我国高牌号无取向电工钢生产及市场情况

2013-06-21武钢研究院

电器工业 2013年6期

文／武钢研究院／

随着节能减排政策的推进，高效电机的推广和应用，未来中小型电机和微电机领域对高牌号无取向电工钢的需求将会显著增加。据预测，2015年中国全社会用电量将达到6.02~6.61万亿千瓦时，“十二五”期间年均增长约8.8%，未来四年预计年均新增发电装机容量1亿千瓦。

一般来讲，铁损P1.5/50≤4.00W/kg的无取向电工钢称为高牌号无取向电工钢，主要应用于大型电机和发电机、中小型高效电机、节能家电及电动汽车用电机、微特电机、精密仪器仪表等领域。高牌号冷轧无取向电工钢制造工艺复杂、成分控制严格，世界上日本JFE和新日铁公司是高牌号无取向电工钢生产技术的领导者和产品的主要供应商，目前我国只有太钢、武钢、宝钢、鞍钢和首钢5家企业能生产。高牌号无取向电工钢也是我国少数依然依赖进口的高端钢铁品种之一，随着国内无取向电工钢中低牌号产能过剩及高牌号市场需求上升，越来越多的企业将产品开发和生产的重心转移到高牌号无取向电工钢领域。

1 国内高牌号无取向电工钢产量统计

2012年国内无取向电工钢产量为566万吨，其中高牌号无取向电工钢产量为48万吨，高牌号产量同比下降了6%。2012年武钢、太钢、宝钢、首钢和鞍钢五大钢厂高牌号无取向电工钢产量分别为15万吨、13万吨、12万吨、5万吨和3万吨。武钢超过太钢，产量跃居全国第一。

除太钢、宝钢、武钢、鞍钢和首钢五大企业外，国内在建高牌号无取向电工钢生产线的企业还包括除新余钢铁、马钢、本钢等企业，目前在建的项目有7家以上，其中大部分新增项目计划在今明两年内投产，预计新增高牌号无取向电工钢产能将超过80万吨/年。

2 我国高牌号无取向电工钢市场价格走势

高牌号无取向电工钢专用性强，钢厂大都是直供给下游客户，钢材市场上流通量较小，据不完全统计，整个市场上的高牌号无取向电工钢流通量占五大钢厂总产量的10%左右。

据中国冶金网监测的市场价格数据，高牌号无取向电工钢市场价格从2011年三季度开始，一直呈现不断下滑的走势，到目前下滑幅度超过30%以上。

3 我国高牌号无取向电工钢进口统计

2004年以来，随着国内产能的迅速增长，我国无取向电工钢的进口量开始逐年减少，2012年我国共进口无取向电工钢进口量为47万吨，较2004年的高峰时期减少了近2/3。

图1 近年我国高牌号无取向电工钢产量情况

图2 2010年以来上海市场国产高牌号无取向电工钢50WW400市场价格走势

我国现行的海关统计制度，导致无法通过查询到高牌号无取向电工钢的进出口量的。根据中国金属学会电工钢分会在2011年上半年对国内部分电工钢进口贸易商的调查，高牌号无取向电工钢占整个无取向电工钢进口总量的比例约在25~30%。根据这个比例，估算出2012年我国高牌号无取向电工钢的进口量约为12~14万吨，月均进口量在1万吨左右。

表1 国内新增高牌号无取向电工钢产能（不完全统计）

图3 近十年我国无取向电工钢进口情况统计

4 高牌号无取向电工钢技术发展方向

高牌号无取向电工钢的生产最早追溯到1978年，当时日本新日铁和川崎采用顶底复合吹炼和三次脱硫工艺来冶炼杂质极低的纯净钢水，陆续生产出了高牌号无取向电工钢S8和S7（对应目前国标50W270和50W250牌号水平）。1985年新日铁生产的最高牌号达到H6（对应目前国标50W230牌号水平），1992年川崎也生产出了同牌号水平高牌号无取向电工钢RM6。

高牌号无取向电工钢根据生产过程中冷加工能力及产品电磁性能指标( 铁损及磁极化强度)的侧重要求，在传统生产工艺( 前部工序已摒弃模铸初轧工艺，并且热轧卷均已通过常化工艺处理)上分为一次冷轧法及二次冷轧法。近年来，由于炼钢技术的发展，炼钢工序已经可以生产出碳质量分数小于30×10-6的超低碳钢水，同时由于电磁搅拌技术在连铸中的成功应用，高牌号无取向电工钢的二次冷轧法逐渐被一次冷轧法所取代。目前，新日铁和JFE以及国内厂家大都是采用用一次冷轧法生产无取向电工钢。

高牌号无取向电工钢技术进步与发展主要围绕在以下几个方面：

1）低铁损化。电工钢的技术发展始终围绕着降低铁损这个主线来进行，净化钢质技术、热轧板常化技术等手段是降低无取向电工钢铁损的主要措施，随着控制技术的进步和生产装备的升级，开发和批量稳定生产铁损P1.5/50＜2.0W/kg的更高牌号无取向电工钢是各个企业努力的方向。

2）高磁通密度。一般来说，无取向电工钢作为电机铁心材料，如果提高其磁感，将有利于降低因漆包线发热而产生的铜损，提升电机的效率，同时也有助于用材的减少、电机尺寸的缩小。因而进一步提升无取向电工钢的磁感，对于提高电机的效率非常有意义，国内武钢和宝钢都专门开发了高磁感系列无取向电工钢（又称高效无取向电工钢），高磁感系列无取向电工钢的铁损与对应同牌号的普通无取向电工钢相当，但是磁感要高0.05T以上。高磁感系列无取向电工钢是制造高效节能电机的理想铁心材料。

3）薄规格化。当前，在燃料系、冷却系、空调系所用电机以及混合型电力汽车的启动发电机中，均使用厚度为0.35mm电驱动用电工钢，厚度从0.50mm减薄到0.35mm，有效降低了涡流损失。目前，日本汽车电器部件大都使用0.35mm的电工钢制造新型交流发电机铁芯。另外，在中高频电机、控制电器、高能加速器的铁芯中，一般采用小于0.2mm的薄带形式。日本新日铁和JFE都开发了不同类型薄规格无取向电工钢，国内宝钢也成功开发了0.20mm和0.15mm厚度的AT系列薄规格产品，并且实现批量生产，大量应用于手机震动马达中。

4）涂层专业化。电工钢绝缘涂层除具有绝缘性外，还要有优异的冲片性、焊接性、附着性、耐化学药品稳定性及叠装系数等。目前半有机涂层被国内外电工钢生产企业广泛采用。它以无机涂料为主、有机树脂为辅，具有绝缘性和冲片性，能经受消除应力退火700~800℃的涂层。另外涂层技术的未来的开发重点包括：①有机高分子自黏接性涂层的开发和应用，自黏结型涂层电工钢在低温下（150~250℃）叠片黏结成一体，主要用于风力发电机、磁悬浮机组、高速列车中；②新型环保类涂层的开发应用；③专业厚涂层工艺。

5）低成本工艺制造。近年来，利用薄板坯连铸连轧生产无取向中低牌号钢发展很快，其具有热轧卷板型好、尺寸公差小、磁性优良、成材率高、成本低等优点，开发薄板坯连铸连轧生产工艺是降低高牌号无取向电工钢制造成本的重要方向；另外，采用酸连轧机生产高牌号无取向电工钢也是降低制造工艺的重要发展方向，与单机架轧制的高牌号无取向电工钢相比，酸连轧机轧制的电工钢产品具有能耗低、成材率高、板形及表面质量好等优势，有效降低了产品的生产成本，目前国内宝钢已能批量稳定的采用酸连轧机生产高牌号无取向电工钢。

6）宽板幅化。300、600、1000MW汽轮发电机的定子铁芯叠压长度分别为5100mm、6731mm、8150mm，如此长度的定子尺寸，多达万张以上的叠压厚度，出于成本和工艺的考虑，未来大型发电机对高牌号无取向电工钢的板宽当然是越宽越好。据对大型发电机市场调查，需求板宽达1100mm以上的客户占市场总需求的20%。因此，开发超宽幅度的高牌号的无取向电工钢是生产企业的一个发展方向。

5 国内外高牌号无取向电工钢产品质量对比

国内企业生产技术发展较快，产品质量进步较大，性能指标提升较快。

电磁性能：国内企业武钢、宝钢和太钢产品与新日铁、JFE产品电磁性能基本接近，部分牌号指标甚至优于新日铁和JFE。特别是武钢产品在磁感平均水平上是所有企业中最高的。

力学性能：宝钢和浦项高牌号无取向电工钢力学性能较好，抗拉强度和屈服强度较高，武钢和新日铁产品力学性能相当，JFE产品的力学性能最差。

涂层性能：国内高牌号无取向电工钢的涂层技术，除太钢外，基本上都与日系涂层技术类似。宝钢和浦项在涂层均匀性和附着性上较为出色。鞍钢和武钢涂层附着性较好，但是涂层均匀性有待提高。在耐腐蚀性能上，国内企业明显好于国外，特别是宝钢涂层的耐腐蚀性能表现最佳，鞍钢和武钢其次，JFE涂层耐腐蚀性能最差。

尺寸精度：国内企业尺寸公差精度保证值与国外企业基本一致，有的甚至高于国外企业的标准。但是从实物质量对比来看，国内企业在与进口国外企业还是有差距，国内企业板型控制稳定性上有待提高。

6 高牌号无取向电工钢需求预测

随着节能减排政策的推进，高效电机的推广和应用，未来中小型电机和微电机领域对高牌号无取向电工钢的需求将会显著增加。据预测，2015年中国全社会用电量将达到6.02~6.61万亿千瓦时，“十二五”期间年均增长约8.8%，未来四年预计年均新增发电装机容量1亿千瓦。发电设备行业将依然具有较大的发展空间，对高牌号无取向电工钢的需求保持平稳。根据国家发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》，到2015年，新能源汽车保有量达到50万辆以上。汽车行业对高牌号无取向电工钢的需求将会持续上升。据预测，“十二五”期末家电工业总产值达到1.5万亿元，年均增长率9.2%。考虑到我国家庭人均家电拥有量远低于发达国家水平，可以预见未来家电行业依然将保持较快的发展势头。与此同时，随着家电产品电机高效化，变频化的发展，家电行业对高牌号无取向电工钢的市场需求将会大幅增加。

综合上面的预测，采取单机用量估算法，结合经验数据，预测到2015年我国高牌号无取向电工钢的市场需求量将在100~110万吨。