Cr含量對50W800無取向電工鋼電磁性能的影響*

周 峰，陳學文，周 慶

（1.佛山職業技術學院，廣東 佛山 528137；2.廣東工程職業技術學院，廣東 廣州 510520）

50W800無取向電工鋼廣泛應用于中小電機等機電產品中，其產量占無取向電工鋼70%以上[1-3]。電工鋼的功能水平主要以電磁性能鐵損P（/W/kg）和磁感B（T）兩大指標衡量[4-5]。鋼中夾雜物是影響無取向電工鋼電磁性能的一個重要因素。某鋼廠大量采用貧礦進行煉鐵，礦石中雜質元素Cr較多，而雜質元素在煉鋼過程中去除困難，影響了無取向電工鋼電磁性能的穩定。文章通過對鐵水中Cr元素含量與電磁性能的對應分析，找出兩者間的對應關系，為無取向電工鋼50W800生產組織中配煤配礦提供參考依據。

1 磁性能與對應Cr含量的對比關系

隨機選取某鋼廠7—9月份組織生產的36批次50W800無取向電工鋼，其不同批次的平均鐵損和磁感與其平均的Cr元素對應關系如圖1～圖4及表1所示。

圖1 鐵損與Cr含量的關系

圖2 磁感與Cr含量的關系

圖3 鐵損與Cr含量的關系

圖4 磁感與Cr含量的關系

表1 50W800磁性能與Cr含量的對應關系

可見，8月份鐵損較低，對應的Cr元素也較低；9月份50W800的鐵損明顯升高，Cr元素也較高，磁感有所降低，且鐵損與Cr含量幾乎成正比關系。

不同Cr含量下50W800的磁性能如圖5、圖6及表2所示。表2中性能1為Cr含量≤0.03%的磁性能，性能2為Cr含量＞0.03%的磁性能。

可見，與Cr含量≤0.03%相比，Cr含量＞0.03%的電工鋼LWB800的鐵損明顯升高，磁感有所降低。

2 鐵水Cr含量的變化情況

為50W800無取向電工鋼提供鐵水的高爐，7—9月鐵水中Cr含量變化情況如圖7及表3所示。

圖5 鐵損與Cr含量的關系

圖6 磁感與Cr含量的關系

表2 Cr含量對磁性能的影響

圖7 7-9月鐵水含Cr情況

表3 7-9月份Cr含量平均值

由高爐7—9月份鐵水Cr含量散點圖可知，7月份高爐鐵水Cr含量在0.05%以下，8月下旬開始大幅度升高，主要是由于燒結礦中配加了印度尼西亞粉，其Cr含量高達1.8%。

3 原因分析及討論

Cr與溶解在鋼中的O、N等元素具有一定的親和力，三者會以CrN、Cr2O3等夾雜物的形式殘留在鋼中[6]，使其周圍地區位錯密度增高，引起比其本身體積大許多倍的內應力場，磁壁不易移動。這類夾雜物是非磁性物質，質地堅硬，呈棱角狀，不溶或微溶于鋼液。因此，磁化困難，在退火過程中會抑制鋼中的晶粒長大，使鋼的鐵損升高，磁感降低。與其他球狀夾雜物相比，CrN、Cr2O3等針狀夾雜物的危害更大。故電工鋼中Cr含量不宜過高，一般目標要求低于0.03%。

4 結論

通過數據統計分析及理論研究可知，隨著Cr含量增加，電工鋼鐵損呈上升趨勢，磁感呈下降趨勢。Cr含量在0.03%以內時，50W800無取向電工鋼電磁性能較好；電工鋼冶煉過程中并未加入Cr元素，鐵水是鋼中Cr的主要來源，故必須控制煉鐵工序的配煤配礦，以控制鐵水中Cr的含量。