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      寶鋼取向硅鋼的發展歷程

      放大字體  縮小字體 發布日期:2017-04-06  來源:電工鋼領航網  作者:edit3  瀏覽次數:20
      核心提示:取向硅鋼的概念及戰略意義取向硅鋼是晶粒的易磁化方向平行于軋向、含硅量3%左右的電工鋼。取向硅鋼可分為一般取向硅鋼和高磁感
      取向硅鋼的概念及戰略意義
       
      取向硅鋼是晶粒的易磁化方向平行于軋向、含硅量3%左右的電工鋼。取向硅鋼可分為一般取向硅鋼和高磁感取向硅鋼兩大類,多用于電能傳輸領域,是電力、電子和軍事工業不可缺少的重要金屬功能材料。
       
      取向硅鋼素有鋼鐵藝術品之稱,技術含量高、工藝復雜,是否掌握取向硅鋼生產技術往往被用來衡量一個鋼鐵企業的技術實力。
       
      2000年前,國內只有武鋼具備批量生產冷軋取向硅鋼產品的能力,年產能約10萬t,只能滿足國內市場的30%左右,缺口主要依賴進口。
       
      1995年寶鋼與JFE簽訂了引進中低牌號無取向硅鋼生產一貫制技術和成套設備合同,工程于2000年投產。經過幾年艱苦的質量攻關和市場磨礪,寶鋼牌無取向硅鋼成功實現了進口替代及出口,在國內外市場上獲得了良好的聲譽,使寶鋼以高質量的產品形象進入冷軋電工鋼供應商行列。
       
      但是,寶鋼不會僅僅滿足于生產中低牌號無取向硅鋼,寶鋼清醒地認識到只有具備生產取向硅鋼的產線與技術能力,才能成為名副其實的冷軋硅鋼產品供應商,才能與寶鋼現代化的鋼鐵企業及其雄厚的技術實力相匹配。因此,在進行中低牌號無取向硅鋼產線建設的同時,把發展取向硅鋼提上了議事日程,著手進行取向硅鋼的發展規劃。
       
      以研究院硅鋼研究室(所)為主干,匯集寶鋼硅鋼方面的研發、生產及設備技術等方面的專業人才,成立了硅鋼前期工作小組,負責取向硅鋼的發展戰略策劃、產品工藝技術研究等工作。
       
      在系統分析和研究國內外取向硅鋼市場情況及生產技術發展趨勢的基礎上,不失時機地啟動了取向硅鋼工藝技術開發系列科研課題。
       
      從實驗室建設開始,以創新的研發方法為手段,以工程需求為導向,以生產合格取向硅鋼產品為目標,走開放式技術開發創新之路,在取向硅鋼的產品及技術研發方面取得了一批重大成果。
       
      1.實驗室的建設
       
      取向硅鋼工藝流程長,涉及大量專用裝備。為了進行取向硅鋼工藝技術開發,首先要建成完備的實驗室裝備。
       
      寶鋼從1997年開始建設取向硅鋼實驗室。
      在系統梳理研究院已有資源的基礎上,以實驗室裝備能夠模擬現場產線、研發手段符合取向硅鋼技術發展方向為導向,策劃了增加板坯高溫加熱爐、熱軋板常化爐、可控氣氛熱處理爐、高溫退火爐及其配套設備的實驗室建設方案,并進行了大量調研工作。
       
      出人意料的是,不僅市場上沒有現成的試驗裝備可供選擇,有經驗制造取向硅鋼試驗設備的廠家也寥寥無幾,且因得不到關聯企業的許可,無法向寶鋼提供其裝備,實驗室建設面臨技術封鎖的難題。
       
      面對這種情況,公司決策自主研發集成實驗室裝備,關鍵設備的功能需求和基本設計由寶鋼自己完成,再尋找有能力的設備商承建。自主建成了具有21世紀先進水平的取向硅鋼實驗室設備,基本實現了取向硅鋼全流程產線的模擬,為取向硅鋼產品研發奠定了基礎。
       
      2.研發項目的策劃
       
      雖然世界上掌握取向硅鋼生產工藝技術的鋼鐵企業屈指可數,但取向硅鋼已經過了70多年的發展歷程。在漫長的發展過程中,取向硅鋼的產品質量檔次不斷提高,21世紀初,市場上已有鐵損低于0.75W/kg的取向硅鋼產品,不到70年前的一半。面對取向硅鋼領域的高技術水平門檻,寶鋼必須利用現代冶金科技成果,自主開發取向硅鋼生產工藝技術,實現跨越式發展。為此,研究院根據寶鋼取向硅鋼發展的整體規劃,分階段系統策劃了取向硅鋼研發項目。
       
      第一階段,取向硅鋼工藝技術預研究階段。
      本階段研究重點在于摸索取向硅鋼的基本制造方法及工藝要求,并由此提出實驗室關鍵裝備的功能需求,為實驗室設備設計提供依據。在實驗室基本貫通了取向硅鋼工藝流程,獲得了鐵損小于1.30W/kg的取向硅鋼合格樣品,為進一步的產品研發奠定了基礎。
       
      第二階段,取向硅鋼產品實驗室研發階段。
      本階段的研發工作以產品研制為龍頭,全面展開了0.23—0.30mm3個厚度規格的一般取向硅鋼和高磁感取向硅鋼產品工藝技術研發。2004年上半年,穩定地試制出合格的取向硅鋼實驗室樣品,其中,0.30mm規格CCO性能達到B30G130牌號的水平,部分性能達到了B30G120的水平;薄規格的0.27mm和0.23mmCGO的研制分別達到B27G120及B23G110的水平。0.30mm規格高磁感取向硅鋼達到B30P105的水平;0.27mm和0.23mm規格高磁感取向硅鋼鐵損平均值達到0.98W/kg和0.92W/kg,完成了研發目標,實驗室樣品磁性能合格率都在85%以上。通過課題的研究,明確了生產CGO產品的各工序關鍵工藝參數及控制要點,具備了大生產工藝轉化的必要條件。
       
      第三階段,取向硅鋼產線設備談判技術支撐階段。
      本階段的研發工作以工程需求為導向,為取向硅鋼產線設備談判提供技術支撐,回答設備談判進程中遇到的疑難問題,重點研究產線基本設計參數變更時,對產品質量的可能影響,降低技術風險。
       
      第四階段,取向硅鋼生產技術開發及大生產驗證(投產)階段。
      本階段以兩個取向硅鋼一貫制技術研發項目為主線,以后工序產線投產前基本解決前工序技術問題為目標,重點解決產品生產工藝參數的控制規律性問題、產品工藝轉化問題及批量生產的問題。通過全工序工藝環節的系統梳理,策劃了46個科研課題,一貫制課題以生產合格產品為目標,工序實現技術課題以工藝參數的穩定控制及批量生產為目標,兩類項目互為依托、相互支撐,構成一個有機的整體。
       
      3.取向硅鋼產線建設技術支撐
       
      2004年下半年,寶鋼基本完成了取向硅鋼產品及技術的實驗室研發工作,并根據實驗室成果及寶鋼精品碳鋼生產經驗,提出了取向硅鋼各產線的基本工藝需求及設備功能需求,進行模擬產線設計,進而完成了產線基本設計,具備了硅鋼產線自主集成的必要條件。產線設備技術談判過程中,根據設備能力及設備配置的具體情況,對關鍵工藝參數進行專項認證試驗,確保產線設計滿足工藝需求,降低技術風險。
       
      2005年底,以寶鋼自主開發技術為特征的常化產線、常化酸洗產線、可逆軋機產線、取向硅鋼中間退火和脫碳退火產線、高溫退火產線、熱拉伸平整產線等主工藝產線技術附件簽字,關鍵設計參數都經過了實驗室模擬研究,保證了產線設計滿足產品工藝需求。
       
      4.研發方法及管理創新
       
      取向硅鋼研發項目具有難度高、涉及面廣、時間節點緊、直接應用于工程建設等鮮明特點,只能成功,不能失敗。因此,高效保障研發資源、強化研發質量及進度管理、提高研發效率非常重要。在公司的大力支持下,硅鋼團隊根據研發各階段的特點,進行了研發方法和管理創新。
       
      實驗室研發階段,引入了六西格瑪設計方法論(DFSS),將復雜的產品研制過程劃分為I(確認)、D(設計)、O(優化)、V(驗證)四個階段,采用DOE設計工具,有效地縮短了設計、研發周期,實現高效能的產品開發過程。同時,應用完善的統計工具,以大量數據證明研究成果的可靠性和可實現性,保證了研發對工程建設技術支撐的可靠性和有效性。另一方面,從產品研發的策劃階段開始就關注客戶的心聲,將客戶的要求與工藝要素掛鉤,融人整個產品的生產工藝流程中,并進行動態更新,保證研制出的產品能準確地反映客戶的要求。短短3年多時間,取向硅鋼3個規格6個牌號產品均穩定獲得實驗室合格樣品,顯示了引入DFSS方法論的功效。
       
      生產技術開發及大生產驗證(投產)階段,公司創新了項目管理制度,硅鋼項目試點大項目經理制,簡化流程、強化項目目標、進度和研發過程的管理與推進,保證研發質量和進度滿足硅鋼投產的要求。在大項目經理的領導下,各項目團隊充分利用前工序驗證和大生產驗證平臺,細致策劃驗證方案,整合寶鋼集團范圍內的可用資源,盡可能延伸產品驗證的工序,取得了豐碩的成果。
       
      標志性成果有:硅鋼產線投產前,完成9000t現場驗證,實驗室樣品合格率穩定在85%以上;硅鋼產線投產后,CGO產品一次投產成功,產品性能達到同類產品實物質量水平;投產3個月后,完成高磁感取向硅鋼產品工藝調試,并陸續生產出合格的0.23~0.27mm規格高磁感取向硅鋼產品,0.30mm規格高磁感取向硅鋼達到B30P105水平,激光刻痕產品牌號分別達到B27R095和B23R090的水平,填補了國內空白;投產半年后,實現了取向硅鋼的穩定批量生產等。這些成果充分證明,寶鋼取向硅鋼一貫制技術和工序實現技術研發取得了巨大的成功。
       
       
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