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解码“百炼钢做成了绕指柔”(逐梦·十年奋进路)

蒋 殊
2022年11月16日08:37 | 来源:人民网-《人民日报》
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  段浩杰在检查下线钢卷质量。
  王旭宏摄

  生产人员进行手撕钢展示。
  王旭宏摄

  2020年5月12日,习近平总书记来到太钢不锈钢精密带钢有限公司考察调研。在生产车间,总书记拿起一片“手撕钢”——厚度仅为0.02毫米的不锈钢箔材,用手指轻轻扭折了一下,称赞说:“百炼钢做成了绕指柔。”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。”

  从“百炼钢”到“绕指柔”,这背后,究竟有着怎样的故事?

  一

  你见过比A4纸的1/4还要薄的不锈钢吗?这种不锈钢产品看上去像锡箔纸一样,用手即可轻轻撕开,被称为“手撕钢”。它的厚度仅为0.02毫米,广泛应用于航空航天、医疗器械、精密仪器、新能源、5G通信等高精尖端设备制造行业。

  中国是不锈钢生产大国,也是消费大国。然而,不锈钢“皇冠”上的“明珠”——厚度仅为0.02毫米的软态不锈钢精密箔材,却一度受到购买限制。

  2018年之前,这一规格产品全世界只有少数国家可以生产。中国每年需要花费巨资进口。可是,即便是高昂的价格,依然不能买到最好的。国外只允许对我国出口厚度超过0.03毫米的“手撕钢”,且供货难以保障。

  要知道,对于精密行业的精密产品,即使0.01毫米的差距,也是一个重要的技术档次。

  有国外企业甚至下了结论:“中国永远造不出0.02毫米的‘手撕钢’!”

  这不是中国人的性格,更不是中国钢铁企业的风格。最终,这一极难完成的使命,落在了中国宝武太钢集团(以下简称太钢)肩上。

  地处山西太原的太钢,前身为西北炼钢厂,始建于1934年。新中国成立后更名为太钢,是我国最早研制与生产不锈钢的企业,长期专注发展以不锈钢为主的特殊钢。

  2008年,太钢投资10亿元,在精密带钢公司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的设备,轧机设计极限规格最薄即为0.02毫米。

  之后的安装,以及机械、电气、生产等工序的调试阶段,均由跟踪上门的外国专家全程指导。

  2012年,精密带钢线如期投产。

  各工序、各流程都知道有难度,却没有想到难度如此巨大。一轮又一轮付出了极大努力,却依然没能收获大家盼望已久的成果,最终只能轧制出以0.3毫米为主、规格在0.1—0.5毫米之间的厚板,始终无法达到设计标准。

  目标很美好,现实却很残酷。

  外国专家时而认为,是设备安装时精度不够的原因;时而又推测,是所选材料精度不够的结果。

  2010年,刚刚24岁的段浩杰一入厂,就一头扎进“手撕钢”的攻坚中。12年来,他一直与这条轧线“捆”在一起。如今,段浩杰已成长为精密带钢研发中心主任,带领着一群年轻人挑起“手撕钢”研发的大梁。

  见到段浩杰时,他正从车间匆匆赶回办公室。他一边摘下安全帽一边回忆,当时针对专家分析的种种“不够”,公司也做过各种调整与尝试,但仍然以失败告终。

  2014年年中,外国专家在坚持了近4年后离开。临走时,留下一句意味深长的话:“原料差不多,人员差不多,管理差不多,然而加起来,差得就很多。”

  段浩杰亲耳听到专家的“断言”。

  眼见研发已经失败,又没有了外国专家,没人再敢轻易尝试。轧机设计极限最薄为0.02毫米这一规格,成为说明书上的一个数字,在现实中无法实现。

  当初随着这条轧线的上马,许多刚毕业的年轻人怀揣梦想而来。比如研发中心负责科技管理的郝雅丽,她比段浩杰早一年进入精密带钢公司,今年同为36岁。“手撕钢”研发团队成员大都是1986年之后出生的年轻人。

  研发室里,轧机旁,他们曾跃跃欲试,激情飞扬,然而现在,他们的心情跌至谷底。

  理想,是否就此搁浅?

  二

  转眼就到了2016年。这年2月下旬,新一任澳门金沙在线在寒风中走马上任。

  不用说,精密带钢公司新的当家人“受命于危难之中”。挂牌7年,亏损7年,是公司的现状。

  也因此,集团给的指标是,实现利润1元。

  如何重启?生产车间里,世界一流的高端设备,却在按部就班生产着一些没有市场竞争力的“大路货”。对此,每个人的内心都不是滋味。

  这一流的好设备,潜能真的全部挖掘出来了吗?好设备,必须派上大用场!新澳门金沙在线迅速做出决定——重新回到“手撕钢”研发上!

  然而,通往“手撕钢”大门的钥匙在哪儿?

  与段浩杰、郝雅丽同龄的廖席,是精密带钢公司首席精密箔材工艺工程师。大学里,他所学专业与不锈钢工艺并不相关,却已在“手撕钢”项目上奋战了10个年头。他清楚地记得那个上午,厂澳门金沙在线召集技术、轧机等工序相关人员,与用户一起召开了专题对接会,下午就开了启动会。厂澳门金沙在线对大家提出要求:继续攻关,生产出中国自己的“手撕钢”!

  这一国家使命,他们能担得起吗?

  与太钢动辄几千人的大厂相比,精密带钢公司是个小厂,总共只有200多名员工。因此,这个要求一提出,很快就掀起“轩然大波”。

  但是,新澳门金沙在线班子依然“霸道”地拍板了。支撑这“霸道”的底气,还是那套世界一流的设备。

  很快,全厂从设备入手,开启了破译“手撕钢”密码之路。首先是全面清理“带钢通道”,将碱液循环箱内的污垢清除得干干净净;又花了120万元将轧机油更换;轧机刮油辊也由两个月更换一次缩短到半个月。

  从此,设备功能精度、工艺技术精度双管齐下的“双精度管理”,在精密带钢公司全面推行开来。

  外国专家的话言犹在耳。团队对所有工序摒弃“差不多”思想,从设备、材料、工艺、人员等方面,一个环节一个环节抠。

  一张“手撕钢”的原始钢带,厚度为0.8毫米,宽度为600毫米,长度超千米。到成为厚度为0.02毫米、宽度为600毫米的成品,要攻克轧制、退火、高等级表面控制和性能控制四大技术难题,经过冷轧、光亮退火、拉伸矫平、去应力、分条纵切线切割5条大的生产线。

  “一轮下来,涉及100多个员工,大小20多道工序,轮战一个月。”廖席说。

  目标很难,生产线很长。哪一个环节出问题,就得从头再来。

  先是换原材料,一样样尝试后,从普通电子产品的基础材料转为特殊品种的材料生产。

  又遇穿孔。多次观察研究,为材料中杂质所致,最终追溯到上游,从冶炼工序剔除。

  进入轧制。从0.8毫米到0.02毫米,相差0.78毫米。这个厚度,在生活中几乎可以忽略。然而对“手撕钢”而言,却是一条漫长而艰难的“路途”。一张“手撕钢”从厚到薄,犹如“擀面皮”,要0.1毫米、0.1毫米往下“擀”。那根“擀面杖”,是由20根轧辊组成的精密机器,并且有成千上万种排列组合方式。

  段浩杰说,“手撕钢”研发80%的难点都集中在轧机辊系配比上。材料每“擀”薄一次,都要从上万种排列组合中摸索最优的那种方式。

  精心又精细。可是,又断带了。

  这是在轧制工序中常常发生的问题。因为料太薄,在穿带中无法使用助卷工具,人员手动过程中稍微用力就会将钢带扯断。最初的时候,钢带每两天就要断一次。常常是,好不容易轧制了100多米,却瞬间碎成钢末。

  与那些粉末一样碎掉的,还有轧机前一颗颗提着的心。

  一堆白色晶体散落在辊系里,清理一次得八九个小时。

  熬到没了脾气。

  这是一条260米长的“道路”,小心前行中,又遇到“抽带”。

  “就像一块布,不展,老往中间抽。”他们这样比喻。

  “温度高时材料就变软,一过辊就抽。”如今说起来,廖席还是会忍不住眉头一紧。

  那是2017年9月,可所有人都感受不到秋日的凉爽与舒适,绝望的气氛弥漫在车间里。

  要知道,每卷不锈钢原料达3000米,价值10万元。心疼啊!

  “干不下去了!”廖席说,“浪费不起啊!”

  了解到情况后,厂里适时推出“容错”机制,给每个研发人员一定的失误次数和产品米数,同时鼓励员工,完成1吨合格的“手撕钢”,考核时按普通产品的75—100倍计产。

  士气,一下又提了起来。

  厂澳门金沙在线更是蹲在一线盯现场。

  精密带钢车间不大,从南到北120米,从东往西160米。一度,厂里的“一把手”就在这片小小的空间里来回跑,一天运动步数常常达到两万步。

  “好办法都是现场‘盯’出来的。”廖席说。

  经过多次紧盯,终于发现了抽带的关键原因。首席精密箔材电气工程师胡尚举出手了,由他牵头带队发明了新的技术方法,顺利解决了这一难题。

  2018年底,第一批厚度0.02毫米、宽度600毫米的宽幅软态“手撕钢”,从轧机主操吴琼手中完美下线。这个小伙子是位退伍军人,工作中心细如发,与科研团队完美配合。

  “手撕钢”圆满亮相太钢。同类产品,国外的宽度最高为450毫米。因此,太钢成为全球唯一可批量生产宽幅超薄不锈钢精密箔材的企业。

  700多个日日夜夜,711次失败,172个设备难题,452个工艺难题……这一串串数字,深深地刻在破解“手撕钢”密码的那把金钥匙里。

  三

  从2016年新一任澳门金沙在线上任重新攻关,到第一批“手撕钢”批量轧制成功,不到3年。

  太钢“手撕钢”驰名海内外,好评如潮。

  精密带钢人似乎可以躺在功劳簿上歇一阵了。然而他们却将成绩悄悄清零,重上跑道,马不停蹄地投入下一轮高端产品的攻关。

  “之前的成功,只是证明太钢有能力生产‘手撕钢’,更多的研发还在后面。”不管是厂澳门金沙在线,还是研发团队成员,都这样说。

  “刚起步,刚上路。”段浩杰则更为谨慎,“我们某些规格有优越性,但整体品质还有差距,毕竟国外已经有了近百年生金沙网上娱乐验。”

  0.02毫米厚度已是轧机设计极限,可他们偏要继续挑战,冲击0.015毫米。自然,是为了客户的需求。

  可是,下降0.005毫米,并不是继续往下“擀”0.005毫米那么简单。处在庞大的轧机下,0.015毫米是几乎无法感知的一个存在,因此过程中不断打滑。

  继续盯,继续论证,继续试验。

  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。

  完成这次漂亮轧制的,又是吴琼。

  在业界,这一厚度已是这一领域生产技术的“天花板”。这是目前世界上最宽、最薄的“手撕钢”。

  那么,厚度再减0.005毫米,能改变什么?

  直面客户最多的廖席是最懂产品要求的人,他说:“如果用来做电池包覆膜,同样体积,电池容量能增加17%。”

  刷新纪录的0.015毫米,再一次见证了中国钢铁的力量。

  “不能满足!不敢满足!”这是“手撕钢”研发与轧制团队一直以来秉持的共识。在精密带钢生产线,没有哪一种产品可以有“已经成熟定型”一说。同样都是0.02毫米、0.015毫米,客户需求不同,性能、表面、韧性、板形便不同。对客户而言,“手撕钢”是原材料,要再加工。后期客户加工过程中所有可能发生的变化,都是前期生产中要考虑的因素。哪怕是加工后不变形这一简单的标准,也需要从研发到生产的千锤百炼。

  “每一批产品都是个性化研发与定制。电子产品升级换代快,我们的工艺就要跟着变。”段浩杰说,“所以工艺上的追求永无止境。”

  2022年这个秋天,他们正在攻克的又一个高端产品也有了眉目。掩膜板用膨胀合金,这也是一种升级版“手撕钢”,是生产OLED柔性屏的主要耗材,广泛应用于智能手机与可穿戴式设备上。

  与之前生产的“手撕钢”相比,这款产品在性能、板形、表面等方面要求更高,也是目前生产难度系数最大的一款产品。

  一张手机屏幕大小的掩膜板用膨胀合金,薄如蝉翼,阳光轻柔地透过来。殊不知,每张上面竟布满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,不能有震动,不能有尘土……任何一点,对于一个钢铁生产车间来说都是非常苛刻的。

  可是,这是必须无条件执行的“硬杠杠”。成品出来后,如果表面通过放大镜能看到一粒尘埃,就是不合格品。

  段浩杰说,2019年至今,工艺已经打通了80%—90%,多次小批量试验成功。

  所有环节,都在快马加鞭地奔跑。因为,这款产品也遭遇了与之前0.02毫米产品同样的进口限制。

  研发,对标,试制,分析客户反馈,改进……2022年9月22日,他们再一次将试制出的产品寄给客户,等待反馈。

  “从试验的样品看,品质已经超过外国,但不代表可以批量生产。无论是工艺还是生产环境,我们一直在高标准改进。”段浩杰有些骄傲,但仍保持审慎态度。说完,他便戴起安全帽,匆匆赶往车间去了。

  版式设计:张丹峰


  《 人民日报 》( 2022年11月16日 20 版)
(责编:麻潞、桑莉媛)

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