極薄取向矽鋼具有“四高三小”的特點,“四高”指技術門檻高、含金量高、質量精度高、附加值高,“三小”指產量小、市場小、用量小;工作頻率為400赫茲~3000赫茲,根據國家標準《中頻用電工鋼薄帶》(YB/T2443-2014),厚度為0.10毫米(因日本企業將0.08毫米產品按0.10毫米交貨,也包括0.08毫米規格,下同)、0.05毫米、0.03毫米,寬度為350毫米以下。
國內目前沒有標準的
極薄取向矽鋼生產線
我國極薄取向矽鋼的研發經曆了一個較長的發展過程。
1959年,鋼鐵研究總院首次研製出雷達脈衝變壓器鐵芯用極薄取向矽鋼,厚度為0.08毫米、0.12毫米、0.15毫米。隨後,大連鋼廠、上海鋼研所也相繼開發試產極薄取向矽鋼。
上世紀80年代以來,鋼鐵研究總院在武鋼購買取向電工鋼成品(厚度為0.23毫米~0.35毫米),並以此作為原材料加工生產極薄取向矽鋼,但由於環保等問題,於2006年停止相關產品的生產。
1985年,武鋼采用兩次冷軋法(包括中間退火)開發岀牌號為D4、D5、D6的極薄取向矽鋼(厚度為0.20毫米)。
2008年以來,寶鋼股份等企業先後在實驗室試驗或中試(產品正式投產前的試驗)研發生產極薄取向矽鋼。
2015年以來,蘇州巨磁功能材料有限公司、包頭慧宇矽鋼科技有限公司、包頭威豐稀土電磁材料股份有限公司等企業開始研發或生產極薄取向矽鋼,但由於受原料、技術、裝備等因素製約,產品質量與國外相比還有一些差距,未實現穩定量產。目前,國內尚沒有全流程或標準的極薄取向矽鋼生產線。
極薄取向矽鋼製備技術取得進步
2016年以前,極薄取向矽鋼采用的生產工藝主要是以常規取向矽鋼成品(0.23毫米~0.30毫米)作為生產原料。
在生產過程中,第一步是將常規取向矽鋼成品卷分剪成300毫米~350毫米寬的窄帶。第二步是用工業鹽酸去除表麵塗層及其在高溫退火中形成的矽酸鎂玻璃底層,防止其中存在的有害物質(氫氟酸)對人體皮膚產生危害。工人在操作過程中必須攜帶防護用具。第三步是進行多道次的軋製,將鋼帶軋製至0.10毫米(0.08毫米)或0.05毫米、0.03毫米。第四步是進行表麵清洗及連續退火。第五步是進行表麵塗層及烘幹處理。最後是檢驗、包裝、入庫。
現在,極薄取向矽鋼采用的生產工藝主要以無底層取向矽鋼半成品作為原料。在生產過程中,第一步是對無底層取向矽鋼進行分剪、弱酸清洗烘幹。這裏不形成矽酸鐵玻璃底層,無需特別去除。第二步是對無底層取向矽鋼進行軋製,軋製後厚度為0.10毫米(0.08毫米)或0.05毫米、0.03毫米。第三步是進行表麵清洗、連續退火。第四步是進行表麵塗層、烘幹處理。最後,檢驗、包裝、入庫。
這裏需要說明的是,無底層取向矽鋼主要是一種取向矽鋼(HiB鋼),經過一次軋製和連續脫碳退火滲氦後,將隔離劑(這裏的隔離劑指在MgO中添加Al2O3)塗在鋼帶表麵,通過高溫退火處理而製成。
高溫退火的目的有3個。一是進行二次再結晶。在高溫退火時,一次再結晶組織中的(110)[001]取向晶粒出現異常長大現象,使鋼帶成為具有單一取向的二次再結晶組織,並獲得低鐵損、高磁感的最終成品。二是淨化鋼質。鋼中含有必要的硫化物、氮化物等夾雜物,但是這些夾雜物如果殘留在矽鋼成品中,會使晶格扭曲,並成為磁化過程的阻力。三是不形成玻璃質薄膜——矽酸鎂底層。
極薄取向矽鋼製備技術的進步,解決了去除表麵塗層及玻璃膜底層產生有害物質的“瓶頸”問題,減少了一道工序,為我國開發高質量極薄取向矽鋼打通全工藝流程,為建立全流程極薄取向矽鋼的生產線、實現環保及國產化目標奠定了堅實、可靠的基礎。
極薄取向矽鋼未來需求
會有較大幅度增長
國內極薄取向矽鋼的生產廠家極少,產品主要從國外進口。據了解,市場需求主要包括3個方麵。
一是國家電力需求。在特高壓直流工程中所使用的陽極飽和電抗器,需要極薄取向矽鋼(包括厚度0.08毫米等規格產品)。每台陽極飽和電抗器約消耗極薄取向矽鋼100千克~120千克。另外,超高壓直流輸電工程也需要用到極薄取向矽鋼。
二是國防航空等需求。製造雷達所使用的高頻大功率脈衝電源、雷達脈衝電源等產品,均需要使用極薄取向矽鋼帶(厚度為0.05毫米~0.08毫米)。
三是醫療、機械、電子、交通、風電、儀表儀器等領域的需求。製造中高頻電源變壓器、互感器、CT(電子計算機斷層掃描)儀器、環保高頻高壓除塵與水處理電源等產品均需要使用極薄取向矽鋼(厚度為0.03毫米~0.08毫米)。
此外,據業內專家介紹,極薄取向矽鋼的市場需求主要分布在華東、華南、西南、華hua北bei等deng地di區qu及ji國guo外wai市shi場chang,使shi用yong廠chang家jia較jiao分fen散san,用yong量liang較jiao小xiao。但dan隨sui著zhe現xian代dai化hua建jian設she進jin程cheng的de加jia快kuai,在zai未wei來lai,極ji薄bo取qu向xiang矽gui鋼gang的de需xu求qiu將jiang有you較jiao大da幅fu度du的de增zeng長chang。
不過,在現階段,極薄取向矽鋼由於產量小、精(jing)度(du)高(gao),不(bu)適(shi)合(he)大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan),再(zai)加(jia)上(shang)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)量(liang)還(hai)不(bu)是(shi)太(tai)大(da),因(yin)此(ci),極(ji)薄(bo)取(qu)向(xiang)矽(gui)鋼(gang)的(de)開(kai)發(fa)和(he)生(sheng)產(chan),目(mu)前(qian)較(jiao)適(shi)合(he)有(you)技(ji)術(shu)條(tiao)件(jian)的(de)中(zhong)小(xiao)企(qi)業(ye)或(huo)科(ke)研(yan)機(ji)構(gou)。
此外,極薄取向矽鋼目前主要依靠進口,價格昂貴,加快國產極薄取向矽鋼產業化十分重要。筆者認為,企業或技術單位抓緊研發、生產極薄取向矽鋼完全符合國家產業政策要求;congjiboquxiangguigangdeshiyongfanweikan,doushifeichangzhongyaodexingyehuolingyu,jianyiguojiaduikaifahuoshengchanjiboquxiangguigangdeqiyehuokeyanjigougeiyuyidingdegulihefuchi。