0.03毫米！三张极薄电工钢叠在一起的厚度才能与一张A4纸厚度相当。12月6日，在内蒙古包头市威丰稀土电磁材料股份有限公司（下称威丰公司）的生产车间内，该公司的工作人员用游标卡尺测量他们生产的极薄取向电工钢，游标卡尺的显示器上清晰地显示0.03毫米数值。现场的女工作人员抬手轻轻一用力，极薄电工钢就像纸一样被撕开。
威丰公司副总经理兼研发中心主任刘宝志对记者表示：“0.03毫米是经过涂层以后的数值，在轧机上的厚度更薄。”他介绍，经过近10年研发，威丰公司极薄电工钢产品性能已经达到行业领先水平，可以工业化生产0.03毫米~0.10毫米取向及无取向极薄电工钢产品，已经获得多项国内授权专利，打破了国外垄断。
不再受制于人——攻克极薄取向电工钢技术难关
12月的包头，天空湛蓝。走进威丰公司的生产现场，其自主研发的无底层取向电工钢原料经过精密冷轧、清洗、再结晶退火、涂绝缘涂层、精密剪切等工序最终成为极薄取向电工钢产品。
极薄电工钢是指厚度不大于0.10毫米的取向及无取向电工钢，是重要的软磁材料。该产品主要用于制造高频大功率脉冲电源、高频医用X光电源、直线加速器调制电源、环保除尘与水处理电源、各种中高频电源和高频脉冲变压器、阳极饱和电抗器、中高频电源变压器、电流互感器、磁放大器、高频和超高频电机等。
我国极薄取向电工钢从1959年开始研制雷达脉冲变压器铁芯用极薄取向电工钢，上世纪80年代钢铁研究总院采用成品取向电工钢（0.23毫米~0.35毫米）生产极薄取向电工钢（0.10毫米）；1985年武钢采用两次冷轧法开发出D4、D5、D6取向电工钢（0.08毫米、0.10毫米）；2012年以来，国内一些企业开始研究生产极薄取向电工钢，但产品质量与国外比有很大差距，配置的生产线也不完全达标，加之原料等因素，尚不能稳定生产。20世纪，国内一直不能生产0.08毫米及以下厚度规格的极薄电工钢，因此，国外产品卖到每吨20多万元的价格。“必须打破这种受制于人的窘境。”2015年威丰公司成立了以董事长刘鹏程为首的新产品研发中心，开始对市场需求和用户使用国外产品情况进行调研，随后与中国电科院材料所合作，针对相关技术难题共同攻关。
开拓新路的过程，向来都充满荆棘。针对无底层取向电工钢原料制备技术（无底层取向电工钢高温退火二次再结晶戈斯织构控制技术及硅酸镁玻璃膜底层形成机理）、取向极薄带精密轧制技术、极薄取向电工钢表面涂层技术等极薄取向电工钢关键技术，威丰公司与中国电科院材料所联合组织攻关，并重点开发0.08毫米、0.05毫米极薄取向电工钢。
突破难题是实现“弯道超车”的机会。在电工钢领域深耕15年的刘宝志凭借自身的丰富经验，带领团队用了短短2年时间，通过自主创新及工艺、装备研发，成功开发出生产极薄取向电工钢专用无底层原料，并生产出厚度为0.05毫米、0.08毫米、0.10毫米的极薄取向电工钢产品，真正实现了“弯道超车”。2021年11月份，0.03毫米极薄取向电工钢产品问世，如今，威丰公司的电工钢产品越来越薄，性能也越来越优。
刘宝志透露，该公司十分重视无底层取向电工钢技术的研发，凭借自身研发优势，自主创新攻克了无底层取向电工钢技术，利用国内唯一的隧道罩式高温退火炉，采用在氧化镁中添加特殊化学试剂作为隔离剂，最终生产出合格的无底层取向电工钢原材料，为极薄取向电工钢精密冷轧提供保障。威丰公司实现了极薄电工钢从原料制备开始的全流程生产工艺技术，也成为国内唯一一家全流程生产极薄取向电工钢的企业。
针对研发过程中的难点，威丰公司联合中国电科院实现了以下创新：一是采用特殊工艺控制技术生产无底层取向电工钢原材料；二是无底层取向电工钢原材料可选用高磁感取向电工钢（HiB钢）及一般取向电工钢（CGO）两种材质；三是通过自研的二十辊轧机数字油缸自动压下调整技术（AJC），实现轧制的厚度公差控制在±0.005毫米以内；四是在保护气氛条件下，通过连续退火机组炉内微张力控制和精准的工艺温度，获得优良的极薄电工钢磁性能；五是开发新型涂层配方，通过调整涂层辊间压力、烧结炉温度等关键参数，控制涂层厚度在2微米以内，附着性100%达到A级；六是与相关厂家联合开发了专用在线铁损测试装备，实时监控产品性能；七是中国电科院搭建了极薄取向电工钢评估测试平台，可全面评价材料的电磁特性、噪声等关键性能；八是牵头和参与了与极薄电工钢产品相关联的3项团体标准制定。
2020年10月25日中国金属学会对“国产极薄取向电工钢关键制造技术研究与产业化”科技成果项目进行评价，专家一致认为该项目产品达到国际领先水平。
媲美国际一线品牌——产品进入国网等领域
“终于联系到你们啦！”一家想要做一款特种铁芯却苦于找不到满足要求的极薄取向电工钢的下游用户联系到威丰公司。在使用了威丰公司的极薄取向电工钢后，铁芯重量不仅减轻了，而且产品性能得到了提升，有力促进了这款特种铁芯的革新。
中国计量院对威丰公司指定的极薄取向电工钢样品进行检测（报告编号：GJcc2020-00587、GJcc2020-00588、GJcc2020-00589），检测结果表明各项参数均符合冶金标准（YB/T5224-2014）要求。
目前，威丰公司产品在成都锦江电子系统工程有限公司、西北核技术研究所国家高功率微波技术重点实验室等用户得到推广和应用，使用效果良好。
中国电科院材料所所长韩钰介绍，我国高压、特高压直流输电工程中换流阀饱和电抗器（累计超16000台）铁芯所需材料极薄电工钢长期被日本、欧洲企业垄断，限量供应民用，属于关键战略性钢铁新材料。饱和电抗器是保护换流阀内部晶闸管的关键器件，极薄电工钢是直接影响该器件功能实现的核心材料。
2017年开始，在中国电科院材料所的牵头下，依托多项国家重点研发计划及国网公司科技项目，联合包头威丰、宝武钢铁、钢研院等多家单位历时8年攻关，揭示了超薄电工钢形变与再结晶过程中微观组织与织构演变机制，提出了超薄精密轧制与高温退火一体调控方法，攻克了材料设计、涂层配方、制备工艺等系列关键技术，最终自主研制出具有世界先进水平的0.08毫米超薄电工钢及饱和电抗器铁芯，并在威丰公司批量生产，批次产品成材率从不足10%提高至80%。截至目前，基于项目组开发的超薄电工钢材料的饱和电抗器在±500千伏葛南直流工程中稳定运行超过11000小时，国产化率达到25%，打破了国外技术垄断。
威丰公司始终坚持“一贯制管理”理念，从热轧板进厂开始就进入质量控制，并进行二次检验，避对热轧板出现质量缺陷；在冷轧过程中，注重轧制的板形质量，为后续精轧极薄电工钢奠定良好的基础；在高温退火过程中，充分发挥隧道罩式炉高温退火性能一致性的优势，并在氧化镁中添加特殊化学试剂作为隔离剂，使钢带表面不形成硅酸镁底层；在钢带表面清洗过程中，开展常规碱洗和超声波清洗等试验；在表面涂层过程中，注重均匀性、绝缘性、耐高温并满足加工及冲压要求。通过一系列的技术实验，极薄电工钢达到了应用要求，打通了全流程生产工艺。这种全流程生产工艺，为生产出合格稳定的极薄电工钢产品发挥了重要作用。
刘宝志表示，威丰公司的极薄取向电工钢价格比进口价格低约30%，有较强的竞争优势和性价比。一是摆脱进口，对实现国产化起到了非常重要的作用，特别是特高压中所使用的极薄取向电工钢将不再依赖进口；二是促进钢铁产品结构的优化，对增强电工钢行业整体竞争实力有十分重要的意义。开发高端低噪声取向电工钢及铁芯本体降噪新技术，国产极薄取向硅钢制造的阳极饱和电抗器，作为“十四五”规划重点研究方向，对消除特高压电网事故隐患、确保国家战略性重大工程安全运行具有重大意义。
“未来将进一步加强与国家电网及电抗器等产品生产的企业合作，为我国现代化建设及电力工业、国防等重要领域作贡献；不断优化生产工艺技术，改善现有核心装备及智能制造技术的应用，如轧机精度、连续退火线、清洗、涂层等制备技术的进一步提升；加强过程控制，建立产学研销一体化体系，把极薄电工钢做精、做强。”刘宝志对接下来的规划满怀信心。
冠军档案
中国极薄电工钢之冠：威丰0.03毫米极薄电工钢
产地：包头市威丰稀土电磁材料股份有限公司
品种：厚度规格为0.1毫米、0.08毫米、0.05毫米、0.03毫米的极薄取向电工钢，厚度为0.20毫米、0.15毫米、0.1毫米、0.05毫米、0.03毫米的极薄无取向电工钢，厚度为0.35毫米的高牌号无取向电工钢；公称宽度为870毫米~1190毫米，厚度规格为0.3毫米、0.27毫米、0.23毫米的高磁感取向电工钢。
应用：主要用于制造高频大功率脉冲电源、高频医用X光电源、直线加速器调制电源、环保除尘与水处理电源、各种中高频电源和高频脉冲变压器、阳极饱中高频电源变压器、电流互感器、磁放大器、高频和超高频电机产品的铁芯。
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