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千锤百炼 方得始终——中国宝武太钢“手撕钢”创新研发团队纪实。日,对太钢人是一个难忘的日子。这一天,习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,总书记饶有兴致地观看了厚度仅有的不锈钢箔材“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。总书记的殷殷嘱托,为太钢发展指明了前进方向、提供了根本遵循。牢记领袖嘱托,勇担职责使命,成为了太钢“手撕钢”创新研发团队的座右铭,激励着他们勇往直前,不断攀登新的高峰。
日,中国宝武太钢“手撕钢”创新研发团队荣获“央企楷模”称号。他们以奋斗者的姿态书写了“百炼钢成绕指柔”的时代篇章。
砥砺前行,不负韶华。“手撕钢”创新研发团队胸怀报国之志,不断创新突破,一次次向材料极限发起挑战,一批批高精尖特产品走向市场。在他们身上,折射出的是太钢李双良“一心为公、艰苦创业”的工人阶级主人翁精神。他们以实际行动和优异成绩,为新时代高质量发展注入了最强音。
让我们走进“手撕钢”创新研发团队平凡而感人的故事,感受他们坚韧不拔、勇于创新的铿锵足音!
不锈钢,以耐腐蚀、耐高温、长寿命、百分之百可回收以及表面美观亮丽,被誉为“钢中精品”。新中国成立之前,不锈钢在中国还属于空白。新中国成立之初,太钢就被定位于特殊钢企业,着力发展以不锈钢为主的特殊钢。1952年9月,太钢冶炼出新中国第一炉不锈钢。在之后的发展中,先后填补了中国钢铁工业百余项空白。几代太钢人坚守初心、牢记使命、不懈奋斗,有力推动我国不锈钢产品不断满足国民经济关键领域和重大工程需求,并大踏步走向世界,成为中国制造的一张亮丽名片。
在不锈钢产品类别中,不锈钢精密带钢是指特殊极薄规格的冷轧不锈带钢,其厚度一般在0.05—0.5mm之间,厚度在0.05mm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,被称作不锈钢乃至钢铁工业“皇冠上的明珠”,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。
2008年,为适应新形势,太钢着手实施一批结构调整、品种升级项目,其中,投资10亿元上马了当时国内仅此一套的不锈钢精密带钢生产线,集成引进了当时世界上顶级设备,轧机设计极限规格最薄为0.02mm。之后的安装,以及机械、电气、生产等工序的调试阶段,均由外国专家全程指导。但2012年产线如期投产后,只能轧出0.1-0.5mm的产品,始终无法达到设计标准。外国专家多次会诊未果。2014年,外国专家在坚持了近4年后离开,最后留下一句话:“原材料差一点点,设备差一点点,管理差一点点,人员也差一点点,最后加起来,就差得太多了。”
2015年,钢铁行业进入新一轮下行周期,行业竞争异常惨烈,不锈钢行业首当其冲,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“卡脖子”难题。
出路在哪里?面对国家关键领域和重点工程亟需,太钢进行了深度战略思考与布局。作为中国不锈钢的龙头企业,同样的工艺和装备,国外企业能够做到的,我们为什么做不到?如果只能生产“大路货”,怎么能够在激烈的市场竞争中立足和制胜?
太钢集团咬定创新之路不放松,勇敢担当起历史使命,再次向不锈钢超薄材料发起冲击。但高端应用领域对其厚度、精度、板型、表面、性能要求极高,工艺技术复杂,生产控制难度极大,厚度小于0.05mm的不锈钢箔材产品,当时全球只有少数几家企业可以生产。为满足关键领域亟需,国家每年要花费大量外汇,但国外产品不仅价格昂贵、供货周期长,且从不向我国出口厚度小于0.03mm的顶级不锈钢箔材产品。而我国不锈钢箔材产品需求量占全球市场的80%,如果国外断供,后果不可估量。
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(即“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历程。
在之后的三年时间里,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、精益求精的工匠精神和团结协作、拼搏奉献精神,坚持边生产边摸索,先后历经700多次的试验失败,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,成功生产出厚度0.02mm、宽度600mm的不锈钢精密带钢,产品实物质量达到国际领先水平。太钢也因此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,受到党和国家以及社会公众的广泛关注和高度评价。
2018年11月,太钢“手撕钢”产品亮相“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”。2019年7月,太钢“宽幅超薄精密不锈带钢工艺技术及系列产品开发”项目获全国冶金科学技术唯一的特等奖。2019年9月,在第21届中国国际工业博览会上,太钢宽幅超薄精密不锈带钢获“中国国际工业博览会大奖”。2020年2月,太钢“宽幅超薄精密不锈带钢工艺技术及系列产品开发”项目获国际质量创新大赛二等奖。2020年4月,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、全国青联授予中国优秀青年最高荣誉——“中国青年五四奖章集体”。
2020年5月12日,正在山西考察的习总书记来到太钢不锈钢精密带钢公司考察,称赞生产技术人员“百炼钢做成了绕指柔”。习总书记指出,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。总书记的高度肯定和亲切勉励,为“手撕钢”创新研发团队注入了强大的精神动力。
亲切的关怀,巨大的鼓舞。太钢集团党委始终把学习贯彻落实习总书记考察太钢集团重要讲话重要指示精神作为重大政治任务,作为深刻领悟“两个确立”的决定性意义、坚决做到“两个维护”的衡量标尺,带动广大党员干部和职工不断提高政治站位,把总书记的殷切嘱托和深情关怀,转化为忠诚维护核心、矢志不移奋斗的思想自觉、政治自觉和行动自觉。
回忆起当时的场景,研发团队的带头人之一、精密带钢公司经理段浩杰倍感激动,总书记的到来让研发团队成员受到极大鼓舞,大家深刻体悟到习总书记重要讲话精神蕴含着强大的核心领航之力、精神激扬之力、创新变革之力、行动感召之力,决心要把总书记的亲切关怀和殷切期待贯穿到工作、学习和生活的各方面,坚定理想信念,强化行动自觉,再接再厉、勇攀高峰。
2020年8月,在总书记考察后的三个月里,团队再次突破一系列工艺技术难关,轧制出厚度0.015mm的“手撕钢”。2020年12月,太钢“宽幅超薄不锈精密带钢工艺技术及系列产品项目”获第六届项目类中国工业大奖。2021年,太钢面向全球首发无纹路表面精密箔材和0.07mm超平不锈钢精密带材两款手撕钢产品。2021年4月,太钢精密带钢公司被中华全国总工会授予“全国五一劳动奖状”。2022年5月,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方向。2022年7月,太钢主持起草的国家标准《不锈钢精密箔材》正式施行,结束了我国没有不锈钢精密箔材领域国家标准的历史。2023年5月,“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”。
随着不锈钢精密带钢开始进入高端电子行业折叠显示屏、柔性太阳能组件、传感器、储能电池等高科技领域,2024年,团队突破了特殊合金轧制及去应力技术,成功开发出新一代5G高端电子用系列精密带钢柔性屏钢和低磁高强度超平材料。一系列新产品的研发成功,进一步加速了柔性显示器用关键材料的国产化进程。
目前,“手撕钢”创新研发团队已拥有国家专利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方向。
回望太钢发展历程,科技创新已经深深融入血脉,成为太钢人代代相传的基因。十年磨一剑,回望来时路,精密带钢公司一路走到今天,是一条充满艰辛的创新之路。
回首“手撕钢”研发创新的历程,从最初的0.5mm,到后来的0.02mm、0.015mm,相差的厚度差异在日常生活中完全可以忽略不计,但在产品中,就能产生巨大差异,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。
新品研发是一个艰辛而漫长的过程。轧制0.02mm厚度不锈钢薄带需要20个轧辊进行组合,可选择不同直径的轧辊就有200多种,加上锥度、凸度等变量因素,辊系组合高达2万种。试生产过程中,断带、抽带、钢带炸裂……各种问题和困扰层出不穷,令人心惊胆战。平均每两天就要面对一次试验失败,尤其是轧制环节的断带问题,如鲠在喉,挥之不去。每一次试验,都要经过轧制、退火……反反复复5个轧程,需要大约50个班次、15天的时间。只要一断带,随着“噼啪”一声巨响,前期所有的付出顷刻间灰飞烟灭。清理钢末尤其让人痛苦不堪,需要身材瘦小的职工钻进只有400mm高的设备区域,用手一点点抠,不一会功夫,就是满身是油,汗流浃背。一次次失败,让他们几近崩溃。
面对难关,他们深知,放弃就意味着之前所有的心血彻底白费。为解决轧制过程中出现的问题,团队成员重新梳理每一个试验数据,从设备参数到操作流程,从原材料特性到环境因素,不放过任何一个细节。他们四处走访行业专家,查阅国内外大量的技术资料,联系多家轧辊供应商,进行不同材质轧辊的测试。每一次更换轧辊,都要重新调整整个辊系组合,又要经历一轮漫长的试验过程。但他们没有丝毫退缩,经过多轮尝试,终于找到了一种新型轧辊材质和独特的表面处理方法。2018年6月15日,当第一卷完美的0.02mm厚度不锈钢薄带顺利下线时,整个车间爆发出了欢呼声。
0.02mm极限规格产品轧制成功之初,又遇到了中间工序抽带的问题,退火环节也遭遇了明显瓶颈。攻关的关键时期,首席工程师王向宇带领设备团队日夜奋战,每天工作时长都要超过12小时,测试、开专题会、吃饭几乎都在现场进行。然而,经过多轮测试,缺陷虽然有所改善,但团队为了追求极致,始终在密封辊一个位置反复摸索、精细打磨,最终找到了密封辊的速度、张力、炉内压力、纠偏系统响应、辊道精度的平衡点,手撕钢退火终于成功了。正是这份对极致的执着追求,让手撕钢一经推出,便收获了大量的国内外订单。
生产作业区的张刚在创新研发团队中,主要是协助保障光亮退火工序生产的稳定。一段时间里,面对退火过程中频发的抽带、断带、折印、塌卷等“成堆”的技术难题,他看在眼里,急在心上。他默默地加班加点跟班全线测试,从生产运行状态中发现异常情况,进行动态调整,为生产稳定寻找对策。“这一个阶段,从起初被动跟随处理故障,到后来主动预判运行趋势,并将问题隐患消除在萌芽阶段,是研发攻关的进步,更是个人能力和境界跨越式提升的砺炼。在追求极致的道路上,既要保持‘十年磨一剑’的定力,更要具备‘刀刃向内’的革新勇气,这需要一种顽强拼搏的精神。”回忆起那段艰辛而又难忘的时光,张刚感触颇深。
轧制工序操作工吴琼,曾经是一名军人。这个有着独特军人个性的小伙子,钻研起来总有一股革命加拼命的精神,在平凡的岗位上践行着“退伍不褪色”的军人风范。“在手撕钢的研发中,我亲历了无数次的挫折与尝试。每一个细节的不到位,都如同巨大的绊脚石,阻碍着我们的前进。现在,我们终于成功了,心中的喜悦难以言表。这段经历不仅让我在技术上得到了锻炼,更重要的是,我学会了在困境中寻找希望,用坚韧不拔的精神去迎接每一个挑战。手撕钢的成功,不仅是一项技术突破,更是我个人成长的见证。它教会我,只有不断挑战自我,才能超越极限,实现真正的成长。”与团队共同经历了夜以继日奋战的吴琼,发自肺腑地感慨道。是的,他的成长之路与新品研发一样,苦与乐交织在一起,成为他人生旅途的最美风景。精密带钢最高端、最难轧的品种几乎都是经他的手轧出来的,如今他已成长为不可或缺的主操。
道固远,笃行可至,事虽巨,坚为必成。在攻克了难度最大的超薄料后,“手撕钢”创新研发团队又接连攻下超平、超硬等一连串技术难关。他们在充满艰险的创新之路上百折不挠、拼搏进取的精神,生动诠释了宝武“学习创新、止于至善”的创新文化理念。
推进高端化、智能化、绿色化、高效化发展,不断提升钢铁产品的含金量、含新量、含绿量,就是中国宝武高质量发展的主旋律。把科技创新能力有效转化为新质生产力,“手撕钢”创新研发团队为此孜孜以求。
0.02mm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。在创新研发团队看来,创新永无止境。客户的需求促使他们向着更薄的材料发起冲击。
厚度再减0.005毫米,有什么意义?在与客户的频繁接触中,创新研发团队敏锐地感知到,用“手撕钢”做电池包覆膜,同样体积,用0.015mm的材料与0.02mm的材料相比,其电池容量能增加17%。
更薄的材料承载着的是客户满满的期待。然而,厚度再下降0.005mm,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,0.015mm绝对是一个几乎无法感知的存在,但这支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0.015mm“手撕钢”轧制生产的辊系诞生了。2020年8月16日上午,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11时15分华丽亮相。从0.02mm到0.015mm,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”的煎熬、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,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,一环扣一环,其导致的连锁效应是整个产业发展的滞后。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研发创新团队的一块“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。
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,不能有震动,不能有尘土……任何一点,对于一个生产钢铁产品的车间来说极为苛刻。
艰难困苦,玉汝于成。攻克这一新的难关谈何容易。当年新产品试轧过程中因失败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密集的划痕,让团队成员记忆犹新。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,连续三天吃住在这里。大家用油性笔在机组外壳记下每个调试节点:凌晨四点调整辊系角度,清晨七点校准张力传感器,正午时分测试不同温度下的钢带延展性……团队成员、精整工序操作工安志远在自己的日记中这样写道。
研发、对标、试制、反馈、改进……2023年4月,经过近3年的反复试制,团队上下团结协作,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,第一批国产掩膜版正式上市。至此,中国企业的产品铭刻上了“中国制造”,“手撕钢”系列里“天花板”级别的产品终于出现了。作为生产OLED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客户使用,又一次打破了长期高度依赖进口的局面。
“我们的企业以后能用上国产的掩膜版,几百次的反复试验实在值得!以后下游企业就能用上国产的、国际前沿水平的掩膜版了。”为攻克掩膜版这一“卡脖子”难题立下头功的精密箔材工艺首席工程师廖席难掩激动的心情。正是这样,他们将工匠精神融入日常工作和生产中,以执着专注、精益求精、挑战极限、追求卓越的勇气,在新征程上攻坚克难,奋力书写着挺膺担当的青春篇章。
近年来,团队又相继研发成功光刻机用合金材料、引线K等4大类20多个品种的“手撕钢”产品,在不锈钢精密材料领域创造了一个个奇迹,为高端中国制造提供了强有力的基础材料保障。
团结是钢,团结就是力量。回顾“手撕钢”创新研发团队走过的路,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,为中国宝武以高水平科技自立自强推动中国制造再创辉煌提供了坚实注脚。
“超薄、超平、超硬”是“手撕钢”的三大显著特性。其顺利生产要求前部的炼钢工序必须确保足够高的钢质纯净度,容不得丝毫的杂质;轧钢工序必须确保钢板的色泽均匀、板形平直,必须从源头选材、熔炼、浇铸、轧制、退火、酸洗、加工、检测等各个生产流程上下形成协同“作战”,而每一个环节都必须高标准、严要求,做到高效协同、上下联动,实现全流程精密控制、全体系强力支撑。
0.02mm 4J36掩模版、0.1mm 4J42K芯片引线框架等产品,对原料的质量要求更高。太钢技术中心镍基合金团队与太钢炼钢一厂、热连轧厂、不锈冷轧厂紧密协同,先后突破了超高洁净度冶炼、高板形质量热轧、高表面质量冷轧等技术难题,成功开发出高质量的镍基合金冷轧卷母料,为新产品研发成功提供了关键支撑。
研发“手撕钢”不能闭门造车,太钢与高校、科研院所开展深度交流合作,推动“手撕钢”生产上水平。为了给“手撕钢”提供更纯净的母材,太钢技术中心邀请北京科技大学专家参与协同攻关。从夹杂物生成热力学、精炼渣系的设计和优化等基础研究的范畴,积极探索让钢材更纯净的科学规律,并转化为生产技术方案。“超纯净不锈钢脱氧及夹杂物控制关键技术开发与应用”项目获
“手撕钢”精整线拉伸弯曲矫直和分条切割技术攻关,先后开发了多种专用设备,取得研究数据,再通过“弹塑性变形理论”分析,研发出“弯曲疲劳、拉伸弯曲专用实验装置”,为“手撕钢”生产提供有效解决方案。
年12月,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。太钢协同宁波宝新,开展“手撕钢”研发生产。2021年3月,宁波宝新汽车用钢项目宽幅超薄精密不锈带钢攻关团队经过三轮试制,逐一解决了薄带穿带卷取难、轧制易抽筋、板型控制敏感等难题,实现了一系列关键工艺和生产制造技术的突破,成功生产出0.049mm宽幅超薄精密不锈带钢。2021年4月,宁波宝新成功轧制出厚度0.03mm、宽度1000mm的更薄规格宽幅精密带钢产品,系全球同等厚度中宽幅最大的“手撕钢”。2022年12月,宁波宝新试制成功0.019mm、宽度1000mm的极薄不锈钢带,再次突破精密轧机设计厚度极限。
2022年入选了国家级专精特新小巨人企业,公司对标行业标杆,创新体制机制建设,在公司治理、选人用人、强化激励约束等方面进行大胆探索,充分激发和调动科研团队智慧力量,提升企业创新能力。他们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。
2022年成立以来,为精密带钢公司工艺上设备上解决了不少“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。习总书记的殷殷嘱托和亲切关怀为“手撕钢”创新研发团队注入了拼搏进取的不竭动力。他们自觉传承中国宝武“钢铁报国、开放融合、严格苛求、铸就强大”的企业精神、太钢人在长期改革发展进程中形成的李双良“一心为公、艰苦创业”的工人阶级主人翁精神,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。
云程奋楫,胸次浩然逐星光;鲸波破浪,意气充溢赴峥嵘。展望未来,在中国宝武第二次党员代表大会精神的指引下,“手撕钢”创新研发团队将以荣获“央企楷模”称号为崭新的起点,心怀“国之大者”,围绕国之所需,在关键核心技术攻关上“走在前”,勇当国资央企科技创新“国家队”和“主力军”,为中国宝武加快建设世界一流企业贡献更大力量!