一卷電工鋼的技術突圍
首鋼智新16款電工鋼產品全球首發
一卷電工鋼的技術突圍
——“鐵疙瘩”怎樣變成“金娃娃”(一)

9月4日,首鋼智新電磁材料(遷安)股份有限公司,機器人在生產線上作業。 本報記者 趙 杰攝
編者按 鋼鐵是現代工業的筋骨。河北是鋼鐵大省,產業基礎雄厚、鏈條完整,具有廣闊的發展空間。
近年來,我省深入學習貫徹習近平總書記重要指示精神,推動全省鋼鐵產業發展取得新進展新成效。一大批高新技術企業和高精尖產品涌現,各地上演了把“鐵疙瘩”變成“金娃娃”的生動實踐。它們堅定了河北鋼鐵產業發展的信心和底氣,為推動高質量發展探索了路徑。
本報今起推出《“鐵疙瘩”怎樣變成“金娃娃”》系列報道,講述河北鋼鐵拳頭產品在新賽道上搶先機、筑優勢的創新故事。敬請關注。
前不久,比亞迪仰望U9工程測試車在德國ATP測試場以472.41千米/小時的成績,刷新全球電動汽車最高時速紀錄。該車搭載的全球首個3萬轉高性能電機,採用的正是“河北造”高端電工鋼。
這一關鍵材料,是首鋼智新電磁材料(遷安)股份有限公司(以下簡稱“首鋼智新”)研制的0.10毫米厚度無取向電工鋼。
“該產品精准匹配未來高速電機發展趨勢,售價每噸超萬元。”近日,在首鋼智新產品展覽室,首席工程師程林手持一片泛著銀光的超薄鋼片介紹,與行業廣泛應用的0.20毫米厚度電工鋼相比,其在1000赫茲頻率下鐵損可降低39%。
深耕多年,首鋼智新已經擁有十大系列160余款電工鋼產品,其中全球首發16款產品。今年6月,首鋼智新入選2025胡潤全球獨角獸榜。8月,首鋼智新電工鋼被選定為我省10個鋼鐵拳頭產品之一。
其中,新能源汽車用無取向電工鋼行業領先,國內每3輛新能源汽車就有1輛搭載“首鋼芯”﹔超薄規格取向電工鋼連續多年市場佔有率全球第一。
值得注意的是,今年8月,面向新能源汽車和人形機器人領域,首鋼智新全球首發兩款高性能無取向電工鋼產品,持續推動高端無取向軟磁材料迭代升級。
電工鋼,被譽為鋼鐵產品中的藝術品,是新能源汽車電機鐵芯、高端家電、特高壓變壓器等產品的關鍵電磁材料,工藝技術門檻極高。
曾經,首鋼以螺紋鋼、線材等聞名世界。進入21世紀,國內冷軋電工鋼需求激增,高端產品尤其是取向電工鋼長期依賴進口。2008年,瞄准這一高附加值領域,首鋼決定在遷鋼公司上馬電工鋼項目。
面對技術封鎖,首鋼第一代電工鋼研制人員從零起步。
“首條產線自國外引進,我們就以產線為教材。”程林說,團隊逐句解讀工藝文件,反復試驗摸索,逐步掌握材料特性和生產工藝。
硅元素的添加在提升磁性能的同時,也會降低鋼材韌性。程林解釋:“韌性降低就會使鋼材變脆、易斷裂。”
電工鋼試生產時,軋制帶鋼三天兩頭斷裂,冷軋設備不知重啟了多少回。他們一次次試驗,反復調整和優化軋制參數,前后花了一年多時間,終於攻克了斷帶問題。
電工鋼生產流程復雜,涵蓋600多個工藝控制點。憑著敢闖敢試的勁頭,團隊逐一突破技術壁壘。
2010年6月,第一卷無取向電工鋼產品下線,實現了首鋼電工鋼產品零的突破。兩年后,第一卷取向電工鋼產品順利誕生。
最初,無取向電工鋼主要應用於家電壓縮機。市場高峰期,國內每兩台變頻空調就有1台使用“首鋼芯”。
從電工鋼技術追隨者到引領者,是首鋼智新堅持不懈的追求。
在新能源作業區,軋制生產線開足馬力,僅用十余分鐘,就軋制出一卷卷薄片狀、散發銀色光澤的電工鋼。
“這是2022年投產的世界首條六機架六輥冷連軋硅鋼軋機,也是世界首條面向新能源汽車用電工鋼專業化生產線,生產效率比傳統二十輥軋機提升數倍。”產品工程師陳明瑞自豪地說。
早在2016年,家電用電工鋼熱銷之際,研發團隊便研判新能源汽車或將迎來高速發展期,並著手布局。
新能源汽車電機對電工鋼要求極為嚴苛,既要更薄、更高強度,還要更低鐵損。這些指標在技術上往往相互制約。
陳明瑞記得,幾年前,一家頭部新能源車企提出需求:厚度要薄到0.25毫米,強度和鐵損標准也更為嚴苛。
突破自我,攀登最高的山。產品開發團隊迎難而上,嘗試多種電工鋼材料組合,開展了無數次試驗,不斷優化強度指標,同時降低鐵損提升磁感。
樣品經客戶測試,成功!採用該產品,客戶電機扭矩效率提高9%,鐵損指標水平行業領先。
由此,他們研制的全球首發產品25SW1250H電工鋼問世,成為新能源頭部車企的熱門選擇。
隨著市場需求爆發,產品供不應求。首鋼智新自主集成建設全球首套六機架六輥冷連軋機,進一步鞏固其在高端電工鋼軋制技術領域的全球引領地位。
在技術難度更高的取向電工鋼領域,首鋼智新同樣實現突破。
在探索全低溫工藝生產高磁感取向電工鋼的過程中,首席技術專家司良英記得,初期下線的產品表面頻繁出現問題,絕緣性能不佳,一次合格率非常低,難以量產。
為攻克技術難關,他與技術團隊把辦公地點搬到產線旁。在這裡,一干就是兩年,使產品一次合格率逐步提升至80%以上。
憑借這一成果,首鋼智新成為全球第4家掌握全低溫工藝生產高磁感取向電工鋼技術的企業。
在首鋼智新硅鋼技術創新中心EVI(供應商先期介入)實驗室,分布著無人機電機測試實驗室、新能源汽車驅動電機測試實驗室、變壓器鐵芯測試實驗室等若干個實驗室。
“這些變壓器鐵芯、無人機、電機等產品都是我們用新研發的產品制成的。”司良英說,“我們不僅會生產‘面粉’,更要懂得做‘面包’,針對不同口味的‘面包’研發對應的‘面粉’。”
為解決研發與應用設計脫節問題,首鋼智新自2018年起,就建立EVI實驗室,提前介入下游客戶,深入對接其個性化需求,推動電工鋼產品從制造向服務拓展。
“通過EVI模式,我們曾僅用兩個月就讓客戶需求變成產品,顯著提升市場響應速度與佔有率。”司良英說。
大膽創新,走前人未走過的路。
截至目前,首鋼智新共計攻克450余項電工鋼技術難題,獲得授權專利341項。從2010年到2024年,電工鋼年產量增長85倍,高端產品佔比提升50%。
在省工信廳相關負責人看來,首鋼智新的崛起,關鍵在於聚焦拳頭產品、推動技術迭代、實行產銷研用一體化,探索出傳統鋼企向高端材料服務商轉型的“智新路徑”,為全省鋼鐵企業深耕細分領域、打造高附加值產品提供了成功范本。(記者米彥澤、師源)
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