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“金字塔尖”的钢是这样炼成的

2024-04-29 作者: 客户案例

  “取向硅钢,那是钢铁行业金字塔尖的产品!”听到记者要去调研取向硅钢,一位钢铁行业资深从业者对上海证券报记者说。

  在宝钢股份第四智慧工厂,钢铁行业最顶尖的产品揭开了“面纱”:一卷取向硅钢,样子就像一棵百年大树的横截面。因为其厚度极薄,“年轮”细密得令人惊叹。

  “最高端的钢材,就要匹配最高端的工厂。”在第四智慧工厂现场,生产负责人对记者介绍,这座工厂就是专门为生产取向硅钢所打造,是宝钢前沿技术、前沿生产的结合点。

  看硅钢,为何要来宝钢?因为在中国硅钢历史上,宝钢扮演着一个特殊的角色。十余年前,我国高压输电急需国产取向硅钢上的突破,宝钢硅钢带头人李国保与团队依靠多年的技术积累,于紧要关头攻克了这一钢铁“金字塔尖”的难题,保障了国家重大电力工程的建设。

  李国保目前担任中国宝武钢铁集团有限公司首席科学家。现年60岁的李国保神采奕奕、斗志昂扬,引领着硅钢研发工作一路向前。谈起硅钢,他首先提到的不是过去的成就,而是对记者感叹:“‘双碳’给硅钢带来了新的发展机会!”

  “硅钢是和电伴生的,发电、输电、用电三个环节不能离开硅钢。发电、用电用无取向硅钢,中间的输电用的是取向硅钢。”李国保介绍,取向硅钢用在输电中的变压器部件;无取向硅钢则主要用在电机上,承担机械能和电能之间的转换。两种硅钢的性能好坏,都直接影响到用电中的能量损耗多少。

  而钢铁工业“皇冠上的明珠”,特指的是取向硅钢。它之所以难造,就难在“取向”,要让晶粒做到一致排列。就像饼上撒的芝麻,要让这些芝麻完全按照一样的方向排列,并非易事。作为钢铁产品中制造难度最大的品种之一,能否生产取向硅钢,是衡量一个国家、一个钢铁企业制造技术水平的重要标志。

  十余年前,我国的取向硅钢尤其是高磁感取向硅钢生产能力严重不足,成为国家电力传输系统中效率提升和节能政策落实的一大瓶颈。为解决这一难题,国家召集了专家团队,已有数年取向硅钢研究积累的李国保成为带头人,以期尽快攻克难关。

  回忆起取向硅钢的攻坚过程,李国保至今仍记得初期的多个细节:2007年1月的一个深夜,试验的户外装置出现了问题,结了一层冰。李国保为了能够更好的保证装置工作,每隔15分钟就到户外给仪器浇洒热水,就这样度过了一个不眠之夜。

  一头是冰,另一头是火。第一轮现场试制取向硅钢失败后,为了找到原因,李国保曾钻进高温未散的加热炉寻找原因。试制过程中的辛苦、反复,难以言尽。

  终于在2008年,取向硅钢实现投产。不过,当时的取向硅钢还不能满足超高压输电需要,更不能用于特高压输电。国际形势的变化,又开始倒逼国内研发团队向着特高压进军。李国保表示,那一段时间取向硅钢研发获得了集团的全力支持,研发团队用2年左右的时间集中完成了5年的工作量,终于实现了特高压难题的突破。

  2008年投产以来,宝钢取向硅钢产品在三峡工程、“西电东送”、特高压交直流等国家重大工程上都起到了重要的保障作用。据李国保介绍,宝钢在世界上高牌号取向硅钢中的首发牌号已经占了72%,剩余非首发的高牌号,宝钢也可以批量生产。

  以宝钢为代表的国内硅钢产业实现了从落后、追平到领先的产业跨越。取向硅钢并非像芯片那样为大众所熟知,但其对于国家电力建设却如同芯片一样重要。

  “‘双碳’战略下,硅钢会有新的大发展。”提到硅钢的未来,李国保又将目光投向了另一个大类——无取向硅钢。

  许多人并不了解的是,中国每两辆新能源汽车中,就有一辆车的电机使用的是宝钢无取向硅钢。新能源汽车产业已成为宝钢硅钢新的增长点,也再次开启了一段“从0到1”的研发旅程。

  “新能源车是一个全新的需求,也是硅钢领域净增长的市场。其实,宝钢在2007年左右就开始跟随新能源汽车的产业政策研发专用无取向硅钢。”李国保回忆称。

  他向记者分析,新能源汽车使用的无取向硅钢,与前述输电使用的取向硅钢性能要求完全不同,甚至与传统的无取向硅钢差异也很大。其不仅需要好的磁性,还需要非常好的机械强度,而两个指标从物理上来讲是互相矛盾的。以往无取向硅钢的机械强度要求不高,因为电机转速不过3000转,但新能源汽车起步就需要6000转,最高突破2万转。

  “怎么解决?那就是我们的秘诀了!”李国保笑道。在新能源车无取向硅钢上的先行先试,又让宝钢硅钢掌握了其中的核心技术,并在这样的领域跑在了世界前列。

  据宝钢股份硅钢事业部相关负责的人介绍,宝钢硅钢第五智慧工厂已经建成,这是全球第一个专门为新能源汽车建造无取向硅钢的工厂。目前,该工厂产能爬坡迅速,顶级高牌号无取向硅钢的生产能力大幅度的提高。在第五工厂旁,宝钢还为未来可能的扩产预留了一片土地。同时,无取向硅钢的技术也平移到武钢青山基地,在那里同样建设了一座新能源汽车无取向硅钢工厂。

  “我们新能源汽车无取向硅钢现在产能利用率100%。在整个无取向硅钢业务板块里面,新能源汽车用高牌号无取向硅钢增速最快。”李国保预计,这类硅钢的增速将会匹配新能源汽车市场的总体增速,产能建设可能还会适当超前。

  智慧工厂,是宝钢硅钢技术落地的地方。 其中,硅钢第四智慧工厂在“钢铁圈”知名度很高。记者在这座工厂实地走访时,恰巧遇到一个来自北方某钢铁集团的参观团。

  实地走进这座工厂,记者的第一感觉就是“震撼”。在这座走到底要20多分钟的大型钢铁厂房,记者竟然没有见到任何操作工,生产流程已经实现全自动化。

  记者了解到,这座工厂若没有实现智慧化生产,需要300位员工;而目前员工仅有88人,在4班倒的情况下,每班只要22人即可维持工厂运转。工人还能够最终靠考取不同环节的操作证书,实现从操作工到工程师的跃升。

  从了解高端硅钢的研发应用,到参观走访智慧工厂,记者看到的,不仅是钢铁生产的变化,更是高端材料的创新突破之路。

  实际上,近20年来,钢铁行业已发生了巨变。经济动能的转换,正驱动钢铁行业向高端制造转型。

  国盛证券研究所能源钢铁行业分析师高亢对记者表示:“硅钢业务作为钢企优化产品结构、提升盈利能力的重要手段,一直是钢企转变发展方式与经济转型的重要方向。2022年年中以来,钢铁行业盈利持续处于低迷状态,硅钢相关业务再度成为重要的盈利稳定器。在钢企产品结构升级的趋势中,硅钢业务正在发挥更重要的作用。”返回搜狐,查看更加多

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