变压器用电工钢深加工关键技术及发展方向

变压器用电工钢深加工是指将电工钢通过一定的生产工序加工成变压器铁心的过程。不同的深加工企业针对变压器用电工钢深加工的工艺流程不尽相同，但总体包括如下几个工序：钢卷运输-卸货存储-厂内运输-纵切-横切-铁心叠片-铁心总装-铁心发货运输-铁心存储。传统的电工钢深加工采用手工剪切或半自动剪切的方式来实现，剪切的尺寸精度很差，应力损伤非常大，有些铁心产品在加工后都需进行退火处理。目前大部分深加工企业已基本实现单工序自动化机械生产，深加工技术较之前取得了一定进步。

 

1变压器用电工钢深加工产业链形成

 

国外变压器用电工钢的专业深加工产业链早在几十年前就已经形成，并发展的非常完善，电工钢加工均由专业的深加工企业完成。但在我国，很多年来变压器用电工钢的深加工一直没有形成专业的产业链，电工钢的深加工基本都是由变压器制造厂家去做，这样也导致了变压器用电工钢的深加工技术发展比较缓慢。

 

直到近十几年，越来越多的变压器制造商将电工钢加工交由专业的深加工企业来完成，这样才促进变压器用电工钢专业深加工产业链逐渐形成。专业深加工产业链的形成也推进了电工钢深加工技术的发展。据不完全统计，2016年全国生产变压器用电工钢原卷约为120万吨，其中近一半是由专业深加工企业加工成变压器铁心成品。但目前在国内众多专业化深加工企业中只有极少数企业做的比较完善，他们在如何将电工钢材料本身性能发挥到最大方面做了很大的努力，效果也比较好。其可以实现从电工钢原材料入库开始直至铁心成品叠装完成的全流程自动化，过程中电工钢全部采用“软接触”，全程无行车吊运、无人员参与直接生产、无人员触碰电工钢。

 

2变压器用电工钢深加工的关键技术要点

 

变压器用电工钢材料有一个比较特殊的特性，电工钢材料内部的晶粒在一定的方向上呈规则的方向性排列，导磁性能的好坏与其排列的方向性有直接的关联性。但电工钢深加工过程中极易产生应力，而应力会使电工钢内部晶粒排向紊乱，导致电工钢单向导磁性能降低以及单位损耗增大。

 

针对电工钢的这一特性，变压器用电工钢的深加工关键技术也是围绕如何减少加工过程中各个因素对电工钢产生的应力损伤展开的。电工钢的深加工关键技术主要有应力控制、材料检测及选材、环境控制、材料保护、精度控制、表面处理、成品防护等重要环节。这其中任意一个环节控制不到位都会对最终的铁心成品综合性能造成很大的影响。下面针对深加工过程中涉及到的关键技术要点进行详细说明：1）应力控制。应力减少：电工钢在加工过程及铁心成品运输过程中，会发生摔打、冲切、挤压、拉伸、撞击等现象，这些现象都会对电工钢造成很大的应力损伤，且这样的损伤在一定程度上是不可逆的。因此在加工过程及运输过程中所有的“硬接触”应改成“软接触”，减少应力的产生。应力消除：传统的电工钢深加工过程中，材料行车吊运、毛毡挤压、重复理料、人工叠片等，所有这些动作过程中都会产生一定的应力，会对硅钢片造成损伤。应力的消除应从这些细节方面着手，取消不必要的工序，最大程度减少应力源。2）材料检测及选材。目前国内外生产变压器用电工钢的厂家有很多，电工钢材料本身的性能会因厂家、工艺、生产批次的不同而有所不同。这就需要电工钢深加工企业在加工前对电工钢材料的单位损耗、磁感应强度、叠片系数、抗折弯次数等参数进行检测，充分了解电工钢的特性。这样才能根据不同变压器结构、不同的使用环境、不同的加工工艺选择出最合适的电工钢材料。另外，在加工过程中也需要在线检测电工钢的一些参数，如表面质量、单位损耗等，这样在纵切完成后就可对电工钢进行第二次的审核筛选，根据测量结果调整下一工序的生产计划。横剪过程中需要进行在线检测材料长度、堆叠厚度等，这样在剪切过程中设备就可以自动根据监测的结果自动调整程序、调整剪切的长度及剪切的数量。针对这些在线检测的数据有时还需要进行离线检测复核，通过在线检测与离线检测相结合，最终保证测量结果的准确性。3）环境控制。电工钢材料因材料本身极易发生锈蚀，特别是在剪切面上。在加工过程中传统的防锈方式是涂刷防锈材料，但这种方式对变压器成品造成一定的不良影响，如油浸式变压器，若铁心表面涂刷防锈油会造成变压器油介质损耗超标。而且涂刷防锈油的施工过程中会对作业人员身体造成损伤。电工钢加工过程中应该通过控制加工环境内的空气温度及湿度，尽量保持温度恒定，通过温湿度的控制消除电工钢表面发生凝露现象，这样在加工过程中就可以确保电工钢表面不发生锈蚀。4）材料保护。电工钢表面的涂层非常重要，在变压器运行过程中，涂层的缺失会增加变压器的涡流损耗，且极易造成电工钢表面锈蚀的几率。因此在搬运及加工过程中需要严格控制每一个工艺环节，确保所有与电工钢表面接触的材料都不会损伤表面涂层。在电工钢深加工过程中，若不及时清理沉积在电工钢表面的灰尘，过多的灰尘沉积会造成变压器成品散热不畅的问题，加速变压器绝缘老化，缩短变压器的使用寿命。5）精度控制。在加工过程中，特别是在纵切、横切、叠片、总装等过程中，各个加工尺寸的精度都至关重要。在各个工序加工过程中，都有很多的参数需要控制。这些参数要在符合国家标准的同时保证每个参数本身的一致性，这样才能保证在作业过程中最大程度地降低剪切应力对电工钢的影响，较高的加工精度才能使铁心成品的各项性能得到有效的保障。当然，电工钢深加工精度的提高离不开高度自动化的设备机组，同时也需要稳定的设备基础、精密且锋利的剪切刀具、精密的导向轨道、精准的传送机构等，这些都是高精度深加工的前提。6）表面处理。因变压器使用环境、使用工况、噪声等级要求、使用寿命等方面的不同，需要对铁心表面进行针对性处理，另外考虑到表面处理过程中的环保性要求，铁心的表面预处理、涂覆材料选择、耐腐蚀等级控制、施工工艺选择、整体美观性等都需要进行严格控制。7） 成品防护。铁心加工完成后需要进行运输及临时存储，根据运输环境及存储环境的不同，就需要对铁心整体进行相应的包装防护，确保铁心整体不受灰尘、湿气、雨雪、盐雾等因素影响。

 

3变压器用电工钢专业化深加工企业未来发展方向

 

变压器用电工钢的深加工企业应从原来纯粹的来图加工模式转变为深加工与设计相结合的模式，在提升其自身加工能力的同时，还要参与到变压器铁心的前期设计中，给客户提供专业的铁心优化设计建议，使得优化后的铁心不仅要满足变压器各项安装尺寸，还要能提高变压器成品的各项性能，同时最大程度减少对电工钢材料的使用。