浅析电工钢与下游行业的互动发展首钢电工钢产品如何适应下游产业的转型升级.doc

1 浅析电工钢与下游行业的互动发展浅析电工钢与下游行业的互动发展 首钢电工钢产品如何适应下游产业的转型升级 2 1 1 电工钢消费行业发展及用钢趋势电工钢消费行业发展及用钢趋势 2 1 1 变压器行业 3 1 1 1 行业现状及发展 3 1 1 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 5 1 2 大电机行业 6 1 2 1 行业现状及发展 6 1 2 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 9 1 3 中小型电机行业 12 1 3 1 行业现状及发展 12 1 3 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 14 1 4 制冷压缩机 家电 行业 16 1 4 1 行业现状及发展 16 1 4 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 17 1 5 微电机行业 含新能源汽车 20 1 5 1 行业现状及发展 20 1 5 2 电工钢消费及用钢趋势 21 2 2 我国电工钢产业发展现状我国电工钢产业发展现状 21 2 1 产业规模迅速增加 22 2 2 品种质量不断提高 22 2 3 生产企业已具规模实力 24 2 3 1 武钢电工钢产品开发及应用 25 2 3 2 宝钢电工钢产品开发及应用 26 2 3 3 太钢电工钢产品开发及应用 28 2 3 4 鞍钢电工钢产品开发及应用 29 3 3 分析建议分析建议 30 3 1 下游行业发展带来的市场机遇 30 3 2 电工钢产品发展方向 31 3 3 首钢电工钢发展还需要关注的几个问题 32 浅析电工钢与下游行业的互动发展浅析电工钢与下游行业的互动发展 首钢电工钢产品如何适应下游产业的转型升级 电工钢产业与下游行业是产业链上相互依存 竞相发展的两个行业 我国 3 变压器 制冷压缩机 大电机和中小型电机以及特殊行业电机电器每年消费电 工钢近 540 万吨 占了全部电工钢年消费量的 90 以上 因此 上述行业的发 展和技术进步对电工钢不断提出的新要求 越来越受到电工钢生产企业的高度 重视 促进了电工钢产品质量的不断提高和产品的升级换代 本文重点结合我国电工钢消费行业产业发展趋势 分析下游行业转型升级 对电工钢品种质量和产品结构的新需求 研究市场新机遇 为首钢确定电工钢 产品开发和市场开拓的切入点提供信息支撑 1 1 电工钢消费行业发展及用钢趋势电工钢消费行业发展及用钢趋势 电工钢主要用于输变电变压器 配电变压器 大型发电机组 中小型电机 微电机 制冷压缩机 电动汽车用电机等领域 近年来随着我国电力行业及机 电产品制造业的快速发展 对电工钢的品种质量及市场需求迅速增加 为我国 电工钢产品的发展提供了广阔的市场空间 表 1 电工钢主要应用领域及品种需求 1 1 变压器行业变压器行业 1 1 11 1 1 行业现状及发展行业现状及发展 1 行业现状 行业现状 随着我国电力工业的发展 特别是近年来我国电网建设的大规模投资 4 变压器的需求量与日俱增 根据中国电器工业协会变压器分会统计 我国变压 器总销量从 2005 年的 6 31 亿 kVA 迅速扩大到 2011 年的 14 3kVA 增长幅度 超过 100 图图1 2005 2011年中国变压器销量 单位 亿年中国变压器销量 单位 亿KVA 我国变压器产品按电压等级一般可分为特高压 750kV及以上 超高压 500kV 变压器 220 110 kV变压器 35kV及以下变压器 我国目前在网运行 的变压器中86 都是220kV以下级的 如图2所示 随着今后高压输变电的发展 特高压 超高压变压器的比例将会有所增加 图图2 2 我国各电压等级变压器设备占比我国各电压等级变压器设备占比 2 2 行业特点行业特点 我国变压器行业的主要特点是 规模庞大 中小型企业居多 产业集中度 低 据变压器部门统计 目前全国有一定规模的变压器企业有l040家左右 其 中生产750 l000KV交流变压器和 500kV以上换流变压器的企业仅有4家 分 别为特变电工沈变 天威保变 西电西变 特变电工衡变 生产500KV变压器 的企业有10家 生产220kV变压器的企业约30家 生产l 10 kV变压器的企业约 l00多家 生产干式变压器的企业约有l00多家 生产配电变压器的企业约有800 多家 3 产业发展方向 产业发展方向 5 根据国家电网规划 发展特高压是 十二五 电网建设的 重中之重 十二五 期间特高压作为我国智能电网的骨干网架 将进入建设高峰期 到 2020年将建成以三华地区为核心 联结我国各大区域电网和主要负荷中心的特 高压骨干电网 特高压交流变电站将达60座 新增变电站约37座 总投资将达 3000亿元 十二五 将建成 三纵三横 特高压交流骨干网架和11项特高压 直流输电工程 特高压输电线路总长将达4万公里 十二五 期间 特高压电 网总投资将达5000亿元 另外在 十二五 期间 国家将再次启动农网改造 进一步增加电网的投资需求 智能电网 特高压输变电网建设 农网改造等带 来庞大投资 将给变压器行业带来良好的发展前景 1 1 21 1 2 行业发展对电工钢品种质量要求及用钢趋势行业发展对电工钢品种质量要求及用钢趋势 1 1 2 11 1 2 1 行业发展对电工钢的品种质量要求行业发展对电工钢的品种质量要求 变压器制造主要采用冷轧取向硅钢片 其对硅钢片的基本要求 一是铁损 值 二是磁感 三是表面绝缘涂层 四是尺寸公差 对于不同应用领域 500kV 以上超高压输变电变压器一般采用高磁感取向 硅钢 HiB 钢 农村电网升级改造用变压器和高速铁路牵引变压器采用普通取 向硅钢 变压器行业制造技术主要向两个方向发展 一是向特大型超高压发展 电 压等级由 220kV 330kV 和 500kV 将向 750kV 1000kV 发展 二是向节能化 小 型化 低噪声 高阻抗 防爆型发展 随着变压器行业的技术进步和发展 对 电工钢产品的更新换代也提出了更高的要求 新型高导磁率 HiB 取向硅钢片可以有效地减少空载损耗 降低硅钢片的磁 致伸缩 降低变压器噪音 减少环境污染 已广泛应用于大型变压器制造 目 前我国 550KV 以上超高压送电 直流送电 配电变压器节能降耗均采用 HiB100 110 以上高磁感取向硅钢材料 我国电网建设未来将需求更多的高压变 压器 高磁感 HiB 电工钢将是未来高压变压器用电工钢的消费趋势 同时 随 着直流输电的发展 今后对激光刻痕取向硅钢片的需求也会增加 我国的配电变压器按损耗性能分为 S9 S11 S13 等系列 其中 S9 系列产 6 品占据了我国大部分配电变压器市场 S11 系列变压器的空载损耗比 S9 系列 低 20 S13 系列变压器的空载损耗比 S11 系列低 25 目前国家电网公司已经 广泛使用 S11 系列配电变压器 并正在城网改造中逐步推广 S13 系列 未来一 段时间 S11 S13 系列油浸式配电变压器将完全取代现有在网运行的 S9 系列 对高礠感取向硅钢的的需求将不断增加 各种不同变压器用电工钢的牌号及单耗情况如表 2 所示 表表 2 2 变压器用电工钢发展方向与需求变压器用电工钢发展方向与需求 等 级输变电变压器 牌 号单 耗 500kV 级及以上变压器30ZH120 30ZH110 27ZH100容量 250MVA 80t 台 容 量 720 840 MVA 240t 台 500kV 级以上换流变压 器 27ZDKH90 27ZDKH90每台变压器需要 80t 激光 刻痕 Hi B 钢 S9 型 10kV30Q130 S11 型 10kV30ZH120 27ZH100 27Q120 30QG120 配电变压器 S13 型 10kV23ZH090 23QG095 27ZH100 50 1600kVA 配电变压器每 台需要约 75 1600kg 硅钢 片 在日本 美国 欧洲 韩国等发达国家 随着节能政策的深入推进 采用 能源转换效率更高的高磁感取向硅钢制造变压器已成为一种趋势 比如日本的 Top Runner 规则规定 从2006年起要把工业用变压器的铁损降低30 相 应的 大部分日本电力公司 在变压器采购中引入了 电力损耗评价制度 这 使得发达国家在变压器上的电能损耗持续降低 因此发展我国的取向硅钢 特 别是高磁感取向硅钢的制造能力 是我国 十二五 期间电力传输业和变压器 制造行业的迫切需求 1 1 2 21 1 2 2 电工钢消费现状及预测电工钢消费现状及预测 据变压器分会统计 2010年我国变压器实际消耗取向电工钢75万吨 再加 15 20万吨二次油片共消耗取向电工钢90 95万吨 预计 2015 年全国发电设备装机容量可达到 12 8 亿 kW 每年新增装机容量 为 8000 万 kW 2010 2015 年间我国电力消费需求和装机容量还会有一定幅 度的增长 十二五 期间城市电网 农村电网 交通等以及重点项目建设对电 工钢的需求会有所增加 预计后期需求会有所持续增长 7 1 2 大电机行业大电机行业 1 2 1 行业现状及发展行业现状及发展 1 1 行业基本状况 行业基本状况 十一五 期间 国家宏观经济持续稳定地增长 为国内发电设备制造业 提供了良好的发展机遇 电力装机容量连续跨越6亿 7亿kW 8亿kW 9亿kW大 关 年均增长13 22 满足了经济发展对电力的强劲需求 截止2010年底 我 国发电设备容量达到96219万kW 全国新增电力生产能力继续保持较大规模 新 增发电设备容量9127万kW 连续5年超过9000万kW 在产业结构方面 截至到2009年底 我国电力总装机容量达8 74亿千瓦 其中水电1 97亿千瓦 22 54 火电6 52亿千瓦 74 60 2009年全国新增装 机容量8970万千瓦 发电设备制造总量11994万千瓦 其中水电2212万千瓦 火 电8359万千瓦 核电165万千瓦 风电1075万千瓦 我国电机行业产业结构见图 3所示 图图3 3 我国电机行业产业结构我国电机行业产业结构 2 2 大电机制造企业 大电机制造企业 我国大电机行业生产的主要产品有 水轮发电机组 汽轮发电机 燃气轮 发电机 风力发电机 一般和专用大 中型发电机 大型电动机等 我国大型发电设备的生产厂商有20 家左右 但在产能和技术能力上足以 和世界级大公司抗衡的却只有三家大公司 即 东方电机有限公司 东方电气 上海电机厂有限公司 上海电气 哈尔滨电机厂有限责任公司 哈尔滨电气集 团公司 目前全行业大型电动机年生产能力超过50万kW 的企业有15家 上电 的生产能力超过500万kW 湘电 沈电 南阳电机 佳电等企业大电机的年生产 8 能力均超过200万kW 在大型火电 核电 燃机的制造方面 东电 上电和哈电实力相当 都具 备制造1000MW机组的能力 大型水电机组 以哈尔滨电机和东方电机为主 均 具备生产700MW 级巨型水轮发电机组的能力 此外 由世界最著名的水轮机制 造厂VOIT和电机制造厂SIMENS合资的上海希科 VOIT SIMENS 也具备了生产 大型甚至巨型水轮发电机组的实力 天津阿尔斯通 GE亚洲等在水轮发电机制 造方面也具备较强的实力 我国风电机组整机成套装配制造企业超过70 家 主要生产企业有华锐 金风 东汽等十家左右 还有许多企业准备进入风电装备制造业 3 3 行业发展规划 行业发展规划 十二五 期间 大电机行业发展目标如下 大力发展百万千瓦及以上超临界 超超临界火电设备 大力发展百万千瓦及 以上先进压水堆核电设备和高温气冷堆核电设备 大力发展高效燃气轮机以及 热 电 冷联产发电设备 整体煤气化联合循环发电设备 大力发展百万千瓦 及以上核电 火电辅机配套的大中型电动机 大力发展 70 万千瓦以上大型混 流水电机组 30 万干瓦级大型抽水蓄能水电机组 7 5 万干瓦级大型贯流水电 机组 大力发展 3MW 以上大型风电设备 到 2015 年 我国电力需求量将达到 56956 亿千瓦时 发电设备装机容量 将达到 131000 万千瓦 十二五 期间 平均每年需新增发电设备装机 6800 万千瓦 其中 水电 1050 万千瓦 火电 3500 万千瓦 核电 550 万千瓦 风 电 1000 万千瓦 太阳能和其他发电 700 万千瓦 每年需要生产水轮机和水 轮发电机各 1050 万千瓦 汽轮发电机和燃气轮发电机共 4050 万千瓦 风电发 电机 1000 万千瓦 太阳能和其他发电设备 750 万千瓦 十二五 十三五 期间我国发电设备装机容量见表 3 十二五期间 我国将加大电力工业结构的调整力度 电源结构由过度依赖 煤电向提高非化石能源比重转变 不断提高清洁能源比重 如果按照非化石能 源消费量占总能源耗量的15 估算 非化石能源消费量年均增速至少要达到8 以 上 新增清洁能源发电装机容量将达到3亿千瓦以上 到2020 年我国清洁能源 发电装机总容量将达到5 2 亿千瓦 按2020 年全国发电总装机容量16 5 亿千 瓦估算 清洁能源比重将达到30 以上 火电控制在65 以下 发电设备制造行 9 业根据电力工业发展需求的变化 对国内发电设备市场进行预测如表3 表4 表表3 2010 2020 年发电量和装机容量预测年发电量和装机容量预测 注 括号内数字为未计入网并网的发电装机总容量 表表4 2010 2020 年发电设备装机分项预测表年发电设备装机分项预测表 单位 万千瓦单位 万千瓦 1 2 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 1 2 2 11 2 2 1 行业发展对电工钢的品种质量要求行业发展对电工钢的品种质量要求 大型发电机组制造对高牌号无取向电工钢的性能质量要求 大型发电机中 硅钢片的选用是根据设计效率 磁路结构 制造工艺等因 素确定的 基本上都是使用无取向电工钢 只有设计电磁负荷特别高的1000MW 常规火电机组采用了取向电工钢 大型发电机组体积巨大 定子的叠压工艺复杂 不可能进行退火处理 因 此 必须选用已经退过火的全工艺型电工钢 大多数都是使用0 5mm的冷轧无取 向电工钢 只有极少数使用0 35mm冷轧取向电工钢 大型电机受设计高效率影响 一般情况下使用的硅钢片的牌号越高 其效 10 率相对就高 但实际使用硅钢片牌号的高低 在满足设计性能要求的前提下 主要取决干用户的要求和材料的性能价格比 从目前的使用情况看 600MW 和 300MW 汽轮发电机组基本上采用50W310和50W290的硅钢片 以国产为主 600MW 1000MW机组采用50W270 35Q175 35Q155等硅钢片 以进口为主 大型 电动机对硅钢片的要求相对低一些 一般使用W310 W360或W470产品 在可逆 机上 需使用W290等更高一些的牌号 大型水轮发电机组对硅钢片的使用要求 则更高些 大型水力发电机组基本上都使用50W270的产品 新的大型水力发电 机组将采用50W250及以上牌号 风力发电机组主要采用50W270 50W600之间的硅 钢片 以50W350 50W470为主 大电机对电工钢牌号要求见表5 目前国内600MW 1000MW的大型发电机组主要选用进口电工钢产品 这与有 些发电机组用户在机组订货就指定使用进口电工钢有关 有些甚至指定生产厂 家和电工钢牌号 如德国的M270 50A 新日铁50H270 还有一部分整体外购的 定子 这些使用的肯定也是进口电工钢 除磁性能要满足要求外 大型发电机定子铁芯的制造工艺包括冲片 去毛 刺 涂漆 质量检查 叠片及装压等过程 根据工艺过程的一些特殊要求 对 硅钢片的质量也有相应的要求 具体要求在以下几方面 1 尺寸要求 大型电机对定子硅钢片尺寸公差要求很高 因为300MW 汽轮发电机定子铁 心叠压长度为5100mm 600MW为6731mm 1000MW为8150mm 三峡700MW机组定子 铁心直径则达19310mm 叠压长度为3130mm 如此长度的定子尺寸 使定子硅钢 片的叠压工艺变得更为复杂 而多达万张以上的叠压厚度 要求硅钢片的纵向 及横向厚度差均要尽可能小 可以说 同板差是最初国内大电机制造厂家不愿 意使用国产硅钢片的主要原因 目前 国内一些主要生产厂在这个方面与国际 先进水平相比仍存在一定差距 定子冲片叠装时必须插片方能压紧 而进口优 质产品可以达到5 m的同板差 叠压起来更简单 一般不会由于压紧问题产生 电磁震动 此外 由于冲片面积很大 所以不平度也要求尽可能小 2 表面质量要求 对硅钢片表面质量的要求没有特殊性 满足国家 或国际 标准即可 但不 能有锈蚀 孔洞及过多的补焊点 3 绝缘涂层要求 对于表面绝缘涂层 无论是无机的还是半有机或有机涂层 除了满足绝缘 11 性能以外 应厚度均匀 附着力强 耐蚀性好 由于大型机组的定子冲片在制 造厂家均要涂绝缘漆 因此对硅钢片本身绝缘膜的厚度也没有特殊要求 4 特殊性能参数要求 大电机的磁路复杂 随着电磁计算要求的不断提高 计算时需要硅钢片的 磁化曲线 损耗曲线参数 另外 由于机组确实太大 温度影响已不可忽略 设计计算时需要考虑硅钢片的热传导系数和热膨胀系数 大型电机用钢情况及未来需求趋势 大型电机用钢情况及未来需求趋势 随着电机容量的增加 大电机对无取向硅钢片的应用朝着高牌号的方向发 展 现常规火电最大单机容量达1300MW 水电已超过700MW 将向1000MW迈进 而核电即将达到1500 1600MW 电机效率也将超过99 这样 就需要更低损耗 更高磁感的硅钢片 在一些大单机容量的水电上 已开始使用W250的硅钢片 1000MW常规火电甚至使用Q155或Q145牌号的电工钢 大电机对电工钢的基本要求和用钢趋势见表5 表表 5 大电机对电工钢的要求大电机对电工钢的要求 用钢趋势机组类型牌号工艺厚度 mm 硅钢片尺 寸 mm 牌号涂层 大型火 电机组 W290 W310 1000MW 机组 35Q175 35Q155 50W270 M270 50A 大型水 电机组 W270 W250 700 MW 机组 W250 大型电 动机 W310 W360 或 W470 风电机 组 50W270 50W600 以 50W350 50W470 为主 全工 艺型 硅钢 片 0 5 少 量 0 35mm 冷轧取 向硅钢 700 800 900 50W270 水溶性预涂 层和二次涂 层的应用将 进一步扩展 并成为大型 发电设备硅 钢涂层应用 技术方向 大型发电机单位容量所需要的电工钢数量是不等的 火电的主力机组 600MW 汽轮发电机组 单台机组实际需用定子冲片的重量为 170t 加上损耗实 际用量约为 220 250t 水轮发电机组容量 700MW 的三峡机组 单台机组需用 定子硅钢片的净重量即达 560t 实际需用硅钢片达 700 余 t 可见 水电机组 的硅钢片用量远大于同容量的火电机组 不同容量发电机组电工钢单耗情况如 表 6 所示 表表 6 6 大型发电机组电工消费 单耗 情况大型发电机组电工消费 单耗 情况 12 机组类型机组容量冲片重量 t 套 单耗 t 套 1000MW250337 600MW170230 400MW140189 火力发电机组 300MW114154 700 MW560756水轮发电机组 190 MW160216 1 1 2 21 1 2 2 电工钢消费现状及预测电工钢消费现状及预测 2009 年我国大电机行业共消费高牌号无取向电工钢 24 万吨 其中东方电 气 哈尔滨电气 上海电气三大动力共消耗高牌号无取向硅钢约 9 万吨 我国 大电机制造业的三大集团 东电 哈电 上电 基本代表了国内发电机使用高 牌号无取向硅钢的企业 这三家企业所用高牌号无取向硅钢占到了全国总消费 量的 40 以上 2010 年我国装机容量增加了 11 以此推算大电机消费高牌号 无取向硅钢 27 万吨 今后几年 我国大型电机行业依然以火电为电力的主要来源 装机数量基 本趋于饱和 市场容量会趋于平衡 对高牌号无取向电工钢依然有一定的需求 十二五 期间 中国火电将向国外拓展市场 特别是向发展中国家输出 市 场空间较大 我国风电作为一种清洁的可再生能源 正在我国有条件的地区全 面推广 随着风能市场的高速发展 风电成本迅速下降 风能发电将在总装机 容量上占有更大的比例 预计到 2020 年我国风电总装机将达 1 4 亿 KW 每年 将新增 6 8 万吨高牌号无取向电工钢的需求 1 3 中小型电机行业中小型电机行业 1 3 1 行业现状及发展行业现状及发展 1 行业基本状况 行业基本状况 我国中小型电机已经形成了一套比较完整的产业体系 产品有 300 多个系 列 1500 个品种 产品的品种 规格 性能和产量都已基本满足我国国民经济 发展的需要 成为世界上最大的中小型电机生产 使用和出口国 13 2010 年我国中小型电机总产量 22052 万 kW 同比增长 17 6 机电产品 出口 9334 亿美元 同比增长 30 9 我国机电产品出口已经全面恢复到金融危 机前的水平 我国成为世界第一大机电产品出口国 伴随着出口的恢复 加上 国内下游行业 如汽车 家电等市场的产销两旺 直接带动了我国中小电机行 业的快速发展 随着 低碳经济 的发展 国家实施更加严格的节能减排措施 将会给高效及超高效电机的发展带来更多的机遇 1 29 1 59 1 89 1 98 1 87 2 2 0 0 5 1 1 5 2 2 5 200520062007200820092010 图图 4 近年我国中小型电机产量统计 亿近年我国中小型电机产量统计 亿 kW 2 区域分布及生产企业 区域分布及生产企业 目前 我国中小型电机生产企业有 2000 家左右 行业骨干企业 60 多家 根据国家统计局对我国电动机行业规模以上企业的统计 我国电动机制造业规 模以上生产企业主要分布于东部沿海地区 浙江省企业数量最多 达到 144 家 其次是江苏省有 125 家企业 随后依次是山东 上海 广东和福建 企业数量 分别为 75 73 59 和 55 家 浙江27 江苏24 福建10 广东11 上海14 山东14 图图 5 我国规模以上中小型电机企业区域分布我国规模以上中小型电机企业区域分布 14 国内中小型电机生产企业众多 行业规模巨大 市场集中度不高 行业内 排名前十的企业所占市场份额也相当有限 不存在垄断性生产企业 排名前十 位的生产企业产量约占全国产量的 35 4 排名首位的是山东华力电机集团产 量仅占全国总产量的 5 7 下图显示了我国中小型交流电机产量排名前十位的 生产企业及其产量分布情况 图图6 我国中小型交流电机产量排名前十位的厂家及产量分布我国中小型交流电机产量排名前十位的厂家及产量分布 3 行业发展方向 行业发展方向 高效节能电机是未来的发展方向 根据 2006 年统计 世界主要发达国家都 在各自的发展计划中提出了明确的强制推行高效电机的时间表 表 7 所示 中 国也将 电机系统节能工程 作为国家发改委 科技部等八部门共同启动的十大 节能工程之一 将高效电机的作为今后中小型电机的发展重点 表表 7 各国强制推行高效电机的时间表各国强制推行高效电机的时间表 15 1 3 21 3 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 1 3 2 11 3 2 1 行业发展对电工钢的品种质量要求行业发展对电工钢的品种质量要求 目前我国中小电机主要使用热轧硅钢片 DR510 50 和中低牌号冷轧无取向硅 钢 50W400 50W470 50W600 等牌号产品 目前全世界只有中国还在使用热 轧硅钢片 我国将逐步淘汰热轧硅钢片 以冷代热 的工作正在推进之中 近年来无取向电工钢的研发工作始终围绕着高效电机用钢展开 其目的就 是为了节能降耗 随着中小型电机的技术进步 从电机设计上对电工钢的要求 是高磁感 低损耗 同时 变频电机的需求量日益增加 也希望电工钢生产企 业能够开发高频损耗小的电工钢材料 这就要求无取向电工钢的 B5000 磁感 更高和 P1 5 铁损 更低 并且 0 35 0 15mm 厚度电工钢用量在增多 高效电 机用钢 Si 含量也从低于 1 增加到 1 5 3 之间 同时 我国正在推行美国及欧洲超高效 超超高效电机标准 未来进入国 际市场的电机必须使用冷轧电工钢 必将推进电工钢 以冷代热 的进程 全 面 淘汰热轧硅钢片 的日期不会太远 中小型电机用电工钢品种 牌号及用钢趋势如表 8 所示 表表 8 我国中小型电机用电工钢品种 牌号及用钢趋势我国中小型电机用电工钢品种 牌号及用钢趋势 电 机 类 型 中心高 mm 按机座号分类 按电压分类 采用电工钢用钢趋势 63 315小型电机低压电机热轧 DR510 50 355 800中型电机 低压或高压 电机 热轧 DR510 50 冷轧 50W400 50W470 50W600 全面淘汰热轧硅钢 重点发展 高效电机用高磁感 低铁损电 工钢 0 35 0 15mm 厚度用量增 多 高效电机用钢 Si 含量也从 低于 1 增加到 1 5 3 之间 1 3 2 21 3 2 2 电工钢消费及预测电工钢消费及预测 2010年我国中小电机行业共消耗无取向电工钢 含热轧硅钢 157万吨 其中低压电动机绝大部分使用热轧硅钢 加上部分使用热轧硅钢片的小型直流 电机和发电机 中小型电机行业使用热轧硅钢片约80万吨左右 另外全国电动 工具消耗无取向电工钢约212万吨 含微电机和分马电机等消耗量 16 十二五 期间我国中小型电机行业将迎来出口电机的技术壁垒 近年来 电机能效指标已在欧盟 美国 加拿大 日本 韩国等国家广泛推广 我国也 早已着手开发高效电机和实施淘汰 Y 系列电机与国际能效标准接轨 预计未来 热轧硅钢在双重政策的打压下将全面淘汰 国内中牌号冷轧无取向电工钢将会 出现 100 多万吨的市场需求空间 1 4 制冷压缩机 家电 行业制冷压缩机 家电 行业 1 4 1 行业现状及发展行业现状及发展 1 行业总体状况 行业总体状况 我国家用电器得益于经济全球化提供的国际市场机遇 历经二十多年的超 高速发展 中国家用电器产业已经形成具有相当规模 拥有相当水平的生产体 系 近年来 随着全球家电产业向中国的转移 中国已成为全球最大的家电生 产和出口大国 目前中国电冰箱与洗衣机在全球总量中约占到 40 的比重 空 调器和微波炉在全球总量中的比重达到 75 80 多种小家电的比重几乎占到 90 以上 家电行业的发展直接带动了冰箱压缩机 空调压缩机以及各种小电机的的 产量规模不断增加 2007 年全国空调压缩机产量 7500 万台 冰箱压缩机产量 6400 万台 2010 年 全国空调压缩机和冰箱压缩机的产量分别达到 11220 万台 和 7550 万台 2 生产企业情况 生产企业情况 冰箱压缩机和空调压缩机产业是家电行业消费无取向电工钢产品的主要产 业 从 1983 年起 我国开始引进冰箱压缩机的生产技术和设备 至今已有二十 年的发展历史 目前全国约 27 家冰箱压缩机制造企业 集团 在全国分布 37 个生产基地 我国空调压缩机行业起步较晚 多为合资企业 目前国内共用 30 余家空调压缩机制造企业 集团 分布在 45 个地区 我国具有一定规模的制冷 压缩机生产厂家如表 9 所示 表表 9 制冷压缩机主要生产厂家制冷压缩机主要生产厂家 序号主要冰箱压缩机生产厂家主要空调压缩机生产厂家 1广州万宝集团有限公司上海日立电器有限公司 2华意压缩机股份有限公司松下万宝 广州 压缩机有限公司 17 3北京恩布拉科压缩机有限公司广东美的集团 4轧努西 天津 压缩机有限公司三菱电机 广州 压缩机有限公司 5上海轧努西电气机械有限公司LG 天津 电器有限公司 6加西贝拉压缩机有限公司浓阳华润三洋压缩机有限公司 7黄石东贝冷机集团有限公司庆安集团有限公司 8无锡松下压缩机有限公司广州万宝集团有限公司 9春兰集团珠海凌达压缩机有限公司 10杭州线江制冷设备 3 产业发展方向 产业发展方向 节能 环保 高效是家电行业的产业升级的方向 家电产品今后将更多地 采用变频电机 高效电机 目前发达国家变频家电的使用非常普及 而我国变 频家电所占比例还不足 10 正处在全面推广应用的阶段 是今后家电产品发 展的方向 1 4 21 4 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 1 4 2 11 4 2 1 行业发展对电工钢的品种质量要求行业发展对电工钢的品种质量要求 制冷压缩机对电工钢的质量要求主要集中在三个方面 一是具有良好的磁 性能及工艺性 二是良好的板型及表面质量 三是涂层要耐高温 750 以上 及耐腐蚀 具体各项性能的简要描述如下 表表 1010 制冷压缩机用电工钢各项性能的简要描述制冷压缩机用电工钢各项性能的简要描述 序号性能要求简要功能说明 1较高的磁饱和性带来较高的磁感应强度 启动中激磁电流降低 整体损耗下降 高效化设计的基础 2较高的初始和最 大导磁率 增强电磁转换的响应性 便于低磁场下磁密的设计 有利于小型 化及高效化 3较低铁损减少无效电能的消耗 减少铁芯的温升 延长运转时间 简化冷 却装置 4较低磁时效可结合铁芯热处理条件选择最佳控制 保持铁芯功能状态的长期 性及稳定性 5较高的叠片系数在材料厚度精度及表面状态的保证下 增加有效磁通量 提高整 体装配及运行效能 6优良的冲片性根据模具材质 开模精度所需的综合指标控制 保证冲剪加工尺 寸精确 高速冲制及叠装效果良好 提高冲模及剪刃寿命 7良好的表面质量根据生产工艺要求分涂层产品及无涂层产品 分光滑表面和一定 粗糙度指标控制的表面 18 8应力敏感性或再 退火特性 可结合冲剪后消除应力的热处理条件 进一步恢复电磁特性 9防锈耐蚀性涂层产品的特殊要求及发蓝工艺的专有技术控制 保证长期运行 不发生 脏堵 现象 制冷压缩机用电工钢以中 低牌号无取向硅钢为主 目前冰箱压缩机和空 调压缩机采用电工钢的磁性能 规格 牌号 单耗如表 11 表 12 所示 表表 11 制冷压缩机对电工钢的性能要求制冷压缩机对电工钢的性能要求 压缩机种类板厚MAX 铁损 P15 50 MIN 磁密 B50 普通型0 58 0w kg1 69 冰箱 压缩 机高效型0 55 0w kg1 66 压缩机种类板厚MAX 铁损 P15 50 MIN 磁密 B50 普通型0 55 0w kg1 72 空调 压缩 机 变频型0 352 8w kg1 65 表表 12 制冷压缩机所用电工钢牌号 单耗制冷压缩机所用电工钢牌号 单耗 压缩机产品牌号单耗 kg 台 空调压缩机50A SU4 50A SH1 9 10 冰箱压缩机50W 4004 5 空调器风扇压缩机50W 6002 5 3 目前空调压缩机已全部使用无取向冷轧电工钢 大部分用 0 5mm 板 少量 使用 0 35mm 板 冰箱压缩机也是采用冷轧无取向电工钢 大多数厂家使用全 工艺型电工钢带 只在少数厂家使用半工艺电工钢带 牌号以 50W800 为主 随着电器行业以及铁芯制造工艺的进步 尤其是节约能源的发展需要 要 求机电产品不断朝高效率化 小型化 高精度化方向发展 制冷压缩机也朝着 节能 环保 高效的方向发展 要求电工钢生产企业提供低铁损 高磁通密度 适用于可变速控制用的电工钢产品 高磁感 低铁损等高效电机用硅钢成为电 工钢产品的发展方向 随着变频技术的普遍应用 0 15 0 20mm 厚的冷轧无取向硅钢薄带 高频 铁损低 的用量会不断增加 另外 为适应制冷压缩机生产厂家大规模生产的 19 需要 电工钢行业应开发板厚精度 尺寸 机械性能 涂层等性能指标适应多 样化 高精密 批量化生产的电工钢 1 4 2 21 4 2 2 电工钢消费及预测电工钢消费及预测 近年来 随着我国家电行业的发展 冰箱压缩机和制冷压缩机产量逐年增 加 对电工钢的消费不断增加 2010 年我国家用电器 小家电产品 行业共消 耗中低牌号无取向电工钢约 175 万吨 71 94 100 110 120 145 175 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 2003200420052006200720092010 图图 5 近年家电产品消费电工钢情况近年家电产品消费电工钢情况 表表 13 2010 年家电分品种电工钢消费量年家电分品种电工钢消费量 项目产量 万台 电工钢消费量 万吨 冰箱压缩机784639 冰柜410020 空调压缩机731169 洗衣机398024 微波炉577623 合计175 中国已成为世界家电生产中心 预计未来几年我国家用电器行业的冷轧电 工钢需求将会增长 20 30 达到 210 227 万吨 20 1 5 微电机行业微电机行业 含新能源汽车 含新能源汽车 1 5 11 5 1 行业现状及发展行业现状及发展 随着我国信息处理 音响设备 汽车电器 国防 航空航天等产业的快速 发展和国际微电机市场向国内的转移 我国微电机产业得到了快速发展 目前我 国生产的微电机产品超过2000个品种 年产量超过60亿台 微电机产量约占世 界总产量的60 是世界微电机生产大国 下图为微电机的主要应用领域 图图6 微电机的主要应用领域微电机的主要应用领域 我国微电机企业主要集中在包括广州 深圳 珠海 中国香港在内的大珠 江三角 江浙沪长三角和京津渤海三角等微电机产业带 以及福建 山东 四 川等热点地区 全国约有1000多家微电机制造企业 广东 浙江和江苏的企业数 量占全国80 其中珠江三角洲以独资企业居多 珠三角地区的微电机企业以规模 生产信息网络和视听领域 家电领域 工业领域用各类微电机为主 品种多为 主轴无刷电动机 无刷直流电动机 单相异步电动机 塑封电动机 有刷直流 电动机等 产品总产量占全球同类产品的10 是我国主要的微电机生产和出 口基地 万宝至马达 德昌电机 三洋电机 松下马达等著名公司在这里均设有 多家独资企业 长三角是我国生产微电机 配套零部件和电机用永磁材料企业 最集中的地区 产业化配套能力逐渐趋于成熟 该地区民营企业正逐渐成长为 中国微特电机民族工业的主导和支柱 其他生产微电机较多的省份有山东和辽宁 省 外资企业也较多 如设在青岛的美国爱默生 大连的日本万宝至 日本电产 富士马达 日本微型等公司 21 1 5 21 5 2 行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势行业发展对电工钢的品种质量要求及用钢趋势 1 5 2 11 5 2 1 行业发展对电工钢的品种质量要求行业发展对电工钢的品种质量要求 微电机主要使用电工钢薄带 其中用量最大的电工钢薄带有0 35mm高牌 号无取向电工钢 0 15mm 0 20mm的无取向电工钢薄带 0 23 0 20mm 0 08mm 0 05mm和少量0 03mm的取向电工钢薄带 随着微电机技术的快速进步和全球节约能源和绿色环保的要求 微电机朝着 小型轻量化 高效率化 大转矩 低振动 低噪声 高可靠性 低价格 长寿 命方向发展 对电工钢数量 品种 质量提出新的要求 对超薄电工钢产品的 需求不断增加 以汽车用微电机为例 每辆汽车平均配置了 40 个以上的马达 高端车型 内的电动马达更超过 100 个 汽车用电机主要分布在汽车的发动机 底盘 车 身和附件中 汽车发动机上的应用 主要是在汽车起动机 电喷控制系统 发 动机水箱散热器及发电机的应用 这些部件中应用多台直流电动机 汽车底盘 车架上的应用 主要是汽车电子悬架控制系统 电动助力转向装置 汽车稳定 性控制系统 汽车巡行控制系统 防抱死控制系统及驱动动力控制系统的应用 研究 汽车本身部件的应用 主要是在中央门锁装置 电动后视镜 自动升降 天线 电动天窗 自动前灯 电动汽车座椅调整器 电动玻璃升降器 电动刮 水器 空调系统和电动电子车速里程表等上的应用 汽车附件上的应用 主要 是在吸尘器 充气机 气泵 抛光机和电动座椅按摩器等装置的应用 各种微 电机是高牌号和电工钢薄带在汽车上应用的主要领域见图 7 22 图图 7 汽车上所使用的微电机或马达汽车上所使用的微电机或马达 普通汽车发动机一般使用低频率和低功率的电机较多 因此硅钢片要求的 特性不高 通常使用中低牌号的电工钢 只有一小部分电机使用高牌号电工钢 对于汽车用小型电子产品和微型电机铁芯等 一般采用高牌号无取向电工钢 有些普通高牌号电工钢无法满足要求 因此减薄钢带厚度 开发出了厚度为 0 35mm 0 20mm 0 15mm 中高频铁损低的无取向电工钢薄带 新能源汽车 电动 EV 混合动力汽车 HEV 与普通汽车构造的最 主要差别就在于用电动机代替了内燃机 用电池代替了普通汽车的油箱 新能 源汽车 因其动力系统与普通汽车的传统动力系统不同 特别是机电产品正向 小型化 高精度化 高效率化方向发展 要求马达的铁心材料必须具有低铁损 和高磁通密度等优良的电磁特性 特别是在薄度 高磁感 低铁损 涂层表面 质量和屈服强度都有更高的要求 因此 只有在使用高牌号无取向电工钢同时 还要开发出高效无取向电工钢板 薄电工钢板 高硅电工钢板 高强度电工钢 板等新型电工钢板 才能满足新能源汽车的需求 EV HEV 新能源汽车对电工钢的基本要求 一是在汽车发动加速时需要有 高的转矩 因而电工钢板应具有高的磁感强度 二是在电机高速转动下 占马 达损耗中比例最大的是铁损 因而要求材料在高频下具有低的铁损 同时还要 求材料本身热传导率高 以及高强度和良好的抗疲劳性能 表表14 电动 电动 EV 混合动力型汽车 混合动力型汽车 HEV 用电机和铁芯材料要求 用电机和铁芯材料要求 名称名称电机要求电机要求硅钢性能要求 汽车发动和加速时高转矩化 高磁通密度 23 电动 混合 动力型汽车 高转速对应高频率下运行的高效化 车内空间狭小要求电机小型轻量化 高饱和磁化强度 高频率低铁损 高强度 高疲劳强度 高导热 目前 EV 和 HEV 驱动电机用电工钢主要有以下几种 高强度无取向电工钢 高强度电工钢板也具有与无取向电工钢板同样的 高疲劳强度 与传统电工钢板 JIS 标准 0 50mm 0 35mm 相比 高强度电工 钢板 W10 400 铁损的增加量减少到最小程度 而屈服强度提高到 780 MPa 是传 统电工钢板的 2 倍以上 这对无数次反复进行启动和刹车的电动汽车驱动马达 是十分重要的 薄带电工钢 与传统电工钢 板 0 35mm 相比 薄电工钢的铁损降低 了 25 30 而且频率越高铁损降低的幅度越大 使用薄电工钢板降低高频铁 损的效果不仅提高了马达效率 还能减少马达发热量 满足了电动汽车马达小 型化和高功率化的要求 高硅电工钢 电工钢 Si 含量达到 6 5 时 即高硅电工钢 其磁致伸缩 几乎为零 并且导磁率和铁损都达到最佳值 6 5 Si 钢板的高频铁损小 噪音 小 所以被广泛用于高频扼流圈等部件 这种钢板也具有高速马达铁心材料所 要求的良好性能 高效无取向电工钢 主要由晶粒取向控制 晶粒大小控制 钢的高纯度 化和减少钢板内部应力等方法 通过这些方法来提高电工钢板的磁化特性 降 低磁滞损耗 实现电工钢的高性能化 1 5 2 21 5 2 2 电工钢消费现状及预测电工钢消费现状及预测 微电机是汽车中的关键部件 每辆汽车平均配置了40个以上的马达 高端 车型内的电动马达更超过100个 新能源经济型汽车每辆配备20台以上电机 高 级轿车至少配备50台以上电机 豪华型轿车配备近百台电机 目前我国在汽车 领域中能够大批量制造的电机有 刮水器电机 发动机冷却风扇电机 空调器 24 电机 车用音响电机 电动速度表电机等 年产量达5000万台左右 2011年我 国新能源汽车用微特电机的需求量将达1亿台 据统计 一辆普通经济型汽车平均用电工钢约5 10kg 货车和客车每辆平 均用电工钢10 20Kg计算 高级轿车用30 40kg 辆 至于特大客车和超豪华大 客车最高可达到40kg 辆 初步估计中国汽车行业年需要无取向电工钢25 35万 t 主要是中高牌号 未来0 35mm 0 20mm 0 15mm薄规格高牌号无取向电 工钢需求会有很大增加 近年 中国将在公共交通领域推广应用2万辆新能源汽车 2015年 中国新 能源汽车保有量将达100万辆以上 需要电工钢2万吨左右 2020年 新能源汽 车市场规模将达千万辆级 需要电工钢20万吨左右 2 2 我国电工钢产业发展现状我国电工钢产业发展现状 电工钢产业作为发电 输变电设备 制冷压缩机 中小型电机 微电机产 业链上的重要环节 伴随下游行业的发展而不断进步 近年来 我国电工钢产 业在下游行业转型升级的带动下 总体规模迅速增加 产品结构不断优化 品 种质量接近世界先进水平 基本能够满足下游行业发展需求 与下游形成了互 动良性发展 2 12 1 产业规模迅速增加产业规模迅速增加 我国冷轧电工钢生产从 1978 年武钢投产开始 经历了 30 年的发展历程 从年产 7 万吨发展到 2011 年的 614 万吨 按照增长比例估计 其中 冷轧无取 向 554 万吨 冷轧取向 60 万吨 从最初只有武钢一家生产冷轧电工钢发展到 现在有 25 家 产能达到 886 万吨 其中 冷轧无取向约 811 万吨 冷轧取向 75 万吨 中国的冷轧电工钢已占世界电工钢产能的 43 其中取向硅钢占世 界总产能的 23 16 成为世界电工钢第一大生产和消费大国 我国冷轧电工钢 产能所占全球比例及产量增长情况祥见图 8 图 9 25 图图 8 世界主要冷轧硅钢生产国产能分布世界主要冷轧硅钢生产国产能分布 87 97103 128 201 262 355 375 453 570 614 0 100 200 300 400 500 600 700 20012002200320042005200620072008200920102011 图图 9 我国冷轧硅钢产量增长情况我国冷轧硅钢产量增长情况 万吨 万吨 2 22 2 品种质量不断提高品种质量不断提高 我国的冷轧电工钢在产能大幅提高的同时 品种 质量水平也同步提升 国产冷轧电工钢已经进入大型发电和大型变压器项目 产品质量接近世界先进 水平 基本满足国内各种电力设备 家电以及国防建设的需要 在取向硅钢方面 我国已打破多年只有武钢一家可以生产取向硅钢的局面 宝钢已实现了取向硅钢的商业化生产 促进了产品实物质量 尺寸精度 板型 表面涂层质量 的提高 鞍钢 涟钢等一批国内企业也在开发取向硅钢 不会 太长的时间内也有望实现批量化生产 在品种结构上 HiB 钢的比例逐年大幅 提高 在产品规格 磁性上也取得了较大进步 基本上能与日本新日铁标准相 对应 打破了日本在中国高端取向硅钢的垄断 但是 在品种 质量上与新日 铁相比尚存在一定差距 个别品种还不能生产 26 2010 年我国具备取向 HiB 钢生产能力的企业有武钢 宝钢 全年共生产 HiB 钢 21 01 万吨 占全国取向电工钢产量的 39 24 国产 HiB 钢产量占中国 市场的 55 70 见图 10 进口 16 70万 吨 44 30 宝钢 5 9万吨 15 64 武钢 15 11万 吨 40 06 图图 10 2010 年武钢宝钢年武钢宝钢 HiB 钢产量与进口量对比钢产量与进口量对比 在无取向硅钢方面 目前国内已建立了多条高牌号冷轧无取向硅钢的专用 生产线 在纯净钢