矽鋼的第二次重大技術突破是在1956年,新日鐵發明了通過一次冷軋生產高磁感取向矽鋼的方法。高磁感取向矽鋼具有磁感高、鐵損低的特點,相同厚度規格的高磁感取向矽鋼比一般取向矽鋼鐵損低0.2w/kg以上,可以顯著減小變壓器的體積、降低變壓器損耗。上世紀60年代末,該技術日趨完善,實現了工業化生產。
據中國報告大廳了解,不論是普通取向矽鋼還是高磁感取向矽鋼,基體中晶粒的方位與理想的高斯織構,平均偏離都不超過10度,高磁感取向矽鋼更是控制在5度以內。要將鋼中所有晶粒的取向角度都控制在一個特定的狹窄範圍內,在工藝上是非常複雜和苛刻的。概括來說,具有「流程長、窗口窄、控制嚴」的特點和高度一貫制的製造管理要求,堪稱「鋼鐵藝術品」。據宇博智業市場研究中心了解,「流程長」,是相對於普通冷軋產品而言的。一般冷軋產品在熱軋板基礎上直接軋制,然後經過一道退火就可以成為商品,或者冷軋後直接成為商品。而取向矽鋼在進行冷軋前需要先進行一道酸洗、常化處理,改善表面質量並調整鋼材內部的晶粒組織結構,而且普通取向矽鋼必須經過兩次冷軋才能軋制到成品厚度。此外,還要進行脫碳退火處理。對於普通取向矽鋼,脫碳退火處理也要進行兩次。在脫碳後,取向矽鋼要進行氧化鎂的塗層處理,然後入高溫加熱爐,高溫退火周期長達6天左右。隨後,再進行絕緣塗層塗覆和熱拉伸平整的處理,以改善高溫退火對板型的影響,提高薄板的平整度。最後依據磁性和表面質量,在精整產線上將一卷卷取向矽鋼產品分成2至5噸的小包,並判級成不同牌號的產品。
「窗口窄」是指取向矽鋼的工藝參數的控制範圍非常狹窄。比如煉鋼工序的關鍵化學成分控制達到了正負幾個ppm(百萬分之一)的程度,這已經與分析設備的分析誤差數量級相同。矽鋼後工序的脫碳退火溫度波動範圍只有幾度,否則產品質量將大幅度降低,了解更多請查閱中國報告大廳發布的《2014-2018年中國新型鋼鐵材料行業投資分析及趨勢預測報告》。
為了命中這麼窄的工藝窗口,相應的就有許多「嚴格的控制要求」。比如煉鋼過程中,合金添加和取樣的時間、順序要精確地執行,取樣的位置和方式必須細化並固定,合金料倉和通道的清潔程度要進行嚴格的管理。同時快分需要連續、快速、精確地完成檢測,為精煉環節的微調合金成分提供及時、準確的依據。取向矽鋼「控制嚴」的另一面是強調生產過程的穩定和均一。任何一個作業過程都要進行標準化,追求通過標準化的生產過程實現每道工序穩定的製造質量。
取向矽鋼前道工序控制偏差產生的影響幾乎不能在後工序得到彌補,而前道工序採取的措施可能會在後道工序才顯示出副作用。這是取向矽鋼「流程長、窗口窄、控制嚴」的工藝技術特點,在全流程範圍中的體現。如果製造管理中不強調跨工序統籌和協調,可能一個工序指標的提升反而造成整體產品質量的下降。所以為了保證取向矽鋼的產品質量,必須強調高度一貫制的製造管理方式。
鋼鐵業內將能否生產取向矽鋼作為衡量綜合競爭力的一項重要指標。實現取向矽鋼的「批量、穩定、合理成本供應市場」,標誌著一個鋼鐵企業的研發、技術、裝備、操作和現場管理達到了世界先進水平。
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