的作用相似，缩小γ相区，促使晶粒长大， 提高电阻率和硬度，降低铁损。控制在0.03 %以下。
O：氧在γ-Fe中形成间隙固溶体，使晶格变形、矫顽 力增加、磁时效效应增加、磁性降低。钢中的氧易形 成SiO2、Al2O3等氧化物夹杂，阻碍晶粒长大，使磁 性降低，故要求硅钢中氧含量越低越好。
铁－硅合金的特性
铁的居里温度为770℃ 铁硅二元系含硅量超过
2.5％时，奥氏体区封闭 消失 Si>4.5%时，出现有序相 （Fe3Si）和（FeSi）
电工钢生产概论
提纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
电工钢是铁基的工业用软磁材料，包
括碳含量很低的工业纯铁和0.5％～4.5％ Si硅钢两类，主要用做各种电机和变压器
的铁芯，是电力、电子和军事工业中不可
缺少的重要磁性材料。电工钢板带在磁性 材料中用量最大，约占磁性材料的90％， 占电工材料的50％。电工钢是重要的能源 用钢，也是一种重要的金属功能材料 。
0.50和0.65
0.35和0.50
单取向硅钢 (冷轧变压器钢)
双取向硅钢
冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
高频用冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
0.35、0.30、 0.27和0.23
0.05～0.15
此外还有特殊用途的电工钢板，如高频 电机和变压器以及脉冲变压器用电工钢； 继电器和电力开关用的高强度冷轧无取 向硅钢；新型高转速电机转子用的高强 度冷轧电工钢；医用核磁共振断层扫描 仪等磁屏蔽和高能加速器电磁铁用的低 碳电工钢；高频电机和变压器以及磁屏 蔽的高硅钢板等。
电工钢 冶炼流程
电工钢冶炼流程
电工钢是一种钢材，其生产工艺与普通钢材有所不同。
电工钢的生产需要经历以下几个主要环节：
1.原料采购：
电工钢的主要原料是铁矿石、废钢和合金元素。
这些原料需要经过严格的筛选和混合，确保每一批原料的质量均匀、稳定。
2.冶炼：
电工钢的冶炼是在电弧炉中进行的。
炉内通入高温氧气，使原料在高温下燃烧。
同时，炉内的电极也会产生大量的电弧，使原料中的金属熔化并混合。
在冶炼过程中，需要严格控制氧气的流量和电弧的强度，确保产出的钢材质量符合标准要求。
3.调质：
电工钢的调质是指通过控制冷却速度和加热温度，使钢材中的晶粒尺寸得到均匀化和细化，提高钢材的强度和韧性。
调质过程需要严格控制加热和冷却的温度和时间，确保每一批钢材的性能均匀、稳定。
4.表面处理：
电工钢的表面处理是指通过酸洗、钝化等方式，去除钢材表面的氧化物、尘土等杂质，保证钢材表面的光洁度和耐腐蚀性。
综上所述，电工钢的生产工艺相对较复杂，需要经过多个环节的精细控制和处理，才能获得高品质的钢材。
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我国电工钢生产技术的发展
我国电工钢生产技术的发展我国电工钢生产技术的发展已经取得了显著的进步，成为电力行业的重要支撑。
电工钢是一种具有低磁导率和高磁饱和度的优质磁性材料，广泛应用于变压器、电动机、发电机等电力设备的电磁部件。
在生产技术方面，我国电工钢的制造工艺不断改进和创新。
过去，我国电工钢的主要生产工艺是冷轧加工，但这种工艺生产出的电工钢质量不稳定，磁性能和综合性能低于国际先进水平。
随着技术的不断进步，我国电工钢生产开始采用湿法连铸轧制工艺，产品的磁导率、磁饱和度和综合性能得到显著提高。
同时，还采用了先进的微合金化技术和精密轧制技术，进一步提高了电工钢的机械性能和磁性能。
在材料研发方面，我国电工钢的研发也取得了重要进展。
针对电力行业对高性能电工钢的需求，我国科学家们进行了大量的研究和开发工作。
通过引进国外先进技术及自主创新，我国电工钢的磁导率、磁饱和度和抗腐蚀性能得到了大幅度提高。
此外，我国还研发出了一系列高性能电工钢，如高矫顽力电工钢、高磁导率电工钢等，满足了不同领域对电工钢产品的需求。
在应用方面，我国电工钢的应用范围日益扩大。
除了传统的电力设备行业，电工钢还广泛应用于新能源领域，如风力发电装备、太阳能电池等。
此外，随着电动汽车产业的快速发展，电工钢也成为电动汽车电机和变速器的重要材料。
这些新的应用领域对电工钢的品质和性能提出了更高的要求，促使我国电工钢生产技术不断创新和提升。
总体来说，我国电工钢生产技术在过去几十年取得了巨大进步。
通过技术改进和创新，我国电工钢的质量和性能逐渐达到国际先进水平，并在传统和新兴领域得到了广泛应用。
随着电力行业和新能源行业的快速发展，我国电工钢生产技术将继续发展，并为我国电力设备产业的发展提供重要的支撑。
我国电工钢生产技术的发展对于电力行业和相关领域的发展具有重要作用。
随着我国国民经济的快速发展和电力工业的迅猛增长，对电工钢产品的需求也越来越大，对产品质量和性能的要求也越来越高。
因此，不断提高电工钢生产技术，研发更高性能的电工钢材料，成为我国电力设备产业竞争力的关键。
第七章_电工钢质量要求及冶炼技术
六、硅钢的冶炼方法
2 装入制度 冶炼无取向硅钢时，铁水装入转炉之前先经 KR脱硫。加入顺序为先加活性石灰，再加废钢 （不大于10%），最后兑铁水。 这样既减轻加废钢时对炉衬的冲击破坏，又 可使石灰预热，提高初期渣的碱度，有利于前期 脱磷和减缓对炉衬的侵蚀。
六、硅钢的冶炼方法
3 造渣制度 采用复吹工艺后，由于提高了成渣效果，炉 渣的精炼作用得到充分利用，因此可减少造渣材 料的加入量。 为了适应转炉煤气回收的要求，将主要渣料 （石灰和轻烧白云石）改为开吹时一批加入，吹 炼中期分批加入少量铁皮和萤石调渣，碱度控制 在3~4。 实践证明，这种操作避免了原两批渣料加入 后的炉渣返干和喷溅，提高了成渣速度。
3．其它要求 除了上述电磁性能外，由于硅钢片在制造中 要剪切、冲压成各种形状，因此不能过脆，要 经过弯曲试验检查其脆性。 对硅钢片的表面也有严格要求，表面不能 有锈斑、麻点和夹杂物，厚度要均匀。 表面质量主要与轧制工艺有关。
三、硅钢的分类
按用途：电机硅钢和变压器硅钢 按化学成分：低硅（0.8~1.8%Si） 中硅（1.8~2.8%Si） 高硅（>2.8%Si） 按轧制工艺：热轧硅钢和冷轧硅钢 冷轧硅钢片按晶粒取向可分为无取向和 有取向冷轧硅钢。有取向冷轧硅钢可分为单 取向和双取向冷轧硅钢。含硅量一般为 2.8~3.5%。
五、化学成分对硅钢片性能的影响
2 其它元素的影响 （2）硫 硫是硅钢中的有害元素之一，不但增加钢的热脆 性，同时也对电磁性能危害较大。在钢液凝固时，硫 几乎全部以夹杂物的形式析出，造成组织不均匀，退 火时阻碍铁素体晶粒长大，显著增加硅钢片的磁滞损 失。因此，成品硅钢片中的硫含量应控制在0.003%以 下。 但，适量的MnS夹杂对获得单取向冷轧硅钢片是 有利的，有助于再结晶时得到粗大的晶粒，通过冷轧 后的热处理便可获得有利的晶粒取向。 因此，生产冷轧取向硅钢片时，有时将硫含量控 制在0.01~0.02%.
钢铁生产概论--炼铁部分
炼铁生产概论第一讲绪论冶金的定义和分类金属的分类钢铁工业的基本生产过程课程介绍：通过本课程培训使学员系统了解和掌握冶金生产的基本概念,高炉生产的原料,高炉生产工艺、设备及基本原理等。
整个课程分为三讲。
第一讲绪论冶金的定义和分类冶金就是从矿石或其它原料中提取金属的过程；就金属的冶炼或提取方法而论，由于原料不同而有很大差异，按其特点可分为三类：火法冶金、湿法冶金、电冶金。
火法冶金以燃料为能源，在高温下，使矿石和其它原料熔化提取成金属，它包括干燥、焙烧、熔炼、精炼等。
湿法冶金一般在常温下，使矿石浸入某种溶液，这种溶液能够溶解有用金属，而不溶解其它杂质，然后再从溶液中提取出金属，它包括浸出、净化和置换、沉积等。
电冶金以电能提取金属，按电能性质不同分为电热冶金和电化学冶金。
电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法，其本质与火法冶金相同；电化学冶金是利用电化学反应，使金属从含金属盐类的水溶液或熔体中析出，前者称为水溶液电解，可列为湿法冶金；后者称为熔盐电解，可列为火法冶金，它不仅利用电能的化学效应，而且还利用电能转变热能。
金属的分类1)黑色金属（铁、锰、铬和它们的合金）2)有色金属（除黑色金属以外）材料的分类金属材料、有机高分子材料如工程塑料、纤维、橡胶、无机非金属如陶瓷以及它们的复合材料。
钢铁广泛使用的原因原料蕴藏丰富（约7800亿吨铁矿石）存在相对集中（O、Si、Al、Fe）冶炼的容易性（高炉→转炉或电炉）具有良好的物理、机械性能性能的可调性（通过钢的热处理）我国钢铁企业与国际发达国家相比存在的主要问题1)设备陈旧;2)生产技术水平不高;3)产品品种与质量不能满足其它行业的需要;4)能源消耗高;5)环境污染严重。
钢铁工业的基本生产过程钢铁工业生产基本过程是在炼铁炉内把铁矿石炼成生铁,然后在炼钢炉中把生铁炼成钢水,再铸成钢锭或连铸坯,经轧钢等方法加工成各种用途的钢材。
宝钢钢铁生产概况宝钢是我国从国外引进的第一个大规模现代化钢铁联合企业,具有大型化、高速化、自动化、连续化的特点。
电工钢知识简介
电工钢知识简介LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】电工钢基础知识普及电工钢已有上百年的历史，电工钢包括Si<%电工钢和Si含量 ~%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。
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。
电工钢，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，并获得特殊钢中“艺术产品”的美称。
1、电工钢的发展历史热轧硅钢发展阶段（1882~1955年）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%的热轧低碳钢板制成变压器叠片铁芯。
1890年已广泛使用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。
1882年英国哈德菲尔特开始研究硅钢，1898年发表了%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。
1906~1930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。
冷轧电工钢发展阶段（1930~1967年）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<001>平行于轧制方向排列的取向硅钢带卷制造工艺。
电工钢生产工艺
电工钢生产工艺电工钢是电机制造业中常用的一种铁磁材料，具有高磁导率和低磁滞损耗的特点。
电工钢的生产工艺涉及到原料选用、熔炼、浇铸、轧制、退火等多个环节，下面将对电工钢的生产工艺进行详细介绍。
首先是原料的选择。
电工钢主要以硅钢为主要基材，硅钢是由铁和硅两种元素组成的合金。
硅钢具有很好的磁导率，可有效降低涡流损耗和铁损耗，是制作电动机和变压器的理想材料。
在原料的选用上，要选择质量较好、成分稳定的硅钢原料。
然后是熔炼过程。
熔炼是将原料加热到一定温度，使其熔化，形成液态金属。
熔炼电工钢的一种常用方法是电弧炉熔炼，将原料放入电弧炉中，通过电能加热，使其熔化。
熔炼时要控制炉温和熔池的成分，以确保电工钢的质量。
接下来是浇铸过程。
熔化后的金属液体被倒入预先制作好的浇口和浇注系统中，通过浇注系统将金属液体注入到模具中。
浇铸过程需要注意金属液体的温度和浇注速度，以确保铸件的成型质量。
然后是轧制过程。
浇铸得到的电工钢坯经过多次轧制，使其逐渐变细并形成所需的板材。
轧制是通过辊轧机来完成的，辊轧机利用两个或多个辊来对电工钢坯进行加工。
轧制时要保证辊轧机的辊与电工钢坯之间的紧密接触，以确保板材的厚度和表面光洁度。
最后是退火过程。
轧制后的电工钢板材需要进行退火处理，即通过加热和冷却的方式来改善其组织结构和性能。
退火过程需要控制加热温度、保温时间和冷却速度，以达到最佳效果。
以上就是电工钢的生产工艺的主要环节。
通过选用合适的原料、科学的熔炼、浇铸、轧制和退火等工艺，可以得到高质量的电工钢材料，用于制作电动机和变压器等产品。
电工钢生产工艺的不断改进和优化，有助于提高电动机和变压器的效率和性能，推动电机制造业的发展。
我国电工钢生产技术的发展概述
我国电工钢生产技术的发展概述引言电工钢是一种用于制造电机、变压器和电力设备的特殊钢材，其具有高磁导率、低磁阻以及其他一系列特殊的电磁性能。
随着现代电力工业的发展，对电工钢的需求也越来越大。
为满足国内市场需求，并提高我国电工钢在国际市场的竞争力，我国电工钢生产技术经历了多年的发展和创新。
本文将对我国电工钢生产技术的发展进行概述，包括材料的改进、生产工艺的创新以及应用领域的拓展。
材料的改进电工钢的主要成分是硅和铁，其中硅的含量对电磁性能有重要影响。
在电工钢的生产过程中，对硅含量进行控制是提高钢材性能的重要手段。
过去，我国电工钢的硅含量通常在3%以下，但随着相关技术的发展，现在已经能够生产出硅含量在6-7%的高硅电工钢，这种电工钢具有更好的磁导率和磁饱和感应强度，适用于高性能电力设备的制造。
此外，为了提高电工钢的导磁性能，对材料的晶粒度、取向以及杂质含量进行控制也非常重要。
现代电工钢生产中采用了电解脱碳、退火和再结晶等先进工艺，使得电工钢的晶粒变细，取向性更好，从而提高了导磁性能和抗腐蚀性能。
生产工艺的创新随着电力设备的迅速发展和市场需求的增加，电工钢的生产工艺也不断创新。
过去，我国电工钢主要采用传统的连铸和轧制工艺，但这种工艺存在生产效率低、能源消耗高、产品质量不稳定等问题。
为了解决这些问题，现代电工钢生产中引入了先进的连铸连轧、轧制工艺和热轧工艺。
连铸连轧工艺能够使得电工钢的生产效率大幅提高，产品质量稳定性也得到明显改善。
热轧工艺则可以提高电工钢的热处理能力，使其具备更好的加工性能和耐疲劳性能。
此外，精密模具的应用也是电工钢生产工艺创新的重要方向。
通过采用精密模具制造电工钢板材或线材，可以使得产品尺寸精度更高，表面光洁度更好，进一步提高了电工钢在电机、变压器等设备中的应用性能。
应用领域的拓展在过去，我国的电工钢主要用于制造传统的电机、变压器等电力设备。
随着新能源领域的快速发展以及电动汽车、风力发电、太阳能等新兴产业的兴起，对电工钢的需求也在不断增加。
电工钢概述 陈易之
二次再结晶
{110}<001>高斯织构是通过二次再结晶获得的 二次再结晶的驱动能是晶界能 发生二次再结晶的条件
初次再结晶基体中必须存在{110}<001>晶核 必须对基体中其它位向的晶粒的正常长大予以有效抑制 必须提供{110}<001>取向晶粒选择性长大的合适基体
抑制剂技术
根据抑制剂的不同衍生出不同的取向硅钢生产技术
必要容量
限制板坯表面温度下限 为确保条件，必须设置保温炉 每次热轧的处理量（＝每次出钢量）
出钢量 热轧量 保温炉 最低必 要容量 板坯库存 时间
铁芯
磁通 层间绝缘
降低铁损的历程
4.0
Barrett, Brown & Hadfield 1902 热轧板生产 1903 八蕃 1925 川崎 1931 高斯专利 1934 热轧
3.5
Core Loss P15/50 (W/Kg)
3.0
2.5
2.0
取向钢生产1935 八蕃 1953 专利许可生产 1958 晶粒取向 Hi-B专利 1965 RG-H专利1973 川崎 1958 超级晶粒取向 Z-6H 1973
合适的力学性能、焊接 耐高速转子离心力、焊接性、冲模寿命高 性能、表面涂层
电工钢性能要求
1 铁芯损失要小 铁损指单位重量硅钢片在交变磁场下的功率损耗，铁损小时，变压器 体积减小，冷却条件简化，可节省材料和电能。 P总=P磁+P涡+P反常 P总—即铁损 P磁—磁滞损耗，约占P总60-70% P反常—反常损失 P涡—由于产生涡流造成的损失约占20-30% 其中： P磁：Hc是克服剩磁所加的磁化力，称矫顽力。磁性材料在反复磁化的 过程中，磁感应强度的变化始终落后于磁场强度的变化，这必导致磁滞 损耗。 P涡：感生电流将外磁场供给的能量转化成热量。 P反常，材料磁化时由于磁畴结构不同而引起的能量损耗
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无取向电工钢 (冷轧电机钢)
冷轧电工 钢板 单取向硅钢 (冷轧变压器钢) 双取向硅钢
低碳电工钢(<0.5%Si) 电机硅钢(0.5%～3.5%Si) 冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
高频用冷轧变压器硅钢 (2.9%～3.3%Si)
此外还有特殊用途的电工钢板，如高频 电机和变压器以及脉冲变压器用电工钢； 继电器和电力开关用的高强度冷轧无取 向硅钢；新型高转速电机转子用的高强 度冷轧电工钢；医用核磁共振断层扫描 仪等磁屏蔽和高能加速器电磁铁用的低 碳电工钢；高频电机和变压器以及磁屏 蔽的高硅钢板等。
铁－硅合金的特性
铁的居里温度为770℃
铁硅二元系含硅量超过 2.5％时，奥氏体区封闭 消失 Si>4.5%时，出现有序相 （Fe3Si）和（FeSi）
碳对铁－硅合金的影响
碳含量小于0.025％ 的3.25％ Fe-Si合金 在任何温度下都为 单一的α相，不会发 生相变
这是采用高温退火发生二次再结晶、制造取向硅钢和高牌 号无取向硅钢的金属学基础
电工钢的主要物理性质
电工钢的实际密度与Si和Al的含量有关，按经验公式计算：
7.865 0.065[(%Si) 1.7(% Al )] (g/cm3)
电工钢的电阻率与Si和Al的含量有关，按经验公式计算 ：
12 11(%Si)
0
13.25 [11.3(Si Al )%]
电工钢生产概论
提 纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
电工钢是铁基的工业用软磁材料，包 括碳含量很低的工业纯铁和0.5％～4.5％ Si硅钢两类，主要用做各种电机和变压器 的铁芯，是电力、电子和军事工业中不可 缺少的重要磁性材料。电工钢板带在磁性 材料中用量最大，约占磁性材料的90％， 占电工材料的50％。电工钢是重要的能源 用钢，也是一种重要的金属功能材料 。
绝缘薄膜性能
为防止铁芯叠片间短路而增大涡流损 耗，现代冷轧电工钢带表面涂有特殊 性能的半有机绝缘膜。
磁时效效应
铁磁材料的磁性随使用时间而恶化的现 象称为磁时效现象，特别是当铁芯长期 在温度50～80℃工作时，磁时效效应更 为明显。对磁时效影响最大的元素是钢 中的碳和氧。
提 纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
0
(μΩ· cm)
电工钢的主要力学性质
硅钢的屈服强度和抗 拉强度随硅含量增加 而增大。 在3.5％～4.5％Si处达 到最大值。 Si>2.5％时，伸长率和 面伸缩率急剧下降， Si>4.5％时，屈服强度 和抗拉强度也急剧下 降，伸长率和面伸缩 率迅速降为零。
硅钢的硬度随硅 含量增加而增高， Si含量大于4.5％ 的硅钢既硬又脆， 不能进行冷加工， 这是热轧硅钢板 的硅含量上限设 定为4.5％，而冷 轧硅钢硅含量上 限设定为3.3％的 重要原因。
电工钢的分类及用途
电工钢按其主要合金硅元素的含量可分为工业纯 铁和硅钢两大类；按生产工艺过程硅钢又可分为 热轧和冷轧两大类；冷轧硅钢又分为取向硅钢和 无取向硅钢两种 。
磁各向异性的冷轧取向硅钢片主要用于制作各种 变压器的铁芯，也可冲压制成扇形、制做大型汽 轮发电机的定子；磁各向同性的冷轧无取向硅钢 片主要用于制造容量较大的大中型电机、发电机 以及家用电机、微电机、镇流器和小型变压器等。
无取向电工钢的化学成分范围
C
≤0.015
(最好≤0.005)
Si
0.1~1.0
Mn
0.25~0.50
P
0.02
S
≤0.015
(最好≤0.005)
AlS
≤0.02
(最好≤0.005)
N2
≤0.002
提 纲
电工钢概述 电工钢性质 电工钢使用性能 电工钢一般生产工艺
（1）铁芯损耗（PT）低
磁各向异性
电机转子在运转状态下工作，铁芯是用带齿圆 形冲片叠成的定子和转子组成的，要求电工钢 板为磁各向同性，一般要求纵横向铁损差值 <8%，磁感差值<10%，因此适合用无取向冷轧 电工钢或热轧硅钢制造。
变压器在静止状态下工作，大中型变压器铁芯 用条片叠成，一些配电变压器、电流和电压互 感器以及脉冲变压器等用卷线铁芯制造，以保 证沿电工钢板轧制方向下料和磁化，因此一般 用冷轧取向硅钢制造。
Si：电工钢中加硅主要是提高电阻率，降低涡 流损耗，降低铁损，并促进晶粒长大。
Mn：锰可扩大γ相区，有利于晶粒长大，降低铁损。 可形成 MnS，防止生成 FeS 所引起的热脆，又可降低 相变温度，使退火温度下降，晶粒尺寸变小，影响磁 性，故一般Mn/S≥10。 P：磷与硅的作用相似，缩小γ相区，促使晶粒长大， 提高电阻率和硬度，降低铁损。控制在0.03 %以下。 S ：硫是有害元素，硫使铁损和矫顽力增大。硫与锰 形成细小的MnS质点，阻碍成品退火时晶粒长大。故 S含量越小越好，一般控制在0.015％以下。
表. 2001～2005年国内主要厂家电工钢产量 （万吨）
时间 （年） 取向 武钢 太钢 宝钢 鞍钢 无取向 无取向 无取向 无取向 2001 12 25.17 11.03 38.5 -86.7 81.6 168.3 2002 12.89 28.26 10.6 44.5 -96.25 82.1 178.35 2003 12.53 27.4 12.4 50.8 -103.13 95.4 198.53 2004 12.7 33.8 14.3 53.5 11.1 125.4 104 229.4 2005 13.21 57.03 17.14 68.6 45.42 201.4 105.2 306.6 “十五” 合计 63.32 171.66 65.45 255.6 56.52 612.57 468.3 1080.87
表. 电工钢板的品种和分类
分 热轧硅钢板 (无取向) 类 公称厚度 /mm 0.50 0.35和0.50 0.50和0.65 0.35和0.50 0.35、0.30、 0.27和0.23 0.05～0.15 低硅热轧钢带，热轧电机钢(1.0%～2.5%Si) 热轧高硅钢，热轧变压器钢 (3.0%～4.5%Si)
各元素对硅钢的影响效果
有助于提高铁磁性的元素：Ni、Co； 有助于提高电阻率的元素：Al、P； 引起晶格畸变的有害元素：C、N、O； 形成夹杂物的有害元素：V、Cr、Ti； 扩大奥氏体妨碍二次再结晶的元素：C、N、Mn； 形成有利杂质的元素：Sb、Bi； 有利夹杂物：MnS、AlN。
连铸坯
平整冷轧后 电工钢带
退火后钢带
谢 谢
低硅含量低牌号冷轧无取向电工钢生产工艺
铁水预脱硫
冶炼
真空处理
连铸
热连轧
冷轧 酸洗 一次冷轧 中间退火 临界变形冷轧 成品退火和 绝缘涂层
高牌号冷轧无取向电工钢生产工艺
铁水预脱硫
冶炼
真空处理
连铸+电磁搅拌
பைடு நூலகம்
热连轧
常化和酸洗
冷轧 成品退火和 绝缘涂层
酸洗
一次冷轧
中间退火
临界变形冷轧
冷轧电工钢的电磁性能主要取决于内部组织结构， 通过对冶炼、连铸、热轧、冷轧及热处理等各生产 工序的综合控制，确保冷轧电工钢最终的电磁性能。 热轧工序的温度制度控制对改善无取向电机钢的电 磁性能非常重要。在热轧机能力允许的情况下，温 度应尽量低，以防止钢中MnS和AlN等析出物的固 溶、析出，磁性变坏。 一般冷轧无取向电机钢开轧温度为1180℃±20℃， 终轧温度为850℃±20℃。
（2）磁感应强度（B）高
（3）要求磁各向异性
（4）冲片性能良好
（5）钢板表面光滑、平整、厚度均匀
（6）绝缘薄膜性能良好
（7）磁时效性现象小
铁芯损耗（PT）
铁芯损耗简称铁损，其单位为W/kg，是指铁 芯于交变磁场中磁化时，磁通量变化受到各种 阻碍而消耗掉部分电能，这种损耗使铁芯发热， 引起电机和变压器的温度升高。 按我国电工钢生产现状，每发电1kW需配备发 电机和各种变压器共9kVA，其中变压器用钢 占全部电工材料的20～30％。若用10万吨冷轧 硅钢代替热轧硅钢生产变压器，每年可节电约 2亿度，相当于23.4万kW发电机全年的发电量 总和。
表. 热轧、冷轧电工钢各项性能指标
项目 磁性能 加工性能 同板差 耗电量 热轧硅钢 同样铁损的热轧硅钢比 冷轧硅钢磁感低0.4～0.5T 热轧硅钢比冷轧硅钢硬度 HV值高20～30MPa 叠装系数≥95％ 铁损比相同硅含量的冷轧钢大 冷轧硅钢 磁感高，磁激电流小， 电机的铜损小，功率高 硬度低，加工模具损耗小， 加工性优良 叠装系数≥98％ 节能
磁感应强度（B）
磁感应强度是铁芯单位截面面积上通过 的磁力线数，也称磁通密度，代表材料 的磁化能力，单位为T。
使用磁感应强度高的硅钢片，铁芯重量 可相应减少。一般变压器铁芯约占设备 总重量的1/3～1/2。冷轧硅钢片的磁感 应强度比热轧硅钢片的高20～30％，变 压器铁芯体积和重量也相应减少30％。
冲片性能
以100kVA变压器为例，铁芯需用0.5mm 厚的1700片硅钢片叠装，电机转子和定 子铁芯的形状较复杂，要求硅钢片冲剪 无毛刺。硅含量相同的冷轧硅钢其冲片 性能比热轧硅钢要好，且冲片模具寿命 能提高4～6倍。热轧硅钢片都是单张供 货，冷轧硅钢片可成卷供货，冲剪材料 的利用率可提高15个百分点。
无取向 ＋取向
热轧板 合计
冷轧 ＋热轧