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我国电工钢生产技术的发展张翔王良芳（武汉钢铁集团公司）1前言•含Si量为0.5～4.5%极低碳硅铁合金通称为硅钢片，含Si量＜0.5%极低碳钢板称为低碳电工钢板，两者统称为电工钢板。电工钢板主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心，是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。•我国电工钢板产品有热轧和冷轧电工钢板之分，冷轧的又分为取向和无取向电工钢。生产热轧电工钢板，主要有上海矽钢片厂、太钢等14家。生产冷轧电工钢板的企业主要有武钢、太钢、宝钢和鞍钢。•目前我国冷轧电工钢数量、质量、规格牌号，还不能满足能源（电力）工业发展的需求。在生产技术、设备、管理及科研等方面与日本相比，存在较大差距。应该想方设法在尽短的时间内，达到世界先进国家的水平，满足国内市场的需要，是我国当前的一项迫切任务。2我国电工钢生产现状2.1我国热轧电工钢生产技术与现状•目前世界只有我国还在生产热轧电工钢，其主要生产厂有上海矽钢片厂、太钢、重钢四厂等14家，44台热轧机，其生产能力为60多万吨。在“十五”期间各年的产量如表1所示，一共生产468.3万吨，平均年增长率5.21%。•热轧电工钢的生产过程污染环境，劳动强度大，综合性能差•我国冷轧硅钢的产量不能满足市场需求，价格较高，对日益激烈的市场竞争，电机的制造成本是优先考虑的问题•国内热轧硅钢片生产工艺不断改进，产品磁性、厚度公差和表面质量都有了较大改善•以“冷代热”成为必然趋势。但要做大量工作。2.2我国冷轧电工钢生产的发展现状。•我国目前生产冷轧硅钢片的企业主要有武钢、宝钢、太钢、鞍钢四家，目前我国冷轧电工钢的生产能力有310.9万吨（其中取向硅钢为28万吨）。其中：•·武钢从1978年开始生产冷轧电工钢板，通过扩建，到2006年生产能力可达到142万吨/年（无取向电工钢114万吨/年，取向硅钢片28万吨/年）；•·太钢1997年开始生产冷轧无取向电工钢板，生产能力10万吨/年，计划2006年再建一条20万吨的中高牌号无取向电工钢生产线，总的生产能力为30万吨。•·宝钢2000年开始生产冷轧无取向电工钢板，最近又上了3#机组，生产能力58.9万吨/年；•·鞍钢从2004年到2005年相继建成4条连续退火线，生产能力80万吨/年；2001～2005年全国冷轧及热轧电工钢产量一览表（万吨）20012002200320042005“十五”合计取向1212.8912.5312.713.2163.32无取向25.1728.2627.433.857.03171.66无取向11.0310.612.414.317.1465.45无取向38.544.550.853.568.6255.611.145.4256.5274.783.3690.6122.7188.19549.2586.796.25103.13125.4201.4612.5781.682.195.4104105.2468.3168.3178.35198.53229.4306.61080.87热轧板冷轧+热轧鞍钢冷轧合计无取向无取向+取向时间（年）武钢太钢宝钢2.2.1冷轧取向硅钢片冷轧取向硅钢片主要用做各种变压器的铁芯，目前，世界上约有16个企业生产取向硅钢片，产量在145万吨左右，武钢是我国目前唯一一家能够生产冷轧取向钢片的企业。生产设备和技术74年由新日铁引进，设计产量2.8万吨，其中一般取向硅钢有0.35、0.30、0.28mm3个规格8个牌号；高磁感取向硅钢（Hi-B钢）有0.35、0.30mm两个规格2个牌号。经过20多年的发展和九十年代的改扩建，今年第二硅钢厂的建成，已经具备了28万吨/年的生产能力。武钢一直瞄准和赶超当今冷轧硅钢世界顶级水平的日本新日铁広畑制铁所。特别九十年代以来，为了顺应市场变化，更是加大了新品开发和技术进步投入的力度（引进了高温轧制技术、含Cu取向钢、新成分Hi-B钢，开发出具有武钢产权的低温取向硅钢板），在产量、品种、质量等方面都取得了长足的进步。然而，同市场需求与国外先进水平相比，武钢冷轧取向钢片还有较大差距。•在数量方面，我国冷轧取向钢片2005年表观消费量约38.912万吨，而武钢只供给13.21万吨/年，自给率33.95%左右，主要依靠国外进口。由于冷轧取向钢片属于高投入、高技术产品，其生产难度非常大，因而可能在今后相当长的时期内仍将供不应求。•在品种方面，比日本要低6个牌号，有些日本已开发的品种，我国至今还不能生产，如ZDKH、ZDMH、27ZH、23ZH、23RGH、20RGH、RGHPD、RDHPJ、RGH-HPDR等。以広畑为例，其年产硅钢能力37.2万吨，其中取向钢片8.4万吨，占23%；取向钢片中60%是Hi-B钢产品，一般取向钢片只占40%。武钢在2002年生产12.89万吨取向钢片中Hi-B钢仅0.5104万吨，占4.0%，近96%都是一般取向钢片产品，可见差距之大，至少有15～20年的差距，如果发展不顺利，其差距还会更大。•在规格方面，由于减簿取向钢片的厚度可以有效地降低涡流损耗，因此，生产取向钢片的厂家都在开发簿规格的取向钢，仍以広畑为例，其Hi-B钢0.23mm厚度产品占50%以上，0.27mm占30%，0.30mm占20%。武钢目前取向硅钢片生产中，只能少量生产0.27mm厚度规格，0.23mm规格还在试验中，大量生产0.30mm规格产品，这是与日本最大差距所在。•在质量方面，武钢Hi-B钢広畑同牌号相比，磁感水平基本相当，但铁损值还有差距，同规格差距p1.7/50高0.20w/㎏，此外在板形，表面质量，厚度精度等也有相当大的差距。2.2.2冷轧无取向硅钢片•武钢在1978年11月，开始生产冷轧无取向硅钢片，生产设备和生产工艺由新日铁引进，当时引进0.35mm和0.50mm两个厚度规格，12个牌号。•武钢对引进技术进行消化、吸收、创新，取得了显著成效，例如，降低板坯碳含量，由原来的80ppm降到目前的30ppm以下，使脱碳退火速度由50米/分提高到120米/分；降低板坯加热温度，提高磁性；热轧卷进行常化处理，不但能提高磁性，还是消除表面瓦棱状缺陷的主要措施之一。同时开发了市场急需多种新产品，近几年新产品量，占无取向硅钢总量的30%以上。在1998年7月建成由国内设计的第一条生产无取向硅钢片退火CA5线，最大退火速度150m/min，年产量22万吨/年，主要生产中低牌号冷轧无取向硅钢，目前运转良好。目前以CA5为蓝本在全国已经建成9条连续脱碳退火线。从此结束了中国不能设计硅钢退火线的历史。•宝钢目前主要生产中低牌号无取向电工钢，于2000年5月投产，生产技术和设备由日本引进，采用1550冷轧机，2005年又增建了3#连续退火线。2005年产量已经达到68.6万吨。•太钢冷轧无取向硅钢片生产线于1997年底投产，设备由法国引进，生产工艺自己独立开发，至今已经能够生产符合标准GB/T2521-1996要求的50W470以下各牌号的冷轧无取向硅钢，其中以50W470、50W540、50W600为主要生产牌号。2005年产量为17.14万吨。•鞍钢在“十五”期间，建了4条连续退火线，年生产能力为80万吨中低牌号冷轧无取向电工钢，2005年4条退火线全面投产，生产出45.42万吨。2006年计划生产68万吨。3冷轧硅钢片的发展趋势在工艺技术方面•普通取向硅钢，通过提高二次再结晶能力，使产品的P1.7/50已经降到1.10w/kg以下；Hi-B钢产品通过减簿厚度、细化磁畴、快速加热、表面镜面化等技术进步，使0.23mmHi-B钢P1.7/50已降到0.77w/kg以下，0.15mm厚的Hi-B钢P1.7/50已接近0.35w/kg；在Hi-B钢的成分中，通过添加铋（Bi），使B800由1.93T提高到1.98T以上，有的试验样品已达到2.0T，因此Hi-B产品的B800达到2.0T为期不远。为了克服取向硅钢板坯高温加热的弊端，新日铁八幡1997年全面实现低温加热工艺。无取向电工钢通过调整化学成分，钢质高纯净化，控制轧制提高面织构成分等措施的广泛使用，新日铁和JFE都生产出0.50mm、P1.5/50≤2.3w/kg，0.35mm、P1.5/50≤2.1w/kg产品，有的达到1.98w/kg；在无取向低牌号方面，又开发出高磁感、低铁损的高效电机用钢和消除应力退火后低铁损高效节能无取向电工钢。在规格方面•厚度逐渐减簿，取向硅钢的历史发展是：由0.35mm→0.30mm→0.27mm→0.23mm→0.20mm→0.15mm发展。由于厚度减簿，生产难度加大，如0.30mm的难度是0.35mm的2倍。减簿的目的主要降低涡流损失。最近为了适用高速（高频）电机的需要，也开发出0.20、0.15mm厚的低硅无取向电工钢。在表面处理方面•无论是取向的还是无取向的都研究出环保型绝缘涂层，比以前的含铬涂层性能更好。4“九、五及十、五”期间表观消费量和“十一、五”国内需求预测4.1“九、五及十、五”期间表观消费量图4我国电工钢表观消费量统计050100150200250300350400450199519961997199819992000200120022003200420052006时间（年）表观消费量（万吨）表观消费量（Q+W+H)取向表观消费量无取向表观消费量（W+H）4.2国内对电工钢的需求硅钢消费系数统计表十年平均为1.26%，2010年我国钢材需求量将到4.0亿吨，按发达国家消费系数1.45%测算，2010年我国电工钢用量在580万吨左右，这与根据国家装机容量增长的计算（572万吨）基本一致。时间硅钢表观消费量硅钢消费系数（年）（万吨）%199610514112.181.07199710847140.041.29199811623137.71.18199913075150.151.15200014121221.751.57200117046249.911.47200221122267.871.27200327140341.91.26200431230384.631.23200537646.38417.271.11钢材表观消费量（万吨）取向硅钢需求量的预测•2010年电工钢总表观消费量580万吨，若取向硅钢的消费比例按16%估算（日本目前为20~30%），则取向硅钢应为88万吨，这个数据略高于日本对我国预测2010年消费量80万吨的预测量。从2005年到2010年，取向硅钢消费量年均增长率为17.73%左右，为此预计到2010年取向硅钢每年消费量如表4所示。表4预计我国到2010年每年取向硅钢的消费量（万吨）时间（年）200520062007200820092010消费量38.914654637588武钢2028334040宝钢4816缺口2626262732预计国内产量能力无取向电工钢需求预测•从2005年到2010年无取向电工钢的年均增长率为5.4%，由此计算出各年的需求量如表5所示。根据目前国内生产规模计算出各年的缺口量，在计算中估计到热轧电工钢在3年之内淘汰表5我国无取向电工钢的需求和预测时间（年）200520062007200820092010消费量378.36400420443467492武钢80142142142142宝钢80120125125125太钢2025303035鞍钢6580808080热轧板100502000缺口55基本持平4690110预计国内产量能力5武钢“十一、五”电工钢发展规划•武钢在“十、五”期间建成了第二硅钢厂，准备在“十一、五”期间再建第三硅钢厂，到“十一、五”末，武钢冷轧硅钢产量将达到162万吨，其中取向硅钢40万吨，无取向硅钢122万吨；武钢二、三硅钢的建设立足于国内设计，三硅钢建成后，其装备、产品质量和规格品种都应达到世界先进水平，武钢也将成为国内乃至世界上最大的电工钢生产企业。6对我国冷轧电工钢板发展的几点建议•⑴优先发展冷轧电工钢板，满足国内需求。在增加无取向硅钢板产量的同时，应考虑取向钢产量占总电工钢量的20%左右，其中Hi-B钢产量要占取向钢的60%