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我国电工钢未来技术发展得靠原始创新

来源: 文章来源: 铁诺咨询???????发布时间:2019-01-10???????浏览:118

我国电工钢未来技术发展得靠原始创新

文章来源: 铁诺咨询

2018-10-25

改革开放40年来,我国电工钢产业依靠引进先进技术,走出了一条消化吸收、掌握技术、形成能力的自我发展之路。改革开放40年,也是我国电工钢产业快速发展壮大的40年。如今,我国电工钢产量位居世界第一。今天,回顾我国电工钢产业的发展历程,总结发展经验,剖析当前存在的问题,目的是为了让这个产业实现更好的发展。

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一米七轧机与我国电工钢的发展

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1949年新中国成立时,我国粗钢年产量只有15.8万吨。钢铁厂技术、装备十分落后,没有全套的冶炼和冷轧生产技术,也没有自己的冷轧电工钢产品,更谈不上有满足国家经济建设需要的电工钢产业。

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1972年8月份,毛泽东主席和周恩来总理批准了国家计委关于引进一米七轧机的报告之后,武钢(现为宝钢股份青山基地,下同)在外贸部、冶金部和湖北省建设武钢一米七轧机工程指挥部的领导下,开始进行一米七轧机系统的引进工作,最终于1974年签订合同,1975年开始施工和生产准备工作,1978年末开始试投产。

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1978年之前,我们没有冷轧硅钢技术,只能生产热轧硅钢片,每年需要大量进口冷轧硅钢。1978年武钢引进的硅钢项目试投产后,产量很小,到1981年底共试产132991吨,其中的合格品———取向硅钢21846吨、无取向硅钢33377吨。至1982年,受前工序配套不足和技术水平限制,我国硅钢原料、表面涂层、轧辊等主要备品备件还得依靠进口。

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1981年,武钢硅钢片厂引进技术,推广日本全面质量管理(TQC)经验。1982年,武钢按照日本新日铁硅钢专利技术,建立起从冶炼到冷轧硅钢的工艺流程,为我国电工钢生产打下了基础。1996年,武钢第二次引进技术,其主要引进了以Z8为代表一般取向电工钢、以Z6H为代表的HIB钢生产技术。

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1978年~2008年,我国国民经济快速发展,当时国内钢材的产量、品种满足不了日益增长的需求,每年还需要进口几百万吨钢材,包括高端冷轧材和硅钢,其中2001年~2008年,平均每年进口硅钢约115.62万吨。

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笔者认为,40年来,中国电工钢产业走出了一条消化引进先进技术形成生产能力的自我发展之路。而创新则是在引进先进技术基础上的尝试。

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从引进消化到自我开发的转变

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改革开放40年来,通过学习国外先进技术,消化、掌握国外先进专利技术,我国电工钢产业不断发展壮大。40年来,我们开发了一系列具有自主知识产权的产品,完善生产工艺,对设备不断进行改进,经过长期努力,中国电工钢生产技术得到了快速的发展,电工钢产量居世界第一。我国电工钢产业发展阶段大致可分为以下几个时期:

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一是引进消化期(1974年~1986年)。1974年经国家批准,武钢第一次从日本新日铁引进了当时世界先进的冷轧电工钢生产专利技术及全套工艺设备,该项目年生产设计能力7万吨,其中无取向钢4.2万吨、取向钢(含HIB钢)2.8万吨。该项目从1974年9月5日开始建设,1978年下半年试投产。

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二是引进吸收期(1987年~1997年)。多年来,在消化引进技术的基础上,为满足国家对高磁感取向电工钢的需要,我们通过不断的管理创新和质量持续改进攻关,使电工钢各项经济技术指标和产品实物质量均达到外国同类产品水平,完成了取向电工钢全面高磁感低铁损产品化技术改造,实现了高磁感取向电工钢(HIB钢)的稳定生产。1986年以来,我们开发了国产取向硅钢级氧化镁、国产T4等无取向硅钢涂层、国产轧辊等配套产品、国内第一条隧道式取向电工钢高温退火炉、武钢二硅钢生产装备。还有一些自主开发的典范,包括世界上第一座用于取向电工钢中间完全脱碳退火目的的双层钢带连续退火炉及其相关工艺、两座高温环形退火炉等共计23条硅钢生产线。

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三是快速开发期(1998年~2015年)。这一时期,我国电工钢生产技术得到了快速发展,电工钢产量居世界第一。

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进入“十三五”以来,我国电工钢产业正在迈向高质量发展。截至2017年底,我国累计取得与电工钢相关的专利5497项,其中发明专利2993项、实用新型专利2504项。截至2018年上半年,我国无取向电工钢生产企业约21家、取向电工钢生产企业约18家,其生产能力已达到约1237.5万吨,其中无取向电工钢1082万吨、取向电工钢155.5万吨。

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改革开放40年来,我国电工钢产业发生翻天覆地的变化。取向电工钢产量从1978年的3吨增长到2017年的110.46万吨,无取向电工钢产量从1978年的991吨增长到2017年的899.44万吨。1993年,我国无取向电工钢开始出口,2001年取向电工钢开始出口。2017年,我国从电工钢净进口国变为净出口国,打破了长期依赖进口的局面。截至2018年8月底,40年来,武钢共生产电工钢2386.318万吨,其中取向电工钢655.1679万吨、无取向电工钢1731.1501万吨。

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目前,中国电工钢已大量应用在大型变压器、大型发电机、电动机和家用电器上,如小浪底工程、三峡工程、青藏铁路工程、北京正负电子对撞机工程、神六和神七载人飞船工程、高铁、机器人、新能源汽车等国家重点项目及领域。

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我国电工钢产业存在的突出问题

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目前,我国电工钢产业存在的突出问题有以下几个:

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一是结构性重复建设的产能过剩。从现有的产能和产量看,我国电工钢主要是结构性过剩,中低牌号无取向电工钢过剩20%~30%,一般取向电工钢(CGO)过剩20%。因此,必须防止高牌号、高效无取向电工钢等产能出现新的过剩。目前,国内有30多家生产冷轧电工钢的企业,但80%的企业是近几年涌现的新生电工钢生产企业。其间许多企业引进设备、扩充产能、增加产量、获取效益,其发展存在着一定的盲目性。许多企业现有质量水平和技术积累仍保持在较初级的阶段,所生产的产品也大多是低技术质量的中低档产品;生产技术多为跟踪、模仿,不关注自主知识产权的核心技术,更无暇关注新技术、新产品的开发。一些企业依靠拼成本、拼价格、拼销售来竞争有限的市场,质量提高和技术进步等也被放在了次要地位。目前还有企业在建电工钢生产线,国家应从供给、节能、环保、创新等方面制定政策和法规,控制产能的释放或扩大,加快低端落后产品的淘汰步伐,同时国家监管部门要加大监管或控制审批电工钢项目的力度。

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二是顶级高端产品数量少,质量稳定性不够。从2017年我国高端电工钢产量看,顶级高端产品比例不高,用户需求还不能完全得到满足;生产控制水平须提高,且要提高原牌号合格率,减少不合格产品或有缺陷的产品数量,提高管理水平和产品综合质量;面向国内大型发电设备、节能变压器、高效节能电机、交通驱动电机、新能源电动汽车电机、无人机和高端家电等下游产业的新需求,应重点开发低噪声变压器用取向电工钢、立体卷铁芯用耐热取向电工钢、薄规格无取向电工钢、高端高效电机用无取向电工钢、中频高效电机用无取向电工钢、高强度无取向电工钢的制备技术。

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三是执行产品国家标准意识不强。2017年5月1日,国家正式实施新国家标准(GB/T2521.1-2016)《全工艺冷轧电工钢第1部分:晶粒无取向钢带(片)》和(GB/T2521.2-2016)《全工艺冷轧电工钢第2部分:晶粒取向钢带(片)》。新国家标准的实施不仅淘汰了原标准中的落后产品牌号、提高了磁性能水平及指标的技术门槛,而且新标准与国际标准接轨并具有中国特色,形成了2个单独的产品标准。新标准的修订和实施将进一步规范企业行为,实现国家标准与企业标准的有机结合及应用,通过贯彻和执行新标准,将有助于改善市场竞争及供货环境。我们要借实施电工钢新国家标准的东风,大力宣传新国家标准,让用户更好地理解和认识新国家标准的重要性,在满足新国家标准的前提条件下,与用户签订更高标准的技术协议,以满足用户的需要,促进电工钢产业和下游行业的健康发展。同时,呼吁强化国家标准的权威性及市场执行力,实现市场平台的统一性和竞争方式的公平性。

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另外,还要注意维护市场秩序,规范企业市场行为。新投产的企业应在产品合格后进入市场,进一步规范硅钢原材料市场并加强民企电工钢的技术进步。

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我国电工钢产业如何实现高质量发展

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实践证明,武钢引进冷轧电工钢专利技术这一决定是正确的,我国电工钢产业也因此走出了一条消化吸收、掌握技术、形成能力的自我发展道路,但今后我国电工钢产业从国外引进先进技术的可能性不大,技术发展还得依靠自主开发、原始创新。“十三五”期间,电工钢产业要根据国家“一带一路”政策和电网升级改造及中西部开发等总体规划,按照相关行业节能减排、市场对更高端产品需求持续增长的要求,走可持续发展的道路。

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笔者建议,应做好以下工作:

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一是加大科技投入,重点支持电工钢关键共性技术的研究工作。如电工钢中的织构是提高磁性能的关键因素,然而织构的概念比较抽象,较难理解和掌握。而且,在电工钢加工过程中的织构控制涉及较多的金属学理论,其中一些还是世界性难题。因此,该问题具有很强的学术性和技术性,是电工钢技术发展的关键科学问题之一,也是当今世界电工钢发展普遍关心的学术问题。该问题的挑战在于,常规的织构控制技术和原理的应用潜力似乎已穷尽,需要发展新的技术及相关原理使电工钢实现突破性进步。

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二是发挥行业协会和高等学校的优势,开展高层次的国际交流与合作,加强电工钢科技人才的培养。

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三是围绕降低电工钢制备成本,深度开展CSP(薄板坯连铸连轧)工艺生产取向电工钢技术研究,实现电工钢短流程工艺技术的产业化并打造具有中国知识产权的新工艺。中国是全世界薄板坯连铸连轧生产线最密集的国家,其生产成本低廉。现有工业研究表明,可以利用这种流程生产出合格的取向电工钢,并实现规模化工业生产。如果继续开展研究,就有望使其整体的生产成本接近高牌号无取向电工钢,形成中国创新技术,并达到大幅度节能的效果。

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四是围绕国家节能降耗要求,重点开发超低铁损取向电工钢制备技术、超高磁感取向电工钢制备技术,满足国家电网发展需求;围绕电工钢产业可持续发展要求,强化国家标准执行力,提高电工钢国家标准门槛,取消不适应市场需求的低端产品牌号,淘汰电工钢生产企业的落后产能;重点开发薄规格无取向电工钢制备技术、高端高效电机用电工钢制备技术、中频高效电机用电工钢制备技术、高强度电工钢制备技术,满足100万千瓦以上、超超临界电机用钢、抽水蓄能发电用钢、高效节能电机用钢、交通驱动电机、高端家电等用钢的需求;推进及开展全生命周期无公害电工钢制备技术、全生命周期低能耗电工钢制备技术、低噪声电工钢制备技术,真正满足我国国民经济飞速发展的要求。

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未来,中国电工钢产业要面向世界,全面实现中国生产、开发、技术转让,达到服务全球的目标;在生产能力、数量、品质上走在世界前列,在生产技术、产品研发、技术储备上与世界同步,在知识产权、专利技术、发明专利数量上做出更大贡献。


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