硅鋼片,英文名稱是siliconsteelsheets,它是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金,加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時(shí)效。
硅鋼俗稱矽鋼片或硅鋼片,是電力、電子和軍事工業(yè)不可或缺的含碳極低的硅鐵軟磁合金,亦是產(chǎn)量最大的金屬功能材料,其產(chǎn)量約占世界鋼材產(chǎn)量的1%,它是含硅0.8%-4.8%的硅鐵合金,經(jīng)熱、冷軋成厚度在1mm以下的硅鋼薄板。加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時(shí)效,主要用作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵芯。
【無(wú)取向硅鋼】
A、硅鋼片按其含硅量不同可分為低硅和高硅兩種。低硅片含硅2.8%以下,它具有一定機(jī)械強(qiáng)度,主要用于制造電機(jī),俗稱電機(jī)硅鋼片;高硅片含硅量為2.8%-4.8%,它具有磁性好,但較脆,主要用于制造變壓器鐵芯,俗稱變壓器硅鋼片。兩者在實(shí)際使用中并無(wú)嚴(yán)格界限,常用高硅片制造大型電機(jī)。
B、按生產(chǎn)加工工藝可分熱軋和冷軋兩種,冷軋又可分晶粒無(wú)取向和晶粒取向兩種。冷軋片厚度均勻、表面質(zhì)量好、磁性較高,因此,隨著工業(yè)發(fā)展,熱軋片有被冷軋片取代之趨勢(shì)(我國(guó)已經(jīng)明確要求停止使用熱軋硅鋼片,也就是前期所說(shuō)的以冷代熱)。
硅鋼片定義
無(wú)取向硅鋼片是按照一定生產(chǎn)工藝,形成無(wú)取向性變形織構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)的硅鋼片。
硅鋼片之間的關(guān)系
1、二者都是冷軋硅鋼片,但含硅量不同。冷軋無(wú)取向硅鋼片含硅量0.5%-3.0%,冷軋取向硅鋼片含硅量在3.0%以上。
2、生產(chǎn)工藝及性能的不同:無(wú)取向硅鋼片較取向硅鋼片工藝要求相對(duì)較低。
3、性能及用途:由于二者性能特點(diǎn)不同,在使用方向上存在差異冷軋無(wú)取向硅鋼片最主要的用途是用于發(fā)電機(jī)制造,故又稱冷軋電機(jī)硅鋼。冷軋取向硅鋼帶最主要的用途是用于變壓器制造,所以又稱冷軋變壓器硅鋼。
電工鋼已有上百年的歷史,電工鋼包括Si0.5%電工鋼和Si含量 0.5~6.5%的硅鋼兩類,主要用作各種電機(jī)、變壓器和鎮(zhèn)流器鐵芯,是電力、電子和軍事工業(yè)中不可缺少的重要軟磁合金。電工鋼在磁性材料中用量最大,也是一種節(jié)能的重要金屬功能材料。電工鋼,特別是取向硅鋼的制造工藝和設(shè)備復(fù)雜,成分控制嚴(yán)格,制造工序長(zhǎng),而且影響性能的因素多,因此常把取向硅鋼產(chǎn)品質(zhì)量看作是衡量一個(gè)國(guó)家特殊鋼制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志,并獲得特殊鋼中“藝術(shù)產(chǎn)品”的美稱。1961年,新日鐵在引進(jìn)Armco專利基礎(chǔ)上,首先試制AlN+MnS綜合抑制劑的高磁感取向硅鋼。1964年開(kāi)始試生產(chǎn)并命名為Hi-B,但磁性不穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)15年的持續(xù)改進(jìn),Hi-B鋼制造工藝已日臻完善,并于1968年正式生產(chǎn)Z8H牌號(hào)。從1979年開(kāi)始,新日鐵和川崎公司采用提高硅含量、減薄產(chǎn)品鋼帶厚度和細(xì)化磁疇技術(shù),陸續(xù)生產(chǎn)了0.30、0.27、0.23及0.18mm高磁感取向硅鋼新牌號(hào)。一般要求電機(jī)、變壓器和其他電器部件效率高,耗電量少,體積小和重量輕。電工鋼板通常是以鐵芯損耗和磁感應(yīng)強(qiáng)度作為產(chǎn)品磁性保證值 。對(duì)電工鋼板性能的要求如下:
鐵芯損耗(PT)低
鐵芯損耗是指鐵芯在≥50Hz交變磁場(chǎng)下磁化時(shí)所消耗的無(wú)效電能,簡(jiǎn)稱鐵損,也稱交變損耗,其單位為W/kg。這種由于磁通變化受到各種阻礙而消耗的無(wú)效電能,通過(guò)鐵芯發(fā)熱既損失掉電能,又引起電機(jī)和變壓器的溫升。電工鋼的鐵損(PT)包括磁滯損耗、渦流損耗(Pe)和反常損耗(Pa)三部分。電工鋼板鐵損低,既可節(jié)省大量電能,又可延長(zhǎng)電機(jī)和變壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,并簡(jiǎn)化冷卻裝置。由于電工鋼板的鐵損所造成的電量損失占各國(guó)全年發(fā)電量的2.5%~4.5%,因此各國(guó)生產(chǎn)電工鋼板總是千方百計(jì)設(shè)法降低鐵損,并以鐵損作為考核產(chǎn)品磁性的最重要指標(biāo),按產(chǎn)品的鐵損值作為劃分產(chǎn)品牌號(hào)的依據(jù) 。磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)高
磁感應(yīng)強(qiáng)度是鐵芯單位截面積上通過(guò)的磁力線數(shù),也稱磁通密度,它代表材料的磁化能力,單位為T。電工鋼板的磁感應(yīng)強(qiáng)度高,鐵芯的激磁電流(也稱空載電流)降低,銅損和鐵損都下降,可節(jié)省電能。當(dāng)電機(jī)和變壓器功率不變時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度高,設(shè)計(jì)Bm可提高,鐵芯截面積可縮小,這使鐵芯體積減小和重量減輕,并節(jié)省電工鋼板、導(dǎo)線、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料用量,可降低電機(jī)和變壓器的總損耗和制造成本,并且有利于大變壓器和大電機(jī)的制造、安裝和運(yùn)輸。
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