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1903年德國和美國相繼生產含Si1.0~4.5%的熱軋硅鋼片。1906年代替低碳鋼用來制造電機和變壓器鐵芯。1934年美國戈斯(N.P.Goss)采用兩次冷軋法制成 (110)[001]晶粒擇優取向的含 Si3%的冷軋硅鋼片。1968年日本田口悟等采用硫化錳和氮化鋁綜合抑制劑并使用一次大壓下率冷軋法,制成(110)[001]高磁感取向硅鋼,這種材料的晶粒取向更加準確,鐵損和磁性進一步改善。歷年來,硅鋼的鐵損值下降示意曲線見圖1。
1949年美國制成厚度小于 0.1mm的冷軋(110)[001]取向薄硅鋼帶,用于電子工業。1957年聯邦德國制成了(100)[001]立方取向硅鋼片,其縱橫向磁性都高,但因工藝復雜,至今未正式生產。如下圖是(110)[001]和(100)[001]取向硅鋼片中晶粒排列示意圖。含硅6.5%的Si-Fe合金的磁致伸縮約為零,磁導率高、鐵損低、制成的變壓器無噪聲但因加工困難,未得到廣泛應用。70年代采用液態快冷技術制成6.5Si-Fe晶薄帶,研制了更薄的取向硅鋼片和(100)面織構(晶間無取向)的硅鋼片等新品種。
中國于1953年開始生產熱軋低硅硅鋼片(Si1~2%);1955年開始生產熱軋高硅硅鋼片(Si3.0~4.5%);1962年開始生產冷軋取向薄硅鋼帶。70年代開始生產冷軋取向硅鋼帶。
分企業來看,作為國內生產冷軋硅鋼的企業,寶武集團的產量居于全國首位。首鋼、太鋼和鞍鋼產能也較多,但與寶武仍有差距。由于寶鋼和武鋼的合并,我國硅鋼生產的集中度出現了大幅,2017年我國前五家企業的產量占全國的比重為68%。其中寶武集團以29%的份額位列;首鋼、鞍鋼、太鋼和華菱四家鋼廠總產量約占全國的39%,形成硅鋼產業的第二梯隊。
我國首次成為硅鋼凈出口國
進口方面,由于國內硅鋼技術的完善,進口硅鋼逐漸被國內產品替代,我國硅鋼進口量呈逐年減少的趨勢,從2012年的71.1萬噸降至2017年42.9萬噸。在逐漸滿足國內需求的同時,我國硅鋼的出口逐漸增長,國產硅鋼的競爭力正在增強。2017年,我國硅鋼出口45.6萬噸,同比增長16.62%;首次超過進口量,成為硅鋼的凈出口國。
硅鋼行業的產量產能同步釋放,按照這一趨勢,2018年,我國有望保持硅鋼凈出口地位。
分國別和地區來看,我國的硅鋼進口絕大部分來自于日本、臺灣和韓國,三地的進口量占總進口的比重超過90%。我國的硅鋼出口地較為分散,出口印度、意大利、墨西哥和韓國的量相對較多,但沒有超過20%,因此我國硅鋼的出口受到單個的經濟和政治變化的影響較小。印度、意大利、墨西哥和韓國為排名前四的輸出地,四國占我國出口硅鋼片數量的一半以上。
35W400 硅鋼片。
寶鋼電工鋼(B35A250 B35A270 B35A300 B35A440 B35A550 B50A250 B50A270 B50A290 B50A350 B50AH270 B50Aspan50 B50A470 B50A540 B50A600 B50A700 B50A800 B50A1000 B50A1300 50WW310, 50WW350, 50WW400, 50WW440, 50WW470, 50WW600, 50WW800,50WW1000, 50WW1300 35W300 35W330 35W360 35W400,35W440,35W550, 50W310,50W330,50W350,50W400,50W470,50W540,50W600,50W700,50W800,50W1000,50W1300,50WD600,50WD800,50WLD800,50WLD1300,50WS290,50WD300,50WGT530,J23-50,50WG600,DW310-35,DW360-35,DW440-35,DW310-50,DW360-50 DW400-50,DW470-50,DW540-50,DW620-50,DW800-50,DW1050-50,DW1300-50, DW250-35 DW270-35,DW290-35,DW250-50,DW270-50,DW290-50
硅鋼是一種重要的軟磁合金。發電機領域使用的硅鋼以0.50mm厚度規格的全工藝電工鋼為主,部分火電機組使用0.35mm厚度規格的硅鋼或取向硅鋼,主要用于發電機中的定子沖片。由于發電機結構復雜,磁路呈多向混合分布,因此,發電機行業對硅鋼的質量要求較高,具體如下:
1、全工藝硅鋼片。
由于目前發電機組體積巨大(如三峽定子直徑超過20m),疊裝工藝要求特殊(如工地疊裝等),使定子不可能進行退火處理,必須使用全工藝硅鋼。
2、板型尺寸要求高。
如300、600、1000MW汽輪發電機的定子鐵芯疊壓長度分別為5100、6731、8150mm。如此長度的定子尺寸,多達萬張以上的疊壓厚度,對硅鋼片的縱向和橫向同板差要求極其嚴格。
3、電磁性能要求高。
由于發電機率設計的要求,硅鋼片的損耗應該是越低越好,損耗越低,機組的效率相對越高。300和600MW汽輪發電機的效率要超過98%,水輪發電機的效率也要超過98%,部分小型發電機也要達到96%,因此要求磁感高,磁導率高、磁時效效應小、機械特性要求耐疲勞性好和應力敏感低等。
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