第４７卷第１期２０２１年２月
包 钢 科 技
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌ
Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．１
Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０２１
任 浩，李建利
（内蒙古包钢钢联股份有限公司化检验中心，内蒙古包头 ０１４０１０）
摘 要：文章主要是对重量为１ｋｇ（２８片）的无取向硅钢试样与重量为０ ５ｋｇ（１６片）的无取向硅钢试样进行对比试验。经过数据的对比后，可以得到重量为０ ５ｋｇ试样与重量为１ｋｇ试样的检测方法在检测数据的准确性上是一致的，而且重量为０ ５ｋｇ的试样在质量管控上更加有效，在时间和材料消耗上都有节省，同时可以降低人员的劳动强度。
关键词：无取向硅钢；准确性；质量管控
中图分类号：ＴＧ１４２ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９－５４３８（２０２１）０１－００４５－０５
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＴｗｏＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇＭａｇｎｅｔｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ
Ｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄＳｉｌｉｃｏｎＳｔｅｅｌ
ＲｅｎＨａｏ，ＬｉＪｉａｎ－ｌｉ
（ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＢａｏｔｏｕＳｔｅｅｌＵｎｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，
Ｂａｏｔｏｕ０１４０１０，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＲｅｇｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｓｉｌｉｃｏｎｓｔｅｅｌｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｗｅｉｇｈ
ｔｓｏｆ１ｋｇ（２８ｐｉｅｃｅｓ）ａｎｄ０．５ｋｇ（１６ｐｉｅｃｅｓ）ｉｓｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ，ｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｗｅｉｇｈｔｏｆ０ ５ｋｇｗｅｒｅｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｉｍｅａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｗｅｒｅｓａｖｅｄａｓｗｅｌｌａｓｌａｂｏｕｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｄａｔａ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄｓｉｌｉｃｏｎｓｔｅｅｌ；ａｃｃｕｒａｃｙ；ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ
硅钢主要用作变压器和电机的铁芯，是一种重要的功能材料，分为取向和无取向两类，而测试无取向硅钢磁性能的方法主要采用爱泼斯坦方圈法。目前检测包钢薄板厂生产的无取向硅钢磁性能的方法即爱泼斯坦方圈法采用的是重量为１ｋｇ左右的试样测试。根据ＧＢ／Ｔ２５２１ １—２０１６［１］标准推荐使用重量为０ ５ｋｇ试样进行检测，因此在使用重量为１ｋｇ与０ ５ｋｇ两种检测方法进行试验对比后，通过试验数据可以得到两种检测方法差别很小，所以使用重量为０ ５ｋｇ的方法检测可以提高效率。１ 试验描述
目前在磁性能检测中硅钢片的质量一直采用２８片（１ｋｇ左右），在ＧＢ／Ｔ２５２１ １—２０１６提及可以采用１６片（０ ５ｋｇ）的硅钢片进行检测，本试验主要对二者进行对比试验。结果表明，采用重量０ ５ｋｇ与采用重量１ｋｇ的无取向硅钢检测的磁感强度无明显变化，比总损耗有所变化，但数值很接近，对比结果通过归一化偏差Ｅｎ值判定法进行判定，判定结果Ｅｎ值均小于１，满足评定标准。
收稿日期：２０２０－０８－０６
彩油泥作者简介：任 浩（１９９３－），男，内蒙古丰镇市人，助理工程师，现从事材料物理性能检验技术工作。
包钢科技第４７卷
２ 试验材料和方法
２．１ 试验材料
ＢＲ５０Ｗ６００、ＢＲ５０Ｗ８００、ＢＲ５０Ｗ１０００无取向电工钢。２．２ 试验方法
本文通过用爱泼斯坦方圈测试无取向电工钢片的铁损与磁感，爱泼斯坦方圈测试的钢带用双搭接头装
成一个正方形，于是形成长度相等、横截面积相等的四束，试验设备见图１和图２。硅钢条片应具有下述尺寸：宽度ｂ＝（３０±０ ２）ｍｍ，长度２８０～３２０ｍｍ，条片长度公差为±０ ５ｍｍ。组成试验样品的条片数应为４的倍数，并且应在相应的产品标准中作出规定。
本试验主要选取了牌号为Ｂ
Ｒ５０Ｗ６００、ＢＲ５０Ｗ８００和ＢＲ５０Ｗ１０００的无取向硅钢片对其铁
损值及磁感性能进行测试。
图１
双搭接方圈测试
图２ 检测系统界面
３ 试验方案与分析
３．１ 标样测定
标样是由中国计量研究院提供，表１为标准试样的参考系数，表２为对标准试样检测３次的相关数据。
通过对标准样品进行测定，可以看出标样数值偏差均在误差范围内，由标样的检测可以确定该实验使用的仪器设备正常。
３．２ 质量变化对于铁损与磁感的影响规律［
２］
对于牌号为ＢＲ５０Ｗ６００、ＢＲ５０Ｗ８００和ＢＲ５０Ｗ１０００的无取向硅钢片磁感无明显变化，其铁损变化的比对主要采用归一化偏差Ｅｎ值法进行判定。
根据实验结果得到数据计算方法如下：（
１）计算标准偏差Ｓ＝∑ｎ
ｉ＝１（ｘｉ－ｘ
）２
（ｎ－１槡
）
（１）
（２）平均标准偏差ｕ＝Ｓ
槡
ｎ（２）
（
３）扩展不确定度Ｕ＝ｋｕ，赋予的置信概率为９５％，则包含因子ｋ＝２
（４）计算Ｅｎ＝
ｘ－ｘｉＵ２
１
＋Ｕ
槡
２
２
（３）
其中ｘ为测量值，ｘｉ为参考值，Ｕ１为测量扩展不确定度，Ｕ２为参考测量扩展不确定度。
（５）｜Ｅｎ｜≤１
，所以此次比对结果为满意，反之当｜
Ｅｎ｜＞１时，比对结果为不满意。３．２．１ ＢＲ５０Ｗ６００铁损值对比分析
对于ＢＲ５０Ｗ６００无取向电工钢，本次试验对比数据共计５９组，表３列出了其中１０组的对比数据，图３为０ ５ｋｇ与１ｋｇ无取向硅钢片的铁损值测试对比直方图，表３中差值为试样重量１ｋｇ的铁损值减去试样重量０
５ｋｇ的铁损值，相对误差为差值除以试样重量１ｋ
ｇ的铁损值的百分比，Ｅｎ值为以全部１ｋｇ的检测数据代入公式（１）作为计算标准偏差Ｓ１的值，同样以全部０ ５ｋｇ的检测数据作为计算标准偏差Ｓ２的值，取Ｓ１和Ｓ２的绝对值然后按照公式（２）分别计算出重量１ｋｇ试样扩展不确定度Ｕ１和重量０ ５ｋｇ试样扩展不确定度Ｕ２，再按照公式（３）以每组１ｋｇ试样的数据作为ｘ，以每组０ ５ｋｇ试样的数
据作为ｘｉ，将每一组卷号的数据代入公式（３）中计算出Ｅｎ值。以下ＢＲ５０Ｗ８００和ＢＲ５０Ｗ１０００的数据计算与此相同。
６
４
第１期无取向硅钢磁性能检测的两种方法对比
表１ 标准样品参数
样品质量／ｋｇ样品长度
／ｍ材料密度／（ｋｇ·ｍ－３）材料厚度／ｍｍ涡流损耗系数ｅＰ１．５／５０
／（Ｗ·ｋｇ－１
）
Ｂ５０／Ｔ０．８３３
０．３００
７．７５０
０．５００
０．３００
３．７５９
１．６９４
注：其中比总损耗值检定结果不确定度Ｕｒｅｌ＝１ ０％；磁感应强度检定结果不确定度Ｕｒｅｌ＝０
５％。表２ 标准样品试验数据
编号样品质量／ｋｇ样品长度
／ｍ材料密度／（ｋｇ·ｍ－３）材料厚度／ｍｍ涡流损耗系数ｅＰ１．５／５０
／（Ｗ·ｋｇ－１
）
Ｂ５０／Ｔ１０．８３３
０．３００
７．７５０
０．５００
０．３００
消声室制作
校园网管理系统３．７３９１．６９４２３．７４２１．６９４３
３．７４５
１．６９４
表３ ＢＲ５０Ｗ６００试验数据表
材质卷号厚度／ｍｍ宽度／ｍｍ铁损值／（Ｗ·ｋｇ－１
）
１ｋｇ０．５ｋｇ差值
相对误差
／％ＥｎＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１０８４Ｇ０９３１０．５０１２００４．２０７４．２１３－０．００６０．１４３０．０４３ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１１５２Ｇ０７１２０．５０１２００３．８６１３．８５００．０１１０．２８５０．０７９ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１１５２
Ｇ０７１３０．５０１２００３．９５７３．９４１０．０１６０．４０４０．１１５ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１０２６Ｇ０２１２０．５０１２００４．０８９４．１１１－０．０２２０．５３８０．１５９ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１１５４Ｇ０５１２０．５０１２００３．９４８３．９３３０．０１５０．３８００．１０８ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１２７６Ｇ０１１２０．５０１２００３．７３２３．７３８－０．００６０．１６１０．０４３ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１０５６Ｇ０６１１０．５０１２００４．０６６４．０４３０．０２３０．５６６０．１６６ＢＲ５０Ｗ６００１６０３０１０４８Ｇ０５１３０．５０１２００３．９０４３．９０４０００ＢＲ５０Ｗ６００１６５２４９９０３Ｇ１３１２０．５０１２００４．１４４４．１１６０．０２８０．６７６０．２０２ＢＲ５０Ｗ６００
１６５２４９９０３Ｇ１３１３
０．５０
１２００
４．１９７
４．１８２
０．０１５
０．３５７
自制纳米胶带教程０．１０
８
图３ ＢＲ５０Ｗ６０００ ５ｋｇ与１ｋｇ无取向硅钢片的
铁损值测试对比直方图
通过图３可以明显看出两种方法测出的铁损值偏差很小。
３．２．２ ＢＲ５０Ｗ８００铁损值对比分析
对于ＢＲ５０Ｗ８００无取向电工钢，本次试验对比数据共计２９４组，表４列出了其中１０组的对比数据，图４为０ ５ｋｇ与１ｋｇ无取向硅钢片的铁损测试对比直方图。
７
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包钢科技
第４７卷
表４ ＢＲ５０Ｗ８００试验数据表
材质
卷号厚度／ｍｍ
宽度／ｍｍ
铁损值／（Ｗ·ｋｇ－１
）１ｋｇ０．５ｋｇ差值相对误差／％
ＥｎＢＲ５０Ｗ８００
１６００８４２０５Ｇ１４１３
０．５０１２００４．８０２４．８０５－０．００３０．０６２０．０１０
ＢＲ５０Ｗ８００１６００８４３０９Ｇ１６１５０．５０１２００４．７１９４．７３１－０．０１２
０．２５４０．０４１ＢＲ５０Ｗ８００１６０１６１０１０Ｇ１０１３０．５０１２００４．２５５４．２３７０．０１８０．４２３０．０６２ＢＲ５０Ｗ８００１６０１６４２０７Ｇ１４１１０．５０１２００４．５４９４．５３５０．０１４０．３０８０．０４８ＢＲ５０Ｗ８００１６０
０７５９０５Ｇ１５１２０．５０１２００５．０４３５．０４５－０．００２０．０４００．００７ＢＲ５０Ｗ８００１６０１７５５５４Ｇ０６１４０．５０１２００４．６８２４．６８２０００ＢＲ５０Ｗ８００１６０１０１３０６Ｇ３１１２０．５０１２００４．７３８４．７１９０．０１９０．４０１０．０６５ＢＲ５０Ｗ８００１６０１０１３０６Ｇ３１１３０．５０１２００５．４０７５．４０１０．００６０．１１１０．０２１ＢＲ５０Ｗ８００１６０１７６１５４Ｇ１４１２０．５０１２００４．４０４４．３９１０．０１３０．２９５０．０４５ＢＲ５０Ｗ８００
１６０１６４０５２Ｇ２０１３
０．５０
１２００
４．６６７
４．６４３
０．０２４
０．５１４
注浆瓷器
０．０８
３
图４ ＢＲ５０Ｗ８０００．５ｋｇ与１ｋｇ无取向硅钢片的
铁损测试对比直方图
在图４中也可以明显看出两种方法所测得数据偏差很小。
３．２．３ ＢＲ５０Ｗ１０００铁损值对比分析
对于ＢＲ５０Ｗ１０００无取向电工钢，本次试验对比数据共计２９４组，表５列出了其中１０组的对比数据，图５为０ ５ｋｇ与１ｋｇ无取向硅钢片的铁损测试对比直方图。
表５ ＢＲ５０Ｗ１０００试验数据表
材质卷号厚度／ｍｍ
宽度／ｍｍ
铁损值／（Ｗ·ｋｇ－１
）１ｋｇ０．５ｋｇ差值相对误差／％
ＥｎＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８５３６６Ｇ２５１１
０．５０１２００５．０７３５．０８７－０．０１４０．２７６０．１０２ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８３３７０Ｇ０９１１０．５０１２００４．８７８４．８８４－０．００６０．１２３０．
０２３ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８８０５５Ｇ２８１２０．５０１２００５．１１６５．０８９０．０２７０．５２８０．１０２ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８８０５５Ｇ２８１３０．５０１２００５．１７５５．１７２０．００３０．０５８０．０１１ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８７９５７Ｇ２９１１０．５０１２００５．２７９５．２５７０．０２２０．４１７０．０８３ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８７９５７Ｇ２９１２０．５０１２００５．２６６５．２４００．０２６０．４９４０．０９８ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８７９５７Ｇ２９１３０．５０１２００５．２４１５．２２７０．０１４０．２６７０．０５３ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８８３０７Ｇ０９１１０．５０１２００４．８８４４．８６８０．０１６０．３２８０．０６１ＢＲ５０Ｗ１０００１６５２８１０３６Ｇ０８１１０．５０１２００４．９３０４．９３５－０．００５０．１０１０．０１９ＢＲ５０Ｗ１０００
１６５２６３７５１Ｇ１７２２
０．５０
１２００
５．８９５５．８９５０
０
０
图５ ＢＲ５０Ｗ１００００．５ｋｇ与１ｋｇ无取向
硅钢片的铁损测试对比直方图
在图５中也可以明显看出试验数据之间偏差很小。
３．２．４ 无取向电工钢不同重量的试验方法分析
通过对重量为０ ５ｋｇ与重量为１ｋｇ的铁损值对比，可以看出两种方法的检测数据偏差很小，并且采用重量为０ ５ｋｇ的试样与重量为１ｋｇ的试样所得到的数据准确度和质量上准确度是一致的，完全符合质量管控要求，但采用０ ５ｋｇ的试样比１ｋｇ的
检测方法在检测效率上有很大提高。
８
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第１期无取向硅钢磁性能检测的两种方法对比
３．２．５ 试验结果分析
本次试验共计测试６４７组，其中ＢＲ５０Ｗ６００５９组，ＢＲ５０Ｗ８００２９４组，ＢＲ５０Ｗ１０００２９４组，｜Ｅｎ｜都小于１，所以重量为０ ５ｋｇ的试样与重量为１ｋｇ的试样检测的准确度一致，而且重量为０ ５ｋｇ的试样取样和检测更加方便。
３．２．６ 两种方法使用时间与成本情况
对于硅钢的检测，采用重量为０ ５ｋｇ测试法可以有效的达到降本增效的效果，首先从剪切上来看，剪切一组试样可以节省１
２片硅钢片大约是４１４ｇ，节约加工时间大约２０ｓ，可以很大程度的节省材料的消耗。然后是检测上，采用重量为０ ５ｋｇ测试法可以缩短检测时间每组试样减少大约２５ｓ，机加和检测节约的时间和成本可以大大提高工作效率，降低劳动强度。
４ 结论
（１）ＢＲ５０Ｗ６００、ＢＲ５０Ｗ８００与ＢＲ５０Ｗ１０００比
总损耗测试６４７组对比数据中，ＢＲ５０Ｗ６００的Ｅｎ最小值为０，最大值为０ ２０２，｜Ｅｎ｜都小于１；ＢＲ５０Ｗ８００的Ｅｎ最小值为０，最大值为０ ０８３，｜Ｅｎ｜都小于１；ＢＲ５０Ｗ１０００的Ｅｎ最小值为０，最大值为０ １０２，试验结果满意。
（２）在电工钢磁性能的检测中，使用重量为０ ５ｋｇ的硅钢片进行检测，可以减少检测时间，提高了检测效率。
（
３）采用重量为０ ５ｋｇ的硅钢片与重量为１ｋｇ的硅钢片所得结果一致，而重量为０ ５ｋｇ的试样同样具有代表性，满足质量管控的要求。
参 考 文 献
［１］ ＧＢ／Ｔ２５２１ １—２０１６全工艺冷轧电工钢篇１
部分：晶粒无取向钢带（片）［Ｓ］．
［２］ 刘慧颖．各种比对结果分析方法在检测实验
室中的应用［Ｊ］．福建建材，２０１２，１３５（７）：２０－２１，檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪appcpa
３０．
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