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(chǎn)。這條由寶鋼自主研發(fā)、自主集成設(shè)計的產(chǎn)線，相比國際競爭對手生產(chǎn)效率更高，對環(huán)境也更加友好。該項目的成功標(biāo)志著寶鋼股份取向硅鋼在世界范圍內(nèi)實現(xiàn)了全面引領(lǐng)。
圖為中國寶武寶鋼股份新型耐熱刻痕取向硅鋼機組投產(chǎn)現(xiàn)場。
從1978年武鋼一米七軋機工程試投產(chǎn)，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(shù)，建立起從冶煉到冷軋硅鋼的工藝流程，實現(xiàn)了從軋制單一CGO（普通取向硅鋼）產(chǎn)品到HiB鋼（高磁感取向硅鋼）生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)……一路走來，寶鋼股份在取向硅鋼領(lǐng)域從零起步發(fā)展成為中國硅鋼行業(yè)的引領(lǐng)者，為我國取向硅鋼發(fā)展做出了重要貢獻。
“卡脖子”之痛——關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來的
隨著經(jīng)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(dāng)其沖的是關(guān)鍵核心技術(shù)被“卡脖子”。在三峽工程建設(shè)的前期，中國尚不具備高等級取向硅鋼供應(yīng)能力。當(dāng)時項目急需高牌號取向硅鋼，國外硅鋼供應(yīng)商卻不肯供應(yīng)；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(yīng)。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(lǐng)導(dǎo)接見了寶鋼代表并下達了光榮任務(wù)，要求寶鋼盡快供應(yīng)高等級取向硅鋼，保障國家電力安全。
購買成熟技術(shù)肯定是最便捷的路徑。為此，寶鋼領(lǐng)導(dǎo)親自帶隊遍訪亞洲、美洲、歐洲的取向硅鋼生產(chǎn)廠，謀求技術(shù)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(shù)，還提出了極其苛刻、令人難以接受的附加條件。在技術(shù)的引進上，中國再一次被“卡住了脖子”。
這樣的經(jīng)歷，讓寶鋼深刻體會到，在關(guān)乎國運的核心技術(shù)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(shù)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(lǐng)導(dǎo)親自掛帥成立領(lǐng)導(dǎo)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(chǎn)品開發(fā)，將國家任務(wù)擔(dān)在肩上。
技術(shù)路徑的選擇，是研發(fā)團隊需要邁過的第一道坎兒。當(dāng)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(shù)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(chǎn)能力；低溫路徑當(dāng)時剛剛形成，產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)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(jié)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(shù)團隊花了大半年的時間進行辯論，一度相持不下?！斑@么大的中國在持續(xù)發(fā)展，如果寶鋼不能大批量地供應(yīng)高品質(zhì)取向硅鋼，一個保守的成功又有多大意義呢？”最后，大家統(tǒng)一思想，選擇了挑戰(zhàn)。
技術(shù)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(shè)備。為此，技術(shù)團隊先是找到了一家曾做過成套取向硅鋼模擬設(shè)備的供應(yīng)商，但就在談判行將結(jié)束的時候，國外一家競爭對手出來干涉，理由是該供應(yīng)商當(dāng)年為其供應(yīng)過設(shè)備，現(xiàn)在不能再賣給寶鋼。技術(shù)不肯賣，實驗室設(shè)備也不讓賣。這再一次說明，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。
設(shè)備買不到，我們自己造！現(xiàn)任中國寶武工程科學(xué)家李國保，是當(dāng)時的研發(fā)帶頭人，他帶領(lǐng)團隊自主創(chuàng)新設(shè)計出30余套實驗室試驗裝備，自主開發(fā)了數(shù)十項關(guān)鍵工藝參數(shù)檢測技術(shù)，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(shè)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(chǎn)驗證、現(xiàn)場問題解決提供了堅強保障。
有了設(shè)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(shù)團隊群策群力，鎖定多功能爐等“瓶頸”工序，采用穿插統(tǒng)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(jié)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(dāng)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(jīng)幾十次測溫，才能確認一個參數(shù)。工藝中有多少個參數(shù)，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(jié)果重現(xiàn)。直到2005年10月份，當(dāng)連續(xù)10輪實驗得出同樣的結(jié)果時，技術(shù)團隊才確認已經(jīng)掌握了低溫取向硅鋼的核心技術(shù)。好消息傳出，寶鋼股份立刻決策產(chǎn)線上馬，研發(fā)團隊的戰(zhàn)場又隨之從實驗室轉(zhuǎn)移到了產(chǎn)線。
產(chǎn)線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)同樣在設(shè)備。由于國外對手的技術(shù)封鎖，雖然請來的都是世界一流設(shè)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(shè)計的基礎(chǔ)上又完成一整套工藝技術(shù)輸出文本，相當(dāng)于告訴設(shè)備商如何去設(shè)計他們的設(shè)備，這才打破了困局，啃下了設(shè)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(shù)團隊并不氣餒，他們?nèi)鞒滩檎以颍刻爝B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(lián)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(biāo)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(nèi)，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(xiàn)場所有人的心都被點亮了”。
從“受制于人”到“領(lǐng)先于人”——向全球硅鋼第一品牌奮力邁進
2008年投產(chǎn)當(dāng)年，寶鋼取向硅鋼產(chǎn)量為2.6萬噸，第二年產(chǎn)量達到9萬噸，第三年產(chǎn)量為10萬噸實現(xiàn)達標(biāo)。寶鋼產(chǎn)品下線以后，很快投入到國家重大工程建設(shè)中。
2009年10月份，三峽工程召開鑒定會，對寶鋼產(chǎn)品用于三峽500千伏電站進行技術(shù)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(lǐng)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(dāng)時國際形勢風(fēng)云變幻，國外唯一供應(yīng)商切斷供貨，靈紹工程被迫待機。面對高難度技術(shù)要求，寶鋼堅決地頂了上去，最終為34臺變壓器供應(yīng)取向硅鋼，變壓器合格率達100%，標(biāo)志著中國取向硅鋼品質(zhì)再上新臺階。
寶鋼取向硅鋼的成功開發(fā)和應(yīng)用，得到了國家的高度肯定。2012年3月份，中國金屬學(xué)會與中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會經(jīng)過鑒定一致認為寶鋼取向硅鋼技術(shù)是中國鋼鐵行業(yè)完成的一項重大創(chuàng)新，技術(shù)水平達到國際一流。2013年，寶鋼低溫取向硅鋼開發(fā)與產(chǎn)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(xué)技術(shù)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(yīng)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(shù)發(fā)展的新紀元。發(fā)展到今天，寶鋼股份取向硅鋼產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，產(chǎn)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(shù)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(chǎn)品揭幕。
2020年，寶鋼股份取向硅鋼在國內(nèi)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(shù)量約為總產(chǎn)量的1/4，將22萬噸高品質(zhì)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(zhì)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(chǎn)品先后應(yīng)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(chǎn)的白鶴灘水電站，寶鋼股份為其供應(yīng)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(guān)鍵設(shè)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(shè)現(xiàn)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(yīng)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(yīng)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(jīng)不復(fù)存在。中國特高壓電網(wǎng)、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(zhì)取向硅鋼供應(yīng)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(wù)”，還憑借著一項項首發(fā)技術(shù)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(yīng)有貢獻和擔(dān)當(dāng)。
冠軍檔案
寶鋼股份取向硅鋼
生產(chǎn)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(chǎn)品覆蓋全系列取向硅鋼牌號。
應(yīng)用：2020年寶鋼股份取向硅鋼在國內(nèi)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(shù)量約為總產(chǎn)量的1/4，將22萬噸高品質(zhì)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(yīng)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。
