概述
电工钢是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金，也是一种用量很大的节能型功能材料，主要用于制造电动机、压缩机、发电机和变压器等。为进一步降低能耗和减少环境污染，生产厂家一直以来在不遗余力地开发低铁损、低污染的电工钢产品。进入21世纪以来，我国冷轧电工钢生产得到了迅猛发展，随着人们对环境保护的日益重视，用户对冷轧电工钢产品提出了更高的要求。冷轧硅钢技术含量高、生产工艺路线长、工艺复杂、生产技术难度大、技术保密程度高，每一条冷轧硅钢生产线，根据其装备条件，都有独特重大关键技术点。目前冷轧电工钢生产厂都追求更紧凑、更环保、更低成本的生产工艺，如采用更加纯净的超低碳原料、连铸连轧生产工艺、低温板坯加热工艺、酸洗—冷轧联合工艺来生产电工钢，同时使用新型环保涂层、节能型高温退火等技术开发高效电工钢。
1、新钢无取向电工钢的发展
冷轧电工钢是新钢三大精品之一。2008年新钢开始自主研发无取向电工钢制造技术，从冶炼、连铸、热连轧、冷连轧、连退涂层工序逐步进行，2010年全线打通，当年实现批量生产。连退生产线设计产能为40万t/年，2014年以后产销量均达到50万t以上。为了适应国家节能环保政策和压缩机、电机、电源变压器、精密电机等机电产品高效节能和小型化的发展要求，2014年起，新钢开始自主研发高效和高牌号无取向电工钢制造技术，2015年试制获得成功，当年实现批量生产。2015年3月，新钢常化酸洗线和1450mm单机架可逆轧机建成，新钢无取向电工钢牌号逐渐拓展，由原来单纯的中低牌号无取向电工钢转变为高效和高牌号无取向电工钢与中低牌号电工钢为辅的发展方向。2015年双高产品产量为50041t，占2015年电工钢产量的11.49%，2016年双高产品产量达到11万t。
新钢目前已经成功开发出19个牌号的无取向电工钢，其中高效及高牌号钢14个，并且还可以根据客户需求，进行特殊专用牌号的开发。
2、无取向高效电工钢生产工艺
无取向高效电工钢的生产工艺流程相对普通无取向电工钢而言，主要增加了热轧板常化工序，基本工艺流程见图1。
铁水KR精炼转炉冶炼连铸RH炉精炼热连轧常化酸洗重卷包装连续退火冷轧图1高效无取向电工钢生产工艺流程图为保证无取向高效电工钢的优异性能，必须严格控制生产工艺。
1)与中低牌号相比，无取向高效电工钢对钢中碳、硫、氮、氧等有害元素含量的控制要求更加严格。减少夹杂物类型和减小夹杂物尺寸，可以降低最终退火时晶粒长大的阻力，降低铁损。
2)添加某些微量元素，可以降低晶界能，获得有利织构较强的最终组织，改善性能。
3)由于无取向高效电工钢的合金化程度更高，产品变形抗力更大，因此冷轧使用具有较好板型控制能力的单机架可逆式六辊轧机，横向、纵向同板差可以得到有效保证。
4)优化热轧、常化、连续退火工艺参数，通过获得粗大的热轧板组织，进而获得有利织构强的组织，最终实现完全再结晶退火，保证产品具有高的磁感和低的铁损。
3、产品性能
新钢生产的无取向高效电工钢各方面性能均优于普通牌号无取向电工钢，特别是磁性能。图2为新钢普通无取向电工钢和高效无取向电工钢磁性能对比情况。
从图2可以看出，与普通牌号的无取向电工钢相比，高效电工钢的磁感更高，铁损更低，同级别牌号磁感可提高0.4～0.6T，铁损可降低15%～20%。新钢高效无取向电工钢典型磁性能及力学性能见表1。表1为新钢高效无取向电工钢的电磁性能和力学性能典型值。
表1：新钢高效无取向电工钢典型性能
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牌号
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厚度/mm
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理论密度/kg·dm-3
|
磁性能
|
力学性能
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||||
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P15/w·kg-1
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B50/T
|
HV1
|
Rel/MPa
|
Rm/MPa
|
A/%
|
|||
|
G50ZW400
|
0.50
|
7.65
|
2.85
|
1.70
|
151
|
308
|
455
|
20
|
|
G50ZW470
|
0.50
|
7.70
|
3.05
|
1.73
|
143
|
285
|
445
|
26
|
|
G50ZW600
|
0.50
|
7.75
|
3.35
|
1.75
|
125
|
255
|
405
|
36
|
|
G50ZW800
|
0.50
|
7.80
|
4.00
|
1.76
|
113
|
240
|
380
|
40
|
|
G35ZW440
|
0.35
|
7.70
|
2.75
|
1.71
|
142
|
282
|
443
|
24
|
|
G35ZW550
|
0.35
|
7.75
|
2.98
|
1.73
|
123
|
253
|
402
|
35
|
4、高效无取向电工钢的应用
一个新产品要获得用户的认可，必须通过用户或第三方的论证，而这个过程较长。因此新钢从开发生产高效无取向电工钢以来，对用户的产品质量要求已经做了充分的调研，根据用户的使用特点来设计产品。产品设计开发成功后，客户使用方式有两种，一是直接采用高效无取向电工钢替代普通无取向电工钢使用;二是对于将要或正在处于研发试制的高能效新机型，根据高效无取向电工钢的性能特点，进行全新开发设计，并在压缩机电机、家用电器电机、工业电机、EI铁芯和电动摩托车电机等行业进行试用。
4.1简单的材料替代
国内某知名的空调压缩机生产企业，在不改变机型设计和生产工序的情况下，使用新钢的高效无取向电工钢G50ZW600简单替代普通无取向电工钢，生产的电机效率提高0.6%～1.1%，对应压缩机COP提高0.03～0.06。
4.2产品升级
应用最初阶段，新钢的高效产品用户基本停留在材料简单替代的阶段，但通过用户产品认证的实绩发现，简单的产品替代不能完全发挥高效无取向电工钢的优势，必须针对高效无取向电工钢的性能特性，对产品设计进行相应的优化。通过与用户的共同努力，针对新钢高效无取向电工钢的特点，设计开发出一系列电动摩托车驱动电机用电工钢，不仅提高了电机的整体效能，优化了电机的设计，还充分发挥了高效电工钢的性能特点。
5结语
新钢高效无取向电工钢现已开始应用于空调压缩机、电动摩托车驱动电机、冰箱压缩机、EI片、家用电器中小电机和工业电机等，产品节能效果明显。随着国家节能环保工程的推进和新钢电工钢用户使用技术的纯熟，更多的用户将根据企业特点，选择简单的直接替代、优化设计替代和全新的产品升级设计等方式来应用新钢高效无取向电工钢，以提升产品的综合竞争力。新钢将不断推进高效无取向电工钢的技术研究，产品应用领域也将随之进一步拓展，电器产品节能降耗的进程将进一步加快，效果将进一步明显。
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