我國高牌號無取向電工鋼生產(chǎn)及市場情況

文／武鋼研究院／

隨著節(jié)能減排政策的推進(jìn)，高效電機(jī)的推廣和應(yīng)用，未來中小型電機(jī)和微電機(jī)領(lǐng)域?qū)Ω吲铺枱o取向電工鋼的需求將會(huì)顯著增加。據(jù)預(yù)測，2015年中國全社會(huì)用電量將達(dá)到6.02~6.61萬億千瓦時(shí)，“十二五”期間年均增長約8.8%，未來四年預(yù)計(jì)年均新增發(fā)電裝機(jī)容量1億千瓦。

一般來講，鐵損P1.5/50≤4.00W/kg的無取向電工鋼稱為高牌號無取向電工鋼，主要應(yīng)用于大型電機(jī)和發(fā)電機(jī)、中小型高效電機(jī)、節(jié)能家電及電動(dòng)汽車用電機(jī)、微特電機(jī)、精密儀器儀表等領(lǐng)域。高牌號冷軋無取向電工鋼制造工藝復(fù)雜、成分控制嚴(yán)格，世界上日本JFE和新日鐵公司是高牌號無取向電工鋼生產(chǎn)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者和產(chǎn)品的主要供應(yīng)商，目前我國只有太鋼、武鋼、寶鋼、鞍鋼和首鋼5家企業(yè)能生產(chǎn)。高牌號無取向電工鋼也是我國少數(shù)依然依賴進(jìn)口的高端鋼鐵品種之一，隨著國內(nèi)無取向電工鋼中低牌號產(chǎn)能過剩及高牌號市場需求上升，越來越多的企業(yè)將產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的重心轉(zhuǎn)移到高牌號無取向電工鋼領(lǐng)域。

1 國內(nèi)高牌號無取向電工鋼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)

2012年國內(nèi)無取向電工鋼產(chǎn)量為566萬噸，其中高牌號無取向電工鋼產(chǎn)量為48萬噸，高牌號產(chǎn)量同比下降了6%。2012年武鋼、太鋼、寶鋼、首鋼和鞍鋼五大鋼廠高牌號無取向電工鋼產(chǎn)量分別為15萬噸、13萬噸、12萬噸、5萬噸和3萬噸。武鋼超過太鋼，產(chǎn)量躍居全國第一。

除太鋼、寶鋼、武鋼、鞍鋼和首鋼五大企業(yè)外，國內(nèi)在建高牌號無取向電工鋼生產(chǎn)線的企業(yè)還包括除新余鋼鐵、馬鋼、本鋼等企業(yè)，目前在建的項(xiàng)目有7家以上，其中大部分新增項(xiàng)目計(jì)劃在今明兩年內(nèi)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)新增高牌號無取向電工鋼產(chǎn)能將超過80萬噸/年。

2 我國高牌號無取向電工鋼市場價(jià)格走勢

高牌號無取向電工鋼專用性強(qiáng)，鋼廠大都是直供給下游客戶，鋼材市場上流通量較小，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，整個(gè)市場上的高牌號無取向電工鋼流通量占五大鋼廠總產(chǎn)量的10%左右。

據(jù)中國冶金網(wǎng)監(jiān)測的市場價(jià)格數(shù)據(jù)，高牌號無取向電工鋼市場價(jià)格從2011年三季度開始，一直呈現(xiàn)不斷下滑的走勢，到目前下滑幅度超過30%以上。

3 我國高牌號無取向電工鋼進(jìn)口統(tǒng)計(jì)

2004年以來，隨著國內(nèi)產(chǎn)能的迅速增長，我國無取向電工鋼的進(jìn)口量開始逐年減少，2012年我國共進(jìn)口無取向電工鋼進(jìn)口量為47萬噸，較2004年的高峰時(shí)期減少了近2/3。

圖1 近年我國高牌號無取向電工鋼產(chǎn)量情況

圖2 2010年以來上海市場國產(chǎn)高牌號無取向電工鋼50WW400市場價(jià)格走勢

我國現(xiàn)行的海關(guān)統(tǒng)計(jì)制度，導(dǎo)致無法通過查詢到高牌號無取向電工鋼的進(jìn)出口量的。根據(jù)中國金屬學(xué)會(huì)電工鋼分會(huì)在2011年上半年對國內(nèi)部分電工鋼進(jìn)口貿(mào)易商的調(diào)查，高牌號無取向電工鋼占整個(gè)無取向電工鋼進(jìn)口總量的比例約在25~30%。根據(jù)這個(gè)比例，估算出2012年我國高牌號無取向電工鋼的進(jìn)口量約為12~14萬噸，月均進(jìn)口量在1萬噸左右。

表1 國內(nèi)新增高牌號無取向電工鋼產(chǎn)能（不完全統(tǒng)計(jì)）

圖3 近十年我國無取向電工鋼進(jìn)口情況統(tǒng)計(jì)

4 高牌號無取向電工鋼技術(shù)發(fā)展方向

高牌號無取向電工鋼的生產(chǎn)最早追溯到1978年，當(dāng)時(shí)日本新日鐵和川崎采用頂?shù)讖?fù)合吹煉和三次脫硫工藝來冶煉雜質(zhì)極低的純凈鋼水，陸續(xù)生產(chǎn)出了高牌號無取向電工鋼S8和S7（對應(yīng)目前國標(biāo)50W270和50W250牌號水平）。1985年新日鐵生產(chǎn)的最高牌號達(dá)到H6（對應(yīng)目前國標(biāo)50W230牌號水平），1992年川崎也生產(chǎn)出了同牌號水平高牌號無取向電工鋼RM6。

高牌號無取向電工鋼根據(jù)生產(chǎn)過程中冷加工能力及產(chǎn)品電磁性能指標(biāo)( 鐵損及磁極化強(qiáng)度)的側(cè)重要求，在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝( 前部工序已摒棄模鑄初軋工藝，并且熱軋卷均已通過常化工藝處理)上分為一次冷軋法及二次冷軋法。近年來，由于煉鋼技術(shù)的發(fā)展，煉鋼工序已經(jīng)可以生產(chǎn)出碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30×10-6的超低碳鋼水，同時(shí)由于電磁攪拌技術(shù)在連鑄中的成功應(yīng)用，高牌號無取向電工鋼的二次冷軋法逐漸被一次冷軋法所取代。目前，新日鐵和JFE以及國內(nèi)廠家大都是采用用一次冷軋法生產(chǎn)無取向電工鋼。

高牌號無取向電工鋼技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展主要圍繞在以下幾個(gè)方面：

1）低鐵損化。電工鋼的技術(shù)發(fā)展始終圍繞著降低鐵損這個(gè)主線來進(jìn)行，凈化鋼質(zhì)技術(shù)、熱軋板常化技術(shù)等手段是降低無取向電工鋼鐵損的主要措施，隨著控制技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)裝備的升級，開發(fā)和批量穩(wěn)定生產(chǎn)鐵損P1.5/50＜2.0W/kg的更高牌號無取向電工鋼是各個(gè)企業(yè)努力的方向。

2）高磁通密度。一般來說，無取向電工鋼作為電機(jī)鐵心材料，如果提高其磁感，將有利于降低因漆包線發(fā)熱而產(chǎn)生的銅損，提升電機(jī)的效率，同時(shí)也有助于用材的減少、電機(jī)尺寸的縮小。因而進(jìn)一步提升無取向電工鋼的磁感，對于提高電機(jī)的效率非常有意義，國內(nèi)武鋼和寶鋼都專門開發(fā)了高磁感系列無取向電工鋼（又稱高效無取向電工鋼），高磁感系列無取向電工鋼的鐵損與對應(yīng)同牌號的普通無取向電工鋼相當(dāng)，但是磁感要高0.05T以上。高磁感系列無取向電工鋼是制造高效節(jié)能電機(jī)的理想鐵心材料。

3）薄規(guī)格化。當(dāng)前，在燃料系、冷卻系、空調(diào)系所用電機(jī)以及混合型電力汽車的啟動(dòng)發(fā)電機(jī)中，均使用厚度為0.35mm電驅(qū)動(dòng)用電工鋼，厚度從0.50mm減薄到0.35mm，有效降低了渦流損失。目前，日本汽車電器部件大都使用0.35mm的電工鋼制造新型交流發(fā)電機(jī)鐵芯。另外，在中高頻電機(jī)、控制電器、高能加速器的鐵芯中，一般采用小于0.2mm的薄帶形式。日本新日鐵和JFE都開發(fā)了不同類型薄規(guī)格無取向電工鋼，國內(nèi)寶鋼也成功開發(fā)了0.20mm和0.15mm厚度的AT系列薄規(guī)格產(chǎn)品，并且實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，大量應(yīng)用于手機(jī)震動(dòng)馬達(dá)中。

4）涂層專業(yè)化。電工鋼絕緣涂層除具有絕緣性外，還要有優(yōu)異的沖片性、焊接性、附著性、耐化學(xué)藥品穩(wěn)定性及疊裝系數(shù)等。目前半有機(jī)涂層被國內(nèi)外電工鋼生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用。它以無機(jī)涂料為主、有機(jī)樹脂為輔，具有絕緣性和沖片性，能經(jīng)受消除應(yīng)力退火700~800℃的涂層。另外涂層技術(shù)的未來的開發(fā)重點(diǎn)包括：①有機(jī)高分子自黏接性涂層的開發(fā)和應(yīng)用，自黏結(jié)型涂層電工鋼在低溫下（150~250℃）疊片黏結(jié)成一體，主要用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、磁懸浮機(jī)組、高速列車中；②新型環(huán)保類涂層的開發(fā)應(yīng)用；③專業(yè)厚涂層工藝。

5）低成本工藝制造。近年來，利用薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)無取向中低牌號鋼發(fā)展很快，其具有熱軋卷板型好、尺寸公差小、磁性優(yōu)良、成材率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)工藝是降低高牌號無取向電工鋼制造成本的重要方向；另外，采用酸連軋機(jī)生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼也是降低制造工藝的重要發(fā)展方向，與單機(jī)架軋制的高牌號無取向電工鋼相比，酸連軋機(jī)軋制的電工鋼產(chǎn)品具有能耗低、成材率高、板形及表面質(zhì)量好等優(yōu)勢，有效降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，目前國內(nèi)寶鋼已能批量穩(wěn)定的采用酸連軋機(jī)生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼。

6）寬板幅化。300、600、1000MW汽輪發(fā)電機(jī)的定子鐵芯疊壓長度分別為5100mm、6731mm、8150mm，如此長度的定子尺寸，多達(dá)萬張以上的疊壓厚度，出于成本和工藝的考慮，未來大型發(fā)電機(jī)對高牌號無取向電工鋼的板寬當(dāng)然是越寬越好。據(jù)對大型發(fā)電機(jī)市場調(diào)查，需求板寬達(dá)1100mm以上的客戶占市場總需求的20%。因此，開發(fā)超寬幅度的高牌號的無取向電工鋼是生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。

5 國內(nèi)外高牌號無取向電工鋼產(chǎn)品質(zhì)量對比

國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展較快，產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)步較大，性能指標(biāo)提升較快。

電磁性能：國內(nèi)企業(yè)武鋼、寶鋼和太鋼產(chǎn)品與新日鐵、JFE產(chǎn)品電磁性能基本接近，部分牌號指標(biāo)甚至優(yōu)于新日鐵和JFE。特別是武鋼產(chǎn)品在磁感平均水平上是所有企業(yè)中最高的。

力學(xué)性能：寶鋼和浦項(xiàng)高牌號無取向電工鋼力學(xué)性能較好，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較高，武鋼和新日鐵產(chǎn)品力學(xué)性能相當(dāng)，JFE產(chǎn)品的力學(xué)性能最差。

涂層性能：國內(nèi)高牌號無取向電工鋼的涂層技術(shù)，除太鋼外，基本上都與日系涂層技術(shù)類似。寶鋼和浦項(xiàng)在涂層均勻性和附著性上較為出色。鞍鋼和武鋼涂層附著性較好，但是涂層均勻性有待提高。在耐腐蝕性能上，國內(nèi)企業(yè)明顯好于國外，特別是寶鋼涂層的耐腐蝕性能表現(xiàn)最佳，鞍鋼和武鋼其次，JFE涂層耐腐蝕性能最差。

尺寸精度：國內(nèi)企業(yè)尺寸公差精度保證值與國外企業(yè)基本一致，有的甚至高于國外企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。但是從實(shí)物質(zhì)量對比來看，國內(nèi)企業(yè)在與進(jìn)口國外企業(yè)還是有差距，國內(nèi)企業(yè)板型控制穩(wěn)定性上有待提高。

6 高牌號無取向電工鋼需求預(yù)測

隨著節(jié)能減排政策的推進(jìn)，高效電機(jī)的推廣和應(yīng)用，未來中小型電機(jī)和微電機(jī)領(lǐng)域?qū)Ω吲铺枱o取向電工鋼的需求將會(huì)顯著增加。據(jù)預(yù)測，2015年中國全社會(huì)用電量將達(dá)到6.02~6.61萬億千瓦時(shí)，“十二五”期間年均增長約8.8%，未來四年預(yù)計(jì)年均新增發(fā)電裝機(jī)容量1億千瓦。發(fā)電設(shè)備行業(yè)將依然具有較大的發(fā)展空間，對高牌號無取向電工鋼的需求保持平穩(wěn)。根據(jù)國家發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到2015年，新能源汽車保有量達(dá)到50萬輛以上。汽車行業(yè)對高牌號無取向電工鋼的需求將會(huì)持續(xù)上升。據(jù)預(yù)測，“十二五”期末家電工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到1.5萬億元，年均增長率9.2%。考慮到我國家庭人均家電擁有量遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平，可以預(yù)見未來家電行業(yè)依然將保持較快的發(fā)展勢頭。與此同時(shí)，隨著家電產(chǎn)品電機(jī)高效化，變頻化的發(fā)展，家電行業(yè)對高牌號無取向電工鋼的市場需求將會(huì)大幅增加。

綜合上面的預(yù)測，采取單機(jī)用量估算法，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測到2015年我國高牌號無取向電工鋼的市場需求量將在100~110萬噸。

7 我國高牌號無取向電工鋼發(fā)展建議

1）開展低成本工藝制造技術(shù)研發(fā)：①開展薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼的研發(fā)；②開展酸連軋機(jī)生產(chǎn)高牌號無取向電工鋼的制造工藝技術(shù)攻關(guān)。

2）加強(qiáng)0.35mm厚度及以下的薄規(guī)格高牌號無取向電工鋼的開發(fā)和生產(chǎn)。

3）加大高效無取向電工鋼（高磁感無取向電工鋼）的開發(fā)和生產(chǎn)力度。

4）關(guān)注下游行業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)與下游行業(yè)研發(fā)合作，開發(fā)更適合下游行業(yè)產(chǎn)品升級所需的電工鋼材料。