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1、国内电工钢生产走势与市场展望,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
2、宝钢1550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钢的能力。,1.3
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年12月正式动工。计划年生产能力冷轧无取
4、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50万t，等等。预计未来3年后，我国冷轧硅钢产量将超过500万 t
5、，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0.75100kW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DR51050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
6、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，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
7、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,3）电动工具用,2.5 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，
8、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25003000万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
9、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,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,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
10、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
11、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。,硅钢生产基本知识,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：,硅钢片又分为取向硅钢和无取向硅钢。在化
12、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，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
13、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%，而Pa可比Pc大12倍。,冷轧无取向硅钢的铁损比硅含量相同的热轧硅钢低10%20%，相当于硅钢提高0.51.0的热轧硅钢铁损值。 对于国内来说，用1万吨热轧硅钢制成的电
14、机比1万吨冷轧无取向硅钢制成的电机，一年约多耗电1亿度。,2.2 冲片性能良好对电工钢冲片性没有统一的测试方法。成品的反复弯曲次数可作为间接考核冲片性能的指标。也可以按照模具磨损情况，例如以磨损掉0.025为标准的冲片数来判断.对微小电机用的钢板以冲片毛刺达到0.05高度为止的高速冲床实际冲片数来判断.,图 1-21 0.8%Si 无取向低硅钢(0.5)的绝缘层与冲片的关系,2.3 钢板表面光滑、平整和厚度均匀 要求电工钢板表面光滑、平整和厚度均匀,主要是为了提高铁芯片的叠片系数.冲片系数是指一定的电工钢板叠片的理论体积(按叠片重量和密度计算出)与再一定压力下测定的实际体积比，以百分数表示也就
15、是净金属占铁芯体积的百分数。叠片系数是衡量铁心实际的紧密程度的一个量度。,叠片系数主要与以下因素有关： 1）钢板的平整度 2）钢板的厚度偏差 3）表面绝缘膜和厚度均匀性 4）选用的钢板厚度（钢板越厚，叠片系数越高） 5）装配时铁心压紧程度。,2.4 绝缘膜性能好 为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，电工钢板表面涂一层无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。 对绝缘膜的要求：1）耐热性好。（750800消除应力退火时不破坏） 2）绝缘膜薄且均匀厚度为1.5m,此时叠片系数降低0.5%1.0%3）间层电阻高.一般为550cm2/片。取向钢由于是两层绝缘膜层间电阻在30120cm2/片范围内（适合用于大变
16、压器和汽轮发机）,4）附着性好。冲剪或消除应力退火后不脱落5）冲片性能好。有机或半有机涂层在冲片时起润滑作用，明显提高冲片性。6）内腐蚀性和防锈性好。与变压器或佛里昂不起化学反应。7）焊接性能好。铁芯焊接时焊缝中不产生气泡。 热轧硅钢表面一般不涂绝缘膜，用户冲片后再涂涂绝缘漆，但耐热性差，焊接性差。绝缘膜较厚（每面为23m），使叠片系数低1%2%,2.5 磁时效现象小 铁磁材料的磁性随使用时间而变化的现象称为磁时效。这种现象主要是材料中的碳和氮等杂质元素引起的。电工钢在高温下碳氮的固溶度高，而从高温较快冷却时多余的碳和氮来不及析出而形成过饱和固溶体。铁芯在长期运转时，特别是在温度升高到5080时，多余的碳和氮原子就以小弥散的碳化物和Fe16N4质点析出，从而使H2和Pt增高,图1-22 3%Si钢时效后对铁损变坏率(a )和氮对矫顽力增 高( b)的影响,碳和氮在-Fe中的扩散系数Da与温度的关系如下,因为碳和氮在- Fe中的扩散激活能低，固溶度小，在冷到70
