太钢高牌号冷轧无取向硅钢.doc

中国钢铁工业产品开发市场开拓奖申报书一、项目基本情况编号：项目名称太钢高牌号冷轧无取向硅钢完成单位太原钢铁（集团）有限公司项目起止时间2005年01月2009年12月用于生产时间2005年6月至今一、项目背景硅含量2.3以上（铁损P1.5/504.00W/kg）的无取向硅钢称为高牌号冷轧硅钢，主要用于制造大、中型电机和发电机。由于高牌号冷轧无取向硅钢制造工艺复杂、成分控制严格、杂质含量要求极低、制造工序长和影响因素多，其产品质量常被认为是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的标志。在国外，日本新日铁和川崎公司是高牌号冷轧硅钢技术的领导者和产品的主要供应商，国内高牌号冷轧硅钢生产企业所持有技术全部为日本引进，没有自主开发成功的先例（武钢引进新日铁技术，宝钢引进川崎技术），因此研发具有自主知识产权的高牌号冷轧硅钢工艺技术，对提高我国钢铁工业的创新能力具有重要意义。1、市场需求分析随着我国电力、电子工业的迅猛发展，高牌号冷轧无取向硅钢需求量快速增长，我国已经成为高牌号冷轧硅钢第一消费大国。行业需求增长速度远远高出硅钢企业的的生产能力，硅钢生产能力严重不足。国内主要大型电机厂家，东方电气集团东方电机厂、哈尔滨电机厂股份有限公司、上海电气电站设备有限公司，以及天津阿尔斯通、东芝水电等合资企业所需硅钢片都要从国外大量进口。2004年国内高牌号冷轧无取向硅钢需求量为15万吨左右，其中2/3以上依靠进口。随着国家开发核电和水电力度的增加，预计未来十年国内高牌号无取向硅钢片需求量在2530万吨，使用牌号将以50W350、50W310、50W290和35W270、35W250等为主。为满足国内日益增长的需求和保障机电行业的健康发展，高牌号冷轧无取向硅钢材料的国产化成为太钢和国内其它钢铁企业的重要任务。2、技术装备优势太钢具有铁水三脱装置、RH真空处理装置、电磁搅拌、森吉米尔二十辊轧机以及2006年投产的常化炉等硬件设备，为生产高牌号冷轧无取向硅钢奠定了设备基础。多年的硅钢生产实践，在自主研发中低牌号冷轧无取向硅钢过程中，太钢积累了丰富的经验，奠定了雄厚的技术基础，培养了大批硅钢技术研发和生产管理方面的人才。因此，太钢在工艺、装备、人才等方面具备了开发高牌号冷轧硅钢的条件。二、项目目标开发成功高牌号冷轧无取向硅钢产品，牌号包括50TW40050TW250、35TW44035TW210和65TW47065TW400，其中最高牌号达到35TW210、50TW250。项目完成后年产量及市场占有率见下表。表1 项目开发目标指 标单 位目 标开发量万吨/年8市场占有率40三、主要技术管理路线1、建立“科技攻关命题承包”为主的技术管理机制太钢建立以“科技攻关命题承包”为主的技术管理创新机制，“面向太钢发展战略、面向市场、面向生产过程、面向太钢效益增长点”，通过“项目论证立项、签订承包合同项目实施阶段验收专家评审结题验收鉴定、纳规”的管理流程，解决重点工序和重点品种的工艺技术难题，开发新技术、新品种，满足用户需求，提升太钢核心竞争力。2、组建战略经营单位（SBU）组建“高牌号冷轧硅钢SBU”，即产、销、研一体化的战略经营单位，由销售、技术、生产等跨单位、跨部门组成，实现扁平化管理、快速相应，工作效率进一步提高。3、建立质量控制体系信息化建设：通过企业信息化物流管理系统，ERP、MES、计质量系统、OA等信息平台实现全方位信息共享；实施生产计划一体化管理，有效整合资源，物流状态、质量状态和在线情况可随时掌握，对关键环节进行动态跟踪，保证了硅钢生产线信息的高效、快捷，以确保合同准时交货、生产过程的有效控制。过程控制：针对冷轧硅钢生产流程长、装备系统庞大、生产工艺复杂、控制精度高、响应速度快、过程影响因素多的特点，将SPC作为过程控制和改进的核心方法加以运用，对炼钢、轧钢工序的30个关键过程的质量水平进行评估和监察，确保硅钢产品的生产过程受控。四、主要实施效果和贡献1、项目完成情况太钢成功研发具有自主知识产权的一整套高牌号冷轧硅钢生产工艺技术，开发出三大规格系列产品，具体牌号、产量见表2和表3。表2 开发牌号列表厚 度规 格开发成功牌 号开发成功最高牌号开发进度0.50mm50TW25050TW27050TW29050TW31050TW35050TW40050TW2501）06年开发成功50TW350、50TW400。2）07年开发成功50TW310、50TW290。3）08年开发成功50TW250、50TW270。0.35mm35TW21035TW23035TW25035TW27035TW30035TW36035TW44035TW2101）07年成功开发35TW250、35TW270、35TW300、35TW360、35TW440共5个牌号。2）08年开发成功35TW210、35TW230。0.65mm65TW40065TW47008年开发成功，并实现批量化生产。表3 开发量和市场占有率完成情况指 标目 标完成情况开发量8万吨/年2009年完成8.62万吨市场占有率40连续三年国内第一，超过50%2、产品结构体系优化2008年国内各高牌号冷轧硅钢生产企业品种结构对比见图1，太钢冷轧硅钢高牌号产品产量占总产量比例最高。图1 2008年武钢、宝钢、太钢无取向硅钢品种结构3、替代进口太钢开发高牌号冷轧无取向硅钢以前，国内高牌号冷轧硅钢60%以上需要进口。国内企业进口高牌号硅钢产品，采购周期长，交货时间没有保证，企业发展受制于人。随着太钢高质量高牌号硅钢的研发成功和市场推广，累计生产高牌号硅钢27万吨，优化市场资源配置作用明显。与进口产品相比在性价比和交货周期方面具有明显优势。4、特色产品自主开发高牌号冷轧硅钢过程中，瞄准长期依赖进口的高端产品市场，开发了国内独有的具有自主知识产权的特色产品，并实现批量稳定供货。（1）顶端牌号产品50TW250、35TW230、35TW210三个牌号产品为国内首创，产品批量上市打破了我国长久以来依赖国外进口的局面。标志着太钢已率先突破高牌号冷轧硅钢在工艺技术、过程控制和产品质量方面稳定性差的难题，成为国内第一家可批量供货的企业。（2）厚涂层产品厚涂层高牌号硅钢用于大型或超大型电机电站的制造，国内所用厚涂层产品全部为进口。为实现重点材料的国产化，太钢联合上电、东电等厂家，成功开发涂层厚度210微米的厚涂层产品，并通过上电的认证。产品已应用于百万千瓦级发电机组，并批量供应东方电机、上电等厂家。（3）0.35mm厚度的产品系列0.35mm系列高牌号市场开发取得突破性进展,国内市场占有率达65%，并成功开发35TW210产品，该产品的成功开发标志着我公司的技术研发能力和生产控制水平跃上新的台阶，也标志着我公司高牌号冷轧无取向硅钢生产水平全面进入世界先进行列。（4）1250mm宽规格产品宽幅高牌号冷轧无取向硅钢不仅能提高大型电机的生产效率和原材料的利用率，也提高了太钢无取向硅钢综合成材率及生产效率，降低了太钢及用户成本；同时填补了国内1200mm以上宽幅高牌号冷轧无取向硅钢的空白。5、拓宽应用领域在高牌号冷轧硅钢市场开拓中，注重拓展新市场、新领域，确定了风电、核电、水电及大型火电等行业为重点开发对象。（1）风电行业：高牌号产品已经进入永济电机、东方电气、兰州电机等国内知名风力发电机生产厂家，并得到业主金风科技、东方电气的认可。目前太钢高牌号冷轧硅钢在国内风电行业市场占有率第一。（2）核电行业：为打破国外厚涂层硅钢生产技术的垄断，太钢通过自主技术开发、用户全工艺试验，于2009年成功应用于东电百万千瓦核电机组（宁德项目、红沿河项目）。自主知识产权的高牌号冷轧硅钢的应用，进一步推动了百万千瓦级核电用高牌号冷轧硅钢国产化进程。（3）火电行业：太钢厚涂层50TW270产品已通过西门子供应商资质认证，并对上海电机形成批量供货，应用于1000MW火电机组。这是国内冷轧硅钢生产厂家首次通过百万千瓦级火电机组的技术认证，打破了国外对此的长期垄断。（4）水电行业：太钢50W250-HD产品成功应用于哈电30万抽水蓄能发电机组（丹东浦石河项目），这是目前国内高牌号冷轧硅钢产品应用于大型水电设备的最好业绩。6、社会效益太钢高牌号冷轧硅钢的自主开发与产业化，带动我国钢铁及机电、电子电力等相关行业的整体技术进步。冷轧硅钢片是机电、电力工业的主要原材料，硅钢的制造技术和产品质量是衡量一个国家钢铁科技发展和制造水平的重要标志之一。由于硅钢产品是钢铁产品中工艺最复杂、工序最长、技术含量最高、难度最大的产品，其关键技术的突破和进步可以应用于整个钢铁行业及相关产业，带动钢铁、机电、电子电力等相关行业的技术进步。太钢通过高牌号冷轧硅钢自主开发与产业化，突破了国外先进国家对我国硅钢制造技术的垄断，支撑我国能源、机电产业的持续发展。使国内市场高牌号冷轧硅钢的国产化比例的大幅度提高，摆脱了对进口的依赖，降低了用户的成本，为我国能源和制造业发展奠定了坚实的基础。二、创造性贡献要点一、生产工艺技术装备创造性贡献要点太钢自主开发成功高牌号冷轧无取向硅钢生产技术，并实现多项技术创新：1、钢质纯净度控制技术，开发了RH加稀土、脱硫剂的冶炼工艺。2、热轧稳定轧制控制技术，开发了热连轧专用精轧数学模型。3、高硅铝含量带钢冷轧控制技术，并发明冷轧在线加热保温箱，克服了轧制过程中的冷轧断带问题。4、宽规格系列高牌号冷轧无取向硅钢生产技术。5、高牌号冷轧硅钢厚涂层控制技术。二、管理创造性贡献要点1、组建“高牌号冷轧硅钢SBU”，即产、销、研一体化的战略经营单位，由销售、技术、生产等跨单位组成，实现扁平化管理、快速相应，进一步提高工作效率。2、创建以“科技攻关命题承包”为主的技术创新机制，与高等院校和科研院所联合研究，开发新技术，解决工艺技术难题。3、建立博士后科研工作站，引进专门从事冷轧硅钢研究的专业人员，并长期聘请国内钢铁行业的顶级专家学者担任顾问和导师，进行冷轧硅钢的超前研究。三、节约社会资源与保护环境的创造性要点1、高牌号冷轧硅钢比普通牌号冷轧硅钢相比具有铁损低的特点，用它作为电机（尤其是大型电机）的铁芯材料，可以提高效率，降低能源消耗，促进低碳经济的实现。2、太钢与奥地利合作进行硅钢废酸回收项目。该项目2008年底建成投产，年回收盐酸1.3万吨用于生产，同时回收高品质的磁性材料氧化铁粉4200吨，实现废物资源化，减少废酸处理的负担，改善工业循环水的水质。此项目的建设，成为冷轧硅钢清洁化生产的一大亮点。3、太钢在国内硅钢生产企业中率先建设盐酸再生工程、酸雾治理工程、噪音治理工程等项目，实现了清洁生产，成为企业绿色发展的典范。太钢冷轧硅钢厂评选为太原市2008年度“绿色十佳”。四、主要专有技术和专利介绍太钢通过高牌号冷轧硅钢工艺技术的自主开发与创新，形成了一套具有自主知识产权、国际先进水平的高牌号冷轧硅钢全流程生产工艺技术，主要专有技术共计260余项。在开发高牌号冷轧无取向硅钢过程中，受理及授权的专利有以下17项，其中发明专利6项。表4 授权及受理的专利序号名称专利号类型真空循环脱气设备用插入管授权Zl200510012712.6发明一种电工钢磁性测量方法授权Zl200710062269.2发明矫直机在线磨辊器授权Zl200620128091.8实用新型退火炉陶瓷辊夹具授权Zl200620127912.6实用新型高牌号硅钢在线加热保温箱授权Zl200620128202.5实用新型增大卷曲机卷筒直径的装置授权Zl200920101709.5实用新型中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法受理200710139635.x发明一种钢卷敞车运输装载方法受理20091075285.10发明一种钢卷包装方法受理200910175286.60发明耐高温退火处理的单组分无铬水基硅钢片绝缘涂层受理200910024587.90发明一种卷套筒受理200720102896.x实用新型罩式退火炉降温装置受理200720102894.00实用新型乳化液收集自动控制装置受理200820076132.2实用新型一种调运钢卷的装置受理200920254403.30实用新型一种合并钢卷的装置受理200920254495.50实用新型钢板下表面质量在线检查装置受理200920254737.00实用新型陶瓷辊磨削专用夹具受理200920254740.20实用新型三、数 据 对 比一、产品指标对比电磁性能是冷轧硅钢产品的主要指标。目前太钢高牌号冷轧硅钢生产工艺稳定，实物质量与国际先进的日本产品相比处于同一水平。 表5 产品实物质量水平比较（50TW290）企 业P10W/kgB25TP15W/kgB50T横向厚度差mm纵向厚度差mm新日铁1.121.582.601.670.0150.009JFE1.091.582.601.670.0200.010太钢1.091.592.591.670.0150.010表6 35TW230、35TW210磁性能对比企 业35TW23035TW210P15,W/kgB50,TP15,W/kgB50,T新日铁2.081.672.011.67JFE2.121.662.031.66太钢2.101.662.041.66二、生产工艺技术指标对比表7 主要生产工艺指标对比情况指标名称太钢标杆（日本A企业）炼成率，%99.199.3冷轧成材率，%90.590.8牌号命中率，%98.698.9 在反应生产控制水平的主要指标中，太钢控制水平与日本企业水平相当。三、环境资源指标对比表8 能耗排污指标情况指标科目本产品数据国家强制指标先进企业A数据能耗吨钢综合能耗0.559吨标煤0.560吨标煤吨钢新水消耗2.25t6t2.31t排污吨钢烟尘排放量0.486kg1.0kg0.62kg吨钢SO2排放量1.066kg1.8kg1.25kg 2009年，钢铁企业能耗指标和烟尘排放量排名中，太钢在国内处于领先水平。四、市场占有情况指标表9 主要硅钢企业国内市场占有率对比国内市场占有率进口产品合计太钢宝钢武钢（%）（%）（%）（%）2009年2%56%21%21%2008年3%56%17%24%2007年13%52%0%35%20072009年太钢连续三年国内市场占有率第一。四、效益计算一、企业直接经济效益计算20072009年太钢高牌号冷轧硅钢产量、产值和利润统计，见下表表10 近三年产量和效益情况年度产量（万吨）产值（万元）利润（万元）2007年6.6048655.210612.82008年7.1161551.316495.22009年8.1754549.512540.9三年期间，生产高牌号冷轧硅钢累计21.88万吨，创造产值16.47亿元，实现利润3.96亿元。二、替代进口的社会收益计算太钢高牌号冷轧硅钢大规模投入市场后，进口产品数量和价格迅速降低，吨钢价格平均降低800元，累计节约资金约2.16亿元，节约外汇约3085万美元。进口高牌号硅钢产品采购周期长、占用资金量大且交货时间没有保证，企业发展受制于人。随着太钢高质量高牌号硅钢的研发和推广，市场资源配置明显优化，国产化材料的性价比和交货周期比国外产品具有明显优势。三、行业发展与国民经济、国家安全等战略方面贡献高牌号冷轧硅钢自主开发与产业化，突破了国外对我国硅钢制造技术的垄断，极大地支持了我国能源、机电产业的持续发展。通过项目的实施，太钢研发成功具有自主知识产权的高牌号冷轧硅钢生产技术，打破了国外技术垄断，为关键材料的国产化提供了有力的保障。高牌号冷轧硅钢的自主开发与产业化，带动了我国钢铁及机电、电子电力等相关行业的整体技术进步。冷轧硅钢片是机电、电力工业的重要原材料，硅钢的制造技术和产品质量是衡量一个国家钢铁科技发展和制造水平的重要标志之一。由于硅钢产品是钢铁产品中工艺最复杂、工序最长、技术含量最高、难度最大的产品，其关键技术的突破和进步可以