电工钢(硅钢)知识讲座

新入行人士的培训宝典,精心制作的典范。

自我介绍：

电工钢知识讲座主讲：金国龙

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电 工 钢概 念 电工钢定义电工钢是一种钢中含碳量很低的硅钢，是用于制造各种

电机和变压器的铁芯材料，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金，也是一种节能的功能性材料。

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电工钢分四类按轧制工艺分

按性能分热轧无取向硅钢 冷轧无取向硅钢普通取向硅钢(GO) 高磁感取向硅钢(Hi-B)

按钢中含硅量分低硅钢(0.5~3.0%Si) 高硅钢(3.0~4.5%Si)

冷轧硅钢 热轧硅钢

按用途分电机用钢(中高频电机)、变压器用钢(交流、直流、脉 冲)家用电器用钢、继电器用钢、电力开关用钢(0.7mm)、 高转速电机用钢、医用核磁共振扫描仪等用磁屏蔽以及高能加 速器电磁钢用钢等。

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电工钢的发展历史国外电工钢的发展历史 热轧硅钢研发阶段(1882~1955年) 研制时间：1882年英国 生产时间：1903年美国 淘汰时间：美国1960年、英国1963年、日本1967年 西德1975年、前苏联1987年 冷轧硅钢研发阶段(1930~1967年) 研制时间：1926年日本 生产时间：取向1930年(美国)

无取向1942年(美国)

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电工钢的发展历史高磁感取向硅钢研发阶段(1961~1994年) Hi-B 1953~1968年(日本) 我国电工钢研发和生产情况 研制时间：1952年 太钢 生产时间：1954年 2006年产量：114.9万吨 最高牌号：DR420、DR430

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电工钢的发展历史冷轧硅钢 研制时间：1957年 北京钢铁研究总院 取向硅钢(3% Si) 1959年太钢与鞍钢合作试制取向硅钢及无取向硅钢

生产时间：(1)1974年武钢与日本新日铁签订6.8万吨冷轧硅钢协议，其中取向硅钢2.8万吨 (2)1997年宝钢与日本川崎制铁所引进设计能力37万吨无取向硅钢生产线。(3)2003年鞍钢试生产中低牌号无取向硅钢。 (4)2006年四大钢厂产量(万吨)武钢 85 其中：取向16 宝钢 84 鞍钢 69 太钢 17.3

另外：2006年进口冷轧电工钢90万吨，其中取向硅钢22万吨。

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冷轧电工钢与热轧电工钢的区别序号 1 2 3 4 项目 生产工艺 电磁性能 板形 表面质量 热轧 热状态、叠轧 低、不均匀 差 氧化严重、表面粗糙 冷轧 冷状态，连轧或单机可逆轧机 高、均匀 平整 光洁、无氧化

56 7

厚度公差环保 能耗

大污染 大

小无 节约

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电工钢的生产工艺热轧电工钢及其生产工艺热轧电工钢是指含[Si]2-3%、[C]≤0.08%, 其成品标定厚度为0.5mm和0.7mm的电工用钢。 其变压器用钢含[Si]量为4.0~4.5%

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生产工艺流程电转炉、电炉、 中频炉冶炼成 钢锭或连铸坯 开坯成9.8×240/ 9.7×242×1030 倍尺坯 板坯加热至 950~1020℃ 可逆式叠轧 轧机轧制 9道次

成品剪切至 1M×2M板、 园盘机剪边丝 侧刀剪剪头尾

人工掀板分离

初分检验 → 挑出缺

陷品

平整

退火 (680~730℃)

成品检验精分

挑出缺陷品

包装入库

转炉、电炉和中频炉冶炼的热轧硅钢的质量问题

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冷轧电工钢及其生产工艺冷轧电工钢的种类冷轧无取向低碳低硅电工钢 指含[Si]≤1%或[Si+Al]≤1%的电工钢 特点：工艺简单、制造成本低 成品磁感应强度高，但铁损也高 用途：主要用于<1kw的家用电机和微电机(也称 分马力电机)、小电机、镇流器和小型变压器等

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生产工艺

铁水脱硫

冶炼

空处理

连铸

热连轧

酸洗

冷轧

成品退火

涂层

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低C低Si钢的半成品出厂工艺指含[Si]≤1%或[Si+Al]≤1%的电工钢成品不经涂层 出厂的产品称为半成品或者半工艺产品。 不同点：退火工艺不一样 退火后需平整 用户使用半工艺品的二种制造工艺 Ⅰ冲片 → 去油 → 光亮发兰退火 Ⅱ涂层 → 冲片→ 消除应力退火

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低C低Si钢的半成品出厂工艺优点：Ⅰ、冲片后退火，既消除冲片应力，又可促使晶粒 长大，铁损更低 Ⅱ、冲片性能提高 Ⅲ、冲片后毛刺软化 Ⅳ、通过发气处理，冲片边缘可绝缘 Ⅴ、改善叠片系数

Ⅵ、价格便宜

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冷轧无取向电工钢指含[Si]1.5~4.0%或[Si]+[Al]为≥3.5%的电工钢 特点：铁损低，但磁感应强度相对低些 用途：容量较大的大中型电机以及发电机、直流

电机和同步交流电机的定子铁感用，以及异步交流电机的定转子。如4000~7000kw直流电机、1万 kw同步交流电机、汽轮发电机(10~60万kw)、 多极式水轮发电机(10~80万kw)

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冷轧无取向电工钢生产工艺

铁水脱硫

冶炼

真空处理

连铸

热轧

常化+酸洗

冷轧

成品退火

涂层

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冷轧无取向电工钢生产工艺特点： Ⅰ、[Si]>2%必须经电磁搅拌 Ⅱ、[Si]>2%时如采用一次冷轧工艺，必须常化处理后 接着酸洗 Ⅲ、[Si]>2%时由于变形抗力大，常采用20辊轧机进行

冷轧Ⅳ、[Si]>3%时或[Si]+[Al]≥3.5%时必须经二次冷轧， 而第一次冷轧应预热到100~150℃

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冷轧取向硅钢指含[Si]在3.0%以上，磁感应强度更高、铁损更低的电工钢

用途：电力变压器(7500-1500000KVA)

配电变压器(10-500KVA)小变压器、特殊变压器

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冷轧取向硅钢生产工艺铁水脱锰冶炼 真空处理 连铸

开坯

(高温加热)

热连轧

常化+酸洗

成品退火

一次冷轧

中间退火

二次冷轧

脱碳退火 和涂MgO

冷轧

高温退火

平整拉伸退火

涂绝缘层

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特点：

冷轧取向硅钢

Ⅰ铁水脱锰及真空处理要求高 ●成份控制在很窄的范围内 ●气体含量[H]<1ppm Ⅱ连铸过程必须要采用电磁搅拌 Ⅲ铸坯入炉其表面温度应>250℃,并喷防氧化涂料，并加热至 1350℃以上。 Ⅳ热连轧后必须在氮气保护下的高温经常化处理，常化温度1050~ 1150℃, 时间4~5min。

Ⅴ第一次冷轧前必须对钢带进行预热到50~80℃ Ⅵ第一次冷轧后必须经中间退火 850~950℃×2.5~4.0min并快速冷却到100~150℃进行时效处 Ⅶ第二次冷轧至成品厚度再进行脱碳退火 Ⅷ钢带卷取前涂MgO隔离剂 Ⅸ高温退火 Ⅹ平整拉伸退火和涂绝缘膜

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影响电工钢性能和质量的因素(1)[C]是有害元素 [C] ↑ 铁损↑ 磁感↓ (2)[Si] 对电磁性能敏感 [Si]↑ 铁损↓ 磁感↓ (3)[S]是有害元素 [S]↑ 铁损↑ 磁感↓ (4)[P]的影响 [P]0.050~0.10%时，铁损↓,磁性↑;冲片性能改善 (5)[Mn]的影响 保证一定[Mn]量，可改善热轧塑性 [Mn]/[S]≥10 (6)[Al]的作用 与[Si]作用一样，铁损↓ [Al]对钢的强度和硬度影响没有[Si]明显 (7)[Cr][Ni][Cu]破坏电磁性能 要求：[Cr]+[Ni]+[Cu]≤0.01% (8)O、N、H对磁性有害 成品板形、表面质量、厚度公差、绝缘层等对电工钢使用性能均有影响。

化学成份的影响

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成品检测及牌号判别成品检测

A 采用方法：爱泼斯坦[Epstein]方圈测定法B 试样要求： Ⅰ 宽度 30mm+0.2 长度300mm±0.5mm Ⅱ 剪切整齐平直、直角性良好、边沿无毛刺 Ⅲ 试样总量的半数为成品轧制的纵向，半数为横向

Ⅳ 不同牌号有不同的质量指标(密度)