十年前,举世瞩目的三峡水电工程长江截流成功,电厂建设拉开了序幕。而序幕中的插曲,却使中国钢铁业汗颜:26台70万千瓦水轮发电机组所需的取向硅钢,全部依赖进口,供应商闻讯立刻每吨涨价1000美元。宝钢当下决定:一定要生产出中国自己的取向硅钢。十年后的2008年12月18日,第2000卷取向硅钢在宝钢诞生。这标志着宝钢实现了真正意义上的从技术研发到产线集成、工程建设再到大生产的全线自主创新。
目前,宝钢在取向硅钢项目上定下了更高的目标:向国际最高等级的产品看齐,尽快缩小差距,实现品种、规格的全面覆盖。
一条自主集成创新的必由之路 取向硅钢,向来有着“钢铁中的工艺品”的美誉,国际上只有少数几家先进钢铁企业能够生产。能否生产取向硅钢,被视为一个国家钢铁制造水平的重要标志。2000年,宝钢正式立项,成立了硅钢领导小组和工作小组,下决心走开放式自主集成创新之路,并明确提出了硅钢研发的高起点路线图:从高温工艺起步,向低温工艺发展,目标瞄准最高档次的高磁感取向硅钢。
一个工序齐全、设备精良,完全依靠自己力量建设起来的硅钢实验室在宝钢研究院诞生。为了与时间赛跑,研发团队采取并行和交叉进行的方法,一年做了76轮次的实验;为了精确分析标样,他们发明了47种检测分析方法。2004年底,性能稳定可控的取向硅钢样品在实验室里生产出来了,并由此初步建立和形成了宝钢制造取向硅钢的关键技术路线和一贯制工艺方案。
当宝钢决定在“十一五”规划中上取向硅钢项目,并自主集成建设取向硅钢生产线时,更大的风险和考验也摆到了面前:建立在自主研发的一贯制工艺技术基础上的产线配置、设备功能定位和需求,必须全部依靠自己的力量完成。
毫无退路的宝钢人被逼出了“化整为零”的妙招,就是把产线一步一步按功能分解,细化设计方案,为每一台设备确立设备功能描述书,并与设备制造商进行反复的技术磋商,直到想法完全一致。经过努力,宝钢产线设备优化配置的构架日渐成形,以自身技术优势,确立了许多独特的工艺装备。2005年底,产线配置和设备制造合同全部签订完毕。
与此同时,一个根据取向硅钢工序流程长、工艺窗口窄的特点制订的管理体制创新方案,以及调集与硅钢事业相关的精兵强将的工作也在紧锣密鼓地进行之中。在全新运作模式推动下,“自主性”成为主导工作实施以及工程方案实现的主旋律:打通并形成了具有宝钢核心技术能力的现场一贯制工艺技术和大生产验证方案;在设备供应商只负责设备基本功能调试的条件下,结合一贯制工艺,自己担当现场调试的SV专家,自主进行工艺调试,改变了引进模式下外方提供双重指导的惯例;在生产准备上不再依赖“洋拐杖”,自主制订调试方案、产品验证方案。
一次理念和管理的变革 2006年下半年,取向硅钢后工序的冷轧产线尚在建设中,炼铁、炼钢、热轧等前工序生产验证就提前展开了。
“当开始梳理工艺参数时,我大吃一惊。”炼钢厂厂长侯安贵回忆说,许多成分控制指标与常规的碳钢生产有着巨大差异,有些精度要求高出10多倍。从经验上说,这个要求太严了,生产过程稍微有波动,精度就会偏离。而这些还只是炼钢工序100多个控制点中的两个方面。最难的是,每一个点都要一次命中,哪怕只是一个点的偏差,整个生产都将前功尽弃。在炼铁工序,以往碳钢生产,只要把铁水交给下道工序就万事大吉。在取向硅钢生产中,不仅要严格控制铁水成分精度,还必须确保铁水的装载量和有效运送时间;热轧工序中,碳钢板坯加热温度一直以来都仅控制出炉温度,而生产取向硅钢则必须控制好各个加热段的温度,若有一个点不达标,所有工作就等于“白干”。
“苛求、精准、协同、高效”的宝钢硅钢工作理念应运而生。宝钢结合取向硅钢生产特点,制订了“九定”、“控制计划”、“岗位对标”、“火车时刻表”四大管理工具,提高执行能力,积极主动适应变化。为了精准把握各个工序的时间,宝钢分公司制造部的工艺工程师反复深入各工序流程踩点、跟踪,细化并收集整理了上千项系统化的数据。在此基础上,他们明确各个站点的到站及出站时间,全面推进硅钢产品“火车时刻表”式的
物流管理。
与此同时,炼钢厂启动“一键式”炼钢创新项目,运用计算机和智能化手段达到稳定、准确操控的目的。经过一年多的实践,转炉、精炼区域已实现自动化炼钢,两个工序自动化炼钢的比例均达到70%以上,冶炼成分和过程控制的双命中率比例有了大幅度提高。
通过种种措施,取向硅钢前工序验证的合格率迅速爬坡,并在较短的时间里稳定在满足用户要求的水平上;在新建冷轧硅钢机组投产前,热轧厂实现了合格取向硅钢热卷的小批量生产。
产品性能比肩国际知名品牌 冷轧取向硅钢机组于2008年4月30日提前三个月成功实现了热负荷试车,能否实现“批量、稳定和合理成本地生产出合格取向硅钢”的目标,是检验取向硅钢机组能否交出满意答卷的惟一标准。
自2008年5月15日宝钢成功生产出第一卷合格取向硅钢,投产后第三个月,代表当今世界最先进水平的低温生产工艺取得突破;第四个月,取向硅钢生产实现月盈利;第五个月,脱碳退火机组全面实现“四达”。目前,宝钢取向硅钢产品已通过国内30多家大中型变压器企业的认证并批量使用。我国
电力变压器标准化技术委员会专家认为:用宝钢取向硅钢制造的220千伏及以下变压器实际应用效果良好,产品性能指标与国际知名品牌相当。目前,已有10家用户相继订购了宝钢高磁感取向硅钢,并取代进口产品制造500千伏超高压变压器,开创了国产取向硅钢在该领域应用的先河;用宝钢激光刻痕高磁感取向硅钢制造的10台S10型变压器顺利出口阿联酋。与此同时,宝钢取向硅钢产品还进入美国和意大利市场。