硅钢材料攻关全解析:顶尖技术榜单与行业突破精选
硅钢“心脏”的锻造者:专访太钢技术专家林媛
本报记者 马睿姗
林媛正在分析硅钢力学试样的测试结果。 王 帆摄
“芝麻”的排列艺术:揭秘取向硅钢的微观控制
在中国宝武太钢集团的硅钢生产车间内,机器持续运转,一卷卷银灰色的高端硅钢产品正缓缓下线。身着蓝色工装的林媛俯身仔细检查板面是否存在任何细微缺陷,随即转身与现场操作人员核对关键工艺参数。
作为太钢不锈技术中心硅钢研究所所长及全国五一劳动奖章获得者,林媛深知她所负责产品的战略价值。硅钢是决定变压器与电机能效的核心磁性材料,而取向硅钢更是公认的钢铁产品中工艺复杂度最高、制造难度最大的品种。从冶炼、热轧到脱碳退火,十余道精密工序的工艺窗口极为狭窄,控制精度要求却极高。林媛在这一尖端材料领域,已深耕了十八年。
如何理解取向硅钢的技术内核?林媛给出了一个形象的比喻:“其内部晶粒组织,就像在面饼上均匀撒上芝麻。”整个生产流程中最核心的挑战,在于精确控制每一颗“芝麻”——即晶粒——都沿轧制方向高度一致地排列。只有实现这种高度定向的织构,材料才能获得最优的磁导率与极低的铁损,满足高端能效要求。
从“盯”炉火到“智”造突破:十八年的工艺沉淀
2008年,林媛从东北大学钢铁冶金专业研究生毕业,加入太钢技术中心硅钢研发室。当时,取向硅钢团队负责人、太钢硅钢首席科学家张文康就提醒她:这是一块难啃的“硬骨头”。林媛的应对方法扎实而专注:白天深入生产一线,跟踪每一道工序;晚上则对照理论整理笔记、分析数据。
如今,太钢的硅钢生产已步入智能化与数字化控制阶段。但在十多年前的中试研发时期,许多关键工艺信息仍需技术人员在现场“盯”出来。在国家某重点研发项目所需的0.18毫米超薄取向硅钢攻关期间,中试车间的罩式炉高温退火实验周期长达8至10天。夜班人手紧张时,林媛常连续值守,睡在办公室,每隔两小时便起身检查炉内水温与火焰状态。
她至今记得一个关键场景:炉体高处的烧嘴中,明黄带火星的火焰逐渐转淡,最终变为柔和的淡黄色。经验告诉她,这标志着硅钢卷内部水汽已充分排出,表面特性趋于稳定,可以安全转入下一工艺阶段。她压下内心的激动,将精确的时间点与火焰特征详细记录。这些从实践中“读”出的宝贵经验,后来都转化为了核心工艺数据库的一部分。
为高端装备装上“中国心”:实现进口替代与绿色突破
高牌号硅钢是提升新能源汽车驱动电机效率的关键材料,其制造流程长、影响因素错综复杂。为实现高端装备“心脏材料”的自主可控,林媛带领团队依托太钢技术中心的中试平台,在硅钢全流程试验机组上开启了长达四年的技术攻关。历经数百轮试验,从上千个工艺变量中寻找突破点,团队最终成功开发出0.35毫米薄规格高磁感系列产品,实现了对进口材料的100%替代,并批量供应国内多家主流新能源汽车制造商。
面向“双碳”战略目标,林媛将研发焦点转向更前沿的低碳排放取向硅钢技术。在电炉冶炼及抑制剂控制等核心环节,缺乏成熟先例可循,且存在多项工艺目标相互制约的“控制相悖”难题。她带领团队扎根实验室,循环进行试验、复盘、优化与再挑战,目标直指更高磁感、更低损耗的顶级牌号。
技术攻关的本质是持续自我超越。团队将产品厚度从0.27毫米、0.23毫米一路减薄至0.20毫米;牌号等级从90、80向70系列不断攀升。2024年,在0.27毫米产品达标基础上,团队进一步成功产出0.23毫米及0.20毫米高等级产品,并全球首发了采用全废钢工艺的低碳绿色高等级取向硅钢。该技术省去了传统高炉铁水冶炼环节,实现吨钢降碳76.2%,填补了国内该领域的技术空白。
展望未来,林媛的目光坚定而清晰:“我们将持续聚焦高端化、智能化、绿色化方向,深化技术攻关,推动产业迭代,为中国硅钢技术的全球竞争力贡献坚实力量。”这不仅是她的职业承诺,更是一位材料科学家面对时代命题给出的最务实的回答。
