《电工钢生产概论教学PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工钢生产概论教学PPT（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工钢生产概论提 纲n电工钢概述n电工钢性质 n电工钢使用性能 n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0.54.5Si 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 。电工钢的分类及用途 n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 。n磁各向异性的冷轧取向硅钢片主要用于制作各种
2、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。 表. 电工钢板的品种和分类 分 类类公称厚度 /mm 热轧热轧 硅钢钢 板 (无取向)低硅热轧钢带热轧钢带 ，热轧电热轧电 机钢钢(1.0%2.5%Si)0.50 热轧热轧 高硅钢钢，热轧变压热轧变压 器钢钢 (3.0%4.5%Si)0.35和0.50冷轧电轧电 工 钢钢板无取向电电工钢钢 (冷轧电轧电 机钢钢)低碳电电工钢钢(4.5%时，出现有序相 （Fe3Si）和（FeSi）碳对铁硅合金的影响 n这是采用高温退火
3、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 n碳含量小于0.025 的3.25 Fe-Si合金 在任何温度下都为 单一的相，不会发 生相变电工钢的主要物理性质 n电工钢的实际密度与Si和Al的含量有关，按经验公式计算：(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 ：(cm)电工钢的主要力学性质n硅钢的屈服强度和抗 拉强度随硅含量增加 而增大。n在3.54.5Si处达 到最大值。nSi2.5时，伸长率和 面伸缩率急剧下降，nSi4.5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。n硅钢的硬度随硅 含量增加而增高 ，nSi含量大于4
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。各元素对硅钢的影响效果 n有助于提高铁磁性的元素：Ni、Co；n有助于提高电阻率的元素：Al、P；n引起晶格畸变的有害元素：C、N、O；n形成夹杂物的有害元素：V、Cr、Ti；n扩大奥氏体妨碍二次再结晶的元素：C、N、Mn；n形成有利杂质的元素：Sb、Bi； n有利夹杂物：MnS、AlN。 无取向电工钢的化学成分范围 CSiMnPSAlSN20.015 (最好0.005)0.11.00.250.500.020.015 (最好0.005)0.02 (最好0.00
5、5)0.002提 纲n电工钢概述n电工钢性质 n电工钢使用性能 n电工钢一般生产工艺（1）铁芯损耗（PT）低（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）n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。 n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2030。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
6、2 亿度，相当于23.4万kW发电机全年的发电量总 和。 磁感应强度（B）n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。n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1/31/2。冷轧硅钢片的磁感 应强度比热轧硅钢片的高2030，变 压器铁芯体积和重量也相应减少30。 磁各向异性n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。n变压器在静止状态下工作，大中型变压器铁芯
7、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。 冲片性能n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46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。 钢板表面质量n为了保证铁芯的叠片系数，要求电工钢板表面 光滑、平整且厚度均匀。叠片系数高意味着对 于一定的铁芯表观体积，实际电工钢用量更多 、单
8、位面积内磁通量更大。叠片系数提高1相 当于铁损降低2，磁感应强度提高1。n若钢板厚度不均匀，装配铁芯困难，变压器和 电机使用中噪音和震动增大。n冷轧硅钢片表面质量和厚度均匀性都比热轧硅 钢片的好，且叠片系数高，噪音和震动较小。 例如：0.35mm厚硅钢片的叠片系数，冷轧硅钢 片为 9798，热轧硅钢片为9294。绝缘薄膜性能n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n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5080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n电工钢概述n电工钢性质 n电工钢使用性能 n电工钢一般生产工艺低硅含量低牌号冷轧无取向电工钢生产工艺 高牌号冷轧无取向电工钢生产工艺 n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 。n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。n一般冷轧无取向电机钢开轧温度为118020，终 轧温度为85020。 连铸坯退火后钢带平整冷轧后 电工钢带谢 谢
