硅钢是含硅量在0.5%~5%的超低碳钢板,主要用于发电、输变电、电机、电子和家电业,是我国各类电机、变压器、家电等电器产品的核心材料之一,主要用于制作铁芯、磁开关、继电器等。
按生产工艺硅钢可分为热轧硅钢片和冷轧硅钢片,热轧硅钢片属于无取向硅钢片,冷轧硅钢片分为无取向硅钢片和取向硅钢片。通过控制轧制方向和采用再结晶工艺生产的具有高斯织构的硅钢片称单取向硅钢片,亦称取向硅钢片;晶粒取向程度小、在钢板面上磁各向异性小的硅钢片称无取向硅钢片。取向硅钢片主要用于制造各种变压器,无取向硅钢片主要用于制造发电机、电动机以及家电电器如洗衣机、电风扇和电冰箱压缩机电机等。
随着我国经济的快速发展,电力和家电等行业飞跃发展,近年来市场对硅钢需求大幅提高,对进口产品特别是取向硅钢依存度仍很高。长期以来我国冷轧硅钢的生产厂家主要有武钢、鞍钢、宝钢和太钢等少数几家。
经过近30年的发展,我国硅钢产业取得了长足进步,但距离发达国家在产品质量水平、品种丰富程度和高端产品比例上仍有差距,目前产品对外依存度依然较高,并饱受国外企业在中国市场的竞争困扰,国际主要取向硅钢生产商分布在日本、韩国、俄罗斯、美国和欧洲。我国进口取向硅钢主要来自日本、俄罗斯和韩国,主要竞争对手有日本的新日铁和JFE,俄罗斯的新利佩茨克钢铁公司以及韩国浦项。特别是2009年以来国外低价取向硅钢不断流入我国,2010年随着武钢、宝钢取向硅钢的扩产,未来特别是在高端产品上将逐步以产顶进。
中国于1953年开始生产热轧硅钢片(Si1%~2%);1955年开始生产热轧高硅硅钢片(Si3.0%~4.5%);热轧硅钢片是将Fe-Si合金用平炉或电炉熔融,进行反复热轧成薄板,最后在800~850℃退火后制成。热轧硅钢片主要用于发电机的制造,故又称热轧电机硅钢片,热轧硅钢片由于受生产工艺制约,产品规格厚、磁感低、铁损高、电耗高,电器产品性能差、体积大。通常情况下,使用热轧硅钢片制造的电机与使用相同级别冷轧硅钢片制造的相比,磁感低10%~20%,铁损高10%~20%,电耗高20%~40%,每使用1万t热轧硅钢片比冷轧硅钢片要多耗电约1亿kWh/a。此外,在生产工艺上,热轧硅钢片一般采用电炉熔融→叠轧薄板轧机生产,工艺装备十分落后,成材率低、劳动强度大、污染严重,且产品质量差,加工性能、同板差、表面质量等与冷轧硅钢片相比有较大差距。近年来国家已强令要求淘汰。
冷轧无取向硅钢片最主要的用途是用于发电机制造,故又称冷轧电机硅钢。其含硅量0.5%~3.0%,经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢;与热轧硅钢相比,其厚度均匀,尺寸精度高,表面光滑平整,从而提高了填充系数和材料的磁性能。
我国70年代开始生产冷轧取向硅钢带。武钢是中国硅钢生产龙头企业,该厂1974年由日本新日铁引进全套设备和生产专利,于1978年投产。1992年,又从新日铁引进技术和设备进行扩建,于1997年完成,生产能力由原设计的7万t增加到26.5万t。1996年开始的第二期扩建工程,使产能在2000年达到40万t,其中取向硅钢年产能10万t,无取向硅钢年产能力30万t。
根据国内几家公司“十一五”规划情况,鞍钢将保持目前80万t中低牌号冷轧无取向硅钢的生产能力。太钢冷轧硅钢规划产能增至145万t,其中新增取向硅钢15万t;高牌号无取向硅钢30万t;中低牌号无取向硅钢100万t。邯钢规划新增中低牌号无取向硅钢生产能力20万t。马钢规划新增中低牌号无取向硅钢生产能力40万t。曹妃甸规划新增冷轧硅钢100万t,其中取向硅钢16万t,高牌号无取向硅钢14万t,中低牌号无取向硅钢70万t。
冷轧取向硅钢最主要的用途是用于变压器制造,与冷轧无取向硅钢相比,取向硅钢的磁性具有强烈的方向性;在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3,磁导率之比为6:1,其铁损约为热轧带的1/2,磁导率为后者的2.5倍。全球只有15家公司可生产取向硅钢,我国取向硅钢相关生产设备和技术是于1974年从新日铁引进,设计产量2.8万t,此后30多年的时间里惟有武钢可以生产,2009年产量达到35万t,产能达到40万t。2008年5月,宝钢成功生产出第一卷合格取向硅钢,武钢国内垄断地位被打破。预计2010年硅钢国内市场将是以武钢为主、宝钢为辅的竞争格局。
2010年以后,随着华菱、鞍钢等取向硅钢项目逐步建成投产,竞争格局将被再次打破,几大取向硅钢厂将会使取向硅钢市场竞争加剧。华菱管线与安赛乐米塔尔签订协议,共同组建硅钢合资公司投资总额65亿元,各自持股50%。项目预计2010年投产,年设计产能40万t无取向硅钢、20万t取向硅钢。由于项目处于调试阶段,即使2010年也难以达产,2011年乐观估计有10万t产量投放市场。鞍钢正在研制取向硅钢,其项目正在建设中,产能设计为26万t,分两期进行,2010年初难以形成压力。
硅钢
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正式投产时间
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设计年产能,万t
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生产线多名称
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主要装备
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主要产品及规格
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鞍钢
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2004年
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80
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酸洗冷轧联合机组(5机架冷连轧)
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国产连续退火机组4条
陶瓷辊+碳套辊过钢
明火+辐射管+电加热
氢气保护
保护气净化站
单辊传动
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0.35~0.65×1000~1250×C
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宝钢
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2001年
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80
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酸洗冷轧联合机组(5机架冷连轧)
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日本进口连续退火机组2条
陶瓷+碳套辊+气体悬浮过钢带
明火+辐射管+电加热
氢气保护
保护气净化站
单辊传动
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0.35~0.65×1000~1250×C
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武钢
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1974年
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198
取向49
无取154
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20辊森吉米尔轧机5台,5机架冷连轧机组1条
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日本进口及国产连续退火机组11条,其中全工艺带涂层退火机组6条
碳套辊过钢
明火+辐射管+电加热
氢气保护
保护气净化站
单辊传动
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0.5×1000~1200×C、0.35~0.65×1000~1300×C
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太钢
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1997年
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45
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20辊森吉米尔轧机1台
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连续退火机组
喷涂辊+陶瓷辊过钢
辐射管+电加热
氨分解气保护
链条联合传动
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0.35~0.65×1000~1250×C
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马钢
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2007年
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40
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酸洗冷轧联合机组
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1820mm热轧机组,2130冷轧机组,单机架可逆轧机、退火涂层机组。
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0.5×1000~1250×C
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综合来看,未来几年中国硅钢总产能将接近700万t(含规划),2010年内产能释放压力不大,而且对取代进口有一定的积极效应,但长远来看,随着以取向硅钢为代表的高端产品竞争加剧,仍需要国内企业慎重规划布局,积极淘汰热轧硅钢为代表的落后产能,避免未来再次出现产能过剩。
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