2020年5月12日,对太钢人来说是一个难忘的日子。这一天,习近平总书记到太钢不锈钢精密带钢有限公司考察调研。他走进生产车间,察看企业转型升级产品展示,了解企业运行情况。在光亮机组前,习总书记饶有兴致地观看了厚度仅有0.02毫米的不锈钢箔材“手撕钢”产品,指出,产品和技术是企业安身立命之本,希望企业在科技创新上再接再厉、勇攀高峰,在支撑先进制造业发展方面迈出新的更大步伐。
亲切关怀,巨大鼓舞。中国宝武太钢“手撕钢”创新研发团队牢记殷殷嘱托,胸怀报国之志,不断创新突破,一次次向材料极限发起挑战,推动一批高精尖特产品走向市场。近期,该团队荣获“央企楷模”称号,以奋斗者的姿态书写了“百炼钢成绕指柔”的时代篇章。
立志报国 敢为人先
不锈钢精密带钢是指特殊极薄规格的冷轧不锈带钢,其厚度一般为0.05毫米~0.5毫米,厚度在0.05毫米以下则称为不锈钢箔材,属于不锈钢精密带钢领域中的高端产品,在航空航天、石油化工、新能源、高端电子、汽车、纺织、计算机、精密机加工等领域的应用日益广泛。
2015年,钢铁行业进入新一轮下行周期,行业竞争异常惨烈,不锈钢企业经营困难,亏损加剧。更为严峻的是,国际贸易摩擦不断加剧,技术壁垒不断升高。在不锈钢精密带钢领域,超薄材料面临着极大挑战,成为我国不锈钢行业的关键战略性钢铁新材料难题。
出路在哪里?
唯有勇于创新,研发高精尖不锈钢产品,占领市场制高点,才能突出重围。
2016年3月,太钢组成宽幅超薄精密不锈带钢创新研发项目团队(“手撕钢”创新研发团队的前身)开展联合攻关。这个共有15名成员、平均年龄34岁的创新研发团队,以国家需要为己任,敢为人先,勇毅前行,开始了挑战不可能的艰辛奋斗。
在之后的3年时间里,该团队坚守自主创新、产业报国的初心,牢记锻造“大国重器”的使命,弘扬一丝不苟、精益求精、团结协作、拼搏奉献精神,坚持边生产边摸索,先后历经700多次的试验,攻克170多个设备难题、450多个工艺难题,实现了一系列关键工艺和生产制造技术的重大突破。2018年6月份,该团队成功生产出厚度0.02毫米、宽度600毫米的不锈钢精密带钢,产品实物质量达到国际领先水平。太钢成为全球唯一可批量生产宽幅超薄不锈钢精密带钢的企业。
宽幅超薄精密不锈带钢因厚度仅相当于普通A4打印纸厚度的四分之一,轻轻一撕就能撕开,因此,一经问世,就被形象地称作“手撕钢”。“手撕钢”的研发生产成功,在海内外引起强烈反响,受到党和国家及社会公众的广泛关注和高度评价。2020年4月份,太钢不锈钢精密带钢公司入选国家“科改示范企业”名单,太钢“手撕钢”创新研发团队被共青团中央、全国青联授予“中国青年五四奖章集体”。
2020年8月份,在习总书记考察后的3个月里,该团队再次突破一系列工艺技术难关,轧制出厚度0.015毫米的“手撕钢”。2021年,太钢面向全球首发无纹路表面精密箔材和0.07毫米超平不锈钢精密带材两款产品。2022年5月份,太钢精密带钢公司再次突破工艺技术难关,实现了氢能源电堆双极板用不锈精密带钢JDA61的全球首发,引领了国内氢能源电堆双极板的发展。2023年5月份,“手撕钢”科技创新教育基地被中国科协、教育部、科技部等7部委联合命名为“科学家精神教育基地”。
目前,该团队已拥有授权专利44项,其中发明专利30项。“手撕钢”研发生产的突破,有力地促进了我国高端行业制造领域关键材料的升级换代和可持续发展,带动了超导、微孔加工等一系列表面深加工重大工艺技术的发展,引领了世界不锈钢超薄带钢的发展。
显微镜下的毫厘较量
回首“手撕钢”研发创新历程,从最初的0.5毫米,到后来的0.02毫米、0.015毫米,厚度差异在日常生活中可以忽略不计,但在产品中,却能产生巨大差异。这无法用肉眼分辨的厚度,对于工业生产来说却如同一道巨大的鸿沟。
0.02毫米厚度已是轧机设计极限。然而,每一批产品都是个性化研发与定制。电子产品升级换代快,工艺就要跟着变。
厚度再减0.005毫米,有什么意义?在与客户的频繁接触中,该团队敏锐地感知到,用“手撕钢”做电池包覆膜,同样体积,用0.015毫米的材料与0.02毫米的材料相比,电池容量能增加17%。
更薄的材料承载着客户满满的期待。然而,厚度再下降0.005毫米,远不是继续往下“擀”那么简单,那将再一次刷新世界纪录,可以用“薄于蝉翼、轻于蚕丝、强如精钢、韧如弓弦”来形容。同顶天立地的轧机相比,0.015毫米是一个几乎无法感知的存在,但该团队却义无反顾地坚持“一薄再薄”。从材料、装备、工艺、技术重新出发,提前预判轧制过程中的问题,经过板形调整、张力控制、钢质纯净度等方面的专项攻关,不断突破设备极限、创新轧制方法,一整套适用于0.015毫米“手撕钢”轧制生产的辊系诞生了。2020年8月16日,在采用激光对轧辊进行了毛化处理等多种方法后,宽600毫米、厚0.015毫米的“手撕钢”于上午11时15分亮相。从0.02毫米到0.015毫米,这毫厘之间的跨越背后,有“手撕钢”创新研发团队“十年磨一剑”的奋斗、有“一朝试锋芒”的锐气、有厚积薄发的韧劲儿,更有百炼成钢的拼劲儿。
一个个超级材料就是这样在市场的呼唤中脱颖而出的。2021年,该团队在市场调研中了解到,柔性显示器用掩膜版的生产技术长期被国外垄断,除了进口成本高,国内企业还很难拿到最先进的产品,环环相扣,导致整个产业发展滞后。从那时起,研发用来生产精密金属掩膜版的“手撕钢”产品就成了该团队的一块“心病”。
然而,这种材料要求之高是常人难以想象的。这种一张手机屏幕大小的升级版“手撕钢”,呈半透明状,光线可以轻柔地透过来,放在200倍显微镜下,才能看到上面竟布满200万~400万个小孔,孔与孔之间必须保持匀称的距离。
肉眼根本看不到,却是工艺和生产必须达到的要求。这种产品,决定着柔性屏核心工艺的技术水平。除了工艺上有极高的难度,对生产环境更是有着极其严格的要求,比如现场不能有蚊虫、震动、尘土,任何一点,对一个生产钢铁产品的车间来说都极为苛刻。
攻克这一新的难关谈何容易。当年新产品试轧失败时拉矫机组发出的警报声、新轧制钢带在张力辊处突然断裂声以及飞溅的钢屑在地面划出的密集划痕,都让该团队成员记忆犹新。他们不得不再次面对一次次挑战。
“拉矫机的张力参数又漂移了,就像一匹桀骜不驯的野马,每一次张力的调整都可能引发连锁反应。我们在拉矫机组旁支起行军床,连续3天吃住在这里。大家用油性笔在机组外壳上记下每个调试节点:凌晨4点调整辊系角度,清晨7点校准张力传感器,正午时分测试不同温度下的钢带延展性……”该团队成员、精整工序操作工安志远在日记中这样写道。
研发、对标、试制、反馈、改进……2023年4月份,经过近3年的反复试制,该团队突破了特殊合金轧制及去应力技术,第一卷掩膜版基材成品轧制成功;9月份,第一批国产掩膜版上市。至此,“手撕钢”系列“天花板”级别产品终于出现。作为生产OLED(有机激光显示)柔性屏的主要材料,该产品可广泛应用于智能手机的生产,现已供应到全国多家企业,又一次打破了长期高度依赖进口的局面。
近年来,该团队又相继研发成功光刻机用合金材料、引线框架用4J42K等4大类20多个品种的“手撕钢”产品,为高端中国制造提供了强有力的基础材料保障。
团结协作 铸就强大
团结就是力量。回顾该团队走过的创新路,太钢全体系高效支撑,产销研三军携手奋进,铸就了“百炼钢做成了绕指柔”的传奇;同时,与北京科技大学、太原科技大学等科研院所开展深度交流合作,推动“手撕钢”生产水平不断提升。2020年12月份,太钢加入中国宝武大家庭,“手撕钢”的研发生产迎来了新的重大机遇。随后,太钢协同宁波宝新,开展“手撕钢”研发生产。2022年12月份,宁波宝新试制成功0.019毫米、宽度1000毫米的极薄不锈钢带,再次突破精密轧机设计厚度极限。
事业成功,关键在人。作为聚集人才的主阵地,太钢精密带钢公司在2022年入选了国家级专精特新小巨人企业,该公司对标行业标杆,创新体制机制,在公司治理、选人用人、强化激励约束等方面大胆探索,充分激发和调动科研团队智慧力量,提升企业创新能力。该公司建立了科技人员培养进修体制、优秀人才引进制度、科技人才绩效评价制度等,以最大程度激发其主动性和创造性。
“精密带钢公司创造了一个让人有干劲、有朝气的氛围,大家都抱着积极向上的心态,奔着一个方向去努力,人心很齐。”回首往事,该团队成员、太钢精密带钢公司首席精密箔材电气工程师胡尚举深有感触。以他的名字命名的“胡尚举工作室”自2022年成立以来,为该公司工艺、设备解决了不少“疑难杂症”,满足了产品更精更细的要求。
志之所趋,无远勿届;穷山距海,不能限也。习近平总书记的殷殷嘱托和亲切关怀,为该团队注入了拼搏进取的不竭动力。他们知重负重、唯实唯先,以直面责任的自觉、主动挺膺的担当,在超级不锈钢材料的创新之路上留下闪闪发光的足迹。(中国冶金报)
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