我国电工钢生产技术的发展概述.ppt

我国电工钢生产技术的发展 张翔王良芳 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 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 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 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 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 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 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 以上 无取向硅钢高牌号50w250 35w230以上牌号产量达到15万吨 年以上 为减轻劳动强度 保