硅钢发展现状及生产工艺教材

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1、 1.国内冷轧硅钢片生产企业的 基本情况 1.1武钢是我国目前唯一能生产冷轧无取向硅钢和 冷轧取向硅钢的最大专业化工厂。1974年经国务 院批准，从日本引进全套设备及工艺技术，成为国 内第一家冷轧硅钢片厂，年生产能力7万t（其中取 向硅钢2.8万t，无取向硅钢4.2万t），经过20多年 来的不断引进、消化、改造、扩建和新建，现可生 产9个厚度规格75个牌号的硅钢产品，生产能力已 达到40万t，形成了取向硅钢10万t，无取向硅钢 30万t 的综合能力。“十五”期间，武钢将规划年产 硅钢108万t 的目标，其中取向硅钢20万t，无取向 硅钢88万t，预计在2006年该项目全部竣工。 1.2 宝钢1

2、550冷轧无取向电工钢生产技术及设备 于1996年与日本川崎和三菱签订合同，川崎负责电工 钢生产工艺，三菱电气负责电工钢机组的机械设备、 三菱重工负责电机部分。成套设备已于2000年5月开 始热试车，同年12月正式投产。两条退火热（湿气线 和干气线）具备20世纪90年代世界先进水平。该项目 设计电工钢年产能力为35万t，14个中低牌号冷轧无 取向硅钢，厚度为0.35、0.50和0.65，宽度 8001300，是目前国际上最宽水平。预计2003 年电工钢产量达到50万t，超设计能力142%。近期 宝钢正在酝酿扩建规划，预计未来34年将超过现产 能的1倍以上，同时具备生产取向硅钢和高牌号无取向 硅

3、钢的能力。 1.3 太钢冷轧硅钢项目于1997年正式投产。其中， 80t RH真空处理设备从德国引进，20辊森吉米尔轧 机从法国引进，连续退火涂层机组从法国引进的二手 设备并进行了改造。热连轧设备从日本引进的二手设 备，2002年进行了改造，现已具有世界先进水平。 太钢冷轧硅钢厂的设计能力为10万t，目前实际生产 能力达到13万t。预计2003年可生产12万t。主要品 种有50W400、50W470、50W540、50W600和 高磁感50W600H。太钢计划将其生产的规模扩大到 3040万t。规模扩大后，将主要生产中高牌号的冷 轧无取向硅钢。 1.4 鞍钢热轧硅钢改冷轧硅钢项目，于 2002

4、年12月正式动工。计划年生产能力冷 轧无取向硅钢80万t，目前预计厂房基础建 设已基本完成。2004年5月第一条连续退火 线热负荷试车；8月第二条连续退火线热负 荷试车；10月第三条连续退火线投产；12月 第四条连续退火线投产。主要生产产品牌号 ：中、低牌号冷轧硅钢， 50W470-50W1300。 1.5 广钢集团珠江钢铁有限公司将投资兴 建一条冷轧薄板生产线，年生产能力为 110万t，其中无取向硅钢20万t，总投资 约30亿元。该项目已被列入广东省2003 年重点建设预备项目计划。 1.6 据不完全统计，国内拟新上冷轧硅钢 生产线的还有：青岛钢厂计划40万t、本钢 计划20万t、铁本计划5

5、0万t，等等。预计未 来3年后，我国冷轧硅钢产量将超过500万 t ，加上未完全淘汰的100万t的热轧矽钢片， 有可能出现“供大于求“的局面。目前，国内 电工钢消耗在300万t左右，每年按10% 15%的速度增长，到2006年国内电工钢需 求量至少需要400万t（不含进口）。 2 国内电工钢市场应用和需求分析 2.1 我国中、小型电机容量一般界定在0.75 100kW之间，电压380V，形成Y系列产品。 目前国内主要生产企业约300多家，生产电机 主要用于风机、泵类、工业用压缩机、纺织 机、小型轧钢机及电动车辆等。据了解，国内 中、小型电机生产能力达6000万kW，主要用 热轧矽钢片DR510

6、50制作铁芯。从电机台 数、耗电量上看占电机总量的70%。因此，如 何提高中、小型电机对高效节能有着十分重要 的意义，也是推行电工钢“以冷代热”的重点。 2.2.家用电机主要指用于空调、冰箱、微 波炉、洗衣机、电风扇、抽油烟机等电 机。在这部分电机中，作为压缩机电机已 基本改用冷轧硅钢片，目前存在的只是中 低牌号的转换或选用涂层半工艺材料的问 题。但市场上，还有部分家电产品，如洗 衣机、电风扇等仍在用热矽钢片，甚至有 的用冷板混合使用。 2.3 电动工具用电机是一个使用硅钢片的 大行业，目前产量已接近1.5亿台，近70% 的产品出口，按每台的平均单耗1.5kg/台计 算，年消耗硅钢片15万t，

7、且主要用热轧矽钢 片。仅浙江温州、永康等地每年就需要热轧 矽钢片近510万t。这部分产品如改型，选 用冷轧无取向硅钢将大大提高产品质量和更 好地参与国际竞争。 4）家电、中小型、电机市场需求分析，见表2。 表2 中小型电机硅钢片需求 序 号 电机名 称 硅钢片单 耗kg/台 2002年 产量/万 台 硅钢片 需量/万 t 2005年产 量/万台 硅钢片 需量/万 t 备注 1小型电机 10.03500.0035.000400045.000以热轧矽钢片为主 2 电风扇4.07661.6030.650800039.000以热轧、冷板为主 3 电动工具1.59000.00 13.500 102501

8、5.375以热轧矽钢片为主 4 洗衣机6.01443.008.658184311.058热轧冷轧 5 吸尘器3.51010.00 3.5351300 4.500热轧冷轧 6 抽油烟机2.5366.150.915 474 1.185热轧冷轧 7 空调器11.01827.0020.097 2185 24.053冷轧硅钢片 8 电冰箱5.01278.006.39016388.280冷轧硅钢片 9 冰柜5.0 384.00 1.9208002.490冷轧硅钢片 10 微波炉4.01257.005.02816327.200 冷轧硅钢片 11 总量 125.930 158.141 3）电动工具用 2.5

9、电工钢“以冷代热”的牌号选择，用冷轧硅 钢取代热轧矽钢片关键要从以下三点考虑： 一是根据不同的电机特性，用取代材料所 做的电机能得到相同于用DR51050制成铁 芯的电机或有所改善； 二是使电机制造商的制造成本不应增加， 综合效益计算反而有所提高； 三是“以冷代热”初期，不要使电机制造商 的电机制造工艺、设备改得太多。但是从长远 看，必须按新的代用材料特性来重新设计电机 ，最大限度地发挥冷轧硅钢片的优势，才能获 得最好电机性能和最大经济效益。 2.6 发电设备制造能力快速发展，高牌号无 取向硅钢片需求持续增长。在全国范围内， 单机容量由30万kW、60万kW向100万kW 级发展。目前成套发电

10、设备能力为火电1500 万kW、水电700万kW，火电中，哈电、上 电和东电共1200万kW。小型厂制造能力超 过了1500万kW，其中62万kW机组68套 ，30万kW30套。大水电年生产能力超过了 500万kW，中小型在200万kW左右，哈电 和东电占生产总量的60%。2002年全国发 电装机容量为3.50亿万kW，18今后年新增 4.55.5亿万kW，每年必须新装机2500 3000万kW。 全国大中小发电设备需要高牌号无取向硅 钢片约56万t/a。2005年我国发电设备 增长与硅钢片需求量的关系如表3（不完全 统计数）。 表3 我国近年发电设备增长与硅钢片需求 项目 发电设备制造量/万

11、kW硅钢片平 均单耗t/ 万kW 硅钢片消 耗量t/a 2002年2005年 所占比例 /% 火电制造量1500225075 - 1）大型12001800 - 726010 2)小型300450 - 156750 水电制造量 7006002016.59900 核能发电 1501505152250 小计 21503000100 - 31500 2.7 我国变压器用取向硅钢发展很快。特别 是近几年来的农网，城网改造对取向硅钢的 需求不断增加，在取向硅钢的厚度上已全部 淘汰了0.35的使用。目前已大量生产S9 、S10等系列节能变压器和干湿变压器。 HiB的需求量在不断增加，该行业朝着体积 小、薄规

12、格、噪音小、使用期长的方向发 展。表4为国内大、中型变压器企业生产及 硅钢需求（不含小型变压器厂及三资企业 ）。 表4 我国大中型变压器企业生产能力及硅钢片需求量 行业 大、中型 企业总数 年生产能力 /万KW 硅钢片用量 /万t 国产硅钢量 /万t 缺口量 /万t 变压器80家2060030.51020 2.8 广东地区未来将成为世界最大的家电制 造中心。 一是国外一些知名品牌家电企业，如松 下、三洋、三菱、日立、三星等纷纷进入中国 市场，独资或与我国家电企业合资建厂，这一 现象在广东地区尤其突出，如广州万宝450万 台/a、珠海凌达180万台/a、万宝冷机250万 台/a等； 二是几千家民

13、营企业，台资、外资企业在 广东进行深加工业务，其中包括开巻分条、冲 片、配送，形成了庞大的供应链； 三是国外及台湾的先进模具制造商纷纷移师 广东投资建厂，为家电模具成型配套奠定了基 础； 四是广东钢材市场不断扩大规模和功能，目 前已成为全国最大的钢材“超市”，其资源丰 富、品种齐全，该超市每年的钢材吞吐量达 5000万t以上； 五是广东家电产品如冰箱、彩电、空调等 出口量明显增加，近几年出口增长率为10% 15%； 六是广东地区每年电工钢需求量约100万t ，冷轧板200万t，分别占全国的40%、10% ； 七是广东家电产品的一些核心组合件，进 口量明显减少，国外企业开始加大在广东地区 的投资

14、力度； 八是华东、华中等地的家电企业如海尔、海 信、新飞、长虹等企业都计划在广东建立制造 基地。这对“以冷代热”创造了一个极大的市场 舞台。 硅钢是电工用钢，主要用作 各种电机和变压器的铁芯、磁开 关、继电器、磁屏障、镇流器及 其他电器部件是电力、电子和军 工重要的软磁合金材料 。 目前的硅钢片生产中有两个突出的特 点： 一是，对硅钢的化学成分要求极为严格 ，苛刻。 二是，生产方法已由60年代的前的热 轧生产转变为冷轧生产 1 电工钢板分类： 项 目 类 别硅 含 量 % 公称厚度 热轧硅钢板（ 无取向） 热轧低硅钢 （热轧电机钢） 1.0 2.5 0.50 热轧高硅钢 （热轧变压器钢） 3.

15、0 4.5 0.35和 0.50 冷轧电工钢板 无取向电工钢 （冷轧电机钢） 低碳电工钢0.50.50和 0.65 硅钢0.5 3.2 0.35和 0.50 取向硅钢 （冷轧变压器钢 ） 普通取向硅 钢 2.9 3.3 0.20， 0.23， 0.27 高磁感取向 硅钢 2.9 3.3 0.30和 0.35 硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅 钢。在化学成分的控制上，其方法各不 相同。 取向硅钢对常规元素的含量要求极为严 格。同时对加入的有益夹杂元素要严格 控制在一定的范围之内。从而获得晶粒 取向度高、方向性强的高磁感、低铁损 的取向硅钢。 无取向硅钢要求具有超低碳、超低 硫、高铝含量的纯净钢质，

16、从而获得各 向同性的高磁感、低铁损无取向硅钢。 2. 对电工钢板性能的要求 一般要求电机、变压器和其它 电器部件效率高,耗电量少,体积 小和重量轻。电工钢板通常是以 铁损和磁感应强度作为产品磁性 保证值。电工钢板的性能要求如 下： 2.1 铁芯损耗（PT）低 铁芯损耗是指铁芯在50Hz交变磁场下磁化 时所消耗的无效电能，称铁损，也称交变损 耗，其单位为 W/。这种由于磁通变化受到 的阻碍而消耗的无耗电能,通过铁芯发热即损 耗的电量,有引起电机和变压器的温升。 磁滞损耗Ph 电工钢板的铁损pT 涡流损耗PC 三部分。 反常损耗PA 电工钢板铁损PT 实测值大于上述 Pa+Pc 计算值，两者之差即为pa。在无取向低碳电 工钢和中抵牌号硅钢中，Ph占PT的75% 80%。无取向高牌号硅钢由于Si含碳量和晶 粒尺寸较大，Ph占PT的60%左右，Pa只占 10%13%。取向硅钢晶粒更大。Ph只占 30%，Pa+Pc约占70