原標(biāo)題:探訪寶鋼“蟬翼硅鋼”智造
電力是現(xiàn)代社會不可或缺的能源,在發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等各類電力電氣設(shè)備中,制作鐵心的硅鋼是必不可少的組成部分。走進(jìn)寶鋼股份硅鋼事業(yè)部的智慧工廠,記者看到一排排硅鋼整齊排列,每卷重達(dá)20噸,全球每4輛新能源汽車就有1輛會用到來自這座工廠的硅鋼。其中,最吸睛的是一種厚度僅為0.1毫米的無取向硅鋼,若將其延展開來,長度可達(dá)20多公里,鋪開的面積相當(dāng)于3個至4個標(biāo)準(zhǔn)足球場大小,已應(yīng)用于人形機(jī)器人、低空飛行器等領(lǐng)域。
寶鋼股份硅鋼研究所產(chǎn)品研究與開發(fā)首席研究員張峰對記者解釋道,與多數(shù)普通鋼鐵相比,硅鋼是一種技術(shù)含量高、制造難度大的產(chǎn)品。普通鋼鐵是主要利用其強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)材料,而硅鋼是主要利用其軟磁性能的功能材料,性能需求不同,導(dǎo)致硅鋼在成分設(shè)計(jì)、微觀組織演變、加工工藝控制等方面,與普通鋼鐵存在明顯差異。
張峰指著一卷卷硅鋼介紹,從鐵礦石熔煉成鐵水,到把最原始的鋼精煉成鑄坯,再到酸洗、熱處理,中間要經(jīng)歷十幾道工序。其中,最后一次熱處理最為講究和關(guān)鍵,因?yàn)榫ЯH∠蚝驼w結(jié)構(gòu)肉眼不可見,只有通過長期的調(diào)試,才能不斷優(yōu)化高等級無取向硅鋼所需的鐵損、磁感應(yīng)強(qiáng)度等性能。制造出適用于新能源汽車、人形機(jī)器人、低空飛行器的高等級無取向硅鋼,寶鋼前后花了約10年時間。
“當(dāng)開發(fā)出第一卷新能源汽車驅(qū)動電機(jī)用無取向硅鋼后,寶鋼股份又定下了制造0.1毫米極薄規(guī)格無取向硅鋼的目標(biāo),但這意味著要打破過去‘極薄規(guī)格’與‘超高性能’無法兼得的瓶頸,堪比走鋼絲?!睆埛逭f,團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了一次次失敗,比如產(chǎn)品足夠薄但是會有斷裂、破損,當(dāng)性能滿足時薄度又不夠,有幾次團(tuán)隊(duì)考慮退而求其次,做0.12毫米或0.11毫米厚度的無取向硅鋼,但最終通過突破新的軋制技術(shù),讓0.1毫米“蟬翼硅鋼”的制造難題迎刃而解。
外人可能覺得厚度上就差這0.01毫米,能有多難?但其實(shí)厚度只是最基本的要求。硅鋼卷鋪開來以后,任意兩點(diǎn)之間的高度落差不能大于3微米?!爸挥形覀兦岸俗非髽O致,才能保證后端的人形機(jī)器人、無人機(jī)電機(jī)在使用時兼顧功率、效率、壽命,尤其是在高速旋轉(zhuǎn)時不易變形?!睆埛逭f。
目前,這個產(chǎn)品在一整套生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,包括成分設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝和設(shè)備,都屬于自主研發(fā)。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)鐵損值極低,即材料在高頻率交變磁場中的能量損耗極低,而且突破了長期無法打破的9瓦/千克大關(guān)。
自去年5月新品發(fā)布以來,這款“蟬翼硅鋼”一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。記者從寶鋼股份獲悉,根據(jù)計(jì)劃,今年6月,一條新的硅鋼生產(chǎn)線將被應(yīng)用,可大幅提升“蟬翼硅鋼”的產(chǎn)能,也將助力更多新科技產(chǎn)品突破其應(yīng)用邊界和效能。
同時,寶鋼股份無取向硅鋼研發(fā)團(tuán)隊(duì)又開始向厚度在0.1毫米、損耗低于8.5瓦/千克的硅鋼出發(fā),希望用更多“全球首發(fā)”不斷滿足更多新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求。