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    張壽榮院士一文說透我國電工鋼產業的過去、現在和未來

    發布時間: 2018-10-30來源:中國冶金報 冶金傳媒

    張壽榮 陳卓

    改革開放40年來,我國電工鋼產業依靠引進先進技術,走出了一條消化吸收、掌握技術、形成能力的自我發展之路。改革開放40年,也是我國電工鋼產業快速發展壯大的40年。如今,我國電工鋼產量位居世界第一。今天,回顧我國電工鋼產業的發展歷程,總結發展經驗,剖析當前存在的問題,目的是為了讓這個產業實現更好的發展。

    一米七軋機與我國電工鋼的發展

    1949年新中國成立時,我國粗鋼年產量只有15.8萬噸。鋼鐵廠技術、裝備十分落后,沒有全套的冶煉和冷軋生產技術,也沒有自己的冷軋電工鋼產品,更談不上有滿足國家經濟建設需要的電工鋼產業。

    1972年8月份,毛澤東主席和周恩來總理批準了國家計委關于引進一米七軋機的報告之后,武鋼(現為寶鋼股份青山基地,下同)在外貿部、冶金部和湖北省建設武鋼一米七軋機工程指揮部的領導下,開始進行一米七軋機系統的引進工作,最終于1974年簽訂合同,1975年開始施工和生產準備工作,1978年末開始試投產。

    1978年之前,我們沒有冷軋硅鋼技術,只能生產熱軋硅鋼片,每年需要大量進口冷軋硅鋼。1978年武鋼引進的硅鋼項目試投產后,產量很小,到1981年底共試產132991噸,其中的合格品———取向硅鋼21846噸、無取向硅鋼33377噸。至1982年,受前工序配套不足和技術水平限制,我國硅鋼原料、表面涂層、軋輥等主要備品備件還得依靠進口。

    1981年,武鋼硅鋼片廠引進技術,推廣日本全面質量管理(TQC)經驗。1982年,武鋼按照日本新日鐵硅鋼專利技術,建立起從冶煉到冷軋硅鋼的工藝流程,為我國電工鋼生產打下了基礎。1996年,武鋼第二次引進技術,其主要引進了以Z8為代表一般取向電工鋼、以Z6H為代表的HIB鋼生產技術。

    1978年~2008年,我國國民經濟快速發展,當時國內鋼材的產量、品種滿足不了日益增長的需求,每年還需要進口幾百萬噸鋼材,包括高端冷軋材和硅鋼,其中2001年~2008年,平均每年進口硅鋼約115.62萬噸。

    筆者認為,40年來,中國電工鋼產業走出了一條消化引進先進技術形成生產能力的自我發展之路。而創新則是在引進先進技術基礎上的嘗試。

    從引進消化到自我開發的轉變

    改革開放40年來,通過學習國外先進技術,消化、掌握國外先進專利技術,我國電工鋼產業不斷發展壯大。40年來,我們開發了一系列具有自主知識產權的產品,完善生產工藝,對設備不斷進行改進,經過長期努力,中國電工鋼生產技術得到了快速的發展,電工鋼產量居世界第一。我國電工鋼產業發展階段大致可分為以下幾個時期:

    一是引進消化期(1974年~1986年)。1974年經國家批準,武鋼第一次從日本新日鐵引進了當時世界先進的冷軋電工鋼生產專利技術及全套工藝設備,該項目年生產設計能力7萬噸,其中無取向鋼4.2萬噸、取向鋼(含HIB鋼)2.8萬噸。該項目從1974年9月5日開始建設,1978年下半年試投產。

    二是引進吸收期(1987年~1997年)。多年來,在消化引進技術的基礎上,為滿足國家對高磁感取向電工鋼的需要,我們通過不斷的管理創新和質量持續改進攻關,使電工鋼各項經濟技術指標和產品實物質量均達到外國同類產品水平,完成了取向電工鋼全面高磁感低鐵損產品化技術改造,實現了高磁感取向電工鋼(HIB鋼)的穩定生產。1986年以來,我們開發了國產取向硅鋼級氧化鎂、國產T4等無取向硅鋼涂層、國產軋輥等配套產品、國內第一條隧道式取向電工鋼高溫退火爐、武鋼二硅鋼生產裝備。還有一些自主開發的典范,包括世界上第一座用于取向電工鋼中間完全脫碳退火目的的雙層鋼帶連續退火爐及其相關工藝、兩座高溫環形退火爐等共計23條硅鋼生產線。

    三是快速開發期(1998年~2015年)。這一時期,我國電工鋼生產技術得到了快速發展,電工鋼產量居世界第一。

    進入“十三五”以來,我國電工鋼產業正在邁向高質量發展。截至2017年底,我國累計取得與電工鋼相關的專利5497項,其中發明專利2993項、實用新型專利2504項。截至2018年上半年,我國無取向電工鋼生產企業約21家、取向電工鋼生產企業約18家,其生產能力已達到約1237.5萬噸,其中無取向電工鋼1082萬噸、取向電工鋼155.5萬噸。

    改革開放40年來,我國電工鋼產業發生翻天覆地的變化。取向電工鋼產量從1978年的3噸增長到2017年的110.46萬噸,無取向電工鋼產量從1978年的991噸增長到2017年的899.44萬噸。1993年,我國無取向電工鋼開始出口,2001年取向電工鋼開始出口。2017年,我國從電工鋼凈進口國變為凈出口國,打破了長期依賴進口的局面。截至2018年8月底,40年來,武鋼共生產電工鋼2386.318萬噸,其中取向電工鋼655.1679萬噸、無取向電工鋼1731.1501萬噸。

    目前,中國電工鋼已大量應用在大型變壓器、大型發電機、電動機和家用電器上,如小浪底工程、三峽工程、青藏鐵路工程、北京正負電子對撞機工程、神六和神七載人飛船工程、高鐵、機器人、新能源汽車等國家重點項目及領域。

    我國電工鋼產業存在的突出問題

    目前,我國電工鋼產業存在的突出問題有以下幾個:

    一是結構性重復建設的產能過剩。從現有的產能和產量看,我國電工鋼主要是結構性過剩,中低牌號無取向電工鋼過剩20%~30%,一般取向電工鋼(CGO)過剩20%。因此,必須防止高牌號、高效無取向電工鋼等產能出現新的過剩。目前,國內有30多家生產冷軋電工鋼的企業,但80%的企業是近幾年涌現的新生電工鋼生產企業。其間許多企業引進設備、擴充產能、增加產量、獲取效益,其發展存在著一定的盲目性。許多企業現有質量水平和技術積累仍保持在較初級的階段,所生產的產品也大多是低技術質量的中低檔產品;生產技術多為跟蹤、模仿,不關注自主知識產權的核心技術,更無暇關注新技術、新產品的開發。一些企業依靠拼成本、拼價格、拼銷售來競爭有限的市場,質量提高和技術進步等也被放在了次要地位。目前還有企業在建電工鋼生產線,國家應從供給、節能、環保、創新等方面制定政策和法規,控制產能的釋放或擴大,加快低端落后產品的淘汰步伐,同時國家監管部門要加大監管或控制審批電工鋼項目的力度。

    二是頂級高端產品數量少,質量穩定性不夠。從2017年我國高端電工鋼產量看,頂級高端產品比例不高,用戶需求還不能完全得到滿足;生產控制水平須提高,且要提高原牌號合格率,減少不合格產品或有缺陷的產品數量,提高管理水平和產品綜合質量;面向國內大型發電設備、節能變壓器、高效節能電機、交通驅動電機、新能源電動汽車電機、無人機和高端家電等下游產業的新需求,應重點開發低噪聲變壓器用取向電工鋼、立體卷鐵芯用耐熱取向電工鋼、薄規格無取向電工鋼、高端高效電機用無取向電工鋼、中頻高效電機用無取向電工鋼、高強度無取向電工鋼的制備技術。

    三是執行產品國家標準意識不強。2017年5月1日,國家正式實施新國家標準(GB/T2521.1-2016)《全工藝冷軋電工鋼第1部分:晶粒無取向鋼帶(片)》和(GB/T2521.2-2016)《全工藝冷軋電工鋼第2部分:晶粒取向鋼帶(片)》。新國家標準的實施不僅淘汰了原標準中的落后產品牌號、提高了磁性能水平及指標的技術門檻,而且新標準與國際標準接軌并具有中國特色,形成了2個單獨的產品標準。新標準的修訂和實施將進一步規范企業行為,實現國家標準與企業標準的有機結合及應用,通過貫徹和執行新標準,將有助于改善市場競爭及供貨環境。我們要借實施電工鋼新國家標準的東風,大力宣傳新國家標準,讓用戶更好地理解和認識新國家標準的重要性,在滿足新國家標準的前提條件下,與用戶簽訂更高標準的技術協議,以滿足用戶的需要,促進電工鋼產業和下游行業的健康發展。同時,呼吁強化國家標準的權威性及市場執行力,實現市場平臺的統一性和競爭方式的公平性。

    另外,還要注意維護市場秩序,規范企業市場行為。新投產的企業應在產品合格后進入市場,進一步規范硅鋼原材料市場并加強民企電工鋼的技術進步。

    我國電工鋼產業如何實現高質量發展

    實踐證明,武鋼引進冷軋電工鋼專利技術這一決定是正確的,我國電工鋼產業也因此走出了一條消化吸收、掌握技術、形成能力的自我發展道路,但今后我國電工鋼產業從國外引進先進技術的可能性不大,技術發展還得依靠自主開發、原始創新。“十三五”期間,電工鋼產業要根據國家“一帶一路”政策和電網升級改造及中西部開發等總體規劃,按照相關行業節能減排、市場對更高端產品需求持續增長的要求,走可持續發展的道路。

    筆者建議,應做好以下工作:

    一是加大科技投入,重點支持電工鋼關鍵共性技術的研究工作。如電工鋼中的織構是提高磁性能的關鍵因素,然而織構的概念比較抽象,較難理解和掌握。而且,在電工鋼加工過程中的織構控制涉及較多的金屬學理論,其中一些還是世界性難題。因此,該問題具有很強的學術性和技術性,是電工鋼技術發展的關鍵科學問題之一,也是當今世界電工鋼發展普遍關心的學術問題。該問題的挑戰在于,常規的織構控制技術和原理的應用潛力似乎已窮盡,需要發展新的技術及相關原理使電工鋼實現突破性進步。

    二是發揮行業協會和高等學校的優勢,開展高層次的國際交流與合作,加強電工鋼科技人才的培養。

    三是圍繞降低電工鋼制備成本,深度開展CSP(薄板坯連鑄連軋)工藝生產取向電工鋼技術研究,實現電工鋼短流程工藝技術的產業化并打造具有中國知識產權的新工藝。中國是全世界薄板坯連鑄連軋生產線最密集的國家,其生產成本低廉。現有工業研究表明,可以利用這種流程生產出合格的取向電工鋼,并實現規模化工業生產。如果繼續開展研究,就有望使其整體的生產成本接近高牌號無取向電工鋼,形成中國創新技術,并達到大幅度節能的效果。

    四是圍繞國家節能降耗要求,重點開發超低鐵損取向電工鋼制備技術、超高磁感取向電工鋼制備技術,滿足國家電網發展需求;圍繞電工鋼產業可持續發展要求,強化國家標準執行力,提高電工鋼國家標準門檻,取消不適應市場需求的低端產品牌號,淘汰電工鋼生產企業的落后產能;重點開發薄規格無取向電工鋼制備技術、高端高效電機用電工鋼制備技術、中頻高效電機用電工鋼制備技術、高強度電工鋼制備技術,滿足100萬千瓦以上、超超臨界電機用鋼、抽水蓄能發電用鋼、高效節能電機用鋼、交通驅動電機、高端家電等用鋼的需求;推進及開展全生命周期無公害電工鋼制備技術、全生命周期低能耗電工鋼制備技術、低噪聲電工鋼制備技術,真正滿足我國國民經濟飛速發展的要求。

    未來,中國電工鋼產業要面向世界,全面實現中國生產、開發、技術轉讓,達到服務全球的目標;在生產能力、數量、品質上走在世界前列,在生產技術、產品研發、技術儲備上與世界同步,在知識產權、專利技術、發明專利數量上做出更大貢獻。

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