行業(yè)數(shù)據(jù)

揭曉寶鋼耐熱刻痕取向硅鋼背后的奧秘

2025年05月07日09:44   來源：寶鋼股份直通車
摘要：作為制造變壓器鐵心的核心材料，取向硅鋼性能直接影響著變壓器能效等級。

電，就像一條無形的紐帶。

在幅員遼闊的中國，水能、煤炭等電力資源多集中于西部地區(qū)，為優(yōu)化能源配置，“西電東送”戰(zhàn)略工程宛如大動脈，將電能跨山越水送往全國各地，保障千家萬戶燈火通明與工業(yè)生產(chǎn)高效運行。

然而，龐大輸配電體系中的電能損耗問題明顯，配電變壓器損耗巨大，每年近乎損失三峽電站三年的發(fā)電總量。作為制造變壓器鐵心的核心材料，取向硅鋼性能直接影響著變壓器能效等級。

今天，就讓我們一起來了解寶鋼激光耐熱刻痕取向硅鋼的故事。

耐熱刻痕取向硅鋼的應(yīng)用場景

隨著科技發(fā)展與環(huán)保要求提升，節(jié)能更強、噪聲更低、用材更少的立體卷鐵心變壓器憑借優(yōu)勢嶄露頭角。但制造時，卷鐵心形變明顯，會產(chǎn)生高殘余應(yīng)力，劣化磁性能。為此，需800℃以上去應(yīng)力退火確保性能穩(wěn)定。但傳統(tǒng)激光刻痕取向硅鋼的磁性能改善效果在高溫下難以維持，導致鐵損大增，變壓器性能也大打折扣。而耐熱刻痕取向硅鋼表面的物理溝槽，于高溫下仍穩(wěn)定如初，保持優(yōu)異磁性能，是卷鐵心變壓器的理想材料。

難題一：熱熔效應(yīng)

高能激光在硅鋼表面產(chǎn)生熱熔效應(yīng)，金屬熔渣使刻槽邊緣凸起，影響疊片質(zhì)量，易引發(fā)鐵心導電、擊穿等問題，威脅變壓器安全穩(wěn)定運行。寶鋼團隊全球首次利用超短脈沖激光誘導晶格庫侖爆炸原理，精準控制激光參數(shù)實現(xiàn)“冷加工”技術(shù)，如同用精準的手術(shù)刀實施手術(shù)，實現(xiàn)了超短脈沖激光耐熱刻痕產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)。

難題二：刻痕工藝

有了技術(shù)上的突破，還需結(jié)合刻痕工藝以實現(xiàn)材料性能的最佳化。團隊基于kerr效應(yīng)開發(fā)精細化磁疇結(jié)構(gòu)設(shè)計核心技術(shù)，揭示刻痕工藝參數(shù)、基板組織及涂層張力與刻痕效果的關(guān)系，解決系列難題。

難題三：批量制造

為了實現(xiàn)穩(wěn)定批量制造。團隊還攻克了飛秒激光因焦深短、作業(yè)易受環(huán)境影響的難題，實現(xiàn)數(shù)十臺激光器協(xié)同連續(xù)生產(chǎn)，自主設(shè)計并建成全球首條激光耐熱刻痕產(chǎn)線。這條關(guān)鍵精度達微米級的產(chǎn)線，創(chuàng)造了全球首次動態(tài)連續(xù)微加工技術(shù)的應(yīng)用。

技術(shù)工藝與生產(chǎn)產(chǎn)線具備后，團隊深入變壓器廠家，協(xié)同建立完善的使用技術(shù)體系，開發(fā)服役磁性能測量等系統(tǒng)，研究復雜工況下多因素關(guān)聯(lián)規(guī)律，建立卷鐵心退火三維溫度場仿真計算模型，全球率先制造出超一級能效卷鐵心變壓器。

寶鋼激光耐熱刻痕技術(shù)經(jīng)中國金屬學會專家組評價，是一項獨創(chuàng)性科技成果，達到國際領(lǐng)先水平，進一步確立了我國取向硅鋼制造技術(shù)的世界領(lǐng)先地位。

寶鋼激光耐熱刻痕產(chǎn)品用于制造高能效、低噪聲立體卷鐵心變壓器，廣泛應(yīng)用于北京國家速滑館、雄安新城、杭州亞運會館、江門中微子實驗室等重大標志性綠色工程。全面推廣應(yīng)用有望使我國電網(wǎng)年節(jié)電900億千瓦時以上，為我國電力行業(yè)的綠色發(fā)展注入強大動力，照亮了綠色發(fā)展的新道路。

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