【新春走基層】找到取向矽鋼性能秘鑰——探訪鞍鋼集團北京研究院高端矽鋼研發團隊
2026-04-16 06:22:46
中國冶金報社
記者 李倩 劉加軍 王誌 報道
記者 王誌 攝影
1月21日,正是北方傳統小年節日的前一天。位於北京未來科學城的鞍鋼集團北京研究院的實驗室裏卻“熱辣滾燙”,科研人員忙著對一項取向矽鋼技術進行再提升、再發展。

圖為鞍鋼集團北京研究院職工通過EBSD觀察矽鋼樣品的微觀織構
“大家都知道,取向矽鋼被稱為鋼鐵工業‘皇冠上的明珠’,生sheng產chan難nan度du特te別bie大da。鞍an鋼gang的de取qu向xiang矽gui鋼gang專zhuan家jia們men經jing過guo十shi幾ji年nian的de研yan發fa,發fa展zhan了le取qu向xiang矽gui鋼gang二er次ci再zai結jie晶jing形xing成cheng機ji製zhi並bing首shou次ci提ti出chu了le抑yi製zhi力li近jin恒heng量liang控kong製zhi技ji術shu。這zhe項xiang技ji術shu就jiu像xiang一yi把ba鑰yao匙chi,打da開kai了le通tong向xiang高gao端duan取qu向xiang矽gui鋼gang的de大da門men。”鞍鋼集團北京研究院鋼鐵研究院分院黨支部書記、博士,矽鋼團隊主要負責人劉旭明向《中國冶金報》記者介紹說。
據介紹,取向矽鋼是變壓器裏的核心製造材料,其製造工藝複雜,技術含量高。隨著國家“雙碳”戰略目標的落實,電力工業節能降碳的需求越來越迫切,更薄規格、更低鐵損和更高磁感的取向矽鋼備受推崇。
那麼,如何提升取向矽鋼的性能?讓取向矽鋼呈現出高磁感、低鐵損的機理是什麼?目前,全世界矽鋼領域尚未有完全統一的理論概括和發現。那麼,鞍鋼的“硬核”鑰匙是如何產生的?
圖為劉旭明向《中國冶金報》記者展示圍繞抑製力近恒量控製技術發表的論文
為(wei)生(sheng)產(chan)出(chu)更(geng)高(gao)端(duan)的(de)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang),在(zai)鞍(an)鋼(gang)集(ji)團(tuan)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang)團(tuan)隊(dui)幾(ji)代(dai)人(ren)心(xin)血(xue)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),汲(ji)取(qu)這(zhe)些(xie)專(zhuan)家(jia)傳(chuan)授(shou)和(he)總(zong)結(jie)的(de)一(yi)次(ci)次(ci)經(jing)驗(yan)和(he)教(jiao)訓(xun),鞍(an)鋼(gang)集(ji)團(tuan)北(bei)京(jing)研(yan)究(jiu)院(yuan)的(de)劉(liu)旭(xu)明(ming)及(ji)團(tuan)隊(dui)開(kai)展(zhan)了(le)大(da)量(liang)實(shi)驗(yan)和(he)基(ji)地(di)跟(gen)蹤(zong)服(fu)務(wu)。
“我們研究發現,在取向矽鋼生產中,有一種晶粒起到很好的作用,那就是Goss(高斯)晶粒。”劉旭明說,我們希望具有Goss織構這樣的晶粒組織越多越好、軋向偏離角越小越好。這樣生產的取向矽鋼質量越高。

圖為劉旭明(右一)向《中國冶金報》記者講述高端矽鋼研發故事
那麼如何得到更多的Goss織構呢?如何讓軋向偏離角更小呢?
“經過對Goss織構的遺傳規律和生長環境進行研究,我們首次提出了Goss織構異常長大機製,是選擇生成、定向遺傳、擇優長大的結果。在這個過程中,我們發現抑製力、晶界能、表麵能就像接力賽跑的運動員一樣,在高溫退火初期、中期和末期分別起到了不同的作用。在此理論指導下,需要對熱加工、冷加工及追加抑製劑等全過程進行精準控製,目的是為Goss織構的生長提供擇優環境。”劉旭明表示,這就是鞍鋼首創的取向矽鋼抑製力近恒量控製技術體係。
掌握了這一理論體係和技術密碼後,生產的難點很快得以攻克,鞍鋼相繼開發出了不同厚度規格的低溫滲氮取向矽鋼技術及產品。
2024年7月9日,鞍鋼完成了0.20毫米和0.18毫米薄規格高磁感取向矽鋼的全流程工業試驗。
huiyiqizheduanwangshi,liuxumingxingfenbuyi。tashuo,angangbeijingyanjiuyuanfahuichanxueyanyoushiherencaifeidiyoushi。weigongkejishunandian,tamenheanganggufenguigangshiyebudezhuanjiahetongshimenquanchengmiqiegenzonggangjuandeshengchangongyi,yangebakongmeiyidaogongxu,changchangwangfanyubeijingheanshanliangdi,yigeyueyouyibanshijianzaianshan,yibanshijianzaibeijing,yijibuqingjinglileduoshaozhouyediandaoderizi,danshizaishizhichenggongdenayike,gandaoyiqiedoushizhidede。
目前,鞍山鋼鐵應用這一技術生產的取向矽鋼產品主要供應山東泰開、河北高晶、天津珠峰、廣東敞開等知名變壓器製造企業,用於製作變壓器鐵芯。
采訪當天,《中國冶金報》記者看到實驗人員正在用國內一流的透射電鏡設備,對取向矽鋼的微觀形貌、晶粒結構進行觀察和分析。顯示屏上,樣品的微觀組織像一款高端布料,紋理清晰,布局規整。上麵密密麻麻的點狀物排列十分整齊。“這是取向矽鋼的原子點陣,我們通過對取向矽鋼微觀狀態下的觀察,更加了解其屬性和狀態。同時,我們通過對抑製劑的形貌、分布、尺寸的觀察研究也可更好發揮它的能力。”劉旭明介紹。

圖為劉旭明(右一)在透射電鏡前向《中國冶金報》記者介紹取向矽鋼樣品的微觀結構和氮化鋁抑製劑的分布形態。
劉旭明告訴《中國冶金報》記者,目前他們正在對生產出的取向矽鋼樣品進行再研究、再提升。2025年,他們計劃向生產更高難度的取向矽鋼衝刺。
創新成就未來。“沿著創新這條道路,鞍鋼集團北京研究院必將為新鞍鋼的高質量發展注入更多活力。”劉旭明對未來充滿信心。據悉,該技術已成功實現科技成果轉化,助力鞍山鋼鐵成功量產10000噸23AG095牌號矽鋼,並通過國家電網第三方認證,是鞍鋼集團北京研究院聚焦新質生產力的典型代表。

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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