中國金屬學會企業科技科技新進展：無底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼的開發及規?；圃?/title> <meta name='Maketime' content='2022-05-23 15:05:27'> <meta name="SiteName" content="中國金屬學會"> <meta name="SiteDomain" content="www.jinchuandq.com"> <meta name="SiteIDCode" content=""> <meta name="ColumnName" content="企業科技"> <meta name="ColumnType" content=""> <meta name="ArticleTitle" content="科技新進展：無底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼的開發及規?；圃?> <meta name="PubDate" content="2022-05-07 14:14"> <meta name="author" content=""> <meta name="description" content="一、研究的背景與問題取向硅鋼被譽為鋼鐵中的“工藝品”，其制造技術和產品質量反映了一個國家特殊鋼的生產技術水平。"> <meta name="keywords" content="環保取向磁感涂層綠色"> <meta name="contentSource" content=""> <meta name="url" content="http://www.jinchuandq.com/art/2022/5/7/art_6317_331020.html"> <meta name="category" content=""> <meta name="language" content="中文"> <meta name="location" content=""> <meta name="department" content=""> <meta name="guid" content="20220331020"> <meta name="effectiveTime" content="0"> <meta name="level" content="0"> <meta 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name="ContentStart"><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">一、研究的背景與問題</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">取向硅鋼被譽為鋼鐵中的“工藝品”，其制造技術和產品質量反映了一個國家特殊鋼的生產技術水平。取向硅鋼工業生產中鋼板經過H2-N2-H2O氣氛中連續脫碳退火將基體中碳脫到0.003%以下，并在鋼帶表面形成合適氧化層，然后表面涂布MgO隔離劑防止鋼帶成卷高溫退火時粘接，在高溫退火過程中MgO與鋼板表面氧化層發生固態擴散反應2MgO+SiO2→Mg2SiO4，形成Mg2SiO4玻璃膜底層。硅酸鎂底層硬度高，導致傳統取向硅鋼的加工性能差，不管是規?；能堉七€是沖制，對工裝和工具都消耗極大，嚴重影響了加工效率，增加了制造成本，且底層與基體的粗糙界面對磁疇移動具有阻礙作用，不利于鐵損降低。</span></p><p style="text-align: center;"><a href="/picture/0/f7fcdbed404c4c40b10e4e2dc1442804.png" target="_blank"><img title="" style="border:none;" src="/picture/0/s_f7fcdbed404c4c40b10e4e2dc1442804.png" width="760" height="254"/></a></p><p style="text-align: center;"><span style="font-size: 18px;">圖1 無硅酸鎂底層取向硅鋼</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">研發無硅酸鎂底層取向硅鋼，可有效解決取向硅鋼加工性能差的行業難題，無底層取向硅鋼能直接用于軋制極薄規格取向硅鋼（厚度≤0.12mm）。極薄規格取向硅鋼是將傳統的取向硅鋼成品經過冷軋和退火而獲得，主要用作高頻變壓器、大功率磁放大器、脈沖變壓器、脈沖發電機、通訊的軛流圈、電感、儲存和記憶元件，以及在振動和輻射條件下工作的變壓器，在頻率為400Hz～1000Hz范圍顯示出極低的鐵損，被視為較高頻率用的變壓器鐵芯材料，當前國內高端極薄取向硅鋼帶材仍以進口為主。采用無底層取向硅鋼成品制作極薄規格取向硅鋼減少去除硅酸鎂底層工序，大大降低生產成本，提高生產效率。</span></p><p style="text-align: center;"><a href="/picture/0/788dc1f1954445459b479f25b4246e3a.png" target="_blank"><img title="" style="border:none;" src="/picture/0/s_788dc1f1954445459b479f25b4246e3a.png" width="745" height="236"/></a></p><p style="text-align: center;"><span style="font-size: 18px;">圖2 無底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼沖片加工</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">無硅酸鎂底層綠色環保涂層取向硅鋼應用于大型電機，可在解決玻璃膜底層帶來的加工成本和加工效率難題的同時，提升大型電機制造過程中產品的綠色環保水平。旋轉電機鐵芯材料要求使用高磁通密度、高磁導率并且鐵損低的材料，常規旋轉電機主要使用無取向硅鋼，但對于磁負荷、熱負荷特別高的大型高端電機產品，無取向硅鋼性能已無法滿足需求，需要使用取向硅鋼作為鐵芯材料。特別作為大國重器的超大型電機的鐵芯重量往往達到數百噸，需要數十萬片鐵芯沖片進行疊裝，因此硅鋼片的沖片加工性能對于沖片制造具有決定性作用。常規取向硅鋼硅酸鎂底層硬度高，沖片掉渣、毛刺大、精度差，模具損耗嚴重，沖片加工效率極低，大型電機制造廠家紛紛尋求沖片加工性優良的取向硅鋼產品替代常規取向硅鋼，但一直未能實現。無底層綠色環保涂層取向硅鋼的研發與應用，系統解決了取向硅鋼用作鐵芯制造的成本效率問題和環保問題，向綠色產品邁出了一大步。</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">二、解決問題的思路與技術方案</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">針對上述問題，本項目開發了無硅酸鎂底層高磁感取向硅鋼、無硅酸鎂底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼。其中無硅酸鎂底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼產品主要用作大型發電機鐵芯，兼具取向硅鋼電磁性能和無取向硅鋼加工性能，與傳統取向硅鋼產品相比絕緣性、附著性等級更高，表面硬度更低（適合于沖片加工），涂層體系中完全不含鉻（實現綠色環保），且產品工序更長，成分、工藝更復雜，特別是冶煉過程中的鉍元素添加、穩定熱軋等工序生產難度大，是取向硅鋼中的“專精特新”產品，拓展了取向硅鋼新用途，具有廣闊的應用前景。項目主要技術方案包括：</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">1、針對低成本、批量穩定制造無硅酸鎂底層取向硅鋼的技術要求，通過冶金法無硅酸鎂底層取向硅鋼制造技術研究，開發出煉鋼加鉍無硅酸鎂底層取向硅鋼批量制造技術，實現了無硅酸鎂底層取向硅鋼的批量穩定生產，創新了無硅酸鎂底層取向硅鋼制備工藝（與日本新日鐵、JFE、美國Armco、國內鋼廠等無底層取向硅鋼制備工藝完全不同）。</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">2、針對無硅酸鎂底層取向硅鋼的磁性能要求，通過鉍對取向硅鋼二次再結晶的影響機理研究，開發出無硅酸鎂底層高磁感取向硅鋼批量穩定制造技術，產品性能優于同厚度規格常規取向硅鋼，各項磁性指標均滿足供貨協議，部分性能參數遠高于用戶技術要求。</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">3、針對無硅酸鎂底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼的應用要求，通過對綠色環保涂層和無底層取向硅鋼基板結合機理及涂布工藝的研究，開發出無硅酸鎂底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼穩定制造技術，實現了獲得無硅酸鎂底層取向硅鋼后的工序延伸，項目產品與傳統高磁感取向硅鋼相比絕緣性、附著性等級更高，表面硬度更低（適合于沖片加工），涂層體系中完全不含鉻，完全實現了綠色環保。</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">4、針對取向硅鋼添加鉍合金的技術難題，通過對煉鋼加鉍、熱軋，以及相配套的硅鋼后工序批量穩定制造工藝研究，開發出適用于大型電機鐵芯制造的高磁感取向硅鋼全工序批量穩定制造技術，實現了取向硅鋼鉍合金添加、及添加后的批量穩定生產，降低了綜合制造成本。</span></p><p style="text-align: center;"><a href="/picture/0/bee0d25286cb43da87f8596d26fea74d.png" target="_blank"><img title="" style="border:none;" src="/picture/0/s_bee0d25286cb43da87f8596d26fea74d.png" width="725" height="249"/></a></p><p style="text-align: center;"><span style="font-size: 18px;">圖3 無底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼鋼卷及沖制的扇形片</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">三、主要創新性成果</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">通過項目實施，取得如下創新成果：</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">1. 發明了一種新的含鉍及獨有脫碳退火工藝生產高磁感取向硅鋼的制造技術，可抑制取向硅鋼硅酸鎂底層的生成，生產出可滿足于電機行業使用的新型無底層涂層高磁感取向硅鋼，該技術獨創了無底層涂層取向硅鋼制備工藝，為全球領先技術；</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">2.攻克了含鉍無底層涂層取向硅鋼的鉍元素添加、穩定熱軋技術，解決了鉍元素的均勻、穩定添加，以及熱軋板邊裂的控制難題，全球首次實現了含鉍無底層涂層取向硅鋼的穩定、批量生產；</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">3.以含鉍無底層取向硅鋼為基材，創新了表面處理技術，研制出一種新型低表面硬度、附著性等級高的綠色環保涂層取向硅鋼產品，并實現全球首發，該產品可有效解決電機行業采用取向硅鋼制作電機鐵芯時存在的沖片毛剌大、模具損耗嚴重的老大難問題；</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">4.以含鉍無底層取向硅鋼為基材，創新了表面處理技術，研制出另一種新型可自粘接成型的綠色環保涂層取向硅鋼產品，并實現全球首發，該產品可有效解決風電電機鐵芯粘接端板不能用取向硅鋼制造（無法整體成型）的傳統難題，可大幅降低電機損耗。</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">四、應用情況與效果</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">作為國家“十三五”重點研發計劃項目子課題，本項目開發出性能符合要求的無硅酸鎂底層取向硅鋼，解決了大功率電力電子裝備用中、高頻磁性元件陽極飽和電抗器鐵芯材料原料的國產化問題，為國家重點研發計劃項目“大功率電力電子裝備用中高頻磁性元件關鍵技術”（項目編號2017YFB0903900）的完成提供了支撐（該項目已完成由工信部組織的驗收評審）。</span></p><p style="text-align: center;"><a href="/picture/0/5950a3babcd64898abf95c075dd13d71.png" target="_blank"><img title="" style="border:none;" src="/picture/0/s_5950a3babcd64898abf95c075dd13d71.png" width="751" height="262"/></a></p><p style="text-align: center;"><span style="font-size: 18px;">圖4 大型火力發電機定子鐵心疊裝圖</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">同時，本項目開發出適用于大型發電機鐵芯制造的0.35mm厚度規格無硅酸鎂底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼的批量產出能力，首次成功實現無底層綠色環保涂層加鉍高磁感取向硅鋼的大批量生產及應用，產品通過東方電機火電（核電）、中車株洲電機風電產品質量認證，累計銷售2萬余噸，使用效果受到用戶的高度好評。項目獲發明專利33項（授權22項），論文10篇，核心技術秘密2項，行業標準1項，開發出5個牌號新產品，其中2項全球首發。</span></p><p style="text-align: center;"><a href="/picture/0/6ed43d5f5bc947a58c479d052c364bd9.png" target="_blank"><img title="" style="border:none;" src="/picture/0/s_6ed43d5f5bc947a58c479d052c364bd9.png" width="629" height="427"/></a></p><p style="text-align: center;"><span style="font-size: 18px;">圖5 1000MW級大型火力發電機定子裝配圖</span></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">無底層綠色環保涂層高磁感取向硅鋼產品應用于東方電機“大國重器”項目—1000兆瓦級大型火電發電機組，中車株洲電機海外風電項目，徹底解決了困擾電機行業多年取向硅鋼制作電機鐵芯沖片毛剌大、加工成本高的“卡脖子”問題，經濟和社會效益顯著。項目產品助力電機企業滿足電機能效的更高要求，可更好的實現技術降本與產品創新，為我國“雙碳”目標推進提供有力支撐，為國家和社會綠色低碳發展作出貢獻。</span></p><p><br/></p><p style="text-align: left; text-indent: 2em;"><span style="font-size: 18px;">信息來源：武漢鋼鐵有限公司、東方電氣集團東方電機有限公司</span></p><meta name="ContentEnd"> </div> </div> </div> </div> <div class="clear"></div>  <script src="/script/0/2111051637118484.js"></script> <style> *{ margin: 0; padding: 0; } a{ text-decoration: none; } </style> <a style='display:none'>Produced By 澶ф眽緗戠粶澶ф眽鐗堥?氬彂甯冪郴緇?</a> <script language="javascript" src='/script/web_front.js'></script> <a href="http://www.jinchuandq.com/">广大狼友请记住本站网址,跪求黄色网站,国产国语对白露脸</a> <script> (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })(); </script> </body> </html>