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【小科普】硅鋼為何被稱為“鋼鐵產(chǎn)品中的工藝品”?

 材料科學(xué)網(wǎng) 2020-03-10

何為“硅鋼”?

提及鋼鐵產(chǎn)品,首先浮現(xiàn)在人們腦海中的十有八九會(huì)是城市路邊建筑工地上的鋼筋,或是路上奔馳的小汽車,再或是日常生活中常用的小剪刀、小錘子。但是,你可知道跟我們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān)的各種機(jī)電設(shè)備,小到兒童玩具中的小馬達(dá),電冰箱,洗衣機(jī)中的壓縮機(jī),大到三峽水電站的大型發(fā)電機(jī),西電東輸電網(wǎng)中的變壓器,其核心部分“鐵心”的制造材料就是“大名鼎鼎”的硅鋼。那么,硅鋼到底是怎樣一種神奇的鋼鐵產(chǎn)品呢?

顧名思義,硅鋼因含硅而得名,是含硅量0.5%~4.8%的鐵硅合金。主要用作各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵心制造。硅鋼片按其所含主要成分,可分為:低碳鋼板(含C≤0.1%),無(wú)硅電工鋼板(含Si≤0.0l%),低硅鋼片(含Si 0.5%~2%),高硅鋼片(含Si 3.0%~4.5%);按其主要用途可分為:小型電機(jī)用鋼(含Si 2%以內(nèi)),一般電機(jī)用鋼(含Si 2%~3%),變壓器用鋼(含Si 3.0%~4.5%),繼電器用鋼(含Si 2%以內(nèi));按其生產(chǎn)方法可分為:熱軋硅鋼片(其中含Si l%~2%的稱為熱軋低硅鋼片或熱軋電機(jī)鋼,含Si約3.0%~4.5%的稱為熱軋高硅鋼片或熱軋變壓器鋼)和冷軋硅鋼片;冷軋硅鋼片又分為冷軋取向硅鋼片(含Si約3%)和冷軋無(wú)取向硅鋼片或冷軋電機(jī)鋼(含Si約0.5%~3%)。

硅鋼——電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的心臟

不管是取向硅鋼片還是無(wú)取向硅鋼片,它們都具有一個(gè)相同的功能——導(dǎo)磁性,就像水管是用來(lái)通水,電線是用了通電,硅鋼片的作用就是導(dǎo)磁;但它又不同于我們常見的磁鐵,通電與不通電,磁性都在那里。硅鋼同工業(yè)純鐵一樣是一種軟磁材料,即磁性在圍在鋼片外面的電線線圈通電后有,斷電磁性即消失。因硅鋼有比工業(yè)純鐵更優(yōu)的性能(即更高的磁感和更低的鐵損),現(xiàn)已基本取代了工業(yè)純鐵。

硅鋼作為各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的鐵心材料,在這些電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器中的作用猶如人的心臟對(duì)人一樣重要。硅鋼在導(dǎo)磁的過程中,將電能轉(zhuǎn)化為磁能,再將磁能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能等能量,使各種電機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器運(yùn)作起來(lái)。

硅鋼——鋼鐵產(chǎn)品中的“工藝品”的形成 

硅鋼因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜,制造技術(shù)嚴(yán)格,從轉(zhuǎn)爐煉鋼到最后的退火涂層,國(guó)外的生產(chǎn)技術(shù)都以專利形式加以保護(hù),視為企業(yè)的生命。硅鋼生產(chǎn)的多道工序,需要嚴(yán)格的工藝控制,有其他鋼材無(wú)法比擬的技術(shù)含量,就像工藝品生產(chǎn)加工過程,需要工匠精心雕琢,所以硅鋼被稱作鋼鐵產(chǎn)品中的“工藝品”。還有人稱贊硅鋼為“鋼鐵皇冠上璀璨的明珠”。這些,并非溢美之詞。那么這種“工藝品”是怎么制作而來(lái)呢?

現(xiàn)今我們最常用的各種硅鋼片的主要生產(chǎn)工藝流程如下:

一般取向硅鋼片:轉(zhuǎn)爐煉鋼→真空處理→連鑄→熱軋→酸洗→第一次冷軋→中間退火→第二次冷軋→脫碳退火涂氧化鎂→高溫退火→拉伸退火涂絕緣層→剪切→包裝。

高磁感取向硅鋼片:轉(zhuǎn)爐煉鋼→真空處理→連鑄→熱軋→?;嵯础滠垺撎纪嘶鹜垦趸V→高溫退火→拉伸退火涂絕緣層→剪切→包裝。

低牌號(hào)無(wú)取向硅鋼片:轉(zhuǎn)爐煉鋼→真空處理→連鑄→熱軋→酸洗→冷軋→最終退火及涂絕緣層→剪切→包裝。

高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼片(即HiB鋼):轉(zhuǎn)爐煉鋼→真空處理→連鑄→熱軋→常化酸洗→冷軋(→中間退火→第二次冷軋)→最終退火及涂絕緣層→檢驗(yàn)→剪切→包裝。  

如果說(shuō),一般鋼鐵是經(jīng)過“千錘百煉”而來(lái),硅鋼的到來(lái)簡(jiǎn)直是經(jīng)過了“精雕細(xì)琢”。它除了有“鐵骨錚錚”和“剛正不阿”的特性,還具有“工藝品”的藝術(shù)性。正因?yàn)樗@些高貴的特征,硅鋼產(chǎn)品比一般鋼鐵產(chǎn)品價(jià)格要昂貴些。

我國(guó)硅鋼的明天

我國(guó)硅鋼生產(chǎn)起步比較晚,解放以后才陸續(xù)建立軋機(jī),為了改變我國(guó)冷軋硅鋼片生產(chǎn)的落后面貌,武鋼20世紀(jì)70年代從日本新日鐵引進(jìn)了年產(chǎn)7萬(wàn)噸冷軋硅鋼片的成套設(shè)備及其有關(guān)技術(shù)秘密,武鋼硅鋼片廠及其前工序的順利投產(chǎn),使我國(guó)冷軋硅鋼片的生產(chǎn)技術(shù),在短期內(nèi)迅速趕上世界最先進(jìn)的技術(shù)水平的道路上前進(jìn)了一大步。到了“十一五”期間,我國(guó)硅鋼產(chǎn)業(yè)無(wú)論從產(chǎn)量、品種、質(zhì)量等方面都取得了重大進(jìn)步,特別是武鋼、寶鋼、太鋼、鞍鋼等國(guó)有大企業(yè)在取向鋼、無(wú)取向鋼等高端品種領(lǐng)域取得了重大突破。與此同時(shí),一大批民營(yíng)企業(yè)也在無(wú)取向硅鋼中、低牌號(hào)的產(chǎn)量上取得大幅度增長(zhǎng)。

近年來(lái),因?yàn)楫a(chǎn)能迅速擴(kuò)張,供求天平不斷傾斜,受產(chǎn)能、產(chǎn)量大幅增加影響,硅鋼產(chǎn)能2012年出現(xiàn)嚴(yán)重過剩,同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致從2012年年初至年底,硅鋼價(jià)格一直處在陰跌狀態(tài)下。

昔日王謝堂前燕,飛入尋常百姓家。伴隨著硅鋼身價(jià)的不斷下滑,硅鋼的應(yīng)用必將有一個(gè)快速的發(fā)展,并將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演越來(lái)越重要的角色!

今日編輯:麥片

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