高磁感无取向电工钢

《高磁感无取向电工钢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高磁感无取向电工钢（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2000年7月钢 铁 研 究第4期(总第115期)July 2000Research on Iron 川崎制铁通过Al和稀 土元素的复合添加、 改变夹杂物大小及分布以控 制再结晶晶粒直径,开发出了50RMA350 ,艾仆的 斯坦试片经7502 h退火后,典型P1. 5/ 50= 3.12 W/ kg、B50 = 1.75 T2;福山材料研究所以Si、Al 为主要成分,通过降低夹杂物含量、 最佳化冷轧前 组织以控制再结晶织构开发的具有全工艺 半75工艺特征的产品NK BCORE,其NEBF13(全工 艺)的P1. 5/ 50分别为5. 50、4. 70、3. 50 W/ kg ,B50则 分别为

2、1. 80、1. 77、1. 75 T,NK BS13(半工艺)产 品经7502 h消除应力退火后的P1. 5/ 50分别为 4.10、3.40、3. 00 W/ kg ,B50则分别为1. 79、1. 77、 1.75 T3。其他有关成分选择、 工艺组合的报道 专利很多,但性能也只在上述水平,且多为实验室 研究,没有产业化。另,俄罗斯、 美国、 南韩等国亦 有高磁感无取向电工钢的研究报道,其成分多为 低Si低C系列,近期也开始向多元化方向发展, 工艺亦多采用控制热轧过程温度或热轧板缓冷或 热轧板退火处理,但其性能水平低于日本,也不及 武钢。 我国普通硅钢片有热轧产品和冷轧产品,用 于高效节能

3、电机铁芯也有冷轧和热轧材料。据报 道,上海矽钢厂1998年采用低碳、 低硫、 低氮、 适 中硅含量坯料和自行开发的轧制热处理工艺技 术,研制出了成品碳小于0.008 % ,晶粒度为45 级的高磁感低铁损热轧硅钢片,其牌号有DGR420 - 50、DGR430 - 50 ,并在高效节能电机上进行了 试用4。武钢早在20世纪70年代末就开始了高 磁感低铁损冷轧无取向电工钢的研究、 试制和推 广应用,虽因种种原因,推进速度比较缓慢,但进 行了大量工作,已形成了高磁感电工钢独特的成 分、 工艺、 性能系列和应用市场,且研究领域及应 用范围还正在不断扩大。3 武钢高磁感无取向电工钢到目前为止,武钢自行开

4、发研制的高磁感无 取向冷轧电工钢有三个系列,大生产的产品 P1. 5/ 50值覆盖3. 5013. 00 W/ kg范围,三个系列是: 无Si低Si含P系列; Si、Al、Mn系列; 多元合金化系列。 3. 1 无Si低Si含P系列 武钢硅钢片投产初期,前工序生产条件尚 不完全具备,为解决原料不足问题而自行研制 开发了无Si低Si含P系列高磁感冷轧电工钢。1982年完成了该系列共6个牌号的研制并建立 了企业标准,1989年完成转产技术鉴定。3. 1. 1 成分、 工艺特点 该系列代号为DWG(为便于查阅对照,本文引用的武钢高磁感电工钢及对比硅钢牌号均为研 制开发期间使用的牌号,下同) ,其中无

5、Si含P钢 又称DW1 ,低Si含P钢又称DW2。成分特点是以少量P部分或完全取代Si ;工艺路线分经过或不 经过RH真空处理和模铸或连铸及一次或两次冷 轧法。不同的成分、 不同的工艺路线有不同的性 能水平,研究结果表明,其高磁感的获得除成分因 素外,还与成品脱探退火过程中碳向表面扩散,促 使形成具有高比率的(110)和(hko)有利织构的柱状晶有关。3.1. 2 性能特点 该系列中,DW1铁损P1. 5/ 50覆盖范围为6. 00 13. 00 W/ kg ,相当于日本H23H30水平;DW2 铁损P1. 5/ 50覆盖范围为4. 655. 40 W/ kg ,相当于日本H18H20水平,磁

6、感B50均较相应牌号高0.05 T以上。虽然其硬度远低于同铁损级别的热 轧硅钢片(Hv = 134164) ,但因钢中含磷,钢质 “软而脆”,仍具有理想的冲片性能,其中低牌号还 可以 “半工艺” 状态供货。该系列主要性能与普通冷轧硅钢片比较见表1。3.1. 3 典型牌号性能曲线 无Si低Si含P系列高磁感冷轧电工钢中DW540G直流磁化曲线和交流铁损曲线及其与同 铁级别的普通冷轧无取向硅钢比较如图1、 图2。3.2 Si、Al、Mn系列Si、Al、Mn系列是指目前武钢生产的DGX1、DGX2两牌号。该项目为 “七 五” 期间国家科委 下达的重点科技攻关课题,经过三年的试验、 试 制、 试用,完

7、成了科技攻关任务,于1989年9月通过冶金部转产技术鉴定。3.2. 1 成分、 工艺特点DGX1、DGX2是以普通钢Si、Al、Mn为基本成 分,前工序冶炼采用了顶底复合吹炼、RH三次脱 硫、 大罐长水口吹氩保护浇注,后工序采用热轧板退火及一次法冷轧等工艺技术,其高性能主要 是基于钢质纯净,夹杂物聚集、 再结晶组织均匀。3.2. 2 性能特点 该系列铁损P1. 5/ 50覆盖范围4. 004. 70W/ kg ,相当日本H18H14 ,磁感B50较相应牌号 高0.05 T以上,产品标准,实物质量与同铁损级 别普通冷轧无取向硅钢片比较见表2。85表1 无Si低Si含P系列与普通冷轧硅钢片性能比较

8、系列牌 号标 准实 物P1.5/50/ Wkg- 1B50/ TP1.5/50/ Wkg- 1B50/ T理论密度/ gcm- 3硬度(HV)抗拉强度b/ Nmm- 2延伸率/ %叠装系数/ %无Si低Si含P普 通 冷 轧 硅 钢DW465G4.651.704.401.747.801303501697DW540G5.401.704.81.747.801303501697DW620G6.201.705.41.747.85901303002297DW800G8.001.70DW1000G10.001.70DW1300G13.001.70DW4704.701.644.231.687.7015638

9、01697DW5405.401.654.581.697.701303601697DW6006.201.665.401.717.751143401697DW8008.001.697.803202297DW100010.001.697.853002297DW130013.001.692902297图1 直流磁化曲线图2 交流铁损曲线表2 Si、Al、Mn系列与普通冷轧硅钢性能比较系列牌 号标 准实 物P1.5/50/ Wkg- 1B50/ TP1.50/50/ Wkg- 1B50/ T理论密度/ gcm- 3硬度HV抗拉强度/b/ Nmm- 2延伸率/ %叠装系数/ %Si、Al、DGX14.65

10、1.704.0681.7377.751373002097 Mn系列DGX24.001.693.6741.7267.751463652097 普通冷50W4704.701.644.2301.6807.701563801697 轧硅钢50W4004.001.613.6001.6707.6516440014973. 2. 3 典型牌号性能曲线Si、Al、Mn系列高磁感冷轧电工钢中DGX1直 流磁化曲线和交流铁损曲线及其与同铁损级别的普通冷轧无取向硅钢比较如图3、 图4。3.3 多元合金化系列 多元合金化系列系正在开发的产品,实验室 前期研究于20世纪80年代末基本完成,研究出的铁损指标基本覆盖目前全

11、部普通冷轧无取向硅95图3 直流磁化曲线图4 交流铁损曲线钢 牌号,磁感B50则比相应铁损级别牌号高0.07 T以上。20世纪90年代初已在大生产试制 出了一个牌号。3.3. 1 成分、 工艺特点通过调整匹配提高基体电阻率、 促使气体夹 杂无害化及晶界偏聚和阻止晶界氧化等元素及其 含量,实行多元合金化,根据不同的成分分别实施 热轧板退火或不退火,一次冷轧法或两次冷轧法 工艺及不同温度的成品再结晶退火,以获得不同 级别的铁损和磁感。为便于大生产组织和管理,实验室按铁损值递减、 磁感值递减、 主合金含量递 增的原则设计研究成分、 工艺。实验室研制出磁性 平均值与同铁损级别普通冷轧无取向硅钢比较见

12、表3。表3 多元合金化系列实验室研制磁性平均值牌 号普通冷轧硅钢标准实验室研制出磁性 3P1.5/50/ Wkg- 1B50/ TP1.5/50/ Wkg- 1B50/ T50DW6006.001.654.6191.818 50DW5405.401.654.4201.813 50DW4704.701.624.1381.801 50DW4004.001.613.4571.798 50DW3503.501.603.2761.786 50DW3303.301.603.2201.837 50DW3103.101.602.9511.814 50DW2902.901.602.6511.745 50DW27

13、02.701.602.3741.7333 试样为纵向艾仆斯坦试片3.3. 2 大生产试制 多元合金化系列大生产试制始于1992年,首 次选定试制铁损P1. 5/ 503. 60 W/ kg级别(相当原 标准50DW360、 现标准50DW350、 日本H12) ,试制牌号暂为DGX3。目前,大生产已试制出产品计5000多吨,试制产品实物的平均铁损P1. 5/ 50与DW350相当,磁感B50则比50DW350高0.072 T。 试制工艺、 性能、 成材率均十分稳定。DGX3及其 与同铁损级别的普通冷轧无取向硅钢性能比较见 表4。表4 多元合金化系列与普通冷轧硅钢比较系列牌 号标 准31实 物P

14、1.5/50/ Wkg- 1B50/ TP1.50/50/ Wkg- 1B50/ T理论密度/ gcm- 3硬度HV抗拉强度/b/ Nmm- 2延伸率/ %叠装系数/ %多元合金化系列DGX33.601.683.2781.7327.75166324223231329832 普通冷轧硅钢500DW 3503.501.603.2001.6607.65182420119731:DGX3标准为暂定;32为试制中出现的最小值063. 3. 3 大试产品性能曲线 大生产试制出的多元合金化系列高磁感电工 钢DGX3直流磁化曲线和交流铁损曲线及其与同铁损级别的普通冷轧无取向硅钢比较如图5、 图6。图5 直流磁

15、化曲线4 结 语高磁感低铁损冷轧无取向电工钢是更优质的 硅钢片。国外早在20世纪80年代就进行了大量研究,并已取得了明显进展。武钢自1978年硅钢 片投产后,通过努力,自行开发出了三个新产品系 列的高磁感低铁损冷轧无取向电工钢,其铁损值 基本复盖目前低、 中、 高牌号普通冷轧无取向硅图6 交流铁损曲线钢,而B50则较其相应牌号高0. 05 T以上,且工 艺成熟、 性能稳定,是取代普通冷轧,热轧硅钢片 用于进一步提高电机效率和制作高效节能电机铁 芯的理想材料。参 考 文 献1 K. Honama , T. Nozawa , H.K obaashi et al , IEEE. Trans. OnMagn , S 1985 ,92 高岛稔,筱原雅典.Material Japan ,1997 ,43 日里昭,尾田善彦.NKK技报,1997 ,34 包斯文.中国冶金报,1998 ,11(收稿日期:2000 - 03 - 24)(上接第35页)6 结束语空心颗粒渣主要是针对目前的连铸生产操作 与适用2号电炉投产后的连铸操作而开发的新型保护渣,在实际使用中获得了如下效果: (1)空心颗粒渣在浇注时渣圈少,绝热保温效果好,熔化速度较快,为铸坯表面质量提供了保 障。(2)通过200多炉连续批量生产试验,取得了良好的效果,高碳钢表面修磨率由原来的10 %