2020年12月15日，中國寶武寶鋼股份新型耐熱刻痕取向硅鋼機組正式投產。這條由寶鋼自主研發(fā)、自主集成設計的產線，相比國際競爭對手生產效率更高，對環(huán)境也更加友好。該項目的成功標志著寶鋼股份取向硅鋼在世界范圍內實現了全面引領。
圖為中國寶武寶鋼股份新型耐熱刻痕取向硅鋼機組投產現場。
從1978年武鋼一米七軋機工程試投產，誕生了我國第一卷冷軋取向硅鋼，到上世紀八九十年代武鋼兩次引進技術，建立起從冶煉到冷軋硅鋼的工藝流程，實現了從軋制單一CGO（普通取向硅鋼）產品到HiB鋼（高磁感取向硅鋼）生產技術的消化創(chuàng)新，再到2008年寶鋼“十年磨一劍”自主研發(fā)出高端取向硅鋼以及如今寶鋼股份新型耐熱刻痕取向硅鋼機組投產……一路走來，寶鋼股份在取向硅鋼領域從零起步發(fā)展成為中國硅鋼行業(yè)的引領者，為我國取向硅鋼發(fā)展做出了重要貢獻。
“卡脖子”之痛——關鍵核心技術是買不來的
隨著經濟發(fā)展，我國對取向硅鋼的需求逐步向更高端化發(fā)展，給鋼鐵企業(yè)帶來了新挑戰(zhàn)。首當其沖的是關鍵核心技術被“卡脖子”。在三峽工程建設的前期，中國尚不具備高等級取向硅鋼供應能力。當時項目急需高牌號取向硅鋼，國外硅鋼供應商卻不肯供應；后來“求”到一家國外廠商，對方卻一次性提價1000美元/噸，并且還是限量供應。在三峽工程這樣舉國矚目的項目上，中國被“卡住了脖子”。
在2003年全國人大會議期間，國家領導接見了寶鋼代表并下達了光榮任務，要求寶鋼盡快供應高等級取向硅鋼，保障國家電力安全。
購買成熟技術肯定是最便捷的路徑。為此，寶鋼領導親自帶隊遍訪亞洲、美洲、歐洲的取向硅鋼生產廠，謀求技術引進，但幾乎全部廠家都給出了冰冷的回答：拒絕出售。好不容易有一家企業(yè)勉強同意出售其過時技術，還提出了極其苛刻、令人難以接受的附加條件。在技術的引進上，中國再一次被“卡住了脖子”。
這樣的經歷，讓寶鋼深刻體會到，在關乎國運的核心技術面前，金錢顯得無能為力。
知“痛”而后勇——堅決走自主研發(fā)道路
買技術的路子走不通，寶鋼決然地走上了自主研發(fā)的道路。該公司領導親自掛帥成立領導小組，寶鋼研究院牽頭成立工作小組，公司上下全力進行取向硅鋼產品開發(fā)，將國家任務擔在肩上。
技術路徑的選擇，是研發(fā)團隊需要邁過的第一道坎兒。當時擺在面前的有兩條路徑：一條是高溫路徑，一條是低溫路徑。高溫路徑的發(fā)展時間長，技術相對成熟，開發(fā)成功的把握相對較大，但缺點在于難以形成大批量生產能力；低溫路徑當時剛剛形成，產品質量高并且相對容易形成批量能力，但彼時全世界只有一條低溫路徑取向硅鋼生產線，寶鋼還完全不知道是怎么回事，開發(fā)失敗的概率很大。
兩條路徑的開發(fā)難度相差很多，研發(fā)成功后的結果也會差異很大。一邊是穩(wěn)妥而保守，一邊是挑戰(zhàn)且激進，技術團隊花了大半年的時間進行辯論，一度相持不下。“這么大的中國在持續(xù)發(fā)展，如果寶鋼不能大批量地供應高品質取向硅鋼，一個保守的成功又有多大意義呢？”最后，大家統一思想，選擇了挑戰(zhàn)。
技術路徑的確定只是明確了走哪條路，但要真正“上路”，還需要研發(fā)設備。為此，技術團隊先是找到了一家曾做過成套取向硅鋼模擬設備的供應商，但就在談判行將結束的時候，國外一家競爭對手出來干涉，理由是該供應商當年為其供應過設備，現在不能再賣給寶鋼。技術不肯賣，實驗室設備也不讓賣。這再一次說明，關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。
設備買不到，我們自己造！現任中國寶武工程科學家李國保，是當時的研發(fā)帶頭人，他帶領團隊自主創(chuàng)新設計出30余套實驗室試驗裝備，自主開發(fā)了數十項關鍵工藝參數檢測技術，終于貫通了試驗流程。正因為被人家“卡脖子”，寶鋼依靠自主設計的實驗室裝備才與原來廠商的裝備不同，因此建成了世界上最好的硅鋼實驗室，為后來的研發(fā)、大生產驗證、現場問題解決提供了堅強保障。
有了設備，研發(fā)團隊開始“拼命”實驗。取向硅鋼工藝流程非常長，通常情況下，一個月最多做兩輪實驗。技術團隊群策群力，鎖定多功能爐等“瓶頸”工序，采用穿插統籌的重疊試驗方法，最大限度地提高效率、節(jié)省時間。實驗過程中多功能爐從不停機，即便春節(jié)也不例外。爐子不停，人更不能停。每次實驗結果出來，團隊不分晝夜進行討論，一年之中光投影儀的燈泡就用壞了3個。粗略一算，一年做了75輪實驗，相當于一年完成了正常情況下三年才能完成的實驗量。
取向硅鋼工藝窗口極窄，為了獲得一個準確的軋制溫度，李國保和團隊成員往往需要戴著護目鏡，在某個位置蹲上一宿，歷經幾十次測溫，才能確認一個參數。工藝中有多少個參數，研發(fā)團隊就需要來多少遍這樣的蹲守。
圖為李國保與團隊。
正是這樣的拼搏精神，換來了他們超高的研發(fā)效率。2004年5月份，第一塊合格CGO鋼板出樣；7月份，第一塊HiB合格鋼板出樣。團隊沒有急著慶祝，而是繼續(xù)追求穩(wěn)定的結果重現。直到2005年10月份，當連續(xù)10輪實驗得出同樣的結果時，技術團隊才確認已經掌握了低溫取向硅鋼的核心技術。好消息傳出，寶鋼股份立刻決策產線上馬，研發(fā)團隊的戰(zhàn)場又隨之從實驗室轉移到了產線。
產線的關鍵環(huán)節(jié)同樣在設備。由于國外對手的技術封鎖，雖然請來的都是世界一流設備商，但都沒有做過取向硅鋼。無可奈何的寶鋼被迫越俎代庖，在工廠設計的基礎上又完成一整套工藝技術輸出文本，相當于告訴設備商如何去設計他們的設備，這才打破了困局，啃下了設備這根“硬骨頭”。
然而，“硬骨頭”不止一根。2007年開展前工序驗證，在第一輪取向硅鋼試制時，連鑄機出口的鑄坯斷成了一塊一塊的。鑄坯在運往熱軋板坯庫的途中，發(fā)出噼里啪啦的爆裂聲音，等到板坯庫一看，裂紋縱橫交錯，根本無法軋制，第一輪試制全軍覆沒。
技術團隊并不氣餒，他們全流程查找原因，每天連續(xù)工作十幾個小時，通過不斷地試錯驗證，最終將一貫制管理從煉鋼延伸至煉鐵。煉鐵、煉鋼、熱軋所有前工序與硅鋼聯合克服了多項難題，才最終解決了鑄坯開裂問題。
2008年5月15日，寶鋼取向硅鋼第一卷合格卷成功下線，標志著寶鋼取向硅鋼自主研發(fā)取得成功。僅僅相隔兩個半月，2008年7月29日，寶鋼第一卷高磁感取向硅鋼下線；又隔4個半月，2008年12月12日，寶鋼第一卷激光刻痕取向硅鋼下線。一年內，寶鋼取向硅鋼3個細分品種全部成功下線。
圖為寶鋼取向硅鋼第一卷成品。
時至今日，有團隊成員回憶起2008年的情景仍會說：“第一爐合格的取向硅鋼出爐時，鋼水映紅了整個車間，一瞬間，現場所有人的心都被點亮了”。
從“受制于人”到“領先于人”——向全球硅鋼第一品牌奮力邁進
2008年投產當年，寶鋼取向硅鋼產量為2.6萬噸，第二年產量達到9萬噸，第三年產量為10萬噸實現達標。寶鋼產品下線以后，很快投入到國家重大工程建設中。
2009年10月份，三峽工程召開鑒定會，對寶鋼產品用于三峽500千伏電站進行技術評審。采用寶鋼取向硅鋼制成的變壓器在隨后的檢驗中一次性全部合格，宣告了中國在高端取向硅鋼領域不再受制于人。
圖為寶鋼取向硅鋼用于三峽工程。
靈紹工程是±800千伏的特高壓直流工程。當時國際形勢風云變幻，國外唯一供應商切斷供貨，靈紹工程被迫待機。面對高難度技術要求，寶鋼堅決地頂了上去，最終為34臺變壓器供應取向硅鋼，變壓器合格率達100%，標志著中國取向硅鋼品質再上新臺階。
寶鋼取向硅鋼的成功開發(fā)和應用，得到了國家的高度肯定。2012年3月份，中國金屬學會與中國鋼鐵工業(yè)協會經過鑒定一致認為寶鋼取向硅鋼技術是中國鋼鐵行業(yè)完成的一項重大創(chuàng)新，技術水平達到國際一流。2013年，寶鋼低溫取向硅鋼開發(fā)與產業(yè)化項目，獲得國家科技進步獎一等獎。
圖為寶鋼獲得國家科學技術進步獎證書。
寶鋼股份硅鋼在前進的路上從未止步。2018年，寶鋼股份取向硅鋼應用于±1100千伏全球最高電壓等級直流換流變壓器，開啟了特高壓輸電技術發(fā)展的新紀元。發(fā)展到今天，寶鋼股份取向硅鋼產量穩(wěn)居世界第一，產品覆蓋全系列牌號。近年來，寶鋼股份連續(xù)發(fā)布代表世界最高技術水平的“全球首發(fā)牌號”，在時間推移中建立起多方位優(yōu)勢，向全球硅鋼第一品牌奮力邁進。
圖為2021年5月13日，寶鋼股份高等級取向硅鋼七大全球首發(fā)產品揭幕。
2020年，寶鋼股份取向硅鋼在國內市場占有率約為60%；面向國際市場，寶鋼股份取向硅鋼出口數量約為總產量的1/4，將22萬噸高品質取向硅鋼出口至美、日、韓等38個國家的207家重要用戶。
寶鋼股份取向硅鋼對中國電力高質量發(fā)展意義重大。寶鋼股份取向硅鋼開發(fā)成功之后，中國電力行業(yè)安全得到保證，產品先后應用于三峽工程以及昌吉-古泉±1100千伏、白鶴灘-江蘇±800千伏等大型特高壓直流工程。2017年以來，寶鋼股份取向硅鋼在特高壓交、直流變壓器市場占比高達95%以上。2021年6月份投產的白鶴灘水電站，寶鋼股份為其供應高端硅鋼3萬余噸，其中取向硅鋼1.4萬噸，直流送出換流變壓器等關鍵設備用鋼占有率達100%，徹底告別進口取向硅鋼。
圖為白鶴灘水電站建設現場。
與此同時，寶鋼股份取向硅鋼也伴隨著我國特高壓這張“名片”走向世界。寶鋼股份取向硅鋼在巴西美麗山±800千伏特高壓直流工程中的應用占比達到78%以上，在巴基斯坦默拉±660千伏直流工程中的應用占比達到100%，成為“一帶一路”的重要實踐。
時至今日，中國電力工程用取向硅鋼被國外廠商“卡脖子”的情況已經不復存在。中國特高壓電網、大型電力項目工程迅猛發(fā)展，一件件“大國重器”閃耀問世，其背后，正是寶鋼股份強大的高品質取向硅鋼供應能力。依靠自主創(chuàng)新，寶鋼股份取向硅鋼不僅圓滿地完成了“國家任務”，還憑借著一項項首發(fā)技術和一個個首發(fā)牌號，將自身打造成為“國之重器”“鎮(zhèn)國之寶”的有力鑄造者，而這也正是中國寶武、寶鋼股份對“國之大者”的應有貢獻和擔當。
冠軍檔案
寶鋼股份取向硅鋼
生產廠：寶鋼股份寶山基地、青山基地（武鋼有限）
品種：普通取向硅鋼、高磁感取向硅鋼、激光刻痕取向硅鋼、低噪聲取向硅鋼、特殊涂層取向硅鋼、耐熱刻痕取向硅鋼等，產品覆蓋全系列取向硅鋼牌號。
應用：2020年寶鋼股份取向硅鋼在國內市場占有率約為60%，2017年以來在特高壓交、直流變壓器市場占比高達95%以上;面向國際市場，寶鋼股份取向硅鋼出口數量約為總產量的1/4，將22萬噸高品質取向硅鋼出口至美、日、韓等38個國家的207家重要用戶。寶鋼股份取向硅鋼先后應用于三峽工程等水電工程，昌吉-古泉±1100千伏、白鶴灘-江蘇±800千伏等我國大型特高壓直流工程,以及巴西美麗山±800千伏特高壓直流工程、巴基斯坦默拉±660千伏直流工程等“一帶一路”工程。
