近日,由中央廣播電視總臺(tái)和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合制作的六集大型工業(yè)紀(jì)錄片《鋼鐵脊梁》在中央電視臺(tái)財(cái)經(jīng)頻道首播。這是一部講述一代又一代鋼鐵人默默付出,讓中國(guó)在短短幾十年,完成了人類鋼鐵工業(yè)史上從未有過(guò)的跨越的故事。
第一集《鋼鐵雄心》和第五集《鋼魂鐵志》分別講述了太鋼高等級(jí)磁軛鋼、“手撕鋼”的技術(shù)亮點(diǎn)和解決“卡脖子”問(wèn)題過(guò)程中的故事,展現(xiàn)太鋼堅(jiān)持自主創(chuàng)新,緊盯國(guó)家戰(zhàn)略需求,大力研發(fā)獨(dú)有的、領(lǐng)先的高端特色產(chǎn)品,勇于摘取不銹鋼行業(yè)“皇冠”上明珠的國(guó)企擔(dān)當(dāng)。
讓人震撼的不平度≤1mm/m的高等級(jí)磁軛鋼如何出爐?厚度僅有0.015毫米的“手撕鋼”如何讓鋼鐵成為繞指柔?這些昔日的“卡脖子”技術(shù)如何被攻克,如何成為全球領(lǐng)先?連日來(lái),山西晚報(bào)記者進(jìn)行了采訪。
“大國(guó)重器”裝上“太鋼芯”雅礱江的加入,使得金沙江下游成為長(zhǎng)江流域水能資源最豐富的地方,全球第二大水電站——白鶴灘水電站就在此。
白鶴灘水電站大壩壩高289米,相當(dāng)于100層樓高,壩身設(shè)6個(gè)表孔和7個(gè)深孔,最大泄洪能力達(dá)42348立方米每秒,用6分鐘就能裝滿一個(gè)西湖。
藏身于白鶴灘水電站大壩內(nèi)的16臺(tái)單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量位居世界第一。電機(jī)轉(zhuǎn)子外圓直徑16.2米,最大高度4.1米,總重約2300噸,是目前世界上在建水電站中最大轉(zhuǎn)子。
作為組成轉(zhuǎn)子重要部件的磁軛及磁極使用的磁性材料,具有高強(qiáng)度、高精度、高磁性的特點(diǎn),生產(chǎn)工藝復(fù)雜,加工難度大。20年前,中國(guó)修建水利工程時(shí),磁軛鋼還全部依賴進(jìn)口。那時(shí),國(guó)外提供的磁軛鋼片標(biāo)準(zhǔn)是不平度誤差不超過(guò)6毫米。
白鶴灘水電站轉(zhuǎn)子由2萬(wàn)多片扇形磁軛鋼片疊裝在一起,重達(dá)1274噸,4米多高。這個(gè)龐然大物運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),磁軛鋼片的轉(zhuǎn)速將達(dá)到每分鐘111圈,相當(dāng)于以每小時(shí)345公里的速度飛速旋轉(zhuǎn)。任何一片磁軛鋼不平整,都會(huì)讓轉(zhuǎn)子的重量分布失衡,甚至影響整個(gè)發(fā)電機(jī)組的使用壽命。
為徹底解決這一“卡脖子”的問(wèn)題,太鋼集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)承受了巨大的壓力和考驗(yàn),經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)修整,找到高等級(jí)磁性材料成分最佳參數(shù)配比,攻克了多項(xiàng)技術(shù)難題,終于讓白鶴灘轉(zhuǎn)子所需磁軛鋼片的不平度小于1mm/m以內(nèi),成功超越多家世界著名高強(qiáng)鋼生產(chǎn)企業(yè),完全取代進(jìn)口。
技術(shù)難關(guān)攻克了,磁軛鋼的批量生產(chǎn),則是緊隨技術(shù)創(chuàng)新之后的又一道“檻”。
太鋼熱連軋廠2250軋鋼作業(yè)區(qū)主管寧慶軍介紹,高等級(jí)磁性材料產(chǎn)品屬于極限規(guī)格的難軋品種,工序較常規(guī)多了一倍,盡管熱連軋廠有成熟的軋制經(jīng)驗(yàn),但要想軋出不平度≤1mm/m的優(yōu)異板型,對(duì)他們是極大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一次次工藝的調(diào)整,一次次技術(shù)的攻關(guān),最終形成了一套完整的軋制工藝和技術(shù)控制參數(shù),不平度≤1mm/m的優(yōu)質(zhì)磁性產(chǎn)品獲得良好的性能匹配以及板形精度,疊片效果優(yōu)異。
目前,太鋼的高等級(jí)磁軛磁極鋼、高牌號(hào)硅鋼、不銹鋼水電板等多種產(chǎn)品助力白鶴灘水電站項(xiàng)目建設(shè),為“大國(guó)重器”裝上“太鋼芯”。
“手撕鋼”厚度降到0.015毫米“手撕鋼”,一種能夠被徒手撕開(kāi)、厚度只有A4紙四分之一的不銹鋼,廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防、醫(yī)療器械、石油化工、精密儀器等領(lǐng)域。因?yàn)楣に嚳刂齐y度大、產(chǎn)品質(zhì)量要求高,其核心制造技術(shù)一直掌握在幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家手中。
為打破這種壟斷,太鋼用了整整兩年,經(jīng)過(guò)711次試驗(yàn)后,攻克170多個(gè)設(shè)備難題、450多個(gè)工藝難題,才從四萬(wàn)多種軋輥的排列組合中找出一種能軋出“手撕鋼”的方法,成功生產(chǎn)出厚度0.02毫米、寬度600毫米的不銹鋼精密箔材。太鋼也因此成為全球唯一可批量生產(chǎn)寬幅超薄不銹鋼精密箔材的企業(yè)。
“手撕鋼”是不是用特殊原料制造的?答案出乎意料,原材料就是普通鋼材,經(jīng)過(guò)多次軋機(jī)液壓成了0.02毫米鋼材后,價(jià)格比普通鋼材貴出很多倍,每克五六元,幾乎和一張同等面積的百元人民幣等值。
2020年8月,太鋼不銹鋼精密帶鋼公司再次突破一系列工藝技術(shù)難關(guān),軋制出0.015毫米的“手撕鋼”。
自2018年量產(chǎn)以來(lái),“手撕鋼”獲譽(yù)無(wú)數(shù),先后獲得2019年冶金科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)唯一的特等獎(jiǎng)、第二十一屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)CIIF大獎(jiǎng)、第四屆全國(guó)質(zhì)量創(chuàng)新大賽QIC-V級(jí)成果(一等獎(jiǎng))。
“國(guó)外技術(shù)專家都解不了的難題,我們能行嗎?”“國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,怎么辦?”剛開(kāi)始攻克國(guó)際難題時(shí),團(tuán)隊(duì)成員也有這樣的擔(dān)憂。太鋼精密帶鋼公司經(jīng)理王天翔鼓勵(lì)大家:“沒(méi)有解決不了的難題!研發(fā)團(tuán)隊(duì)的青年們一定要勇挑重?fù)?dān),迎難而上,堅(jiān)決突破被卡脖子的局面!”
在推進(jìn)“手撕鋼”創(chuàng)新研發(fā)過(guò)程中,技術(shù)質(zhì)量部副部長(zhǎng)廖席,緊盯高端市場(chǎng)需求和技術(shù)要求;生產(chǎn)組長(zhǎng)段浩杰,著力解決生產(chǎn)難點(diǎn);工藝組長(zhǎng)韓小泉,對(duì)標(biāo)進(jìn)口高端材料找差距,改善箔材性能……就是這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì),最終攻克了鋼質(zhì)純凈度、產(chǎn)線工藝、控制水平、高等級(jí)表面精度、產(chǎn)品性能五大核心工藝技術(shù)難題,將“手撕鋼”厚度從0.02毫米降低到0.015毫米,成為世界上最薄的鋼。
2021年5月12日,中國(guó)寶武太鋼集團(tuán)舉行不銹鋼精密帶鋼新產(chǎn)品全球首發(fā)儀式,0.07毫米超平不銹鋼精密帶材和無(wú)紋理表面不銹精密帶鋼兩項(xiàng)新產(chǎn)品正式發(fā)布。太鋼再一次以高精尖的不銹鋼新品奪得了全球目光,將大國(guó)重器、全球領(lǐng)先的太鋼形象展現(xiàn)得淋漓盡致。
山西晚報(bào)記者 程潔