中國第一次冷軋硅鋼片工業(yè)企業(yè)

中國第一次冷軋硅鋼片工業(yè)企業(yè)

1978年，吳鋼硅鋼片廠成立，成為中國第一家冷硅片專業(yè)生產能力。在生產的早期階段，有13條生產線和1070臺（套）設備，所有生產設備和專業(yè)技術都引進日本新日鐵公司。所有主要生產裝置都采用了連續(xù)生產和自動控制裝置，設計生產能力為7萬噸t（a），無論a的方向還是b。制造了5個規(guī)格和27個車牌。1992年后,為適應市場經濟的發(fā)展,經過了2次較大規(guī)模的設備引進和持續(xù)地工藝技術革新、設備裝備改造后,技術裝備增加到23條作業(yè)線,其中包括國內唯一、世界僅有5座的高溫環(huán)形退火爐及采用先進的自動厚度控制技術的高精度3號森吉米爾軋機,共2066臺(套)設備。技術裝備水平達到當時的國際先進水平,設計生產能力發(fā)展到40萬t/a(其中取向鋼10萬t、無取向鋼30萬t)。2005年,武鋼在“十一五”戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃上提出了“要把武鋼建設成為我國冷軋硅鋼片的重要生產基地和綠色環(huán)保型工廠”的目標。圍繞此目標,硅鋼廠提出了“建立全球最具競爭力的冷軋硅鋼片精品生產基地”。經過多年的不懈努力,硅鋼產品均獲得國家金杯獎,進入世界先進水平行列,部分產品實物質量達到了新日鐵水平。2006年9月隨著二硅鋼全面竣工投產,硅鋼廠已擁有45條作業(yè)線,其中增加了2臺世界領先水平的AGC厚度控制的高精度森吉米爾軋機和專門生產無取向中低牌號的高精度酸軋聯(lián)合機組、2臺世界最大的國產化環(huán)形退火爐設備以及世界先進的雙層退火爐。硅鋼片廠的實際生產能力已由40萬t擴大到120萬t,產品規(guī)格也擴大到36個品種,150個規(guī)格。2008年三硅鋼項目將全面投產,為進一步擴大硅鋼產能提供設備保障條件,同時為完成44萬t取向硅鋼打下基礎,主要以增加高磁感取向硅鋼、無取向高牌號硅鋼和薄規(guī)格硅鋼為主,并可生產刻痕的高磁感取向硅鋼(HiB鋼)。2008年計劃生產HiB鋼5萬t,無取向高牌號5萬t。1硅鋼生產增長情況硅鋼廠從1978年開始,通過不懈的努力,產量從1978年總量0.994萬t(取向鋼為0,無取向高牌號鋼為991t),增長到2007年的97.892萬t,其中2007年取向鋼為27.24萬t(含HiB鋼2.01萬t),無取向高牌號鋼完成5.63萬t,進步顯著;滿足了電力和電器等下游行業(yè)對硅鋼日益增加的需求,大大降低了國家對進口硅鋼片的依賴。圖1所示為硅鋼廠歷年的產量增長情況。歷年來硅鋼廠圍繞提高雙高產品比例和質量,無取向高牌號產量穩(wěn)步提高,HiB鋼產量從無到有(圖2)。2007年實現(xiàn)生產HiB鋼2萬t,取得歷史性突破,為武鋼技術進步、自主創(chuàng)新做出貢獻,為武鋼打造“國家硅鋼片生產基地”戰(zhàn)略打下了堅實的基礎,同時也贏得了用戶的贊譽。2硅鋼技術的進步2.1中日雙方在硅鋼方面的共同標準化、競爭1974年,武鋼與日本新日鐵株式會社正式簽約,引進全套設備和專利技術,設計年生產能力為冷軋硅鋼片7萬t,其中取向硅鋼(變壓器硅鋼片)2.8萬t,無取向硅鋼(電機硅鋼片)4.2萬t,共計8個品種,32個規(guī)格。1978年11月開始,中日雙方共同對硅鋼設備機組進行功能考核。到1982年,完成全部考核,按有關技術指標規(guī)定全部合格。至此,硅鋼前后工序工程逐步配套,按設計要求形成硅鋼生產能力。為了滿足我國經濟發(fā)展對硅鋼的需要,硅鋼廠提出了3個奮斗目標:①通過引進消化吸收、挖潛革新、技術改造,實現(xiàn)硅鋼產品產量翻一番,達到年產14萬t水平;②通過技術創(chuàng)新、擴建改造,到“七五”末期,形成年產19萬t的能力;③通過理論創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新和改建擴建,在“八五”末期形成年產40萬t的硅鋼生產能力。2.2無取向硅鋼產品和原料自投產之日起,武鋼就立足于消化引進的專利技術,到1983年底的短短5年內,生產硅鋼片27.96萬t,為我國28個省、市、自治區(qū)的100多家企業(yè)提供了優(yōu)質鐵芯材料,促進了我國機電產品的更新?lián)Q代,為國民經濟的發(fā)展做出了重要貢獻,同時使我國冷軋硅鋼生產躋身于世界先進水平行列。1980年8月,武鋼自行研制出0.15mm厚的無取向硅鋼新產品,一次交貨5t,突破了專利引進的品種和牌號;同時,承擔國家“8.7”工程中工程用純鐵板研制成功,均滿足了我國高能加速器用鋼的需要。1981年,研制成功了0.7mm的開關料,達到日本的HMS標準。1982年,取向硅鋼DG166-35被評為冶金部優(yōu)質產品;無取向硅鋼DW360-50被評為冶金部優(yōu)質產品。1983年,無取向硅鋼W18產品獲湖北省、冶金部優(yōu)質產品稱號,取向硅鋼Q11獲湖北省優(yōu)質產品稱號。1979年“森吉米爾軋機工作輥國產化的研制”項目獲冶金部科技進步三等獎。1982年“硅鋼涂層用丙烯酸脂乳液的研究”獲冶金部科技進步三等獎,并獲1982年化工部科技進步三等獎。“T2涂層中國產磷酸二氫鋁取代引進原料試驗”項目獲冶金部科技進步四等獎。1983年,“硅鋼片涂層用氧化鎂和氫氧化鎂的研究”獲冶金部科技進步四等獎,并在1982年獲化工部科技進步三等獎。2.3強化武鋼的管理體制武鋼對硅鋼生產技術采取的是一貫管理模式,是在原引進專利技術時一起引進的,在一次性試車投產成功后,不失時機的推行了18種現(xiàn)代管理方法,以全面質量管理為中心,結合引進的一貫管理模式,形成了具有武鋼特色的“一條龍”管理體制。規(guī)范出8大要素:①“三優(yōu)先”原則,即硅鋼優(yōu)先、磁性優(yōu)先、工藝優(yōu)先;②全生產工序的科學緊湊與目標量化;③標準化的標準管理,即原輔料管理的標準化、技術規(guī)程的標準化、操作過程標準化和產品質量標準化;④各工序能力的管理,執(zhí)行信息傳遞和反饋制度;⑤采取方針化的品質管理,不斷優(yōu)化硅鋼生產工藝;⑥新產品的開發(fā)管理;⑦全公司的質量管理;⑧產品應用及服務的管理。2.3.1武鋼和陶瓷輥套根據硅鋼一貫管理的要求,制造硅鋼所用的原輔料是保證硅鋼產品質量的重要條件之一,硅鋼原輔料的研究與標準化是硅鋼制造技術的重要組成部分。為此,武鋼投入了大量的資金和人力,對硅鋼原輔料進行了研究和標準化,主要工作有:①連續(xù)退火爐石墨碳套輥的種類及合理使用;②SiO2陶瓷輥套在連續(xù)退火爐的研制與應用;③取向硅鋼用氧化鎂的研制與應用;④退火爐用耐熱涂料的研究與應用。其中,清洗冷軋硅鋼板用清洗劑獲國家發(fā)明專利,2000年獲武漢市科技進步三等獎;1990年氧化鎂涂層材料的研制與應用獲武漢市科技進步三等獎。2.3.2無取向硅鋼自動生產技術為了大幅度提高硅鋼產能,滿足國民經濟發(fā)展對硅鋼的需要,針對硅鋼生產工藝技術的難點進行了大膽的改造嘗試,取得了許多重大性突破,發(fā)明了取向硅鋼明火加熱生產技術,開創(chuàng)了無取向高牌號硅鋼一次法生產技術,成功實現(xiàn)了取向硅鋼厚度規(guī)格從0.35mm到0.30mm的升級換代。同時,為滿足用戶對硅鋼產品磁感、同板差、涂層均勻性、大卷化包裝、帶廢交貨等方面的需求,持續(xù)進行了“千卷同一直線、千卷同一顏色、千卷同一包裝、千車同一規(guī)格”(簡稱“四個一千”標準)質量改進工作,使武鋼硅鋼產品成功進入了美的、TCL、日本三洋、松下、日立、LG等企業(yè)。(1)主要項目及成果通過大量的科學研究和創(chuàng)新實踐,解決了硅鋼酸洗?；夹g、硅鋼冷軋技術、連續(xù)退火脫碳技術、連續(xù)涂層技術、高溫退火技術及熱平整拉伸及表面絕緣涂層技術等?！坝妹骰鸺訜嵘a取向硅鋼的方法”、“一種生產厚度不超過0.15mm取向硅鋼的方法”、“提高含銅取向硅鋼電磁性能和底層質量的生產方法”、“電工鋼帶用鉻酸鹽-樹脂系涂液的涂布方法”、“帶材生產線控制方法”、“薄板多點自動檢測厚裝置”等均獲國家發(fā)明專利;其中用明火生產取向硅鋼的方法,2004年獲湖北省發(fā)明三等獎。完成的主要項目如下:①酸洗?；瘷C組提速及各硅鋼生產線的大卷化改造,提高了高牌號無取向硅鋼的產能;②在硅鋼廠的CP1機組增設了RT/CT裝置,并進行?；に嚨难芯扛脑?提高了HiB鋼牌號合格率;③進行高溫軋制的研究,開發(fā)了HiB鋼的高溫軋制技術,提高了HiB的成材率;④在CA6退火線增設了具有TAL功能的裝備,提高了取向硅鋼的脫碳效果;⑤對森吉米爾軋機國產化軋制工藝進行了研究,突破性解決了高牌號硅鋼的軋制難題;⑥提高冷軋硅鋼橫向厚度精度的研究與實踐,使無取向硅鋼中低牌號硅鋼的橫向厚度差在10μm以下的比例達98%以上;⑦無取向高牌號硅鋼一次法生產技術;⑧使用MgO添加劑影響的研究;⑨提高含Cu、Mo微量元素,改善取向鋼涂層質量的工藝及設備的研究;⑩提高HiB表面氧化量和脫碳率的工藝研究。(2)日本硅鋼項目在“七五”及“八五”時期,我國機電制造業(yè)裝備水平的提高,對上游原材料的規(guī)格精度和表面質量提出了更高的要求。同時,世界鋼鐵生產技術發(fā)生了巨大變革,促進了硅鋼生產技術的提高與發(fā)展。為了滿足國家建設和機電產業(yè)需求,武鋼在消化和吸收1700mm技術及日本硅鋼生產專利技術的基礎上,第1次對日本專利技術進行了突破,完成了硅鋼大卷化生產技術的工藝及設備改進,成功開發(fā)了W07～W09系列高牌號無取向硅鋼產品。1992年,武鋼再次引進了新日鐵取向硅鋼生產新技術及相配套的設備,其中包括國內唯一、世界僅有5座的高溫退火環(huán)形爐,采用先進的自動厚度控制技術的高精度森吉米爾軋機等,硅鋼生產能力、工藝水平實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。完成的主要項目如下:①在CA6退火線增設了具有TAL功能的裝備,提高了取向硅鋼的脫碳效果;②改造兩段式中間退火工藝及設備;③進行了連續(xù)退火爐爐底輥的研究;④開發(fā)創(chuàng)新多條無取向硅鋼生產工藝路線,提高硅鋼產能。2.4硅鋼硅鋼產品生產技術自1998年以來,武鋼硅鋼新產品產量逐年增加,累計硅鋼新產品產量達408.669萬t,其中取向硅鋼112.129萬t,無取向硅鋼296.54萬t。通過硅鋼新產品的開發(fā)創(chuàng)新,武鋼已形成了完全自主知識產權的高溫HiB、低溫HiB、低溫取向硅鋼、0.27mm取向硅鋼、0.23mmHiB、0.15～0.20mm取向硅鋼薄帶、無取向高牌號硅鋼、機電器和電磁開關用電工鋼帶、制冷壓縮機用電工鋼(片)、正負電子對撞機用電工鋼(片)、0.15～0.25mm無取向電工鋼薄帶、半工藝無取向電工鋼帶(片)、無取向硅鋼低牌號高磁感電工鋼帶(片)、0.65mm系列無取向低牌號厚規(guī)格電工鋼帶(片)、DGX系列高效電機用無取向電工鋼帶(片)、高磁感系列無取向電工鋼帶(片)、電動汽車驅動電機系列用無取向電工鋼帶(片)等制造技術。其中,1989年正負電子對撞機主磁鐵用低硅鋼板的研制獲冶金部進步二等獎,1990年武鋼硅鋼完成的北京正負電子對撞機北京譜儀獲國家科技進步特等獎、冷軋無取向DGX高效電機用電工鋼帶的研制獲武漢市科技進步二等獎、電磁開關用DWK(0.7mm)冷軋硅鋼帶的研制獲武漢市科技進步三等獎,1992年0.2mm厚高牌號取向硅鋼寬薄帶的研制獲冶金部進步三等獎、1993年高牌號冷軋無取向硅鋼帶W07、W08的研制獲冶金部進步二等獎、冷軋無取向硅鋼WTG200、WT200、WTG150寬薄帶鋼研制獲冶金部進步四等獎,2004年高磁感系列無取向電工鋼及生產方法獲湖北省發(fā)明三等獎,2005年一種生產普通取向硅鋼的方法獲湖北省發(fā)明二等獎。武鋼開展了原引進專利未涉及到的高磁感無取向低牌號硅鋼的研發(fā),并在國內EI型電子變壓器、特微電機等領域得到較好的應用;為適應國家產業(yè)結構調整、農網、城網改造的需要和變壓器升級換代的需求,先后開發(fā)了取向硅鋼產品,最大限度地滿足了市場對30Q130產品的需求。武鋼自主開發(fā)的特殊用途無取向硅鋼,滿足了國內市場制造空調壓縮機、中頻變壓器的需求。武鋼硅鋼在消化吸收國外專利技術的同時,積累了豐富的生產、科研和管理經驗,并通過自主創(chuàng)新開發(fā)出大量的冷軋硅鋼新產品和相關的硅鋼生產技術。目前,武鋼已成為我國冷軋硅鋼片品種最全、規(guī)模最大的生產基地,并且是我國重要的生產冷軋取向硅鋼的企業(yè)。武鋼能夠生產高、中、低牌號無取向硅鋼產品。高牌號無取向硅鋼的鐵損值達到新日鐵的H7、H8水平;并加大了高牌號無取向硅鋼生產比例,牌號最高可到W06,無取向硅鋼產品的寬度由1000mm擴大到了1250mm。武鋼冷軋無取向硅鋼片和冷軋取向硅鋼片于1985-1994年曾先后獲國家金、銀質獎。硅鋼片等5個產品于1982-1989年分獲部、省、市優(yōu)秀產品。冷軋無取向硅鋼系列產品和冷軋取向硅鋼系列產品于1990年獲冶金部“實物質量達國際先進水平”6個金杯獎。2006年,武鋼冷軋取向硅鋼和無取向硅鋼產品榮獲“中國名牌產品”稱號。2.5具有自主知識產權的設備技術開發(fā)武鋼打破國外專利工藝限制,自主設計制造,建成了第1條國產無取向硅鋼生產線;為改善取向硅鋼磁性,進行了連續(xù)脫碳退火機組的TAL化改造;組織進行了新型軋輥軸向位置調節(jié)裝置、新型軋鋼乳化液凈化裝置、冷軋軋機卷取機、1250mm硅鋼片縱剪分卷機組關鍵技術攻關、軋鋼乳化液分離裝置、APC自動糾偏裝置、國產碳套輥等多項具有自主知識產權的設備技術攻關活動,其中APC帶材自動化糾偏裝置形成的專利技術成功返銷到日本。主要完成的項目有:①CA1、CA2機組改造;②新型硅鋼常化爐機組的改造;③CA5機組成套設備國產化;④APC型自動糾偏裝置的研制;⑤ZR軋機精確控制冷軋厚度公差及相應設備的研制;⑥LJ-1000型薄板連續(xù)激光焊接機的研制;⑦新型軋輥軸向位置調節(jié)裝置;⑧新型軋鋼乳化液凈化裝置;⑨防塌卷的冷軋軋機卷曲機;⑩1250mm硅鋼片縱剪分卷機組關鍵技術攻關;(11)軋鋼乳化液分離裝置。另外,通過硅鋼裝備技術的國產化研究,武鋼又獲得多項專利與科技成果:發(fā)明專利有連續(xù)式退火爐、帶鋼卷取機卷筒、三段式可控氣氛熱處理爐、薄板多點自動側厚裝置及平整機;實用新型專利有電工鋼片多方向磁性測量裝置輔助件、連續(xù)退火爐露點檢測裝置、用于測量電工鋼片直流磁性的裝置、雙面多點自動層間電阻測量儀、硅鋼氧化鎂涂層粉末自動擦拭儀、帶材糾偏裝置、硬質合金圓盤剪刃、復合圓盤剪刃、退火爐中爐底板的墊板、用于開卷機和卷取機卷筒變徑的套筒等。2.6裝備生產情況2006年9月竣工投產的二硅鋼廠,國產化率達到90%,20多項具有自主知識產權的創(chuàng)新成果應用于生產和擴建,共采用10項集成新技術和12項生產控制裝備集成系統(tǒng)。隨著二硅鋼工程建成投產,新增無取向硅鋼66萬t,新增取向硅鋼16萬t,武鋼冷軋硅鋼片廠生產能力已達到120萬t,其中無取向硅鋼92萬t,取向硅鋼28萬t。加上一冷軋廠生產的22萬t無取向硅鋼,武鋼冷軋硅鋼生產能力達到142萬t。同時,武鋼已開始建設國家發(fā)改委已審批的三硅鋼項目。在2010年將形成40萬t取向硅鋼(其中HiB鋼18萬t)、20萬t高牌號無取向硅鋼、102萬t中低牌號無取向硅鋼,共計年產162萬t冷軋硅鋼生產能力。2.7硅鋼生產裝備國產化技術的應用武鋼技術人員打破國外工藝技術限制,自主設計制造,建成了第1條國產無取向硅鋼脫碳退火生產線(CA5),并在二硅鋼廠的建設中自主設計、制造、建設了4條無取向硅鋼生產線。該連續(xù)生產線的建成成為我國連續(xù)機組國產化的重要標志,鞍鋼、馬鋼等國有特大型鋼鐵企業(yè)先后采用此技術新增了9條生產線,為我國冷軋硅鋼重大生產裝備國產化做出了突出貢獻。由武鋼自主研究開發(fā)的新型軋鋼乳化液凈化裝置在武鋼硅鋼廠3臺20輥軋機應用后,已在國內推廣了近百臺套,并取得了明顯的經濟效益,大大提高了冷軋薄板的表面質量,促進了冷軋產品的升級換代。武鋼專利APC自動糾偏裝置在國內連續(xù)退火機組上獲得廣泛應用,并成功返銷到日本。自主研制開發(fā)了具有獨特熱處理工藝的森吉米爾軋機用工作輥,日本專門生產軋輥的關東廠也正式向武鋼提出采購的詢價。開發(fā)了森吉米爾軋機薄規(guī)格鋼帶(0.30～0.50mm)防塌卷技術,取消了套筒,大大提高了軋機生產能力和成材率,已取得了國家專利并向日本日立制作所簽訂了技術轉讓合同。3近年來，重點技術崗位的成就3.1武鋼精品戰(zhàn)略的基礎硅鋼廠近幾年在公司部門的協(xié)調下,實施產能擴張戰(zhàn)略,總產量逐年提高,高難品種取向鋼的產量也逐年提高。2004-2006年取向硅鋼產量由13萬t增至20萬t,其中一硅鋼13.2萬t,二硅鋼6.8萬t。我們在全廠實施技術攻關,確保公司戰(zhàn)略順利實施,通過現(xiàn)場調研,制定詳細的攻關計劃。全廠圍繞項目成立各層次攻關小組,加大對酸洗質量與酸洗速度關系的研究,改善軋機板型工藝技術的研究,中間脫碳退火工藝研究,中間退火工藝和回復退火工藝及高溫退火工藝組合對成品底層質量的關系研究。全廠上下克服了巨大的困難,順利完成了公司增加取向鋼產量,調整品種結構的進度任務,為武鋼精品戰(zhàn)略的實施打下了堅實的基礎。27萬t取向鋼產量的順利實現(xiàn),其研究水平、工藝技術及磁性水平進入了世界取向鋼的先進水平行列,形成了武鋼取向鋼特有的核心技術,為武鋼更進一步提高取向鋼的產量、質量和磁性水平提供了技術支持。3.2調整來料厚度及邊降參數2006年無取向低牌號硅鋼由冷軋廠酸連軋機組生產,橫向厚差≤10μm合格率為83.6%,依然不能滿足市場的要求。隨著二硅鋼PL-TCM機組的投產,以及PL-TCM軋機所具有的AGC、ASC、EdgeDrop等控制功能,硅鋼廠制定了2007年“提高PL-TCM無取向中低牌號硅鋼橫向厚度差≤10μm合格率”的攻關年度計劃。面對新機組、新工藝,通過對現(xiàn)有工作輥輥型及竄輥策略進行優(yōu)化,根據機組的能力,適當增加熱軋來料厚度及單卷卷重,改進軋輥材質及制造工藝,提高軋輥抗事故性能及使用周期;優(yōu)化輥型曲線,尋找合適的竄輥量對應關系,確保邊降儀投入率達到100%;建立工作輥輥型對邊降控制效果的數學模型并對軋輥磨損規(guī)律進行研究,摸索制定合理的輥型制度;建立壓下制度及機架間張力對邊降控制影響的數學模型,最終摸索出減小邊降的最佳軋制工藝參數;分析研究不同厚度原料對同板差的影響,結合熱軋工藝摸索最優(yōu)化的來料厚度及凸度。通過努力,2007年全年橫向厚差≤10μm合格率穩(wěn)定在98%以上,大幅度提高了橫向厚度差≤7μm的合格率。3.3機組生產技術改進從硅鋼廠建廠初到2005年期間,武鋼年產HiB鋼成品產量的最高記錄為5237t。為進一步完善HiB鋼技術,硅鋼廠不斷通過科技進步、加強機組管理,改進硅鋼常化、軋機高溫軋制及脫碳退火工藝,增加先進的檢測設備,對部分關鍵設備進行了改進,提高HiB鋼生產穩(wěn)定性,提高機組速度,大幅度提高HiB鋼生產的單位時間產量,降低生產成本,改善半工藝品質量,提高HiB鋼成材率;研究?；嘶鸸に嚺c成品磁性之間的關系,分析高溫軋制板溫合格率偏低和冷軋斷帶原因,研究拉伸機組退火工藝與成品磁性的關系。通過這些具體措施的順利實施,保障了2007年2萬t的HiB鋼生產任務。3.4保新涂層的研發(fā)為滿足武鋼硅鋼產品及其下游產品出口的環(huán)保要求,用戶要求武鋼無取向硅鋼絕緣涂層達到RoHS指令環(huán)保要求的承諾。從中國家電協(xié)會的信息看,歐盟傾向于