电力是现代社会不可或缺的能源，在发电机、电动机等各类电力电气设备中，制作铁心的硅钢是必不可少的组成部分。走进宝钢股份硅钢事业部的智慧工厂，记者看到一排排硅钢整齐排列，每卷重达20吨，全球每4辆新能源汽车就有1辆会用到来自这座工厂的硅钢。其中，最吸睛的是一种厚度仅为0.1毫米的无取向硅钢，若将其延展开来，长度可达20多公里，铺开的面积相当于3个至4个标准足球场大小，已应用于人形机器人、低空飞行器等领域。 宝钢股份硅钢研究所产品研究与开发首席研究员张峰对记者解释道，与多数普通钢铁相比，硅钢是一种技术含量高、制造难度大的产品。普通钢铁是主要利用其强度、塑性、韧性等力学性能的结构材料，而硅钢是主要利用其软磁性能的功能材料，性能需求不同，导致硅钢在成分设计、微观组织演变、加工工艺控制等方面，与普通钢铁存在明显差异。 张峰指着一卷卷硅钢介绍，从铁矿石熔炼成铁水，到把最原始的钢精炼成铸坯，再到酸洗、热处理，中间要经历十几道工序。其中，最后一次热处理最为讲究和关键，因为晶粒取向和整体结构肉眼不可见，只有通过长期的调试，才能不断优化高等级无取向硅钢所需的铁损、磁感应强度等性能。制造出适用于新能源汽车、人形机器人、低空飞行器的高等级无取向硅钢，宝钢前后花了约10年时间。 “当开发出第一卷新能源汽车驱动电机用无取向硅钢后，宝钢股份又定下了制造0.1毫米极薄规格无取向硅钢的目标，但这意味着要打破过去‘极薄规格’与‘超高性能’无法兼得的瓶颈，堪比走钢丝。”张峰说，团队经历了一次次失败，比如产品足够薄但是会有断裂、破损，当性能满足时薄度又不够，有几次团队考虑退而求其次，做0.12毫米或0.11毫米厚度的无取向硅钢，但最终通过突破新的轧制技术，让0.1毫米“蝉翼硅钢”的制造难题迎刃而解。 外人可能觉得厚度上就差这0.01毫米，能有多难？但其实厚度只是最基本的要求。硅钢卷铺开来以后，任意两点之间的高度落差不能大于3微米。“只有我们前端追求极致，才能保证后端的人形机器人、无人机电机在使用时兼顾功率、效率、寿命，尤其是在高速旋转时不易变形。”张峰说。 目前，这个产品在一整套生产环节中，包括成分设计、生产工艺和设备，都属于自主研发。它不仅能够实现铁损值极低，即材料在高频率交变磁场中的能量损耗极低，而且突破了长期无法打破的9瓦/千克大关。 自去年5月新品发布以来，这款“蝉翼硅钢”一直处于供不应求的状态。记者从宝钢股份获悉，根据计划，今年6月，一条新的硅钢生产线将被应用，可大幅提升“蝉翼硅钢”的产能，也将助力更多新科技产品突破其应用边界和效能。 同时，宝钢股份无取向硅钢研发团队又开始向厚度在0.1毫米、损耗低于8.5瓦/千克的硅钢出发，希望用更多“全球首发”不断满足更多新兴产业的应用需求。
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