新闻分类

产品分类

热门关键词

联系我们

江阴诚联电器有限公司

地址 :江苏省江阴市南闸镇龙运村工农河龙游桥堍北

服务热线:400 0828 690

电话:0510-8617 8070

邮箱:2851911735@qq.com

网址  :  www.eixgp.com 

电工钢行业研究:“芯”材料助力节能低碳、能效升级

您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 公司新闻

电工钢行业研究:“芯”材料助力节能低碳、能效升级

发布日期:2022-04-20 作者: 点击:

一、电工钢:钢铁工业皇冠上的明珠

铁的磁导率比空气的磁导率高几千到几万倍,铁中加入硅后可以进一步提高铁的磁导率,在磁化时产生更强的 磁场,同时降低损耗,提高电能的生成、传输与使用效率,因此以硅和铁为主要组成元素生产的电工钢主要作为铁 芯材料被广泛应用于电力、电子、航空航天、军事工业等行业。1900 年电工钢的良好性能首次被发现,在经历热轧、冷轧的生产阶段,不断向高磁感、低铁损等更高性能的方向发展,近年来,随着世界能源结构转型、节能减排进程 的不断加速,电工钢已成为国家高质量发展和人类低碳绿色生活不可或缺的原材料产品之一。

 

1、电工钢的定义和分类:以取向度、铁损、磁性划分

电工钢是指含硅量在 0.5%6.5%的超低碳硅铁合金,属于软磁材料。电工钢按生产工艺不同可以分为热轧和冷轧 两种,随着技术的发展,热轧电工钢已基本被冷轧电工钢取代。冷轧电工钢按晶粒排列方向性可分为无取向电工钢和取向电工钢。通过控制轧制方向和采用再结晶工艺生产的具有高斯织构的电工钢称取向电工钢;晶粒取向程度小、在钢板面上磁各向异性小的电工钢称无取向电工钢。

 1.jpeg

取向电工钢按照{110}[001]取向度1和磁性的不同可以划分为一般取向电工钢(CGO)和高磁感取向电工钢(HiB); 无取向电工钢分:中低牌号无取向电工钢、高牌号无取向电工钢和高效(高磁感)无取向电工钢。电工钢牌号高低 以铁损值2区别,铁损越低,牌号越高,铁损值低于 4.00W/Kg 时为高牌号无取向电工钢。随着家电领域能效升级, 新增高效(高磁感)无取向电工钢种类,铁损值与普通冷轧无取向电工钢相当,磁感3较其高 0.05T 以上。新能源汽 车行业发展迅速,新增新能源汽车用无取向电工钢牌号,可以视为更高性能的高牌号无取向电工钢。近年来随着电 工钢技术工艺的发展,高频极薄取向和无取向电工钢(公称厚度 0.1mm 以下)逐步成为开发的重点材料。

 

电工钢牌号的命名通常会包含四个指标:厚度、类型、铁损、涂层。厚度:使用公称厚度(mm)的 100 倍数值标 记,如 50 代表的是 0.5mm 厚度;类型:电工钢的类型,比如无取向(W)、取向(Q)、高磁感取向(QG)等等; 铁损:使用铁损保证值的 100 倍数值标记,如 600800 等数值;涂层:代表电工钢表面绝缘涂层的类型,如半有 机薄涂层、自粘接涂层等;除此之外,有的钢厂会在牌号的不同位置加上钢厂代码,如宝钢的B、马钢的 M、武钢的W 等。极薄电工钢带材目前国内还没有相关的牌号信息,牌号为日本牌号的表示方法。

2.jpeg

 

2、生产工艺:“明珠”入掌需技术突破

冷轧电工钢的生产包括一次冷轧法和二次冷轧法,通常包括铁水脱硫、冶炼、真空处理、连续浇铸(电磁搅拌)、热轧、常化酸洗、冷轧、退火图层等流程,具体不同种类的电工钢生产工艺会有所差异。一般取向电工钢与高磁感 取向电工钢生产的区别主要是一般取向电工钢不需要低温轧制,需要二次冷轧,不渗氮。低牌号无取向电工钢与中、高牌号(高效、高磁感)无取向电工钢的生产工艺区别主要是低牌号只需一次冷轧,高牌号过去需要两次冷轧,但 目前技术进步高牌号无取向电工钢的二次冷轧法逐步被一次冷轧法取代。

 

电工钢的质量控制要求主要包括以下几个方面:铁芯损耗低、磁感应强度高、对磁各向异性的要求、冲片性良好、 钢板表面光滑、平整和厚度均匀、绝缘薄膜性能好,磁时效现象小。电工钢的磁感应强度和铁芯损耗是取向电工钢中高磁感和一般取向电工钢、无取向电工钢中低牌号和高牌号的划分标准,因此生产高性能电工钢4产品需要提高磁 感应强度,降低铁损。铁损和磁感属于组织敏感磁性,化学成分、晶粒尺寸、夹杂物、晶体织构等因素都对磁性能 有显著的作用。在生产工艺中,冷轧前钢质纯净度控制、热轧温度控制、常化酸洗,冷轧后渗氮处理、表面涂层、 激光刻痕细化磁畴等工艺能够对磁性能和铁损产生影响,目前存在技术难点。

 

在生产流程缩短和成本节约方面,国内引进了薄板坯连铸连轧工艺,是一种效率更高的短流程生产技术,但目前也 存在技术难点需要突破,包括:铸坯浇注质量的控制,铸坯内部质量不佳,带钢表面氧化铁皮较重难以去除;存在瓦楞状缺陷,损害电工钢的外观和磁性能;夹杂物尺寸略小,难以对总量进行控制等。电工钢具有生产流程长、技术工艺复杂、难点多,窗口窄、精度高等特点,生产和管理涉及材料学,处理技术和机 械、电加工工艺技术等各个方面,被称为钢铁产品中的“艺术品”,其中取向硅钢是所有钢铁产品中制造难度较大的品种,成分控制十分严格,杂质含量要求低,被誉为现代钢铁业“掌上明珠”。生产企业只有具备较高的制造技术与工艺装备能力,才能摘得明珠,可以说电工钢的制造技术和质量是衡量一个国家钢铁产品生产和科技水平的重要标志。

 

3、产量稳中有升,“高”中求进

1)国际:电工钢产量波动增长,增速放缓电工钢的发展历史经历了三个阶段。在热轧硅钢发展阶段(1882~1955 年),英国哈德菲尔特首先发表了 Si-Fe 合金的磁性结果,1903 年美国和德国开始生产热轧硅钢板,并在很短时间内全部代替原有的普通低碳钢板成为制造电 机和变压器的材料;在冷轧电工钢发展阶段(1930~1967年),1930 年美国戈斯开始研究冷轧工艺并于 1933 年利用两次冷轧和退火方法制成 3%Si 钢,随后冷轧和退火等后续工艺日臻完善;在高性能硅钢发展阶段(1961~2021 年),日本新日铁公司首先试制更高磁感的取向硅钢并命名为 Hi-B,日本冷轧电工钢技术崛起,在无取向电工钢方面,围绕高效电机用钢,无取向电工钢磁感更高,铁损更小,用量日益增多。

 

从产量来看,2008 年以前全球电工钢产量持续上升,之后处于波动增长的趋势,近年来增速放缓,2020 年全球电 工钢产量为 1484 万吨,同比减少 5.97%。中国电工钢产量占全球总产量的比重不断提高,由 2002 年的 14%左右增 长至 2020 年的 70%以上,与近年来中国市场新能源汽车等领域电工钢需求的增加有密不可分的关系。

3.jpeg

 

2)国内:电工钢技术引进消化,发展升级

我国电工钢的发展大致经历了四个时期:一是引进消化期(1974~1986 年)。武钢于 1974 年从新日铁公司引进冷 轧电工钢生产技术和设备并于 1978 年建成投产;二是引进吸收期(1987~1997 年),这一时期对引进技术在消化 吸收的基础上不断创新,电工钢的经济技术指标和产品质量达到国外同类产品水平,高磁感取向电工钢实现稳定生产。三是快速开发期(1998 ~2016 年),我国电工钢生产技术得到了快速发展。四是技术升级期(2017 ~2021 年),2017 年我国从电工钢净进口国成为净出口国,打破了长期依赖 进口的格局。这一时期,极薄取向电工钢、高端取向硅钢产品、新能源汽车用无取向硅钢产品等生产技术不断取得新突破,产品达到国外同类产品先进水平,技术水平全球领跑。

 

在这四个时期,我国电工钢产量呈现上升趋势,从生产几吨,几十吨、几千吨一直至 2021 年能够生产 1318.28 吨,截至目前,我国电工钢已具备低端、中端、高端产品全覆盖生产能力,产品的表面质量、板形尺寸精度、产品 包装等均可与国外同类产品媲美。

4.jpeg

 

具体来看,我国取向电工钢产量一直保持相对稳定的增长,2015 年至 2017 年受到非晶合金5在非晶合金变压器铁芯 应用的影响,取向电工钢产量出现一定的下滑,2017 年产量为 110.35 万吨,同比降低 1.83%;随着非晶宽带材在 变压器中的问题显现,以及取向电工钢技术不断升级,2017 年后产量回升,2021 年取向电工钢产量达到 180.09 万吨,同比增长 14.26%,近十年的复合增速为11.27%

 

2010 年以来,由于下游产品能效不断升级,生产企业随之调整产品结构,因此高磁感取向电工钢占比相对较高,产量整体呈现上升的趋势。2010 年高磁感取向电工钢产量仅为 21 万吨,2021 年已达到 118.92 万吨,同比增长 28.55%。一般取向电工钢的产量在 2010-2016 年间处于相对平稳的状态,具体数量在 35 万吨左右上下波动;2017 年以后,一般取向电工钢产量快速提升,但2021 年产量为 61.17 万吨,同比下降 6.05%,出现下降趋势。

5.jpeg

 

我国无取向电工钢产量整体呈现上升趋势,近年来我国无取向电工钢增速放缓,主要原因是中低牌号无取向电工钢 面临产能过剩的问题凸显。但在 2021 年,我国无取向硅钢产量达到 1138.19 万吨,同比增长 18.50%

 

无取向电工钢的生产以中低牌号为主,近十年中低牌号无取向电工钢的产量整体为增长趋势,在 2017 年以后,产量 和增速趋于平稳,四年间产量均在 700 万吨以上,出现产量过剩情况,2020 年中低牌号无取向电工钢产量为 760.2 万吨,增长率为 0.03%,占无取向电工钢总体产量的比重由 2010 年的 91.34%降低至 2020 年的 79.15%

 

高牌号和高效无取向电工钢产量近 10 年间也呈现逐步增长的趋势,2020 年产量达到 200.29 万吨,增长率为 20.28%,占无取向电工钢总体产量的比重由 2010 年的 8.66%增长至 2020 年的 20.85%。高牌号和高效无取向电工钢产量的快速增长主要原因是随着高性能无取向电工钢产品需求的增加,以及国内中低牌号产品市场竞争加剧,生 产企业调整发展战略,提高高牌号电工钢产品和高效无取向电工钢产品的生产份额,产量和占比随之提升。虽然协 会尚未披露 2021 年细分数据但能够合理预测到,2021 年无取向电工钢的增长主要来自于高牌号。

6.jpeg

3、价格大幅提高,不同种类存在明显价差

取向电工钢中,高磁感取向电工钢的市场价格变化情况以 B23R085B23P090B23P100 三个牌号为例,一般取 向电工钢以 B30G120B30G130 为例。2021 12 月份取向电工钢的价格出现了较高的涨幅,其中 B23R085 B23P090 两个牌号涨幅较大,目前的价格相较于 2019 2 月份分别增长了 74.77% 66.26%2022 2 28 日,高磁感取向电工钢平均价格 24383 元,一般取向电工钢的平均价格 17000 元,两者相差近 7400 元。除了生产工艺 难度与技术要求原因,新能效标准实施导致市场 12 级能效变压器用高磁感取向电工钢资源(B23R075 B23R075 等)十分紧张,高磁感取向电工钢价格因此远高于一般取向电工钢价格。

 

2022 2 28 日,取向电工钢平均价格高于无取向电工钢平均价格 11229 元,主要原因是取向电工钢相较于无取 向电工钢生产工艺流程更长,技术水平更高,生产企业也较少,且产能较低。同时两者用途也存在差异,取向电工钢主要用于变压器行业,无取向电工钢则主要用于发电机和电动机的铁芯中,高磁感取向电工钢在变压器市场上需 求的增加拉大了取向电工钢与无取向电工钢的价差。

7.jpeg

 

无取向电工钢中,高牌号无取向电工钢的市场价格变化情况以 B50A250B50A290B35A300B50A310 B50A350B50A400 牌号的产品为例。高牌号无取向电工钢在 2020 12 月份出现了较高的涨幅,2021 7 月份 达到峰值,11 月份出现一定幅度下降,但整体价格呈现上涨态势,其中 B50A310 B35A300 涨幅,分别为 66.93% 64.40%2022 2 28 日,高牌号无取向电工钢平均价格为 12763 元。

 

中低牌号以 B50A470-AB50A600B50A80050WW1000B50A1300 牌号的产品为例。2020 11 月份开始, 受原材料或疫情等影响,中低牌号无取向电工钢价格出现了大幅上涨,2021 7 月份出现了下滑趋势,但整体价格 有所上涨,其中 50A600 涨幅较高,达到 40.56%2022 2 28 日,中低牌号无取向电工钢平均价格为 7126 元, 较高牌号无取向电工钢平均价格低近 5600 元。价格差异主要原因是中低牌号无取向电工钢需求下降,产能过剩;而 高牌号无取向电工钢受下游市场能效升级和新能源汽车等新领域需求增加,供小于求。

9.jpeg

 

根据相关资料,无取向电工钢的成本可以按照热轧板卷价格加上硅钢基料,再加工艺成本计算。热轧板卷按照 5000 /吨的价格,加上 200 元左右到硅钢基料和 1100 左右的工艺成本,中低牌号无取向电工钢的成本价格大约为 6300 /吨,吨钢利润在 800 /吨左右,高牌号工艺成本更高,吨钢利润则在 2000 /吨以上,远高于螺纹钢每吨 300 元左右的吨钢利润。电工钢与螺纹钢和一些板材产品相比,有更长的生产流程,比如退火、涂层等流程,对生产技 术水平要求更高,再加上需求的增加,让电工钢吨钢利润处于较高的水平。

 

二、下游市场能效升级,电工钢“高”字当头

下游市场需求增加和能效升级为高性能电工钢发展带来机遇。《房间空气调节器能效限定值及能效等级》(2020 实施)、《电动机能效限定值及能效等级》(2021 年实施)、《电力变压器能效限定值及能效等级》(2021 年实 施)进一步提高家用电器、变压器、大型电机、中小型电机的能效水平,新能源汽车驱动电机对电工钢薄规格、高 导磁、低损耗、高强度提出更高要求,各细分市场未来对电工钢的具体牌号需求不断提高,高性能电工钢将成为市 场的核心产品。

 

1、家用电器:高效节能标准拉动高牌号薄规格无取向电工钢需求

我国家用电器主要包括房间空气调节器、电冰箱、洗衣机和一些小家电等电器,需求占无取向电工钢总需求量的 40% 左右。房间空气调节器、电冰箱每年对电工钢的消耗量达到整个家电行业消耗量的 70~80%。从近年来我国房间空 气调节器和家用电冰箱产量来看,2016 年至 2019 年房间空气调节器产量保持高速增长,2020 年出现下滑趋势, 2021 年产量略有回升;家用电冰箱产量在 2016 年至 2019 年连续下滑,2020 年产量大幅上涨,增长率达到 14.05%2021 年略有下降。家电市场波动上升的趋势表明未来仍是刚性需求,根据沙钢集团岳重祥等人的的研究, 未来我国家电行业总产量年增长 3%~5%,由此预测 2025 年我国房间空气调节器和电冰箱的产量将分别达到 25000 万台和 10000 万台左右。

10.jpeg

 

《房间空气调节器能效限定值及能效等级》(GB 21455-2019)于 2020 7 1 日实施,标准将定速空调、变频 空调能效合并,限定标准更加严格,能效等级中能效限定值大幅提升,反映出我国的空调器不断向高效、低碳、节 能的方向发展。而要实现能效升级,一是减少功率消耗,提升用电设备效率,增强产品性能;二是减少电能消耗, 选用高效率马达、高 EER(能效比)空调机来提高效能。低铁损高磁感的电工钢不仅可以节省大量电能,延长工作 运转时间,当功率不变时,也可以使铁芯体积减小和重量减轻,从而实现空调的能效升级。

 

目前,家用电器使用的无取向硅钢牌号包括 50W130050W100050W80050W60050W47050W350 35W27035W23035W210 等,中低牌号占比约 80%。随着能效升级的不断推进,使用的无取向电工钢厚度将不 断减薄,由 0.50 毫米降低至 0.35 毫米、0.30 毫米或更薄,将向 50W35035W30035W23035W210 等高牌号、 薄规格无取向电工钢的方向发展。为应对冰箱能效升级,主流冰箱企业选择采用变频技术,而直流变频空调压缩机 多用高牌号无取向电工钢,将进一步加速电工钢向高牌号方向发展。

 

2、大型发电机:能源转型带动产业低能耗发展

发电行业包括了水力发电、火力发电、风力发电、核电等方向,由于大型发电设备对机组效率要求很高(通常要达 98%以上),因此对硅钢的各项性能指标及磁化特性要求严格,所以均需使用高牌号无取向电工钢,主要使用牌 号包括 50W27050W25050W310 等,预计未来大型发电机对 30-50WW29030-35WW290 以上高牌号无取向 电工钢会进一步增加。同时,大型电机用电工钢要求涂层电阻高,涂层厚,电工钢片的预涂层及二次涂层环保化成 为必然发展趋势。

 

2016 年以来,全国发电装机容量一直保持增长趋势,2021 年,我国发电机装机容量达到 23.8 亿千瓦,同比增长 8.18%。根据中电联电力行业“十四五”发展规划研究,预期至 2025 年,全国发电装机容量 28.5 亿千瓦,常规水 电装机 3.7 亿千瓦,风电装机 4 亿千瓦,太阳能发电装机 5 亿千瓦,生物质发电装机 6500 万千瓦,核电装机 0.7 亿 千瓦,气电装机(天然气发电)1.5 亿千瓦,煤电装机规模力争控制在 12.3 亿千瓦以内,总体的年均增长率在 4.6% 左右。

11.jpeg

 

从全国电力装机结构来看,火电装机占比呈现下滑趋势,清洁能源比如水电、风电和太阳能发电装机所占比重不断 提高,占比由 2011 年的 27%左右增长至 2025 年的 57%左右,发电装机容量的增长,特别是清洁能源装机容量的 快速增长,将进一步拉动高牌号无取向电工钢需求。 另外,在国际市场中,印度将投资加快电力基础设施建设,2022 年预计将进一步增加燃煤发电和核电设施,可再生能源以及水电设施;同时,泰国、印尼、越南、马来西亚、缅甸、菲律宾、土耳其、印度等对电工钢的需求也会大 幅增加。

 

3、中小电机:IE3 能效电机将成为主流产品,低损耗无取向电工钢材料需开发

中小电机主要应用于风机、泵类、压缩机、破碎机、纺织机、轧钢机、空调机、城市交通、人民生活等需要电动机 作为动力源的装置中,覆盖工业、农业、国防、公用设施、家电、新能源汽车等领域,其中工业领域中小电机对无 取向电工钢需求量占总需求量的 20%。从行业的工业总产值来看,2016 年以来,中小电机行业工业总产值一直处于 稳步增长的状态,年均增长率为 4%左右。中小电机中,IE2 能效电机主要使用 50W130050W800 50W600 中低牌号无取向电工钢,IE3 能效电机主要使用 50W60050W470 50W350 等中高牌号无取向电工钢,目前高 牌号无取向电工钢占比在 20%左右。

w.jpeg

《电动机能效限定值及能效等级》(GB 18613-2020)于 2021 6 1 日实施,为中小型电机行业一项重要的强 制性标准,电动机能效标准的变迁以三相异步电动机为例,各版本的能效等级相对应的国际标准中的能效等级不断 提升。新版本的电动机能效标准实施后,中小电机行业将迎来新一轮的能效升级。 电机的效率与电机损耗呈负相关关系,电机效率越高,损耗越低,反之损耗越高则效率越低。对于功率较小的电机, 定子铜耗所占总损耗的比例较大,大约为 34%左右,采用导磁性能好的电工钢制作的定子铁芯能够大幅降低空载电 流,明显的改善铁耗和定子铜耗。

 

从电机高效率看:YE2 系列电机将逐步淘汰,YE3YE4 系列电机产量将进一步扩大,IE5 超Ⅰ级电动机已经开始 立项并研发,对铁芯效率提升提出新要求;从电机轻量化看:目前正在研究开发大功率超高速电动机产品、高功率 密度等小型轻量化电机等,包括在压缩机等领域中开始应用,对电工钢的减薄、降低损耗和提高磁感,提出了新的要求。

 

未来,50W47050W35050W25050W27050W310 等高牌号薄规格的无取向电工钢需求量会逐渐增加,更 低损耗的无取向电工钢材料需要进一步开发。目前一些企业也与高校合作,开展新型磁性材料的应用并采用硅钢片 边角料、瓜子片等废料为原材料,加工成粉末冶金,再通过造型、烧结等制成电机铁心,其损耗可低于 2.10W/kg 磁感大于 1.7T

w1.jpeg

4、新能源汽车:高增速推动需求,强度、薄度、损耗度并重

新能源汽车与燃油汽车的动力系统不同,传统汽车的动力系统基本由发动机和变速箱构成,汽油或柴油在发动机内 产生压缩做功,然后释放能量使汽车运动;而新能源汽车的动力系统由电池、电机以及其他电控部件组成。驱动电 机是新能源汽车汽车驱动系统的核心部件,可以电能转换为机械能,是一台新能源汽车无取向电工钢的主要的使用 部件。一般情况下,一台高级电动乘用车所需电机马达约 300 个,其中牵引电机(发动机)所用定、转子消耗电工 钢约 50kg~100kg,商用车所用定、转子消耗电工钢约 100kg~200kg,新能源汽车领域对电工钢的需求占比目前在 8%左右。

 

我国新能源汽车产业发展迅速,2021 年新能源汽车产量达到 354.5 万辆,同比增长 159.52%,产业规模全球领先, 电动汽车核心部件方面的技术也处于世界领先水平。据中国汽车工业协会预测,2022 年汽车总销量预计为 2750 辆,其中新能源汽车销量将达到 500 万辆。我们预计,未来汽车销量将按照 4%左右的增长率持续增加,到 2025 年, 汽车销量达到 3000 万辆左右,2035 年达到 4500 万辆左右。相关报告指出:新能源汽车新车销售量达到汽车新车 销售总量的 20%左右。在温和情景发展目标下中国 2035 年新能源汽车销量占比将达到 60%,激进情景发展目标下 将达到 70%以上。因此,2025 年新能源汽车的产量预计达到 600 万辆左右,2035 年达到 3000 万辆左右。

w2.jpeg 

目前日系欧美合资新能源驱动电机主要使用 0.25mm 厚度规格的无取向电工钢,牌号有 25WV1300。国产新能源驱 动电机主要使用 0.35mm 0.30mm 厚度规格的无取向电工钢,牌号有 35WV190030WV170030WV1500 35AHV2100 6等。除此之外,也会使用 35A30035A350 等牌号。新能源汽车的发展为驱动电机提出更高要求,驱 动电机用电工钢应具有更高的磁感应强度、屈服强度和抗拉强度,同时在厚度减薄的情况下,电工钢的高频铁损有 较大的降低,所以薄规格、高导磁、低损耗、高强度的无取向电工钢将成为新能源汽车驱动电机实现更高性能的核 心材料。

 

5、无取向电工钢新领域:智能制造带来新需求

智能制造、机器人、无人机智能家具等是未来电工钢新的需求领域中的一部分,比如机器人的驱动关节电机,无人 机(飞行器)的高速起动电机,各种智能家具的微电机,各种智能家电,如空调、冰箱、洗衣机等所需的压缩机、 电机或微电机定、转子铁心都需要的各种牌号、规格的电工钢。可以预测到,未来高频、高效、高牌号、高磁感、 薄规格的电工钢需求将会显著增加。

 

除此之外,薄电工钢(厚度 0.1mm 以下)是我国重要领域的软磁材料,也是电子、电力工业等的重要材料之一。从技术上讲,具有饱和磁密高、可加工性好、性能稳定等优势;广泛应用于特高压换流阀阳极饱和电抗器、大功率逆变电源、氢燃料电池汽车用氢循环高频高速电机、智能硬件、仪器仪表、脉冲导航、航空航天、高铁动车、电子 材料、医疗器械、家用电器、军事工业等高端行业,预测未来需求将会大幅度增加。

 

在电感器等精密铁芯制造行业的应用上,由于电感器其铁芯制造要求原料轻薄、尺寸精确、磁反应灵敏、极低损耗率、高频特性良好,加大了无取向电工钢薄带的需求。其它产品如通信领域中各类高频变压器、功率电感器、片式电感器等;高精仪器仪表、民用雷达及航天等配套设备产业均将推动电工钢薄带成为“高”、“精”、“尖”精密 铁芯制造领域的主要材料。

 

目前,国内还没有成熟的薄电工钢生产线,与国外相比仍存在差距,比如海底设备的电源电机,只能用极薄、无噪音、低损耗的电工钢,目前仅日本 JFE 公司可以生产兼顾薄度与损耗的极薄电工钢产 品,国内宝武和首钢正在研发布局,以期未来能够突破这一“卡脖子”问题。

 

6、变压器:高磁感、低铁损取向电工钢铁芯材料是降耗关键

变压器行业每年消耗取向电工钢是取向电工钢的主要下游市场,需求占取向电工钢比例大约为 90%。随着我国经济的发展和工业化进程的加快,用电量持续增加,一些新的电能需求不断催生,电能在能源消费结构中的占比逐渐增 加。用电量的上升带来变压器需求量的增长,2020 年,我国变压器产量达到 17.36 亿千伏安。未来随着我国各地特 高压项目的落地,预计电力变压器市场将呈现出阶段性的增长趋势,产量将保持 2.5%的增长,2025 年达到 19.93 亿千伏安,2026 年变压器产量规模将突破 20 亿千伏安。

w3.jpeg

变压器主要使用 0.18~30mm 规格的一般取向电工钢和高磁感取向电工钢。新版《电力变压器能效限定值及能效等 级》(GB 20052-2020)于 2021 6 1 日正式实施,以 800kVA 标准型三相油浸电力变压器为例,建国以来,变压器节能指标取得了长足的发展,变压器空载损耗降低了80%以上,总损耗降低了50%以上。变压器的空载损耗 和负载损耗都和铁芯损耗相关,尤其是空载损耗主要是由铁芯损耗而产生,铁心损耗的降低将带来像 B18R060 B20R070B23R070 等牌号的高磁感、低铁损取向电工钢需求的增加。《变压器能效提升计划(2021-2023 年)》 中明确:到 2023 年,高效节能变压器在网运行比例提高 10%,当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上。《计 划》的实施将加快变压器淘汰升级进程,推动中高端取向电工钢产能的发展。

 

变压器容量及电压等级越高,对牌号的要求越高,高磁感取向电工钢更多应用于大型电力变压器、特高压直流换流 变压器等高端变压器领域,而一般取向电工钢则应用于配电变压器和一些对成本要求较高的工程上。目前,能够实 现高磁感取向电工钢量产的企业只有宝钢、首钢两家,产品质量能够满足特高压项目建设和智能交通基础设施建设的需要,其他民营企业大多生产一般取向电工钢,技术还需不断进步,以推动行业的高质量发展。

 

三、需求量预测:市场扩大,高性能电工钢占比提升

我们依据无取向电工钢和取向电工钢目前的需求量、下游市场需求占比以及未来下游市场的增长情况,对电工钢未 来的需求量进行了预测。预测结果显示,无取向电工钢总需求量将按照 5%左右的增长率持续增加,其中高牌号无取 向电工钢需求量的年均增长率为 10.61%左右;取向电工钢总需求量按照每年 20 万吨的增量持续增加,其中高磁感 取向电工钢需求量的年均增长率为 12.06%。高性能电工钢需求占比不断提升,下游产品中使用的电工钢单位价值量 有望进一步提高。

 

1、电工钢需求市场和价值用量:无取向硅钢市场分散,取向硅钢用途专一

根据中国金属学会数据,2020 年我国无取向电工钢需求量为 971.5 万吨,家用电器无取向电工钢需求量占总需求量 40%,工业领域中小电机占比 20%,大型电机占比 13%,新能源汽车占比 8%,其他领域占比 20%。按照占比计 算,2020 年家用电器无取向电工钢需求量为 388 万吨左右,工业领域中小电机需求量为 194 万吨左右,大型电机需 求量 126 万吨左右,新能源汽车需求量 78 万吨左右,其他领域需求量为 194 万吨左右。 我国变压器行业每年消耗取向电工钢 110~120 万吨左右,2020 年取向电工钢的需求量 137 万吨,变压器对取向电 工钢需求量占比在 88%左右,几乎是取向电工钢唯一的下游企业。

w4.jpeg

根据相关资料,电冰箱电工钢使用定额在 5kg/台左右,如果按照高牌号无取向电工钢计算,单位价值量为 60.92 / 台;空调电工钢使用定额在 11kg/台左右,单位价值量为 134.01 /台,新能源汽车电工钢使用定额在 50~200kg/辆左右,单位价值量为 609.15-2436.6 /辆;中小电机电工钢使用定额分别在 8kg/kw 左右,单位价值量为 97.46 /kw;发电机电工钢使用定额在 1.4kg/kw 左右,单位价值量为 17.06 /kw;变压器电工钢使用定额在 1.5kg/kw 右,单位价值量为 36.57 /kw。随着更高牌号电工钢的使用,各产品使用电工钢的单位价值量可能进一步提高。

 

2、整体增长率为 5%,高性能电工钢占比不断提升

根据前面预测,家电行业无取向电工钢需求量将按照 3%的增长率持续增加,其中高牌号无取向电工钢占比将由 20% 增长至 2025 年、2030 年和 2035 年的 30%40% 50%。工业领域中小电机用无取向电工钢将按照 4%的增长率 持续增加,高牌号无取向电工钢占比将由 20%增长至 30%40% 50%。大型发电机用无取向硅钢将按照 4.6% 增长率持续增加。其他领域无取向电工钢用量按照 3%的增速增加,2025 年、2030 年、2035 年高牌号无取向电工 钢占比为 20%30% 40%。在新能源汽车领域,我们预计按照 15%左右的新能源汽车产量增长率来计算。

 

整体来看,无取向电工钢需求量在 2025 年将达到 1216 万吨,增速为 4.5%左右,2030 年达到 1572 万吨,2035 达到 2126 万吨,15 年间年均增长率为 5.36%。其中高牌号无取向电工钢占比将分别达到 50.05%61.42% 72.39%,年均增长率为 10.61%

w5.jpeg

2020 年取向电工钢表观消费量为 137.22 万吨。根据相关研究,我们预计未来取向电工钢需求量将按照每年 20 万吨 的增长趋势持续增加,2025 年,取向电工钢需求量将达到 237 万吨,2030 年达到 337 万吨,2035 年达到 417 吨,高磁感取向电工钢占比持续增加,将达到 60%65% 70%左右,分别为 142 万吨、219 万吨和 292 万吨。

国家 2019 年发布的《产业结构调整指导目录(2019 年本)》文件规定“低铁损高磁感取向电工钢”属国家鼓励类 重点产品,《房间空气调节器能效限定值及能效等级》、《电动机能效限定值及能效等级》、《电力变压器能效限 定值及能效等级》进一步提高家用电器、变压器、大型电机、中小型电机的能效水平,新能源汽车驱动电机对电工 钢性能要求不断提升,预计各细分市场未来对电工钢的具体牌号需求不断提高,高性能电工钢将成为市场的核心产 品。

 

四、市场分析

我国电工钢生产和发展历经引进、吸收、快速发展、技术升级四个时期,高性能电工钢产品产量和占比不断提升。下游市场能效升级以及低碳节能环保趋势将不断增加高性能电工钢需求。预计 2025 年,我国无取向电工钢需求量将 达到 1216 万吨,高牌号无取向电工钢需求量为 609 万吨,占比由 35%达到 50%,年均增速为 12.41%;取向电工 钢需求量将达到 237 万吨,高磁感取向电工钢产量为 142 万吨,占比由 57%达到 60%,年均增速为 12.06%;电工 钢总需求量年均增长率为 5.55%。近年来电工钢价格大幅提高,但不同产品由于生产难度和市场需求不同存在一定 价差,取向电工钢和高性能电工钢产品价格相对更高。


报告来源:未来智库

本文网址:http://www.eixgp.com/news/427.html

关键词:

Z近浏览: