高性能电工钢是我国现代化建设、高质量发展和人民生活不可缺少的重要原材料产品之一,也是我国电工钢产业高质量发展及产品升级、节能环保的发展方向。本文从我国电工钢生产能力、常化（酸洗）能力、近5年电工钢产能及产量变化、表观消费量以及未来变压器对高磁感取向电工钢（HiB）和中小型电机、大电机、家用电器、新能源汽车、新兴领域等对高牌号（高效、高磁感）无取向电工钢以及电力、航天航空、医疗器械、家电等对极薄电工钢带材(厚度0.1 mm以下)的需求，进行了系统分析和研究。同时，对我国高性能电工钢品种需求加以预测并提出几点建议。

介绍了安普朗不锈钢南美公司近年来在取向硅钢生产方面所做的质量升级和研究工作，包括其生产工艺特点及产品类型介绍，高磁感取向硅钢AlN析出行为研究，热轧和冷轧工艺改进，MgO混液、二次再结晶温度、成品露点等对取向硅钢的影响研究和底层研究等，对国内从事取向硅钢研究具有参考价值。

基于极低损耗取向硅钢研制S15型超高能效变压器对于进一步推动电网节能增效具有重要意义。采用任意波形磁场激励测量系统对比研究了0.18 mm规格取向硅钢、1K101-S普通型、1K102-P高磁感型非晶合金的磁性能及磁致伸缩噪声特性，并分析了0.18 mm取向硅钢在谐波、直流偏磁等复杂工况下的损耗特性，采用MagNet有限元分析软件开展了0.18 mm极低损耗硅钢S15型变压器铁心、绕组建模与仿真分析。结果表明，磁通密度为1.35 T时，18QH065牌号取向硅钢的铁损低至0.349 W/kg，不断接近非晶合金水平，磁感B800则比非晶带材高0.32~0.40 T；取向硅钢的磁致伸缩系数λp-p为0.29×10-6，低于非晶合金超1个数量级。与0.23~0.30 mm常规厚度硅钢相比，0.18 mm薄规格硅钢的谐波损耗优势明显，10%含量的3次、5次谐波损耗与正常工况相比分别上升12.9 %、16.0 %；直流偏置磁场大小对取向硅钢铁损的影响主要在低磁密区，在1.9 T以上0~150 A/m偏置磁场下的铁损几乎相同。设计的10 kV/630 kVA变压器空载损耗仿真计算值为392.5 W，比国标GB 20052—2013中能效1级硅钢变压器的限定值低约31.1 %，噪声比同等容量非晶合金变压器低约10 dB，具有显著的节能和环保优势。

采用FLUENT仿真软件对环形炉炉膛模型、单个内罩模型、温度优化模型进行仿真模拟，研究内罩内温度分布情况，提出温度均匀性改进方案并进行试验验证。结果表明：在钢卷底座侧叠加隔热材料对钢卷顶底温差和磁性均匀性有改善作用，为取向硅钢磁性改善提供支撑。

对新能源电驱动系统的发展历史、市场状况、电驱动系统、车型以及新电机发展、未来趋势进行了分析及研究，从中了解未来新能源汽车扩大对电工钢等材料的应用有一定的帮助。

介绍了移相变压器的设计和制作方法及其对硅钢质量的要求，提出用高牌号无取向硅钢制作移相变压器铁心的方法。实践表明，使用高牌号无取向硅钢替代取向硅钢产品制作的移相变压器，性能差异不大，完全能达到国家标准和用户使用要求，特别是材料成本大幅下降、噪声下降、生产效率明显提高，具有广阔的推广应用价值。 

以高牌号无取向硅钢典型成分为对象，通过热力学模拟计算，研究Mn，Al元素变化对平衡析出相的影响规律。结果表明：高牌号无取向硅钢的主要平衡析出相为AlN，FCC#2，MnS，M3P，M7C3，M23C6和渗碳体，FCC#2相是一种Ti(C,N）化物，M7C3和M23C6是Mn含量较高的一种化合物。Mn含量增加，MnS固溶析出转变温度大幅升高，当Mn含量较多时，随温度降低M7C3相会先转变成M5C2相，再转变成M23C6相。Al含量增加，Ti(C,N)化物的转变温度降低；AlN固溶析出转变温度升高。Al对MnS，M3P、M7C3和M23C6相的影响较小。

随着下游电机厂产品的不断升级换代，高压电机用硅钢对电磁性能的要求也逐渐提高。结合本钢现有的技术装备能力，通过合理设计产品的化学成分和热轧工艺，采用罩式退火工艺替代常化工艺，并改善连续退火制度，最终成功生产出满足高压电机要求的无取向硅钢50BW600。实践表明，所研制的无取向硅钢50BW600，铁损达到3.7 W/kg以下，磁感高于1.68 T，电磁性能达到预期目标，满足供货标准，提升了产品的市场竞争力。

对不同厚度C6涂层的高牌号无取向硅钢样品进行常规磁性能的对比测量，结果表明：随着涂层厚度的增加，样品磁极化强度单调递减，比总损耗单调递增，并得到了较为准确的修正值。本文工作对大电机设计和C6涂层无取向硅钢高牌号产品的使用，具有一定的参考意义。

绝缘性能是取向硅钢的一个重要指标，本文研究了涂层烧结温度、涂液中硅溶胶含量、绝缘涂层涂敷量对取向硅钢绝缘性能的影响。研究发现：烧结温度升高，涂层表面逐渐出现微观裂纹，钢板表面在850 ℃下烧结时出现裂纹，退火温度达到900 ℃后，涂层表面裂纹会急剧增加，导致涂层绝缘性降低。在相同烧结温度下，提高涂液中SiO2含量，将导致涂层表面出现微观裂纹，不利于涂层的绝缘性能。在相同烧结温度下，提高绝缘涂层的涂敷量，有利于提高钢板的层间电阻。在烧结温度为850 ℃，涂敷量为6 g/m2时，钢板层间电阻可达到82.6 Ω·cm2。

本文重点说明了低温板坯加热的高磁感HiB钢脱碳退火工序采用电磁感应加热的技术特点，要求热轧板常化退火时形成层状组织，间隔宽度应在20 μm的条件下，快速加热的到达温度720 ℃，加热速度为75~125 ℃/s，可使一次再结晶晶粒的I｛111｝/ I{411}的比值达到合理的范围，为二次再结晶稳定发展打下基础，获得良好的磁性能。

快速加热；回复点保温；脱碳退火；高磁感