电工钢最近国际发展信息

1995年世界电工钢总产量为703万吨，其中日本占约1/3（28.3%），比欧洲共同体国家总产量（21.5%）还多。前苏联占18.8%，中国占10.6%（包括热轧硅钢片产量），美国只占5.4%，韩国占4%，中国台湾占2.7%，印度占1.4%，巴西占1.4%，欧洲共同体国家中德国占8.2%，英国占3.4%，法国占1.7%。日本1995年产量最高，198.1万t；1996年为177万t，1997年为187万t；1998年由于亚洲经济危机，产量降到159.3万t，较1995年降低约19%；1999年上升为187万t。从1992年开始，由于海外电机产量增多，而国内需求量减少，出口量逐年增多。
1 电工钢板和节能
根据日本1999年11月资料（《Tekkohkai》，川崎制铁，小田良夫）报导，在发电系统方面，由于发电机效率高，电消耗很小。如水力发电机效率高达98.8%。如果采用50A250和50A230最高牌号无取向硅钢制造定子铁芯，发电机效率可提高0.01%。以1300MW水力发电机为例，假设设备利用率为40%，效率提高0.01%，每年可节电45万kw.h，约合1000万日元。在输配电系统方面，造成的电损失高达5.5%，含465亿kw.h，其中铁损和铜损各占20%，导线损失约占60%。如果用30Q140代替35Q155取向硅钢制造输配电变压器，每年可节电9.3亿kw.h，约合140亿日元（如果日本全部用经细化磁畴的0.23mm厚最高牌号制造，一年可节电22亿kw.h）。 1997年日本民电量为9320亿kw.h（约占全世界8%），家庭消费的电量约占29%，其中空调和冰箱等压缩机电机及风扇电机等占13%（以29%作为100%时约占44%），相当于190亿kw.h电力。照明只占5%，TV占3%，加热器占5%。家电电机效率如果提高1%，可节电约12亿kw.h电力。办公室和商店消费的电量约占21%。工厂消费的电量约占48%。为了节能，工业用电机效率如果提高1%，至少可节电47亿kw.h（日本总发电量的60%都用在电机上，电机效率提高1%，每年可节电100亿kw.h）。现在日本已大力发展这类高效电机。
1999年4月1日，日本正式公布改进节能法并予以执行。其中空调在1998年12月已公布过标准值，2004年（2003年10月到2004年10月）将达到该标准值。冰箱、冷库、方面消费的电力，2004年将比1998年减少23%，比1997年减少30%（空调和冰箱、冷库的压缩机电机目标效率为85%）。在高效电机方面，对JIS提出的高效电机标准值重新评价，由JIS正式制定高效电机标准。在高效变压器方面，对JIS制定的变压器效率重新评价（1999年秋季生效），2000年春季制定出高效变压器的目标效率。21世纪节能和环保是全世界的重要课题。近年已广泛采用变换器驱动电机代替以前通用的开关电机，而且正在发展电车代替汽车。为此必须开发新的电工钢品种（如采用更薄的无取向电工钢板和6.5Si钢板）。
目前，日本对下述机器规定有节能标准：汽车、空调、日光灯、电视机、复印机、电脑、磁盘、录相机和录音机等。

2 取向硅钢
根据铸坯加热温度可分为三种：
①高温加热工艺（1350～1420℃），即以前通用的工艺。
②中温加热工艺（1250～1300℃），主要利用和AIN，固溶温度比MnS固溶温度约低100℃，使MnS部分固溶，以和AIN作辅助抑制剂生产GO或Hi-B钢。如德国Thyssen公司以MnS+Cu方案生产G.O钢和MnS+AIN+Cu+Sn方案生产Hi-B钢。韩国浦项和意大利Terni公司以MnS+Cu方案生产G.O钢。俄罗斯和捷克以MnS为主，AIN为辅方案生产G.O钢。
③低温加热工艺（1150～1250℃），日本新日铁八幡厂以（Al，Si）N作抑制剂，经渗氮处理方案生产Hi-B钢。川崎和美国Armco公司也按此工艺研制。日本住友金属采用低碳2.3%Si-1.5%Mn-0.01%Al钢以（Al，Si，Mn）N为抑制剂制成G.O钢，不经脱碳退火，制造成本明显降低，现仍在不断完善工艺。川崎以AIN和AIN+Sb作抑制剂，热轧板经850～950℃常化，冷连轧机100～150℃轧制，不经渗氮处理，≈1.90T，0.35mm厚W17≈1.2w/kg，0.23mm厚W17≈0.91w/kg。如果采用连续炉高温退火（1000～1050℃×6分），≈1.87T，0.3mm厚≈1.33w/kg。

3 无取向电工硅钢
日本钢管公司采用先进的冶炼技术使钢中S＜10ppm，Ti<50ppm，并加少量Sb（20～40ppm）或Sn制成高磁感低铁损无取向电工钢。加Sb或Sn目的是防止由于S低而在成品表面形成氮化层，所以可明显降低。热轧板在酸洗前或后，在75%+气中800～830℃×3h预退火。在10%+气中930～950℃最终退火，=1.71T。0.3～0.35mm厚2.85%Si+0.3Al钢(Si+Al<3.5%)更适合用作电车中驱动电机和高速打印机中步进式电机（在几百到1kHz下使用），≤2.3w/kg，≤20w/kg，>1.69T，>2.02T。电车电机在起动和低转速时，要求转矩高，即高（高也减轻电机重量）。高速行驶时电机转数高，要求低（电机中电量消耗小）和钢板强度（疲劳极限）高。电车电机铁芯的齿部设计高达1.9～2.0T。Si+Al<3.5%钢比通用的Si+Al=4%钢的和更高，和/100相近，而且热扩散率更高，电机温升慢。为提高钢的疲劳极限，延长钢水RH处理时间，使>5μm粗大氧化物夹杂数量>10个/，减少疲劳裂纹发源地。
采用S<10ppm和Sb和Sn方案制成的0.5mm厚0.25Si+0.25Al半成品，热轧板不经常化，≤4w/kg（达H14水平），=1.76T。0.75%Si+0.3%Al钢≤3.5w/kg（达H12水平），=1.73T。它们适合用作高效电机。0.5mm厚电工纯铁μm=17000，而一般电工纯铁的μm=1000，适合用作磁屏蔽材料。

4 高硅钢
日本钢管发展了低Br新材料，即3%Si钢板经快速渗硅处理后进行不完全扩散退火，使表层为6.5%Si，中部仍为3%Si。沿板厚方向形成Si浓度梯度，平均Si量为4～5%。日本钢管称为“倾斜高硅钢”。一般取向和无取向硅钢要求和高，所以Br也高。设计愈高，Br也愈高。Br高，变压器在断电再通电时，突然通入的激磁电流比规定电流要大十几倍，使电压瞬时降低，变压器容易受损。为防止这种情况，以前将铁芯留有空隙（组装成本提高）或降低设计（铁芯体积增大）。低Br材料的特点是钢板表层Si高，λs低，中部Si低λs高。由于λs的差别产生弹性能量（产生张力）使Br明显降低（Br≤0.4T），而且Br值与无任何关系。用这种材料制造的10kVA变压器激磁时突发电流低，铁损低（表层μ高，磁通流量大，中部μ低，电流降低，We低），噪音小。=1.2T时，=1.27w/kg，与高牌号无取向硅钢相近。力学性能与3%Si钢相似。这种材料也适合制造电机（钢板Br值，产生的突发电流可使电机绝缘破坏和产生高次谐波。为降低Br，或装配扼流线圈或降低设计）。
日本钢管也发展了丙烯树脂粘接绝缘涂层。用涂有粘接涂层高Si钢板制成的EI型叠片铁芯或切割型卷铁芯变压器，比通用的半有机涂有层钢板制成的铁芯可降低噪声15dB，比叠片后浸入绝缘漆的可降低4～7dB。