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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，為優化能源配置，“西電東送”戰略工程宛如大動脈，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生產高效運行。

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用場景

隨著科技發展與環保要求提升，節能更強、噪聲更低、用材更少的立體卷鐵心變壓器憑借優勢嶄露頭角。但制造時，卷鐵心形變明顯，會產生高殘余應力，劣化磁性能。為此，需800℃以上去應力退火確保性能穩定。但傳統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，于高溫下仍穩定如初，保持優異磁性能，是卷鐵心變壓器的理想材料。

難題一：熱熔效應

高能激光在硅鋼表面產生熱熔效應，金屬熔渣使刻槽邊緣凸起，影響疊片質量，易引發鐵心導電、擊穿等問題，威脅變壓器安全穩定運行。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，精準控制激光參數實現“冷加工”技術，如同用精準的手術刀實施手術，實現了超短脈沖激光耐熱刻痕產品規模化生產。

難題二：刻痕工藝

有了技術上的突破，還需結合刻痕工藝以實現材料性能的最佳化。團隊基于kerr效應開發精細化磁疇結構設計核心技術，揭示刻痕工藝參數、基板組織及涂層張力與刻痕效果的關系，解決系列難題。

難題三：批量制造

為了實現穩定批量制造。團隊還攻克了飛秒激光因焦深短、作業易受環境影響的難題，實現數十臺激光器協同連續生產，自主設計并建成全球首條激光耐熱刻痕產線。這條關鍵精度達微米級的產線，創造了全球首次動態連續微加工技術的應用。

技術工藝與生產產線具備后，團隊深入變壓器廠家，協同建立完善的使用技術體系，開發服役磁性能測量等系統，研究復雜工況下多因素關聯規律，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經中國金屬學會專家組評價，是一項獨創性科技成果，達到國際領先水平，進一步確立了我國取向硅鋼制造技術的世界領先地位。

寶鋼激光耐熱刻痕產品用于制造高能效、低噪聲立體卷鐵心變壓器，廣泛應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。全面推廣應用有望使我國電網年節電900億千瓦時以上，為我國電力行業的綠色發展注入強大動力，照亮了綠色發展的新道路。

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