硅钢生产工艺基本知识课件

硅钢生产基本知识硅钢生产基本知识1

硅钢是电工用钢，主要用作各种电机和变压器的铁芯、磁开关、继电器、磁屏障、镇流器及其他电器部件是电力、电子和军工重要的软磁合金材料。

硅钢是电工用钢，主要用作各种电2

目前的硅钢片生产中有两个突出的特点：

一是，对硅钢的化学成分要求极为严格，苛刻。

二是，生产方法已由60年代的前的热轧生产转变为冷轧生产

目前的硅钢片生产中有两个突出的特点：

一是，31电工钢板分类：

项目类别硅含量%公称厚度㎜热轧硅钢板（无取向）热轧低硅钢（热轧电机钢）1.0～2.50.50热轧高硅钢（热轧变压器钢）3.0～4.50.35和0.50冷轧电工钢板无取向电工钢（冷轧电机钢）低碳电工钢≤0.50.50和0.65硅钢0.5～3.20.35和0.50取向硅钢（冷轧变压器钢）普通取向硅钢2.9～3.30.20，0.23，0.27高磁感取向硅钢2.9～3.30.30和0.351电工钢板分类：项目4硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅钢。在化学成分的控制上，其方法各不相同。

取向硅钢对常规元素的含量要求极为严格。同时对加入的有益夹杂元素要严格控制在一定的范围之内。从而获得晶粒取向度高、方向性强的高磁感、低铁损的取向硅钢。

无取向硅钢要求具有超低碳、超低硫、高铝含量的纯净钢质，从而获得各向同性的高磁感、低铁损无取向硅钢。硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅钢。在化学成分的控制52.对电工钢板性能的要求

一般要求电机、变压器和其它电器部件效率高,耗电量少,体积小和重量轻。电工钢板通常是以铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值。电工钢板的性能要求如下：

2.对电工钢板性能的要求

一般要求电机、变压器62.1铁芯损耗（PT）低

铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交变磁场下磁化时所消耗的无效电能，称铁损，也称交变损耗，其单位为 W/㎏。这种由于磁通变化受到的阻碍而消耗的无耗电能,通过铁芯发热即损耗的电量,有引起电机和变压器的温升。

磁滞损耗Ph

电工钢板的铁损pT涡流损耗PC三部分。

反常损耗PA

2.1铁芯损耗（PT）低

铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交7电工钢板铁损PT

实测值大于上述

Pa+Pc计算值，两者之差即为pa。在无取向低碳电工钢和中抵牌号硅钢中，Ph占PT的75%～80%。无取向高牌号硅钢由于Si含碳量和晶粒尺寸较大，Ph占PT的60%左右，Pa只占10%～13%。取向硅钢晶粒更大。Ph只占30%，Pa+Pc约占70%，而Pa可比Pc大1～2倍。

电工钢板铁损PT实测值大于上述Pa+Pc计算8

冷轧无取向硅钢的铁损比硅含量相同的热轧硅钢低10%～20%，相当于硅钢提高0.5～1.0的热轧硅钢铁损值。

对于国内来说，用1万吨热轧硅钢制成的电机比1万吨冷轧无取向硅钢制成的电机，一年约多耗电1亿度。

冷轧无取向硅钢的铁损比硅含量相同的热轧硅钢低10%9

2.2冲片性能良好

对电工钢冲片性没有统一的测试方法。成品的反复弯曲次数可作为间接考核冲片性能的指标。也可以按照模具磨损情况，例如以磨损掉0.025㎜为标准的冲片数来判断.对微小电机用的钢板以冲片毛刺达到0.05㎜高度为止的高速冲床实际冲片数来判断.

2.2冲片性能良好

对电工钢冲片性没有统一的测试方法10图1-210.8%Si无取向低硅钢(0.5㎜)的绝缘层与冲片的关系

图1-210.8%Si无取向低硅钢(0.5㎜)的绝112.3钢板表面光滑、平整和厚度均匀

要求电工钢板表面光滑、平整和厚度均匀,主要是为了提高铁芯片的叠片系数.冲片系数是指一定的电工钢板叠片的理论体积(按叠片重量和密度计算出)与再一定压力下测定的实际体积比，以百分数表示也就是净金属占铁芯体积的百分数。叠片系数是衡量铁心实际的紧密程度的一个量度。

2.3钢板表面光滑、平整和厚度均匀

要求电工钢板表12叠片系数主要与以下因素有关：

1）钢板的平整度

2）钢板的厚度偏差

3）表面绝缘膜和厚度均匀性

4）选用的钢板厚度（钢板越厚，叠片系数越高）

5）装配时铁心压紧程度。叠片系数主要与以下因素有关：

1）钢板的平整度

132.4绝缘膜性能好

为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，电工钢板表面涂一层无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。

对绝缘膜的要求：

1）耐热性好。（750～800℃消除应力退火时不破坏）

2）绝缘膜薄且均匀厚度为1.5μm,此时叠片系数降低0.5%～1.0%

3）间层电阻高.一般为5～50Ω·cm2/片。取向钢由于是两层绝缘膜层间电阻在30～120Ω·cm2/片范围内（适合用于大变压器和汽轮发机）

2.4绝缘膜性能好

为防止铁芯叠片间发生短路而增大144）附着性好。冲剪或消除应力退火后不脱落

5）冲片性能好。有机或半有机涂层在冲片时起润滑作用，明显提高冲片性。

6）内腐蚀性和防锈性好。与变压器或佛里昂不起化学反应。

7）焊接性能好。铁芯焊接时焊缝中不产生气泡。

热轧硅钢表面一般不涂绝缘膜，用户冲片后再涂涂绝缘漆，但耐热性差，焊接性差。绝缘膜较厚（每面为2～3μm），使叠片系数低1%～2%4）附着性好。冲剪或消除应力退火后不脱落

5）冲片性能好。有152.5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。电工钢在高温下碳氮的固溶度高，而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。铁芯在长期运转时，特别是在温度升高到50～80℃时，多余的碳和氮原子就以小弥散的ε碳化物和Fe16N4质点析出，从而使H2和Pt增高

2.5磁时效现象小

铁磁材料的磁性随使用时间而变化的16

图1-223%Si钢时效后对铁损变坏率(a)和氮对矫顽力增

高(b)的影响

图1-223%Si钢时效后对铁损变坏率(a)和氮对矫顽17碳和氮在α-Fe中的扩散系数Da与温度的关系如下碳和氮在α-Fe中的扩散系数Da与温度的关系如下18

因为碳和氮在α-Fe中的扩散激活能低，固溶度小，在冷到700～500℃时碳变为过饱和状态；而氮在300℃以下一变为过饱和状态。碳的扩散系数在720℃时为10-6㎝2/℃，500℃时为5×10-8㎝2/℃;而氮的扩散系数在300℃以下时为10≤10-10㎝2℃比碳低2～4个数量级.同时在室温下氮在α-Fe中固溶度比碳低的多,所以氮对磁时效影响更大。

因为碳和氮在α-Fe中的扩散激活能低，固溶度小，19

由图1-22可看出，电工钢板中碳氮含量小于0.0035%时,磁时效明显减少。硅有排斥碳原子促进退火时脱碳的作用。硅和铝降低碳和氮在α-Fe中的扩散速度，并与氮化合成Si3N4和AIN，所以减轻磁时效。例如含3%Si时，钢板中C≤0.0035%无磁时效.当Si≤0.18%时,C≤0.002%无磁时效。氧可间接促进磁时效，因为氧使α-Fe中的扩散速度加快，并与硅和铝形成氧化物，从而减弱它们固定氮的作用。

由图1-22可看出，电工钢板中碳氮含量小于0.0035%时20

通常采用人工时效处理的方法检查电工钢板的磁时效。

如经100℃×600h,120℃×120h或150℃×100h,时效处理，要求时效处理后铁损变坏率≤6%（最好∠4%）。电工钢含碳量大于0.0035%时一般要进行时效检查。

综上所述，冷轧电工钢板比热轧硅钢板具有以下优点：

通常采用人工时效处理的方法检查电工钢板的磁时效。

如211）磁性高，可节省大量电能。

2）冲片性能好

3）表面平整光滑，厚度偏差和同板差小，叠片系数高。

4）表面涂有绝缘膜便于用户使用。

5）可成卷供应，适用于高速冲床，电工钢利用率也高。

1）磁性高，可节省大量电能。

2）冲片性能好

3）表面平整光223.硅钢的生产技术

3.1

硅钢的冶炼生产工艺流程

①铁水脱流通常要求铁水中的硫含量降到0.005%以下。

②转炉冶炼采取顶低复合吹炼，脱碳到0.06%以下。挡渣出钢。

③炉外精练采用RH等，脱硫到0.005%以下，脱碳到0.01以下。

④连续浇铸在中间包和结晶器采用专用保护渣。

3.硅钢的生产技术

3.1

硅钢的冶炼生产233.2硅钢成分控制

①

硫含量的控制

在硅钢的冶炼生产中，一般采用铁水预处理和转炉造渣及炉外精炼来控制和减少钢中的硫含量。

日本的广佃二炼钢厂，采用KR法对铁水进行予处理，搅拌时间20min左右，铁水温降40℃。脱碳处理后，铁水温度为1330℃，硫含量为0.03%以下,脱硫率一般为85%以上。脱碳剂成分为：

Ca0:90%、CaF2:5%、C:5%

3.2硅钢成分控制

①

硫含量的控制

24

经予处理的铁水进入转炉后，在冶炼过程中钢中硫的含量增加不大。采用高碱度及复合造渣法时，冶炼终点的硫含量基本与入炉前铁水中的硫含量一致,如果铁水未经予处理脱硫,在转炉冶炼过程中,脱硫一般在40%以上。

经予处理的铁水进入转炉后，在冶炼过程中钢中硫的含量增25

目前，多功能炉外精练设备，如HR系列，钢包炉等。得到广泛应用。我国武钢采用HR真空脱硫技术，其脱硫率在50%以上。脱硫处理后硫的含量最低可达0.001%。无疑为生产高性能的硅钢提供了技术上的保证。

目前，多功能炉外精练设备，如HR系列，钢包炉等。得到26（2）

钢中Mn含量的控制

在生产取向硅钢时，需要对铁水进行预脱锰处理。日本广佃厂采用CLDS工艺，在铁水中间罐加入脱锰剂，对铁水进行脱锰处理。脱锰剂主料为氧化铁皮，脱锰效率在85%左右处理前铁水含Mn0.3%～0.4%.处理后铁水含锰为0.02%～0.06%。脱锰剂的用量取决于铁水中的[Si]+[Mn]含量，一般在20㎏/t铁左右。

（2）

钢中Mn含量的控制

在生产取向硅钢时，需要27

用转炉生产无取向硅钢时,用锰(0.8%～1.6%)和(0.4%～0.6%)进行脱氧合金化.对硅钢的性能有良好的作用,不仅可以促进晶粒的生长,使组织达到最佳化,减少磁损,而且还可以使钢的塑性得到改善,电阻系数增大。

用转炉生产无取向硅钢时,用锰(0.8%～1.628

（3）

钢中C含量的控制

硅钢中碳的含量对硅钢的磁损影响很大。硅钢的脱碳主要在冶炼、精炼和退火三阶段进行。一般要求硅钢的含碳量至少应控制在0.06%以下。最好能将其控制在0.015%以下。这样不仅可以硅钢片的电能损失和动力消耗，还可以使轧制时间大为减少。从而提高生产率和降低成本。

（3）

钢中C含量的控制

硅钢中碳的含量对29

通常，在转炉生产中，钢中的碳在

炼终点只能达到0.1%左右,如果再继续降碳,也可以达到0.04%左右,但此时,钢的氧化极性高。对炉子的寿命，脱氧合金的消耗均极为不利。因此，通常都需要在炉外精练设备上进行再脱碳或深度脱碳处理。

通常，在转炉生产中，钢中的碳在炼终点只能达到0.30

德国某钢铁公司采用RH真空脱碳法，可使钢水中的碳含量降到0.005%以下。生产高牌号无取向钢时，含碳量一般要求控制在0.003%以下.其控制环节主要在RH、中间罐及结晶器保护渣上。

日本八幡厂采用的RH处理设备，可使钢碳脱至0.002%以下。[H]脱至0.00015%以下。[0]脱至0.002%以下，其

真空度为0.1托，升降速度15/min钢水提升量350t/min(最大).

德国某钢铁公司采用RH真空脱碳法，可使钢水中31（4）钢中N含量的控制

对于无取向硅钢,钢中的N含量已有标准的要求，一般在0.002%以下。日本新日铁公司生产中，在RH精练前均不分析[N]的含量。RH处理后,钢中的[N]含量均在0.001%左右。

目前,钢中的N主要来源于出钢和浇铸过程,因此在这两个环节上,应采取保护措施.

（4）钢中N含量的控制

对于无取向硅钢,钢中的N含32（5）

硅钢Ti对硅钢片的磁性的影响

武汉钢铁公司在试制低铁损无取向冷轧硅钢时，对微量Ti对冷轧无取向硅钢的磁性的影响进行了实验研究。结果表明，Ti作为强氧化物和碳化物的形成的元素，在钢中除了与氮结合成TiN外，还与钢中的碳结合生成Ti(CN)化合物。从而导致在以后的RH及退火过程中脱碳困难。（5）

硅钢Ti对硅钢片的磁性的影响

武汉钢铁公司在试33

硅钢中的其它成分,如P应控制在0.03%以下.AI应控制在0.1%～1.0%范围内。硅钢的硅,无论是对铁损,还是对磁密度,都起着重要作用。

而且Ti含量越高，析出的Ti夹杂越多，造成晶界移动困难,晶粒的不到充分长大,特别是抑制了非{111}晶粒的正常长大,因此,难磁化晶粒比例增大,磁化更为困难,使硅钢片的铁损增大.

硅钢中的其它成分,如P应控制在0.03%以下.AI应343.3.

硅钢的连铸

硅钢由于含硅量较高,一般在3.5%以上，最高达6.5%，在其晶格上易形成脆性相。使钢的脆性增大，故给连铸带带来很大难度。尤其难以进行热轧。为了解决这一难题目前国际上和国内相继开展了通过快速凝固、快速冷却、浇铸成极薄带（0.12～2㎜）的薄钢带。采用这种技术不仅工序少，而且还可以获得新的材料新能。

3.3.

硅钢的连铸

硅钢由于含硅量较高,一般在353.4．热轧硅钢

1概述

国内热轧硅钢片生产工艺经过不断改进,产品的磁性、尺寸公差和表面质量都有很大改善,如一次热轧、.α单相体区低温退火、热轧后快冷、氢气退火、酸碱洗氧化处理等.。

由于受热轧硅钢片生产工艺方法和设备的限制、其综合质量水平与冷轧无取向电工钢相比存在一定差距,而且这些差距是难以克服的。

3.4．热轧硅钢

1概述

国内热轧硅钢片生产工艺经过36①

磁性低

硅含量和厚度相同时,热轧硅钢的磁性低于冷轧无取向硅钢.。

如表4-1

5%Si的DW540-50冷轧硅钢与含2.4～2.8的DR530-50的热轧硅钢的铁损相当;含约2.0%Si的DW470-50的冷轧硅钢比DR490-50的热轧硅钢铁损低。由于这两个冷轧硅钢牌号含硅量低，所以磁感也更高些。热轧硅钢改善磁性的潜力不大,进一步提高磁性是很困难的.。

①

磁性低

硅含量和厚度相同时,热轧硅钢的磁性37GB5251-85GB2521-88(冷轧)

最大铁损，W/㎏

最大铁损，W/㎏

牌号

P10P15牌号

P10P15

DR530－502 .25.3DW540－502.35.4

DR510－502.005.10

DR490－502.004.90DW470－502.004.70

DR450－501.854.50

DR420－501.804.40

DR400－501.654.00DW400－501.654.00

GB5251-8538

②磁性波动大

同一冶炼炉号和同一退火的垛板中，产品磁性可差1～2个牌号，甚至差3个牌号。因为

1)

热轧板厚公差（规定厚度公差为±0.05㎜）比冷轧板(±0.03㎜)大。根据上海硅钢片厂的实验结果,厚度变化0.01㎜.P10相应波动约0.07W/㎏，而对于P15的影响更大。

2)

钢板厚度不均，同板差大

3)

钢板内应力较大

4)

表面氧化不光滑

②磁性波动大

同一冶炼炉号和同一退火的垛板中，产品磁性39①

冶炼和化学成分对性能的影响

热轧电机硅钢含硅2%～3%。最佳含量为2.4%～2.8%；热轧变压器硅钢含

4%～4.5%Si，最佳含量为4.2%～4.5Si。

硅含量对磁性的影响很敏感。随含硅量提高，电阻率提高和涡流损耗降低。另一方面,随硅含量的提高，成品晶粒粗大，磁滞损耗降底。因此硅含量提高，铁损明显降低，同时弱磁场下磁感也提高,但在强磁场下磁感降低。含硅量在4.5%以上时成品很脆，弯曲数达不到要求。

①

冶炼和化学成分对性能的影响

热轧电机硅40

碳对磁性极有害,除提高娇顽力和磁滞损耗外还降低磁感。但冶炼时含碳量过低，钢中氧含量增高，这也使磁性降低。冶炼的合适含碳量为0.04%～0.06%，并在以后退火时成品中碳含量可降到0.005%～0.01%。碳在硅钢中存在的形态对磁性也有一定的影响。沿晶界析出的片状大块三次渗碳体比在晶粒内析出的细小针状渗碳体对磁性危害性小，如果碳以石墨状态存在，对磁性影响更小。

碳对磁性极有害,除提高娇顽力和磁滞损耗外还降低磁感。41硫也是对磁性有害的元素。它不利于晶粒长大提高娇顽力和磁滞损耗。硫对较低牌号电机钢(如DR510以下的产品)的影响较小，一般控制在0.015%～0.025%。但对DR420以上的牌号的磁性非常敏感，几乎与含硅量的有利影响程度相当，并超过碳的有害程度，要求S∠0.005%。

硫也是对磁性有害的元素。它不利于晶粒长大提高娇顽力和磁滞损耗42锰对磁性的影响较小，一般控制在0.3%以下。锰与硫化物形成MnS，可改善热加工性。防止开坯热轧时开裂，冶炼成分中Mn/S≥10。

锰对磁性的影响较小，一般控制在0.3%以下。锰与硫化物形成M43磷可以提高硅钢电阻率和促进晶粒长大，对降低铁损有利，同时降低磁感的不利作用也比硅更轻。在热轧硅钢的生产中曾以磷代替部分硅的工艺。

磷有加强热轧硅钢片表面氧化皮附着力的作用，退火后不易产生氧化黏结白膜。但磷高在开坯和叠轧易出现打滑和弹钢等咬如困难现象。而且提高硅钢片硬度和冷脆，对冲片不利。一般电机钢中含≤0.05%P

磷可以提高硅钢电阻率和促进晶粒长大，对降低铁损有44表4-24-3分别为热轧电机钢和热轧变压器钢中5个常规元素的控制范围。

4-2热轧电机钢冶炼成分控制范围%

SiMnSPC

标准范围2.0～3.0≤0.30≤0.03≤0.05≤0.08

内控范围4.20～2.8≤0.30≤0.02≤0.05≤0.06

表4-24-3分别为热轧电机钢和热轧变压器钢中5个常规元454-3热轧变压器钢冶炼成分控制范围

SiMnSPC

标准范围4.00～4.55≤0.15≤0.005≤0.015≤0.06

内控范围4.20～4.55≤0.15≤0.003≤0.015≤0.06

4-3热轧变压器钢冶炼成分控制范围

46铝在硅钢中的作用与桂相似。除增高电阻率和降低涡流损耗外，还使晶粒粗化，降低娇顽力和磁滞损耗。以前冶炼热轧硅钢时用铝脱氧，钢中含0.01%～0.04AI。实践证明，此范围内的铝含量对磁性不利。因为铝与氮化合成AIN，阻碍晶粒长大。有的厂家采用低铝含量的硅铁合化,使钢中残余铝含量在0.005%以下，以改善磁性。太原钢铁公司原来加0.2～0.3㎏/t铝脱氧，后改为不加铝，使DR510合格率提高10%左右。

铝在硅钢中的作用与桂相似。除增高电阻率和降低涡流损耗外，还使47铜、镍、铬残余元素含量尽量低,总含量应控制在0.01%以下。三个元素对磁性的有害影响程度顺序为Cu>Cr>Ni。

氮、氧和氢气体对磁性有害。氮的有害作用不次于碳。为减少这些气体含量，在转炉冶炼时采用钢包吹氩处理措施。

铜、镍、铬残余元素含量尽量低,总含量应控制在0.01%以下。48鞍山钢铁公司采用钢包吹力为0.3Mpa的氩气，钢水温度不低于1585℃，吹氩时间为3～5min使钢水适当翻腾，”亮圈”直径为0.5～1m时钢水中氧含量可减少42.47%，氢减少19.72%，氧化物夹杂总量减少56.18%，DR450以上高牌号合格率提高25%左右.

鞍山钢铁公司采用钢包吹力为0.3Mpa的氩气，钢495.冷轧无取向低碳低硅电工钢冷轧无取向低碳低硅电工钢，是指≤1%Si或≤1%(Si+Al)电工钢。标定厚度，为0.5㎜和0.65㎜。此类硅钢含硅量低，磁感应强度低，铁损也高。这类材料主要用于生产<1KW的家用电机和微电机，小电机，镇流器和小型变压器等。5.冷轧无取向低碳低硅电工钢501.化学成分对性能的影响

CSiMnPSAlsN202

≤0.0150.10.25～0.500.07～0.11≤0.015≤0.01最好≤0.005≤0.007

(最好(最好≤0.007或

0。005)≤0.0050.2～0.3

注（si+Al）≤1%)

1.化学成分对性能的影响

CS511．硅的影响

从图5-2可看出，硅量从0.1%增加到1%时电阻率ρ增高，P15不断降低，但B50也下降。硅提高0.1%相当于ρ增高约1.3μω·㎝，P15降低0.11W/㎏(降低1%)

图5-20.2%Al和0.04%Si低碳电工钢中硅含量与图5-30.25%Si，<

0.001%Als

磁性的关系钢,0.5㎜厚半成品退火后

800℃×2h预退火，二次冷轧法，0.5厚半成品)含碳量与P15的关系

1．硅的影响

从图5-2可看出，硅量从0.1%增加到1%时电522.碳的影响

碳为有害元素图５－３表明成品碳量增高，Ｐ１５增大。0.５㎜厚的0.９%Ｓi硅钢中碳量每增高0.01%,Ｐ１５平均增高0.66W/㎏(增高7%)。

碳高也引起磁效应。因此要求成品中C<0.003%。最好炼钢时降到到0.005%以下，成品完全退火时不脱碳或少脱碳，这一方面可以提高连续退火钢带的运行速度、增大产量。

2.碳的影响

碳为有害元素图５－３表明成品碳量增高，Ｐ１53

另一方面减轻减轻氧化层和氮化层，降低铁损，并减轻钢带划伤。生产半成品时，炼钢的碳可小于0.01%(最好小于0.008%),以后消除应力退火时将碳脱到0.005%以下。

碳扩大γ相区和使相变温度降低,碳高成品退火温度降低，晶粒长大不充分、铁损增高。碳化物尺寸、形态和分布对电工钢晶粒、织构和磁性有较大影响.

另一方面减轻减轻氧化层和氮化层，降低铁损，并减轻钢带54

3.锰的影响

锰与硫形成硫化猛（MnS）可以防止沿晶界形成低熔点的FeS所引起的热脆现象。

因此要保证一定量的锰来改善热轧塑性。锰扩大γ相区、MnS在γ相中的固溶度乘机比在α相中的低，可促使MnS粗化有利于以后的晶粒长大。一般要求Mn/S≥10，除保证良好热加工性和MnS粗化外，还有一部分固溶的锰的配合0.06%～0.08%P提高低碳电工钢硬度，改善冲片性能(由图5-4(a)可以看出。

锰可以改善热轧板的织构，促使(100)和(110)组分加强，(111)组分减弱，改善磁性(图5-4b)和(5-30a)。

3.锰的影响

锰与硫形成硫化猛（MnS）可55图5-4锰对低碳电工钢性能的影响(0.5㎜)

(a)Mn和S与冲片性能的关系;○—

P15≤9.00W/㎏≥20万次;●--P15>9.00W/㎏,冲片数

(b)Mn量与织构组分和磁性的关系(100%N中790℃×1h消除应力退火后)0.5Si、0.2Al、0.001%S、0.002%N、0.05%P、0.002%C。热轧经预退火。

图5-4锰对低碳电工钢性能的影响(0.5㎜)

(a)Mn56

锰的作用与含硫量有密切关系。

当含硫为0.004～0.017%时,提高锰量使MnS粗化,晶粒容易长大。﹤0.004%S时,锰量增高使晶粒变小，因为热轧板预退火后析出MnSiN2。硫和锰都低时，晶粒更容易长大(见图5-5(a))。由图5-5(b)看出，含0.01%S时，锰从0.05%增加到0.55%使P15明显降低。B50变换不大。含0.002%S时,锰量降低，B50增高，P15略有降低。因为低硫低锰常化后晶粒更粗化,改善了织构和磁性，并且磁各向异性小。

锰的作用与含硫量有密切关系。

当含硫为0.004～057

图5-5锰和与850℃退火后晶粒尺寸(a)及磁性(b)的关系(0.5㎜)

(a)0.5%Si,预退火(b)1%Si+0.25%Al常化

图5-5锰和与850℃退火后晶粒尺寸(a)及磁性(b)的584.磷的影响

磷提高ρ(电阻率)、缩小γ区，促使晶粒长大，降低铁损。磷沿晶界偏聚可提高(100)组分和减少(111)组分、所以B50也提高(见图5-6)。磷明显提高硬度和改善冲片性。

4.磷的影响

磷提高ρ(电阻率)、缩小γ区，促59

图5-60.4%Si+0.2%Al(含0.15%Mn和0.002%S)中磷含量与磁性的关系(0.5㎜厚)

图5-60.4%Si+0.2%Al(含0.15%Mn和60图5-7表明的硬度与磷和硅含量有关。当磷符合

0.

05～2/3[Si]≤[P%]≤0.15-1/7[Si]

时,完全退火状态的硬度HV≈110，半成品状态HV≈185，冲片性和磁性都高。

磷有阻碍碳化物析出和长大及减轻磁时效作用。图5-8证明，钢中含0.005%C和Si%×P%≥0.12时就可以防止磁时效，时效前后△P15>4%。

图5-7表明的硬度与磷和硅含量有关。当磷符合

61硅钢生产工艺基本知识课件62

由图5-9看出，不加硅的0.5%Al和0.16%P的D号钢的磁性和冲片性的综合性能最佳，P15达2%Si的S18的牌号，B50=1.8T。磁性高是因为(100)组分加强和(111)组分减弱。

磷量过高，特别是在碳量很低的情况下，冷加工性能变坏，产品发脆。

由图5-9看出，不加硅的0.5%Al和0.1663

图5-9硅、铝加磷电工钢

性能比较热轧板常化或预退火，

0.

5㎜厚，800℃×90s退火

A0.49%si

B0.5%Si+0.15%P

C0.01%S+0.5%Al

D0.01%Si+0.51%Al+0.16%P

645．硫的影响

硫是有害元素图5-10说明硫量提高P15明显增高。每提高0.01%S，P15增高约0.33W/㎏或每提高0.01%S，P15增高约0.157W/㎏。硫与锰形成细小的MnS时可强烈阻碍成品退火时的晶粒长大。以后加热、热轧和退火工艺的一个重要目的就是防止析出细小的MnS质点,或使钢中已存在的MnS粗化，硫也使钢产生热脆的主要因素。

5．硫的影响

硫是有害元素图5-10说明硫量提高P165

图5-10硫含量对低碳电工钢的影响

(a)

0.6%Si，0.2%Al,半成品退火后

(b)

0.3%Si，0.85%Mn，0.5㎜厚，半成品退火后

图5-10硫含量对低碳电工钢的影响

(a)

0.6666.铝的影响

铝与硅的作用相似，提高ρ值、缩小γ区和促使晶粒长大，所以铁损降低。

由图5-11(a)可看出铝Als在0.005%～0.014%范围内，P15明显增高。因为在此范围内最容易细小的AlN从而阻碍晶粒长大;由于晶粒小，(111)位向组分也增多。

6.铝的影响

铝与硅的作用相似，提高ρ值、缩小γ区和促使67

5-11Als含量对低碳低硅电工钢铁损的影响(0.50㎜厚)

(a)Als含量与H23(约1.5%Si)牌号P10的关系

(b)Als量与0.25%Si钢的关系

5-11Als含量对低碳低硅电工钢铁损的影响(0.5068

所谓酸溶铝是指钢中AlN的铝量和固溶铝，也就是总铝量减掉Al2O3中铝量后的剩余铝量。(图5-11(b))表明在Als≤0.003%情况下，Als量越低，半成品经750℃×2h消除应力退火时晶粒越容易长大，(100)组分增多，所以P15明显降低。铝含量在0.15%以上时起到与提高硅量相同的作用，同时形成粗大AlN，改善织构，降低铁损和使磁各向异性减小，而固定氮使磁时效应减轻。

所谓酸溶铝是指钢中AlN的铝量和固溶69

7．氮的影响

氮是有害元素，易形成细小的AlN质点，抑制晶粒长大。N>0.0025%时P15明显增高(见图5-12)。氮是产生磁实效的元素。在时温下氮在α-Fe中的溶解度比碳溶解度低10倍，所以氮比碳对失效的影响更大。氮量高于0.012%时，退火后易产生气泡现象，产品报废。以后加热、热轧和退火工艺的一个重要目的是防止析出细小的AlN，或使钢中已存在的AlN粗化。

7．氮的影响

氮是有害元素，易形成细小的Al70

图5-12氮量对Si≤0.5%，Als<0.003%低碳电工钢P15的影响

(预退火，0.5%厚，半成品退火后)

图5-12氮量对Si≤0.5%，Als<0.003%低碳718.氧的影响

氧是有害元素。氧形成SiO2、Al2O3和MnO等氧化物夹杂，使磁性降低MnO等细小氧化物可阻碍晶粒长大。每提高0.01%O2，P15可增高约0.07W/㎏。氧可加速氮在铁中的扩散速度，可间接的加速磁时效。硅和铝降低碳和氮在α-Fe中的扩散速度，阻碍磁时效，但氧与硅和铝形成氧化物，所以也促进磁时效。

8.氧的影响

氧是有害元素。氧形成SiO2、Al2O72低碳低硅电工钢通用的制造工艺

低碳低硅电工钢通用的制造工艺如图5-13所示

低碳低硅电工钢通用的制造工艺

低碳低硅电工钢通用的制造73低碳低硅电工钢通用的制造工艺

低碳低硅电工钢通用的制造工艺如图5-13所示

模铸开坯

铁水预脱流冶炼真空处理热轧

连铸

冷轧

酸洗成品退火和

一次冷轧中间退火临界变形冷轧涂绝缘层

图5-13制造工艺流程

低碳低硅电工钢通用的制造工艺

低碳低硅电工钢通用的制造工艺74为简化制造工艺,提高产量和降低成本,一般采用一次冷轧法。产品特点是晶粒较小.铁损较高,磁感应强度也较高和磁各向异性较小。二次冷轧法一般是采用3%～15%临界压下率冷轧,甚至更小压下率平整,大都用来制造半成品。产品特点是通过应变－退火诱发晶粒长大,铁损低,磁感应强度也低和磁各向异性较大。

为简化制造工艺,提高产量和降低成本,一般采用一次冷轧法。产品751．

铁水脱硫

炼钢用的低硫铁水。高炉内降低铁水硫需要提到渣碱度和增大渣量。这使焦比提高，铁水生产率降低。现在通用铁水炉外脱流法（KR法），在盛铁中加脱氧剂如

（CaC+CaO，Na2CO3+CaOCaF2+CaO+碳粉）进行搅拌，10～14min内，硫可降到0.01%以下(最好在0.005%以下)。1．

铁水脱硫

炼钢用的低硫铁水76

脱流前扒掉50%渣后再加脱硫剂。处理前温度≥1300℃，S≤0.03%。处理后将渣扒净，温度≥1200℃，S≤0.01%。脱硫前铁水温度过低，脱硫剂消耗量大。脱硫时间过长，低温铁水倒入转炉中易形成泡沫渣而影响吹氧操作。

炼钢用的废钢、活性石灰和硅铁等原材料硫含量都不要超过0.02%。脱流前扒掉50%渣后再加脱硫剂。处理前温度≥1772.转炉炼钢

一般在50～300t顶吹或复吹转炉冶炼中冶炼。出钢时C≤0.05%。由于CaO、硅铁等原材料带入的硫，冶炼后硫量比铁水脱硫后约提高0.002%。出钢温度根据以后真空处理和浇铸法进行调整。连铸法一般为1680～1690℃。出钢时使用挡渣板，以保证钢包中有一定的厚度(如小于150㎜厚)的渣、防止钢水温降过快和氧化。2.转炉炼钢

一般在50～300t顶吹或复吹转炉冶炼78

在钢包中加锰铁达到规定的锰含量(100t铁水加150㎏锰铁锰量达0.20%～0.25)。正常情况下真空处理前钢包中不加铝和硅铁脱氧。如果出钢时碳量过低(小于0.035%)，钢水过氧化严重，倒入钢水中会发生强烈沸腾，甚至造成跑渣跑钢事故，这时必须在钢包加少量铝预脱氧。

在钢包中加锰铁达到规定的锰含量(100t铁水加793.真空处理

含0.03%～0.05%和0.06～0.10O2的沸腾钢水经真空处理，通过碳和氧的化学反应进同时进行脱碳和脱氧，使碳降低到0.015%以下(最好在0.005%以下)，氧降到0.005%以下)，最常用的是RH真空处理法。处理时间约为20min。

脱碳反应约在15min结束（见图5-14），此时C<0.01%,O2=0.05%～0.08%。

3.真空处理

含0.03%～0.05%和0.080图5-14真空处理时间、温度与真空度的关系

图5-14真空处理时间、温度与真空度的关系81然后按先后顺序加入铝(1～5㎏/t、硅铁、磷铁和金属锰,并继续处理数分钟，进行成分调整和均匀化。此时钢水中O2=0.05%～0.08%。如果同时加铝和硅脱氧,脱氧产物不易上浮。真空处理也使钢水温度温度和氧化物夹杂上浮(如MoO处理前期就上浮)，氧化物夹杂总量最好小于0.01%，并要控制好浇铸温度。

然后按先后顺序加入铝(1～5㎏/t、硅铁、磷铁和82

例如，处理前钢水温度为:连铸约为1620℃，模铸为1600℃。处理到脱碳反应结束时分别降到1590℃和1570℃。此时开始加铝和硅铁、钢水温度略有回升.

真空处理状态下通过C—O反应产生大量CO气体,钢水易喷溅,应控制好各级真空泵排气稳定。处理过程中如果钢水中的氧量不足,可在钢包底部吹氧。

例如，处理前钢水温度为:连铸约为1620℃，模铸为834．连铸

浇铸前先将钢包中钢水预热到1000～1100℃的中间罐中，并用氩气密封，防止钢水氧化和氮化。连铸时控制好浇铸温度和浇铸速度（拉速）。浇铸温度

（T）=凝固温度（液相线温度）+过热度（△T）。

△T一般为10～30℃，

T=1550～1580℃。4．连铸

浇铸前先将钢包中钢水预热到1000～11084

浇铸速度取决于浇铸温度和硅含量。随温度降低和硅含量增高，浇铸速度应逐渐减小。浇铸速度一般控制在1.1～1.2m/min。通常采用圆弧型连铸机。

另外，含0.2%～0.3%铝的钢水较粘，浇铸时应防止水口堵塞。连铸坯厚度为200～250㎜，热送到热轧厂(>200℃)。必要时在>150℃表面处理.

浇铸速度取决于浇铸温度和硅含量。随温度降低和硅含量855.热轧

板坯加热炉中加热到1100～1200℃保温

3～4h。加热温度高，热轧塑性好，但磁性降低。加热温度低，塑性差，但磁性高。因此在轧机能力允许下，加热温度应尽量低，最好为1050～1100℃（见图5）以防止钢种MnS和AlN等析出物固溶,因为它们固溶后在轧制过程中由于固溶度随钢板温度降低而下降,又以细小弥散状态析出而阻碍退火时晶粒长大,{111}组分增多,磁性变坏(见图5-16a)(b)。

铝量提高，加热温度对磁性的影响减弱（见图5-6（c）。

5.热轧

板坯加热炉中加热到1100～1200℃86图5-15板坯加热温度图5-16板坯加热温度对低碳电工钢磁导率

μ(a)、(c)和{111}极密度（b）的影响

○—620℃卷取●—730℃卷取

图5-15板坯加热温度87因为AlN固溶温度提高，MnS固溶温度高（≧1300℃）危害性较小；AlN在1200～1300℃已大部分固溶，危害性大。碳量低时AlN固溶温度提高，≲1200℃加热AlN粗化。高于1200℃加热也使氧化皮熔化2FeO·SiO2熔点为1170℃，热轧时不易脱落，带钢表面缺陷增多，以后冷轧时易产生脱皮现象。

采用热连轧开轧温度为1080～1180℃，终轧温度低于Ar3相变点,一般为780～830℃,卷取温度为550～600℃.通用的热轧工艺制度是粗轧4～6道,每道压下率相近为20%～40%，精轧机5～7道,第一道压下率为40%.以后每道压下率`逐渐减小.最后一道为10%～20%。

因为AlN固溶温度提高，MnS固溶温度高（≧1300℃）危害88热轧板为小而均匀的再结晶粒(图5-17(a).

图5-170.27%Si+o.25%Al低碳电工钢热轧钢板和退火或常化后的组织×100

（a）

热轧板，d=0.018㎜;(b)800℃×30min预退火d=0.07㎜;

(C)900℃×3min常化，d=0.04㎜

热轧板为小而均匀的再结晶粒(图5-17(a).

89

在设备能力允许和保证板型良好的条件下，降低终轧温度和提高卷取温度，使热轧板晶粒（见图5-17（b）（c））及MnS和AlN粗化，可以改善织构和磁性。

卷取温度高于700℃可起到热轧带卷常化（连续炉）和预退火（箱式炉）改善织构和磁性的作用。此时终轧温度可以更高一些。

图5-18和5-19为终轧温度和卷取温度与磁性的关系。卷取温度≥700℃以后酸洗困难，成品钢卷磁性不均匀（热轧卷内外圈冷却快，磁性低）热轧带厚为2.0～2.5㎜.

在设备能力允许和保证板型良好的条件下，降低终轧温90图5-18终轧温度(a)和卷取温度(b)与磁感应强度的关系B50的关系

（0．32%Si,0.001Als,0.50㎜厚，一次冷轧法）

图5-18终轧温度(a)和卷取温度(b)与磁感应强度的关91

图5-19终轧温度与磁性的关系

0.22%Si,580℃卷取,700℃×1min,二次冷轧法半成品750℃×1h退火后

图5926．冷轧

冷轧前经喷丸或反复弯曲和酸洗去除表面氧化皮。高温卷取或预退火的热轧板必须经喷丸处理疏松氧化皮，否则需要浓硫酸，高温长时间酸洗，易引起过酸洗和形成坑壮表面，成品表面质量变坏，产量低和废酸处理困难，一般在70～90℃的2%～4%的HCl的水溶液酸洗20～60s。未经喷丸处理的热轧板在70～80℃的约20%HCl中酸洗1～3min。酸洗后喷水清除表面酸液和污垢，经中和槽用70～90℃的Na2CO3等缄性溶液中和，再经清洗槽用水清洗和吹干。

6．冷轧

冷轧前经喷丸或反复弯曲和酸洗去除表面氧化皮93

总压下率为75%～80%。经五道轧成，每道尽可能采用25%～30%压下率，最后一道约10%压下率保证板形良好。

第一道，用较低速度轧制，防止热轧带厚度波动大发生不均匀变形引起的断带和成品厚度公差。

第二道，轧制速度逐渐提高，冷轧过程张力值一般控制在带钢屈服强度的35%～60%范围内.

冷轧厚度公差为0.5+0.02㎜和-0.04㎜。厚度每增加0.0254㎜,P15提高约0.02㎜和0.026W/㎏.

总压下率为75%～80%。经五道轧成，每道尽可能采用25947.退火

退火的目的是冷轧带通过再结晶消除冷轧产生的应变和促使晶粒长大,将钢中的碳脱到0.005%以下(最好在0.003%以下),以保证磁性,硬度和磁实效符合要求条件。退火时小张力以保证钢带更平整。

带钢退火前先用70～80℃碱液去除表面轧制油和污垢。防止带入炉内破坏保护气氛组分,影响脱碳效率,甚至引起增碳现象。

油污也使钢带表面质量变坏和引起炉低辊结瘤造成钢带划伤等缺陷。

7.退火

退火的目的是冷轧带通过再结晶消除冷轧产生95

清洗剂成分为之一为:水玻璃(浓度30%)、33%苛性钠(48%浓度)和1%表面活性剂。清洗液中碱浓度为2.5%～3.0%NaOH水溶液.碱洗后经热水刷洗并吹干。

退火温度为1100～1200℃涂层,退火温度必须在相变温度以下,因为相变可产生大小混合晶粒,破坏用有利于织构组分和使脱碳速度减慢,磁性破坏。（太钢900℃）

在α—相区内退火温度增高和退火时间延长,晶粒尺寸增大,铁损降低,而磁感应强度和硬度也降低(见图5-20).

清洗剂成分为之一为:水玻璃(浓度30%)、33%苛96图5-20退火（a）和退火时间（b）与电工钢（0.5mm厚）的P15及退火温度与硬度的(c)系

图中A—不同温度退火后的的P15，B—切片后再经800℃退火后P15

图5-20退火（a）和退火时间（b）与电工钢（0.97

由于硬度随温度升高而降低,冲片性能变坏(见图5-21)图5-22为不同温度退火后的金相组织。为了提高产量和磁性.一般采用高温短时的方法。通用的退火制度为

800～850℃×3～5min,晶粒直径为0.02～0.04㎜.C<0.005%的钢带一般不进行脱碳,在干的(露点0℃)20%H2+80%N2的保护气氛中进行光亮退火。钢带运行速度加快。气氛中有一定量的氢气是为了保证钢带表面的光亮。

由于硬度随温度升高而降低,冲片性能变坏(见图5-21)98

图5-21退火温度对冲片性能的影响0.5㎜表面未涂层

图5-21退火温度对冲片性能的影响0.5㎜表面99

图5-22低碳电工钢不同温度退火5min后的金相组织

(a)625℃(开始再结晶);(b)700℃;(c)750℃;(d)800℃;850℃

图5-22低100含0.005%～0.15%C的冷轧退火时要脱碳,20%H2+80%N2气通过50℃±5℃水温加湿气带入5%～15%水蒸汽入炉露点控制在+35℃～45℃.在这种弱氧化气氛中利用水蒸汽快速脱碳(见图5-23).

含0.005%～0.15%C的冷轧退火时要脱碳,20%H2+101

图5-23退火温度和时间(a)及加湿器中水温(露点)(b)与脱碳量的关系

图5-23退火温度和时间(a)及加湿器中水温(露点)(102碳在高温下扩散到表面的水蒸汽发生可放生逆反应:

H2O+CCO+H2

当反应达到平衡时,

K为脱碳反应平衡常数

PCO,PH2和PH2O分别CO,H2,和H20的分压

PH2O/PH2比是由气氛中氢量和露点决定的,代表保护气体的氧化性.在脱碳的情况下,PH2O/PH2控制在0.20～0.28范围内(弱氧性气氛)。

碳在高温下扩散到表面的水蒸汽发生可放生逆反应:

103

因为炉内气体与流动方向与钢带运行方向相反,很容易将脱碳反应形成CO气体排出,使上述反应式往右方脱碳反应方向不断进行。

弱氧化性脱碳气氛也是钢带氧化,表面形成氧化膜,有阻碍脱碳作用,因此必须控制好退火温度、时间和气氛(PH2O/PH2和露点)这三个因素,使脱碳反应在氧化反应之前.

影响脱碳的因素还有:

因为炉内气体与流动方向与钢带运行方向相反,很容易将脱104(1)

相变的影响

(2)

原始碳量的影响原始碳量愈高脱碳速度越快(图5-24)

(3)

钢带厚度的影响钢带愈薄碳在表面扩散愈快,脱碳速度加快.

(4)硅和铝含量的(Si+Al)量增高，加速钢种碳的扩散，促进脱碳。因为硅和铝不形成碳化物，有派斥碳原子的作用。

(1)

相变的影响

(2)

原始碳量的影响105连续炉要控制好炉内的张力以保证良好的板形和磁性，并可使横向铁损降低。保证良好的板型前提下尽量减低炉内张力，张力过大，铁损明显增高，也容易断带。300㎜宽带加约588N总张力，单位面积张力控制在0.98～2.94Mpa.

连续炉要控制好炉内的张力以保证良好的板形和磁性，1068．绝缘涂层

一般涂层机组与连续退火炉在一条作业线上，退火后立即涂层。采用无机盐—有机盐涂层（太钢用的是水性丙烯酸）经400～500℃烘干，涂层厚度为1.5μm

8．绝缘涂层

一般涂层机组与连续退火炉在一条作业线1075.4半成品制造工艺

所谓半工艺产品是由用户进行退火使之发挥磁性的产品。

低碳低硅电工钢板70%以上都以半成品出厂60年代初美国就已生产和使用低碳低硅（1.5%Si)无取向电工钢半成品产品，如标准中的 Mke27—47牌号，前苏联的2011—2113牌号和日本的S20—S60牌号半成品可代替绝大多数的20%Si

钢完全退火牌号。5.4半成品制造工艺

所谓半工艺产品是由用户进行退火使108其制造工艺要点如下:

生产厂将冷轧带钢在连续炉中经

650～700℃×1～2min不完全退火（可不涂绝缘膜）或不完全退火后再竟经3%～10%临界变形冷轧或经0.5～0.2%平整改善板型,提高硬度和冲片性。临界变形主要目的是在以后消除应力退火时促进晶粒长大，铁损明显降低（见图5-25）。如果采用二次中等压下率（50%~70%）冷轧法制造半成品，消除应力退火温度可降低，B50高，但P15也高，而且成本增高，因此不采用此工艺。

其制造工艺要点如下:

生产厂将冷轧带钢在连续炉中经

650～700℃×1～2min不完全退火（可不涂绝缘膜）或不完全退火后再竟经3%～10%临界变形冷轧或经0.5～0.2%平整改善板型,提高硬度和冲片性。临界变形主要目的是在以后消除应力退火时促进晶粒长大，铁损明显降低（见图5-25）。如果采用二次中等压下率（50%~70%）冷轧法制造半成品，消除应力退火温度可降低，B50高，但P15也高，而且成本增高，因此不采用此工艺。

其制造工艺要点如下:

生产厂将冷轧带钢在连续炉中经

650109图25临界压下率与磁性的关系

0.55%Si,0.23Al700ºC

卷取,0.5mm厚,半成品790ºCХ1h退火图25临界压下率110用户将这种半成品钢带经高速冲床冲片和去油后，在干的保护气氛下，如不完全燃烧的丙烷（丙烷与空气比值为1:5~8），分解NH,20%H2+80N2或氮气，在连续炉中750~800ºC进行完全退火（也称消除应力退火），在缓冷到约450ºC通入水蒸汽，使保护气氛的露点从-20~-30ºC调整到约+40ºC,保持30~90min进行发蓝处理，使冲片各处形成一薄膜层致密的Fe3O4（3~4μm厚）作为绝缘膜。如果原始碳量大于0.005%，提高保护气氛露点还可进行脱碳。

用户将这种半成品钢带经高速冲床冲片和去油后，在干的保护111

制造厂也可以将半成品线涂耐热性好的半有机绝缘膜来提高冲片性，用户在消除应力退火时此绝缘膜不被破坏，冲片退火时不粘接，发蓝处理对制造压缩机电机很重要，它可防止冲片边部产生锈斑而污染致冷气，用氮保护气氛的优点是安全，退火炉设备简单，退火气氛与发蓝处理气氛最好隔开。

制造厂也可以将半成品线涂耐热性好的半有机绝缘膜112

谢谢

谢谢113硅钢生产基本知识硅钢生产基本知识114

硅钢是电工用钢，主要用作各种电机和变压器的铁芯、磁开关、继电器、磁屏障、镇流器及其他电器部件是电力、电子和军工重要的软磁合金材料。

硅钢是电工用钢，主要用作各种电115

目前的硅钢片生产中有两个突出的特点：

一是，对硅钢的化学成分要求极为严格，苛刻。

二是，生产方法已由60年代的前的热轧生产转变为冷轧生产

目前的硅钢片生产中有两个突出的特点：

一是，1161电工钢板分类：

项目类别硅含量%公称厚度㎜热轧硅钢板（无取向）热轧低硅钢（热轧电机钢）1.0～2.50.50热轧高硅钢（热轧变压器钢）3.0～4.50.35和0.50冷轧电工钢板无取向电工钢（冷轧电机钢）低碳电工钢≤0.50.50和0.65硅钢0.5～3.20.35和0.50取向硅钢（冷轧变压器钢）普通取向硅钢2.9～3.30.20，0.23，0.27高磁感取向硅钢2.9～3.30.30和0.351电工钢板分类：项目117硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅钢。在化学成分的控制上，其方法各不相同。

取向硅钢对常规元素的含量要求极为严格。同时对加入的有益夹杂元素要严格控制在一定的范围之内。从而获得晶粒取向度高、方向性强的高磁感、低铁损的取向硅钢。

无取向硅钢要求具有超低碳、超低硫、高铝含量的纯净钢质，从而获得各向同性的高磁感、低铁损无取向硅钢。硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅钢。在化学成分的控制1182.对电工钢板性能的要求

一般要求电机、变压器和其它电器部件效率高,耗电量少,体积小和重量轻。电工钢板通常是以铁损和磁感应强度作为产品磁性保证值。电工钢板的性能要求如下：

2.对电工钢板性能的要求

一般要求电机、变压器1192.1铁芯损耗（PT）低

铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交变磁场下磁化时所消耗的无效电能，称铁损，也称交变损耗，其单位为 W/㎏。这种由于磁通变化受到的阻碍而消耗的无耗电能,通过铁芯发热即损耗的电量,有引起电机和变压器的温升。

磁滞损耗Ph

电工钢板的铁损pT涡流损耗PC三部分。

反常损耗PA

2.1铁芯损耗（PT）低

铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz交120电工钢板铁损PT

实测值大于上述

Pa+Pc计算值，两者之差即为pa。在无取向低碳电工钢和中抵牌号硅钢中，Ph占PT的75%～80%。无取向高牌号硅钢由于Si含碳量和晶粒尺寸较大，Ph占PT的60%左右，Pa只占10%～13%。取向硅钢晶粒更大。Ph只占30%，Pa+Pc约占70%，而Pa可比Pc大1～2倍。

电工钢板铁损PT实测值大于上述Pa+Pc计算121

冷轧无取向硅钢的铁损比硅含量相同的热轧硅钢低10%～20%，相当于硅钢提高0.5～1.0的热轧硅钢铁损值。

对于国内来说，用1万吨热轧硅钢制成的电机比1万吨冷轧无取向硅钢制成的电机，一年约多耗电1亿度。

冷轧无取向硅钢的铁损比硅含量相同的热轧硅钢低10%122

2.2冲片性能良好

对电工钢冲片性没有统一的测试方法。成品的反复弯曲次数可作为间接考核冲片性能的指标。也可以按照模具磨损情况，例如以磨损掉0.025㎜为标准的冲片数来判断.对微小电机用的钢板以冲片毛刺达到0.05㎜高度为止的高速冲床实际冲片数来判断.

2.2冲片性能良好

对电工钢冲片性没有统一的测试方法123图1-210.8%Si无取向低硅钢(0.5㎜)的绝缘层与冲片的关系

图1-210.8%Si无取向低硅钢(0.5㎜)的绝1242.3钢板表面光滑、平整和厚度均匀

要求电工钢板表面光滑、平整和厚度均匀,主要是为了提高铁芯片的叠片系数.冲片系数是指一定的电工钢板叠片的理论体积(按叠片重量和密度计算出)与再一定压力下测定的实际体积比，以百分数表示也就是净金属占铁芯体积的百分数。叠片系数是衡量铁心实际的紧密程度的一个量度。

2.3钢板表面光滑、平整和厚度均匀

要求电工钢板表125叠片系数主要与以下因素有关：