矽鋼薄板

矽鋼薄板也叫電工鋼板是製造各種發電機電動機變壓器繼電器互感器以及其他器件儀表等的重要磁性材料,是含矽量在0.5%~6.5%的極低碳鋼板,俗稱矽鋼片。

基本介紹

  • 中文名:矽鋼薄板
  • 別名:電工鋼板
簡介,用途,生產工藝,

簡介

矽鋼薄板也叫電工鋼板是製造各種發電機電動機變壓器繼電器互感器以及其他器件儀表等的重要磁性材料,是含矽量在0.5%~6.5%的極低碳鋼板,俗稱矽鋼片。

用途

按其用途可分為製造電機類的矽鋼片(含矽量在3.3%以下)和製造變壓器類的矽鋼片(含矽量在2.5%~5%)。根據矽鋼片的使用範圍,它們的電磁性能有所不同。電磁性能包括磁感強度和鐵損。磁感強度愈高、鐵損愈低,矽鋼片電磁性能愈好。磁感強度在一定的磁場強度下隨材料的導磁率提高而提高,鐵損主要決定於磁滯損失和渦流損失。化學成分中矽能提高鋼的電阻率而顯著地降低渦流損失,能減少晶體的磁各向異性,易磁化,同時還能縮小或封閉γ相區,有利於高溫退火時晶粒長大。但矽含量過高使鋼塑性降低。碳、硫是矽鋼中最有害的元素,氧、氮和氫對磁性也很不利,冶煉時應嚴格控制。矽鋼片的晶粒尺寸愈大而均勻,磁性越好,但過大會使渦流損失增加。晶粒的磁性是各向異性的,<100>方向最易磁化,<111>方向則難磁化。晶粒排列取向一致即具有織構的冷軋矽鋼片稱為取向矽鋼片,主要用以製造變壓器類鐵芯。當今生產的取向矽鋼主要為(110)[100]織構和(100)[001]立方織構。無取向矽鋼不存在磁各向異性,主要用做電機類的鐵芯。矽鋼片厚度愈薄則渦流損失愈小,但太薄又使磁滯損失提高。一般取向矽鋼片厚度多為0.25~0.35mm,無取向矽鋼片為0.35~0.5mm。表面光潔和板形平直對磁性影響也很大。因此矽鋼片的質量與軋制工藝密切相關。矽鋼薄板的生產工藝有熱軋和冷軋兩種。熱軋法是舊式生產工藝,由於產品質量差、成材率和生產效率低及勞動條件差,現已日趨淘汰:冷軋法興起於20世紀30年代以後,由於質量優異且能連續生產,日漸得到推廣套用,中國於70年代開始試驗生產冷軋矽鋼薄板並建廠正式生產。冷軋矽鋼片與熱軋矽鋼片相比具有電磁性能高,板形好和疊裝係數大等優點,現已逐漸取代熱軋矽鋼片而成為主流。

生產工藝

熱軋
矽鋼生產工藝包括熱軋開坯剪下板坯加熱、軋制、成品剪下、掀板、初分類、平整、退火、成品檢驗、包裝入庫等工序。矽鋼含矽愈高,導熱性和塑性愈差,尤其低溫時更差。矽鋼加熱時應熱裝,800℃以下要緩慢升溫,要避免在兩相區軋制,防止澆水急冷導致開裂。熱軋矽鋼薄板多採用單機疊軋(見疊軋薄板生產),一火或兩火將坯軋至成品厚度。通常開軋溫度為1050℃,終軋溫度可低至約700℃。高矽鋼的剪下溫度為200~300℃,剪下後應立即掀板,掀板溫度約60~100℃。退火是為了充分再結晶,使晶粒粗化,使殘留碳石墨化,並減少碳、硫、氧、氮、氫等有害元素,進而提高磁性,改善塑性。矽鋼片的退火通常採用通氫罩式退火爐,熱處理工藝制度因鋼種特性和技術要求而異。
冷軋
矽鋼薄板的生產流程見圖。冷軋矽鋼產品分高磁感取向矽鋼(代號HiB)、取向矽鋼和無取向矽鋼3大類。熱軋矽鋼板卷在常化噴丸酸洗機組(CP)上進行切頭尾、噴丸、酸洗、切邊和塗油等作業,其中HiB矽鋼和一些高牌號無取向矽鋼在此機組上要經高溫退火,目的使有利夾雜AlN固溶後再按要求析出,以改善電磁性能。酸洗後的鋼卷在森吉米爾軋機或四輥軋機上進行冷軋,HiB和低牌號無取向矽鋼軋至成品厚度,其他矽鋼軋至中間厚度。經第一次冷軋後的鋼卷在焊接機組(CW)上進行切頭尾、清除缺陷、焊接並卷。經CW機組處理後的低牌號無取向矽鋼在最終脫碳退火機組(CA2)上進行脫脂、最終脫碳退火(見中間退火)和塗絕緣層,再由剪下機(CS)切邊、分條或橫切成板、包裝、入庫。高牌號無取向矽鋼和取向矽鋼經CW機組處理後在中間脫碳退火機組(CA1)上進行脫脂,中間再結晶退火,以使碳含量進一步降低同時消除加工硬化及殘餘應力,之後在森吉米爾軋機上二次冷軋至成品厚度。高牌號無取向矽鋼二次冷軋後經CA2、CS機組進行脫脂、成品脫碳退火、塗絕緣層、剪下、檢查、包裝入庫。取向矽鋼二次冷軋後經取向矽鋼脫碳退火機組(CA3)脫脂脫碳退火、塗隔離層,再經高溫罩式退火爐(CB)進行高溫退火、去水分、燒結底層。高溫退火的目的是進一步脫碳、淨化鋼質、二次再結晶使矽鋼片產生具有(110)[001]取向的織構。經CB機組處理後在熱平整機組(CT)上進行刷洗、硫酸酸洗、塗絕緣層和熱平整,之後經CS機組剪下,檢驗、包裝入庫。經CW機組處理後的HiB矽鋼片不需二次冷軋,只經CA3,CB、CT和CS機組處理後,剪下、檢查、包裝入庫。

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