[發(fā)明專利]一種低噪音變壓器用低鐵損取向硅鋼產(chǎn)品及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610872843.X
• 申請(qǐng)日: 2016-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN107881411B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙自鵬;侯長(zhǎng)俊;向邦林;沈侃毅;李國(guó)保;凌晨;謝偉勇;宋艷麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/12;C21D8/12;B23K26/362;H01F27/245
• 代理公司: 31228 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種低噪音變壓器用低鐵損取向硅鋼產(chǎn)品，其包括硅鋼基板，形成于硅鋼基板表面的硅酸鎂底層和涂覆于硅酸鎂底層上的絕緣涂層，所述硅酸鎂底層對(duì)可見光的垂直反射率R為40?60％。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種所述的低噪音變壓器用低鐵損取向硅鋼產(chǎn)品的制造方法。本發(fā)明所述的低噪音變壓器用低鐵損取向硅鋼產(chǎn)品，通過嚴(yán)格控制硅鋼基板的硅酸鎂底層對(duì)可見光的垂直反射率，并且所述的硅酸鎂底層的光澤均一，達(dá)到降低鐵損，減小磁致伸縮，從而使所述硅鋼產(chǎn)品噪音小，特別適用于變壓器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼產(chǎn)品及其制造方法，尤其涉及一種硅鋼產(chǎn)品及其制造方法。

背景技術(shù)

近年來，全球能源環(huán)境問題日益突出，威脅人類的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能降耗需求在世界范圍內(nèi)不斷增長(zhǎng)，各國(guó)普遍提高了相應(yīng)能耗設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，降低各類設(shè)備對(duì)能源的無功消耗。在電力傳輸系統(tǒng)中，變壓器損耗約占總損耗的40％，其中由取向硅鋼材料制造而成的鐵芯是變壓器的核心部件，其損耗約占總損耗的20％左右。鐵芯損耗通常簡(jiǎn)稱為鐵損。可見，降低取向硅鋼的鐵損具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

此外，城市變電設(shè)備的噪聲污染正逐步受到人們的關(guān)注。研究表明，變壓器噪音源于硅鋼片磁致伸縮、電磁力和機(jī)械裝置振動(dòng)等因素。其中，磁致伸縮是變壓器噪音基本來源之一。一方面，磁致伸縮的存在使得硅鋼片在交流電磁場(chǎng)下發(fā)生周期性振動(dòng)，從而產(chǎn)生噪音；另一方面，硅鋼片振動(dòng)與水槽、冷卻裝置、存油器等變壓器的附加裝置發(fā)生共振，從而產(chǎn)生噪音。

因而，如何降低取向硅鋼片鐵損和磁致伸縮是取向硅鋼發(fā)展的重要方向，也是當(dāng)今取向硅鋼產(chǎn)品及技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展所面臨的主要難題。

現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)硅鋼片的制造方法中，按照板坯加熱的溫度主要分為：高溫工藝、中溫工藝以及低溫工藝。通常，高溫工藝中板坯需要加熱到最高1400℃，以使抑制劑充分固溶，然而，高溫度加熱已達(dá)到傳統(tǒng)加熱爐的極限水平。并且，由于加熱溫度高，燒損嚴(yán)重，加熱爐需頻繁修補(bǔ)，利用率低。同時(shí)能耗高，熱軋卷的邊裂大，致使冷軋工序生產(chǎn)困難，成材率低，成本相對(duì)較高。中溫工藝板坯的加熱溫度在1250℃～1320℃，采用AlN和Cu為抑制劑；低溫工藝板坯的加熱溫度在1100℃～1250℃，主要采用脫碳后滲氮形成抑制劑的方法獲得抑制能力，然而，低溫工藝的不足之處在于抑制劑形態(tài)難以控制，導(dǎo)致穩(wěn)定磁性能和底層質(zhì)量的難度都很大。

現(xiàn)有技術(shù)中獲得更低鐵損硅鋼片的方法主要包括：1)增加Si含量；2)添加Sn和Sb等合金元素增強(qiáng)抑制劑抑制能力；3)在脫碳退火過程升溫階段實(shí)施快速加熱。然而，對(duì)于1)，由于Si屬于不導(dǎo)電元素，增加Si含量可使硅鋼片電阻率增大，降低硅鋼片渦流損耗，但同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致脫碳退火過程中表面氧化膜中SiO₂形成量大幅增加；此外，關(guān)于2)，Sn和Sb均屬于易偏聚元素，因而添加Sn和Sb可以降低析出物界面能量，從而抑制析出物發(fā)生奧斯特沃特長(zhǎng)大，保持抑制劑強(qiáng)的抑制能力，但由于Sn和Sb等合金元素在脫碳退火過程中易在表面富集，因此會(huì)造成抑制O和Si元素在近表面的擴(kuò)散與反應(yīng)，引起脫碳退火過程中形成的以Fe₂SiO₄、FeO、SiO₂為主的氧化膜組分和結(jié)構(gòu)發(fā)生一定改變；另外，3)存在的問題是，在脫碳退火過程采用快速升溫技術(shù)可提高再結(jié)晶所需的儲(chǔ)能，使初次晶粒均勻和提高表層二次晶核數(shù)量并防止其他位向晶粒長(zhǎng)大，二次晶粒尺寸減小，硅鋼片鐵損降低，但極短的升溫時(shí)間使得氧化膜形成時(shí)間大幅縮短，氧化膜組分比例發(fā)生變化。

由此可見，以上降低鐵損的技術(shù)均會(huì)不同程度導(dǎo)致脫碳退火板氧化膜發(fā)生變化，使得成品底層容易產(chǎn)生底層偏薄、亮點(diǎn)等缺陷。底層的不均勻和缺陷的存在使得晶體內(nèi)部能量分布不均勻，在缺陷附近90°疇數(shù)量增加，取向硅鋼片磁致伸縮量增大，因此增大制成變壓器的振動(dòng)噪音。且，后續(xù)在采用激光刻痕進(jìn)一步降低鐵損過程中，底層不均勻和缺陷將顯著影響基板對(duì)激光能量的吸收，因此造成最終產(chǎn)品的性能不均勻。