電工鋼產業如何助力實現“雙碳”

 

電工鋼是我國現代化建設、高質量發展和人民生活不可缺少的重要原材料產品之一，也是2019年11月份我國頒布的《產業結構調整指導目錄》中重點鼓勵類鋼鐵產品之一。

 

電工鋼可分為取向電工鋼和無取向電工鋼，其中取向電工鋼分為一般取向電工鋼（CGO）和高磁感取向電工鋼（HiB）；無取向電工鋼分為中低牌號無取向電工鋼和高牌號（高效、高磁感）無取向電工鋼。近年來，隨著電工鋼技術工藝的發展，高頻極薄取向和無取向電工鋼(0.1毫米以下)逐步成為企業重點開發的材料。

 

目前，我國已是全球最大的電工鋼消費國和生產國。電工鋼作為一類功能性鋼鐵材料廣泛應用于電力和電信工業，用以制造發電機、電動機、變壓器、互感器、繼電器等設備，在電能的生成、傳輸與使用方面起到了關鍵的作用，電機設備及家用電器的能效高低很大程度上取決于電工鋼電磁性能的優劣。

 

由于對節能減排的要求日益提高，國家對電力變壓器、電機、家用電器的能效要求不斷提高。2021年6月1日正式實施了GB20052-2013《電力變壓器能效限定值及能效等級》、GB18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》強制標準；2020年7月1日正式實施了GB21455-2019《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》強制標準，以及2016年10月份提前實施了GB12021.2-2015《家用電冰箱耗電量限定值及能效等級》強制標準。這4項能效標準要求降低電器產品的空載損耗，對電機、變壓器、家用電器等產品的鐵芯材料的性能提出了更高要求。高性能電工鋼有鐵損低、磁感高的特點，正是制作高效、大容量電機、節能變壓器的首選材料，并在電力工業節能降耗中發揮重要作用。

 

據研究表明：以取向電工鋼牌號提升1個等級的影響評估，按15年的運行壽命周期來算，每噸取向電工鋼降低碳排放等效值為17噸。此前有報道稱，最高等級的取向電工鋼（B18R060）如替代高耗能變壓器應用到目前國家1級能效的變壓器上，每年將節電約900億千瓦時，相當于三峽電站年發電量的90%。寶鋼股份無取向電工鋼產品結構優化項目是目前全球唯一面向新能源汽車行業的高等級無取向電工鋼專業生產線。該項目建成投產后，每年可為400萬輛新能源汽車提供高等級用材，減少碳排放360萬噸，相當于33萬公頃森林的吸收量。

 

從全球電工鋼產品及制造工藝發展情況來看，研發方向主要有兩個：一是為使下游產品更加高效、節能、環保而研發的產品，如磁疇細化取向電工鋼產品、低噪聲取向電工鋼產品、中高頻薄規格無取向電工鋼產品、新型無取向電工鋼絕緣涂層產品等；二是為使電工鋼產業生產更加節能、環保、低成本而研發的工藝技術，如中低溫取向電工鋼板坯加熱技術、近終形制造流程生產電工鋼技術、新型抑制劑（或無抑制劑）制造技術等。

 

高磁感取向電工鋼的生產工藝流程包括煉鋼（連鑄、精煉等）、熱軋（低溫板坯加熱技術）、?；嵯?、冷軋（采用溫軋一次軋成）、連續脫碳退火滲氮、涂氧化鎂、高溫退火（先進環循爐工藝，實現二次再結晶）、拉伸、表面涂絕緣涂層、激光刻痕（磁疇細化技術）、剪切包裝等，其中低溫板坯加熱技術，可將傳統的高溫板坯加熱至1350攝氏度~1380攝氏度，降至1150攝氏度～1250攝氏度，大大降低了能源介質消耗，磁性能有了明顯提高；高牌號無取向電工鋼生產工藝包括煉鋼（連鑄、精煉等）、熱軋、常化酸洗、冷連軋或單機架冷軋、連續退火、涂層等，其中部分高牌號無取向電工鋼產品采用兩次冷軋法生產，以滿足性能要求。同時，部分高牌號無取向電工鋼進一步簡化工藝，如用一次冷軋法替代兩次冷軋法、連續退火機組提速，也能生產出與高端產品性能相當的電工鋼。

 

強制能效標準的頒布實施，進一步降低了變壓器的空載損耗和噪聲，無論是取向電工鋼，還是鐵基非晶合金，都需要有更高的磁導率和更低的單位損耗。隨著高頻及電子變壓器技術的日趨完善，今后對具有初始磁導率高、矯頑力低、飽和磁密度高等特點的軟磁材料需求將不斷增加，也給電工鋼企業帶來了新的機遇和挑戰。

 

電工鋼企業通過優化工藝技術改善了取向電工鋼磁性能水平，取向電工鋼至少提高一個牌號或兩個牌號，以進一步提高變壓器能效和滿足用戶對變壓器綜合性能的要求。低噪聲、低空載損耗、低負載損耗、低綜合成本等要求會使更低鐵損、更高磁感取向電工鋼的需求量增加。

 

使用了無取向電工鋼的冰箱壓縮機在電機運行時能解決實際耗電量問題，強調產品的“實際使用節能設計能力”。2018年節能冰箱銷售量占總銷售量的82%，其中1級能效產品達到34%、內銷比例達59%，變頻冰箱占比達43%。要實現空調壓縮機電機運行更加節能或節電，目前空調市場淘汰率將達到45%，2020年能效已提升14%，2022年將提升30%。這一過程將進一步推動空調朝著高效、變頻的方向發展，將淘汰市場上現有99%的定速空調型號和70%的變頻空調型號。我國電機的總耗電量占全社會總用電量的約64%，其中工業領域的電機用電量占工業用電的75%左右。按照有關方面的統計，IE3電機產量將逐年增加占比。電機對無取向電工鋼的需求量，如50W800、50W1000將逐步減少，50W470、50W350、50W310、50W270、50W250、50W230、35W360、35W300、35W270、35W250等或薄規格產品將大幅增加，特別是對新能源汽車高牌號無取向電工鋼的需求量將增大。 本+文內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 ta np ai fan g.com