Cr含量对50W800无取向电工钢电磁性能的影响*

周 峰，陈学文，周 庆

（1.佛山职业技术学院，广东 佛山 528137；2.广东工程职业技术学院，广东 广州 510520）

50W800无取向电工钢广泛应用于中小电机等机电产品中，其产量占无取向电工钢70%以上[1-3]。电工钢的功能水平主要以电磁性能铁损P（/W/kg）和磁感B（T）两大指标衡量[4-5]。钢中夹杂物是影响无取向电工钢电磁性能的一个重要因素。某钢厂大量采用贫矿进行炼铁，矿石中杂质元素Cr较多，而杂质元素在炼钢过程中去除困难，影响了无取向电工钢电磁性能的稳定。文章通过对铁水中Cr元素含量与电磁性能的对应分析，找出两者间的对应关系，为无取向电工钢50W800生产组织中配煤配矿提供参考依据。

1 磁性能与对应Cr含量的对比关系

随机选取某钢厂7—9月份组织生产的36批次50W800无取向电工钢，其不同批次的平均铁损和磁感与其平均的Cr元素对应关系如图1～图4及表1所示。

图1 铁损与Cr含量的关系

图2 磁感与Cr含量的关系

图3 铁损与Cr含量的关系

图4 磁感与Cr含量的关系

表1 50W800磁性能与Cr含量的对应关系

可见，8月份铁损较低，对应的Cr元素也较低；9月份50W800的铁损明显升高，Cr元素也较高，磁感有所降低，且铁损与Cr含量几乎成正比关系。

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

可见，与Cr含量≤0.03%相比，Cr含量＞0.03%的电工钢LWB800的铁损明显升高，磁感有所降低。

2 铁水Cr含量的变化情况

为50W800无取向电工钢提供铁水的高炉，7—9月铁水中Cr含量变化情况如图7及表3所示。

图5 铁损与Cr含量的关系

图6 磁感与Cr含量的关系

表2 Cr含量对磁性能的影响

图7 7-9月铁水含Cr情况

表3 7-9月份Cr含量平均值

由高炉7—9月份铁水Cr含量散点图可知，7月份高炉铁水Cr含量在0.05%以下，8月下旬开始大幅度升高，主要是由于烧结矿中配加了印度尼西亚粉，其Cr含量高达1.8%。

3 原因分析及讨论

Cr与溶解在钢中的O、N等元素具有一定的亲和力，三者会以CrN、Cr2O3等夹杂物的形式残留在钢中[6]，使其周围地区位错密度增高，引起比其本身体积大许多倍的内应力场，磁壁不易移动。这类夹杂物是非磁性物质，质地坚硬，呈棱角状，不溶或微溶于钢液。因此，磁化困难，在退火过程中会抑制钢中的晶粒长大，使钢的铁损升高，磁感降低。与其他球状夹杂物相比，CrN、Cr2O3等针状夹杂物的危害更大。故电工钢中Cr含量不宜过高，一般目标要求低于0.03%。

4 结论

通过数据统计分析及理论研究可知，随着Cr含量增加，电工钢铁损呈上升趋势，磁感呈下降趋势。Cr含量在0.03%以内时，50W800无取向电工钢电磁性能较好；电工钢冶炼过程中并未加入Cr元素，铁水是钢中Cr的主要来源，故必须控制炼铁工序的配煤配矿，以控制铁水中Cr的含量。