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        解碼“百煉鋼做成了繞指柔”(逐夢·十年奮進路) 發布日期:2022-11-19 15:52:44 瀏覽次數:321

        2020年5月12日,習近平總書記來到太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司考察調研。在生產車間,總書記拿起一片“手撕鋼”——厚度僅為0.02毫米的不銹鋼箔材,用手指輕輕扭折了一下,稱贊說:“百煉鋼做成了繞指柔?!笨倳浿赋觯骸爱a品和技術是企業安身立命之本。希望企業在科技創新上再接再厲、勇攀高峰,在支撐先進制造業發展方面邁出新的更大步伐?!?/p>

        從“百煉鋼”到“繞指柔”,這背后,究竟有著怎樣的故事?

        從“百煉鋼”到“繞指柔”,這背后,究竟有著怎樣的故事?

        你見過比A4紙的1/4還要薄的不銹鋼嗎?這種不銹鋼產品看上去像錫箔紙一樣,用手即可輕輕撕開,被稱為“手撕鋼”。它的厚度僅為0.02毫米,廣泛應用于航空航天、醫療器械、精密儀器、新能源、5G通信等高精尖端設備制造行業。

        中國是不銹鋼生產大國,也是消費大國。然而,不銹鋼“皇冠”上的“明珠”——厚度僅為0.02毫米的軟態不銹鋼精密箔材,卻一度受到購買限制。

        2018年之前,這一規格產品全世界只有少數國家可以生產。中國每年需要花費巨資進口??墒?,即便是高昂的價格,依然不能買到最好的。國外只允許對我國出口厚度超過0.03毫米的“手撕鋼”,且供貨難以保障。

        要知道,對于精密行業的精密產品,即使0.01毫米的差距,也是一個重要的技術檔次。

        有國外企業甚至下了結論:“中國永遠造不出0.02毫米的‘手撕鋼’!”

        這不是中國人的性格,更不是中國鋼鐵企業的風格。最終,這一極難完成的使命,落在了中國寶武太鋼集團(以下簡稱太鋼)肩上。

        地處山西太原的太鋼,前身為西北煉鋼廠,始建于1934年。新中國成立后更名為太鋼,是我國最早研制與生產不銹鋼的企業,長期專注發展以不銹鋼為主的特殊鋼。

        2008年,太鋼投資10億元,在精密帶鋼公司上馬了當時國內僅此一套的不銹鋼精密帶鋼生產線,集成引進了當時世界上頂級的設備,軋機設計極限規格最薄即為0.02毫米。

        之后的安裝,以及機械、電氣、生產等工序的調試階段,均由跟蹤上門的外國專家全程指導。

        2012年,精密帶鋼線如期投產。

        各工序、各流程都知道有難度,卻沒有想到難度如此巨大。一輪又一輪付出了極大努力,卻依然沒能收獲大家盼望已久的成果,最終只能軋制出以0.3毫米為主、規格在0.1—0.5毫米之間的厚板,始終無法達到設計標準。

        目標很美好,現實卻很殘酷。

        外國專家時而認為,是設備安裝時精度不夠的原因;時而又推測,是所選材料精度不夠的結果。

        2010年,剛剛24歲的段浩杰一入廠,就一頭扎進“手撕鋼”的攻堅中。12年來,他一直與這條軋線“捆”在一起。如今,段浩杰已成長為精密帶鋼研發中心主任,帶領著一群年輕人挑起“手撕鋼”研發的大梁。

        見到段浩杰時,他正從車間匆匆趕回辦公室。他一邊摘下安全帽一邊回憶,當時針對專家分析的種種“不夠”,公司也做過各種調整與嘗試,但仍然以失敗告終。

        2014年年中,外國專家在堅持了近4年后離開。臨走時,留下一句意味深長的話:“原料差不多,人員差不多,管理差不多,然而加起來,差得就很多?!?/p>

        段浩杰親耳聽到專家的“斷言”。

        眼見研發已經失敗,又沒有了外國專家,沒人再敢輕易嘗試。軋機設計極限最薄為0.02毫米這一規格,成為說明書上的一個數字,在現實中無法實現。

        當初隨著這條軋線的上馬,許多剛畢業的年輕人懷揣夢想而來。比如研發中心負責科技管理的郝雅麗,她比段浩杰早一年進入精密帶鋼公司,今年同為36歲?!笆炙轰摗毖邪l團隊成員大都是1986年之后出生的年輕人。

        研發室里,軋機旁,他們曾躍躍欲試,激情飛揚,然而現在,他們的心情跌至谷底。

        理想,是否就此擱淺?

        轉眼就到了2016年。這年2月下旬,新一任領導在寒風中走馬上任。

        不用說,精密帶鋼公司新的當家人“受命于危難之中”。掛牌7年,虧損7年,是公司的現狀。

        也因此,集團給的指標是,實現利潤1元。

        如何重啟?生產車間里,世界一流的高端設備,卻在按部就班生產著一些沒有市場競爭力的“大路貨”。對此,每個人的內心都不是滋味。

        這一流的好設備,潛能真的全部挖掘出來了嗎?好設備,必須派上大用場!新領導迅速做出決定——重新回到“手撕鋼”研發上!

        然而,通往“手撕鋼”大門的鑰匙在哪兒?

        與段浩杰、郝雅麗同齡的廖席,是精密帶鋼公司首席精密箔材工藝工程師。大學里,他所學專業與不銹鋼工藝并不相關,卻已在“手撕鋼”項目上奮戰了10個年頭。他清楚地記得那個上午,廠領導召集技術、軋機等工序相關人員,與用戶一起召開了專題對接會,下午就開了啟動會。廠領導對大家提出要求:繼續攻關,生產出中國自己的“手撕鋼”!

        這一國家使命,他們能擔得起嗎?

        與太鋼動輒幾千人的大廠相比,精密帶鋼公司是個小廠,總共只有200多名員工。因此,這個要求一提出,很快就掀起“軒然大波”。

        但是,新領導班子依然“霸道”地拍板了。支撐這“霸道”的底氣,還是那套世界一流的設備。

        很快,全廠從設備入手,開啟了破譯“手撕鋼”密碼之路。首先是全面清理“帶鋼通道”,將堿液循環箱內的污垢清除得干干凈凈;又花了120萬元將軋機油更換;軋機刮油輥也由兩個月更換一次縮短到半個月。

        從此,設備功能精度、工藝技術精度雙管齊下的“雙精度管理”,在精密帶鋼公司全面推行開來。

        外國專家的話言猶在耳。團隊對所有工序摒棄“差不多”思想,從設備、材料、工藝、人員等方面,一個環節一個環節摳。

        一張“手撕鋼”的原始鋼帶,厚度為0.8毫米,寬度為600毫米,長度超千米。到成為厚度為0.02毫米、寬度為600毫米的成品,要攻克軋制、退火、高等級表面控制和性能控制四大技術難題,經過冷軋、光亮退火、拉伸矯平、去應力、分條縱切線切割5條大的生產線。

        “一輪下來,涉及100多個員工,大小20多道工序,輪戰一個月?!绷蜗f。

        目標很難,生產線很長。哪一個環節出問題,就得從頭再來。

        先是換原材料,一樣樣嘗試后,從普通電子產品的基礎材料轉為特殊品種的材料生產。

        又遇穿孔。多次觀察研究,為材料中雜質所致,最終追溯到上游,從冶煉工序剔除。

        進入軋制。從0.8毫米到0.02毫米,相差0.78毫米。這個厚度,在生活中幾乎可以忽略。然而對“手撕鋼”而言,卻是一條漫長而艱難的“路途”。一張“手撕鋼”從厚到薄,猶如“搟面皮”,要0.1毫米、0.1毫米往下“搟”。那根“搟面杖”,是由20根軋輥組成的精密機器,并且有成千上萬種排列組合方式。

        段浩杰說,“手撕鋼”研發80%的難點都集中在軋機輥系配比上。材料每“搟”薄一次,都要從上萬種排列組合中摸索最優的那種方式。

        精心又精細??墒?,又斷帶了。

        這是在軋制工序中常常發生的問題。因為料太薄,在穿帶中無法使用助卷工具,人員手動過程中稍微用力就會將鋼帶扯斷。最初的時候,鋼帶每兩天就要斷一次。常常是,好不容易軋制了100多米,卻瞬間碎成鋼末。

        與那些粉末一樣碎掉的,還有軋機前一顆顆提著的心。

        一堆白色晶體散落在輥系里,清理一次得八九個小時。

        熬到沒了脾氣。

        這是一條260米長的“道路”,小心前行中,又遇到“抽帶”。

        “就像一塊布,不展,老往中間抽?!彼麄冞@樣比喻。

        “溫度高時材料就變軟,一過輥就抽?!比缃裾f起來,廖席還是會忍不住眉頭一緊。

        那是2017年9月,可所有人都感受不到秋日的涼爽與舒適,絕望的氣氛彌漫在車間里。

        要知道,每卷不銹鋼原料達3000米,價值10萬元。心疼啊!

        “干不下去了!”廖席說,“浪費不起啊!”

        了解到情況后,廠里適時推出“容錯”機制,給每個研發人員一定的失誤次數和產品米數,同時鼓勵員工,完成1噸合格的“手撕鋼”,考核時按普通產品的75—100倍計產。

        士氣,一下又提了起來。

        廠領導更是蹲在一線盯現場。

        精密帶鋼車間不大,從南到北120米,從東往西160米。一度,廠里的“一把手”就在這片小小的空間里來回跑,一天運動步數常常達到兩萬步。

        “好辦法都是現場‘盯’出來的?!绷蜗f。

        經過多次緊盯,終于發現了抽帶的關鍵原因。首席精密箔材電氣工程師胡尚舉出手了,由他牽頭帶隊發明了新的技術方法,順利解決了這一難題。

        2018年底,第一批厚度0.02毫米、寬度600毫米的寬幅軟態“手撕鋼”,從軋機主操吳瓊手中完美下線。這個小伙子是位退伍軍人,工作中心細如發,與科研團隊完美配合。

        “手撕鋼”圓滿亮相太鋼。同類產品,國外的寬度最高為450毫米。因此,太鋼成為全球唯一可批量生產寬幅超薄不銹鋼精密箔材的企業。

        700多個日日夜夜,711次失敗,172個設備難題,452個工藝難題……這一串串數字,深深地刻在破解“手撕鋼”密碼的那把金鑰匙里。

        從2016年新一任領導上任重新攻關,到第一批“手撕鋼”批量軋制成功,不到3年。

        太鋼“手撕鋼”馳名海內外,好評如潮。

        精密帶鋼人似乎可以躺在功勞簿上歇一陣了。然而他們卻將成績悄悄清零,重上跑道,馬不停蹄地投入下一輪高端產品的攻關。

        “之前的成功,只是證明太鋼有能力生產‘手撕鋼’,更多的研發還在后面?!辈还苁菑S領導,還是研發團隊成員,都這樣說。

        “剛起步,剛上路?!倍魏平軇t更為謹慎,“我們某些規格有優越性,但整體品質還有差距,畢竟國外已經有了近百年生產經驗?!?/p>

        0.02毫米厚度已是軋機設計極限,可他們偏要繼續挑戰,沖擊0.015毫米。自然,是為了客戶的需求。

        可是,下降0.005毫米,并不是繼續往下“搟”0.005毫米那么簡單。處在龐大的軋機下,0.015毫米是幾乎無法感知的一個存在,因此過程中不斷打滑。

        繼續盯,繼續論證,繼續試驗。

        2020年8月16日上午,在采用激光對軋輥進行了毛化處理等多種方法后,寬600毫米、厚0.015毫米的“手撕鋼”于11時15分華麗亮相。

        完成這次漂亮軋制的,又是吳瓊。

        在業界,這一厚度已是這一領域生產技術的“天花板”。這是目前世界上最寬、最薄的“手撕鋼”。

        那么,厚度再減0.005毫米,能改變什么?

        直面客戶最多的廖席是最懂產品要求的人,他說:“如果用來做電池包覆膜,同樣體積,電池容量能增加17%?!?/p>

        刷新紀錄的0.015毫米,再一次見證了中國鋼鐵的力量。

        “不能滿足!不敢滿足!”這是“手撕鋼”研發與軋制團隊一直以來秉持的共識。在精密帶鋼生產線,沒有哪一種產品可以有“已經成熟定型”一說。同樣都是0.02毫米、0.015毫米,客戶需求不同,性能、表面、韌性、板形便不同。對客戶而言,“手撕鋼”是原材料,要再加工。后期客戶加工過程中所有可能發生的變化,都是前期生產中要考慮的因素。哪怕是加工后不變形這一簡單的標準,也需要從研發到生產的千錘百煉。

        “每一批產品都是個性化研發與定制。電子產品升級換代快,我們的工藝就要跟著變?!倍魏平苷f,“所以工藝上的追求永無止境?!?/p>

        2022年這個秋天,他們正在攻克的又一個高端產品也有了眉目。掩膜板用膨脹合金,這也是一種升級版“手撕鋼”,是生產OLED柔性屏的主要耗材,廣泛應用于智能手機與可穿戴式設備上。

        與之前生產的“手撕鋼”相比,這款產品在性能、板形、表面等方面要求更高,也是目前生產難度系數最大的一款產品。

        一張手機屏幕大小的掩膜板用膨脹合金,薄如蟬翼,陽光輕柔地透過來。殊不知,每張上面竟布滿200萬—400萬個小孔,孔與孔之間必須保持勻稱的距離。

        肉眼根本看不到,卻是工藝必須達到的要求。

        這種產品,決定著柔性屏核心工藝的技術水平。除了工藝上有極高的難度,對生產環境更是有著極其嚴格的要求,比如現場不能有蚊蟲,不能有震動,不能有塵土……任何一點,對于一個鋼鐵生產車間來說都是非??量痰?。

        可是,這是必須無條件執行的“硬杠杠”。成品出來后,如果表面通過放大鏡能看到一粒塵埃,就是不合格品。

        段浩杰說,2019年至今,工藝已經打通了80%—90%,多次小批量試驗成功。

        所有環節,都在快馬加鞭地奔跑。因為,這款產品也遭遇了與之前0.02毫米產品同樣的進口限制。

        研發,對標,試制,分析客戶反饋,改進……2022年9月22日,他們再一次將試制出的產品寄給客戶,等待反饋。

        “從試驗的樣品看,品質已經超過外國,但不代表可以批量生產。無論是工藝還是生產環境,我們一直在高標準改進?!倍魏平苡行湴?,但仍保持審慎態度。說完,他便戴起安全帽,匆匆趕往車間去了。



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