半工艺冷轧无取向电工钢的发展_2006.doc

第 41 卷 增刊(2) ¥冈 铁 Vol. 41, Supplement (2)2006 年 12 月 IRON AND STEEL December 2006半工艺冷轧无取向电工钢的发展刘杰1,2，王全礼1'2,李飞1,2，潘丽梅1,2，罗文彬1,2，何忠治2(1.首钢技术研究院，北京 100041 ； 2.钢铁研究总院 电工钢联合研发中心，北京 100081)摘 要：本文对比了冷轧无取向电工钢全工艺和半工艺生产流程，介绍了近几年来半工艺冷轧无取向电工钢产品性能的发展、使用情况，并结合市场调研工作对半工艺发展做了未来展望关键词：全工艺，半工艺，冷轧无取向电工钢中国图书分类号： TG335.12 TG142.77Producti on Practices for Semi-Processed Cold Rolli ngNon-Oriented Electric SteelLIU Jie1,2，WANG Quan-li1,2，LI Fei1,2，PAN Li-mei1,2，LUO Wen-bin1,2，HE Zhong-zhi2(1.Shougang Research Institute of Technology， Beijing 100041， china； 2.United Research &Development Center ofElectrical Steel，Central Iron & Steel Research Institute)Abstract: The paper compared fully processed with semi-processed cold rolling non-oriented electrical steels (NOES) in production practices, introduced properties and application of semi-processed NOES, at last, predicted the latest trend of development in the semi-processed NOES.Key words: Fully processed, Semi-processec, Cold rolling non-oriented electric steel第 41 卷 增刊(2) ¥冈 铁 Vol. 41, Supplement (2)2006 年 12 月 IRON AND STEEL December 2006第 41 卷 增刊(2) ¥冈 铁 Vol. 41, Supplement (2)2006 年 12 月 IRON AND STEEL December 20061概述半工艺无取向电工钢是区别于传统无取向电 工钢制造工艺的一种产品，它是由冶金生产厂生产 出符合冲片性能要求、用户在冲片后进行消除应力 退火而形成满足磁性要求的电工钢。

该工艺多用于 生产低碳低硅(W 1.5% Si)电工钢，是适应于微、 小电机以及压缩机等高效率、节能的要求而发展 的电机损耗包括铁损和铜损，为了节能降耗、延 长电机运转时间、简化冷却装置，就必须减少铁损 和铜损减少铜损需减少激磁电流 I，从而要求电机铁芯有较高的磁导率□，而磁导率□为磁感应强 度B与磁场强度H的比，所以一定的 H下B值要 高无取向电工钢中铁损 P和磁感B是一对相互矛 盾的参量，P值低B值也低，P值高B值也高，用 半工艺生产流程恰恰能解决这一对矛盾近年来， 我国家电行业迅速崛起，制冷压缩机和小电机用钢 量在逐渐增加，由于半工艺产品性能比传统工艺生 产的产品高出 2〜3个牌号，故越来越受到市场的 青睐与传统冷轧无取向电工钢生产工艺流程相 比，半工艺冷轧无取向电工钢的特点为：(1) 磁感B50和铁损P15值都比较高，经过消除应力退火后，晶粒变得粗大，铁损 P15降低20%以上，磁导率卩15增加35%以上，而磁感 B50值变 化不大或略有降低，整体性能可提高 2〜3个牌号[1]O(2) 对于不带涂层的产品，冲片后不能直接叠压成铁芯，否则会造成冲片间短路，产生较大涡 流损耗，最终导致电机效率降低 [2]。

带绝缘涂层的半工艺产品则不存在此问题3) 冲片毛刺软化、冲片更平、外观更好、 改善叠片系数、防锈和耐蚀性提高4) 对于不带涂层的产品，由于暴露在空气 中易氧化，因此对钢卷包装和保存要求严格带绝 缘涂层的半工艺产品则不存在此问题材料价格便宜，节约成本，利润空间大， 增强了市场竞争力第 41 卷 增刊(2) ¥冈 铁 Vol. 41, Supplement (2)2006 年 12 月 IRON AND STEEL December 2006第 41 卷 增刊(2) ¥冈 铁 Vol. 41, Supplement (2)2006 年 12 月 IRON AND STEEL December 2006刘杰，硕士，工程师，liujieustb@?2006中国金属学会青年学术年会论文集 #2生产工艺流程与冷轧无取向电工钢传统全工艺生产流程不同，半工艺生产流程有其特殊的生产工艺特点全 工艺和半工艺无取向电工钢典型工艺流程见图 12006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #图1全工艺和半工艺无取向电工钢典型工艺流程2006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #首先，冷轧后的钢板不需要经过完全退火，而只是将冷轧带在连续炉中 650〜700 °CX 1〜2min不完全退火出厂，或不完全退火后经 3 %〜10%临界变形冷轧或经0.5%〜2.0%平整改善板形，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，铁损明显降低临界压下率 与磁性的关系见图2⑴加 Q. dJSXSb0 5 10 15 20韶：找冷乳圧下軍.并图2临界压下率与磁性的关系（0.55Si %, 0.23A1 , 700C卷取，0.5mm 厚半成品 790CX1h退火）其次，半工艺冷轧无取向电工钢一般不涂层或 薄涂层对无涂层的半工艺产品，用户可通过发蓝 处理获得足够的绝缘电阻根据用户要求，冶金生 产厂也可先涂耐热环保的半有机绝缘膜，此种绝缘 膜在消除应力退火时不被破坏，冲片时不粘结，可 提高冲片性［1,3-5］第三，在产品运至用户时，高速冲床冲片去油 后，在干的保护气氛下，如不完全燃烧的丙烷，分 解NH3，20%H2+80%N2或N2,在连续炉中 750〜 850 C保温1〜3h进行消除应力退火 SRA，见图3小电机、变压器铁芯制造工艺示意图SRA要求升温速度小于 200 C /h，从保温温度 冷却到550C时冷却速度小于 120C /h在450〜550 C时，通入水蒸气，保护气氛的露点从 -20〜-30 C调整到约+40 C，保持30〜90mi n进行发蓝处理， 使冲片各处形成一薄层致密的 Fe3O4作为绝缘膜。

如果原始碳含量大于 0.005%，提高保护气氛还可进 行脱碳［1,4-11］退火对半工艺产品不仅仅起着消除应力的作 用，更主要的是使原来低温不完全退火产生的细小 晶粒均匀长大，从而提高产品磁性性能3国内外半工艺无取向电工钢牌号和性能3.1我国半工艺无取向电工钢牌号和性能我国 GB/T 17951.2-2002 半工艺冷轧无取向电工钢带（片）编写过程中参考了 IEC标准中关于半 工艺的 IEC60404-8-2 和 IEC60404-8-3 标准，另外 还参考了欧洲标准标准中规定了各种半工艺牌号 的磁性值，并给出了生产该牌号的参考热处理温 度部分半工艺牌号的磁特性值和参考热处理温度 见表 1［6'11］2006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #表1部分半工艺牌号的磁特性值和参考热处理温度牌号公称厚度/mm参考热处理温度/C(± 10C)1.5T时的最大规定总损耗值/(W/kg)交变磁场强度下的最小磁感值/T常规密度/(kg/dm3)50Hz 60 Hz 2500A/m5000 A/m10000 A/m50WB3400.508403.40 4.32 1.54 1.621.727.6550WB4500.507904.50 5.67 1.57 1.651.757.7550WB5600.507905.60 7.03 1.57 1.661.767.8050WB8900.507908.90 11.30 1.601.681.787.8565WB3900.658403.90 5.07 1.54 1.621.727.6565WB5200.657905.20 6.72 1.57 1.651.757.7565WB8000.657908.00 10.16 1.621.701.797.852006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #GB/T 17951.2-2002 与表 1 中 GB/T 2521-1996 的部分牌号性能比较可以看出，在同等厚度、铁损 的条件下，半工艺牌号的最小磁感值比全工艺高出 约0.2T，常规密度比全工艺牌号低约 0.05kg/dm3,即Si+AI的含量比全工艺偏低一些。

国内半工艺生产厂都在国标的基础上制定了 相应的厂标准，如 BZJ481-2005宝钢半工艺冷轧无 取向电工钢带，Q/WG(LZ)19-96武钢半工艺型冷轧 无取向电工钢带，部分标准规定的牌号性能见国内 半工艺电工钢产品性能表 2［7-8,12］2006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #表2武钢、宝钢和本钢半工艺电工钢产品性能厂家牌号 公称厚度mm理论密度kg/dm3最大铁损 W/kg P15/50最小磁感T /B 5000最小叠片系数%抗拉强度a b/MPa武钢BDG 0.57.806.001.6897.0> 335宝钢BSP-1 0.57.804.701.6695.0> 380本钢BDG7.805.001.68> 3352006中国金属学会青年学术年会论文集 #2006中国金属学会青年学术年会论文集 #3.2国外电工钢牌号及性能GB/T 17951.2-2002 主要参考 IEC60404-8-2 和IEC60404-8-3，故在此不详述 IEC标准ASTMA683M-99标准中对 0.0185英寸和0.025英寸两个 厚度的半工艺牌号规定了 Si+Al的近似含量、其它元素最大含量、最大铁损、峰值磁导率、励磁功率 等，表3为美国半工艺产品部分牌号性能 ［5］。

日本住友金属、 JFE日本钢管和川崎制铁的0.5mm 厚半工艺产品在 750°CX 2h, 100%N2中消 除应力退火SRA中获得的低硅高效铁芯材料性能 见表4［。