含硅為1.0%～4.5%，含碳量小于0.08%的硅合金鋼叫做硅鋼。它具有導(dǎo)磁率高、矯頑力低、電阻系數(shù)大等特性，因而磁滯損失和渦流損失都小。主要用作電機(jī)、變壓器、電器以及電工儀表中的磁性材料。為了制造電器時滿足沖剪加工的需要，還要求有一定的塑性。為了提高磁感性能，降低磁滯損耗，要求其有害雜質(zhì)含量越低越好，并要求板型平整，表面質(zhì)量好。
按生產(chǎn)工藝不同，硅鋼可分為熱軋硅鋼和冷軋硅鋼兩大類。其中熱軋硅鋼又可分為熱軋高硅鋼和熱軋低硅鋼兩種；冷軋硅鋼又可分為取向硅鋼和無取向硅鋼兩種。低硅片具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，主要用于制造電機(jī)，俗稱電機(jī)硅鋼片；高硅片磁性好，但是較脆，主要用于制造變壓器鐵芯，俗稱變壓器硅鋼片。
硅鋼行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為原材料環(huán)節(jié)，主要包括鐵礦石、生鐵、煤炭等；中游為硅鋼生產(chǎn)供應(yīng)環(huán)節(jié)；下游主要應(yīng)用于家電、新能源汽車、電力、電子等領(lǐng)域。電機(jī)是硅鋼最主要的下游需求領(lǐng)域之一，其作為我國工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，行業(yè)規(guī)模隨之不斷擴(kuò)張。據(jù)資料顯示，2022年我國交流電機(jī)產(chǎn)量為42928.7萬千瓦，同比增長6%。
基本介紹
1900年哈德菲爾德（R.A.Hadfield）報道，硅含量2.5%～5.5%的鐵硅合金具有比鐵更高的磁性。1903年開始生產(chǎn)熱軋硅鋼片。1934年戈斯（GossNP）發(fā)展（110）冷軋取向硅鋼，沿鋼板軋制方向磁性明顯提高，適用于制作變壓器，1935年美國阿姆科（Armco）鋼公司開始生產(chǎn)，隨后又生產(chǎn)冷軋無取向硅鋼。1949年阿姆科制成0.05mm和0.1mm厚的冷軋取向硅鋼薄帶，用于軍事工業(yè)。60年代初美國開始大量生產(chǎn)硅含量<0.5%的低碳電工鋼。60年代末，某些國家陸續(xù)停止生產(chǎn)熱軋硅鋼。1968年，日本新日鐵鋼公司開發(fā)并生產(chǎn)了高磁感取向硅鋼（Hi-B鋼）。70年代中期，日本又陸續(xù)開發(fā)了幾個取向硅鋼、無取向硅鋼和低碳電工鋼新牌號。1986年日本鋼管公司生產(chǎn)出硅含量為6.5%的高硅鋼產(chǎn)品。中國1954年生產(chǎn)熱軋硅鋼，1959年制成并生產(chǎn)了冷軋取向硅鋼薄帶，1979年生產(chǎn)冷軋取向和無取向硅鋼。目前，世界電工鋼年產(chǎn)量在600萬t以上，占鋼材總產(chǎn)量的0.9%～1.3%。日本、蘇聯(lián)和美國年產(chǎn)量都超過100萬t，其中取向硅鋼約占25%，低碳低硅電工鋼約占65%。2021年12月，太鋼集團(tuán)高品質(zhì)硅鋼研發(fā)再攀高峰，成功開發(fā)蟠龍抽水蓄能電站頂級牌號硅鋼。
性能特點
硅鋼以鐵芯損耗(簡稱鐵損)和磁感應(yīng)強(qiáng)度(簡稱磁感)作為產(chǎn)品磁性保證值。硅鋼鐵損低可節(jié)省大量電能，延長電機(jī)和變壓器工作運轉(zhuǎn)時間和簡化冷卻系統(tǒng)。由于硅鋼鐵損造成的電量損失占全年發(fā)電量的2.5%～4.5%，其中變壓器鐵損約占50%，1～100kW小型電機(jī)約占30%，日光燈鎮(zhèn)流器約占15%。
硅鋼磁感高，鐵芯的激磁電流降低，也節(jié)省電能。硅鋼磁感高可使設(shè)計的最大磁感(B)高、鐵芯體積小、重量輕，節(jié)省硅鋼、導(dǎo)線、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料等，既使電機(jī)和變壓器損耗和制造成本降低，又便于組裝和運輸。由帶齒圓形沖片疊成鐵芯的電機(jī)在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。要求硅鋼板為磁各向同性，用無取向硅鋼制造。由條片疊成鐵芯或由條帶卷繞成鐵芯的變壓器在靜止?fàn)顟B(tài)下工作，用磁各向異性大的冷軋取向硅鋼制造。此外，要求硅鋼具有好的沖剪性，表面光滑平整和厚度均勻，好的絕緣膜和磁時效小。
分類
按制造工藝和用途電工鋼分為熱軋硅鋼、冷軋電工鋼和特殊用途硅鋼三大類，其硅含量、規(guī)格和主要用途見表1。
表1電工鋼的分類和用途
性能要求
對硅鋼性能的要求主要是：
1、鐵損低，這是硅鋼片質(zhì)量的最重要指標(biāo)。各國都根據(jù)鐵損值劃分牌號，鐵損愈低，牌號愈高。
2、較強(qiáng)磁場下磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁感）高，這使電機(jī)和變壓器的鐵芯體積與重量減小，節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。
3、表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵芯的填充系數(shù)。
4、沖片性好，對制造微型、小型電動機(jī)更為重要。
5、表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。
生產(chǎn)工藝
酸洗
通過除鱗機(jī)與鹽酸罐，除去熱軋鋼帶的氧化物，以防止冷軋成品表面的缺陷。
冷沖壓
為了確保不同用途的厚度與材質(zhì)，將減速比例設(shè)在40%-90%，并為實現(xiàn)自動厚度控制、自動形狀控制等先進(jìn)的控制設(shè)備。
退火
是軟化冷沖壓工程中硬化了的鋼帶材質(zhì)的工程。通過金屬加熱及急速冷卻，生產(chǎn)深加工用鋼及高張力鋼，并采用裝箱（罩退）退火與連續(xù)退火法。
絕緣涂層
將硅鋼板加工成鐵芯時，為改善其加工性能并防止相當(dāng)于鋼板厚度自乘的渦電流損失，采用連續(xù)涂鍍設(shè)備，在鋼板上下面噴射絕緣涂液。
參考資料 >
特稿|中國摘下鋼鐵“皇冠上的明珠”，告別卡脖子后天花板之上是什么?.澎湃新聞.2024-03-27
2022年中國硅鋼行業(yè)分析，下游需求市場強(qiáng)勁，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張「圖」.華經(jīng)情報網(wǎng).2024-03-27
太鋼高品質(zhì)硅鋼研發(fā)再攀高峰，成功開發(fā)蟠龍抽水蓄能電站頂級牌號硅鋼.今日頭條.2021-12-15