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攻克“黑色黄金”——山西钢科坚持科技创新做到国内领先国际一流的实践
      发布时间: 2018-06-01 00:25       

    碳纤维材料,工业界誉之为“黑色黄金”,被列入“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的重大技术专项,在航空航天及国防工业中具有重要用途。长期以来,由于高端碳纤维核心技术被少数国家封锁和垄断,国内相关材料需求常常陷入“无米下炊”境地。山西太钢钢科碳材料有限公司(以下简称“山西钢科”)依靠自主研发,不断创新,在短短5年时间内,使其生产的碳纤维产品从“一张白纸”做到国内领先、国际一流。

  2016年1月,在国家T800H碳纤维研制单位比选中,山西钢科研制的TG800碳纤维系列产品以其优异的产品性能和质量稳定性力拔头筹,成为国家航天航空高性能碳纤维研制单位。2017年3月,山西钢科成功开发出宇航级1K碳纤维,为国家航天某重大专项持续批量稳定供货,满足国家迫切需求。去年6月份,习近平总书记专程视察了山西钢科T800级碳纤维生产线,充分肯定了山西钢科发展高端碳纤维取得的成绩。

攻坚克难

从示范线到生产线的技术革命

  “我们初期遇到的最大难题是如何提升产能。”山西钢科生产设备部部长徐栋说起设备改进的情形,仍很激动。由于当初设计为产业化示范线,产能设计较低,随着高端碳纤维行业的快速发展,提高产能、提高速度成为山西钢科面临的最大挑战。设备提速好比一只水壶将水烧开需要10分钟, 但突然要缩短为5分钟,这就需要将水壶的功率提升。

  提升设备功率的难题解决了,但随之而来的是工艺调整和优化的更大难题。为了突破技术禁忌,科研技术人员蹲守在生产现场,对包括温度在内的上千种工艺控制参数进行分析、统计、调整,最终形成了全套国产T800碳纤维性能自主指标体系。从而满足了不同用户对高端碳纤维的不同要求,实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。

  成立于2012年9月的山西钢科是中国科学院山西煤炭化学研究所技术支持下设立的高科技公司,主要承担T800级高端碳纤维及其复合材料工程化技术研发与生产任务。他们合作的第一条生产线2012年9月29日奠基,2013年底,第一条T800级高端碳纤维生产线建成投产。2014年4月生产出第一批合格产品T800级碳纤维。如此短时间内,实现技术的快速升级,得益于企业内部“鼓励创新、宽容失败、反对守成”的创新文化,以及研发人员不竭的创新精神。

突破瓶颈

实现关键技术百分之百国产化

  退丝加捻机是宇航级碳纤维产品生产过程中的关键设备,国内外均无现成经验可循。山西钢科科研技术团队发挥惊人毅力和探索精神,奋力攻关,短短一个月就设计出来,并在3个月内投入生产,而且产品完全满足新品种研发工艺各项要求。这说起来似乎很轻松,个中辛苦只有当事者才能体会得到。

  山西钢科位于太原阳曲转型发展产业园区,科研人员的家大多在市区,由于废寝忘食的科研创新,很多人在那段日子无法回家,24小时昼夜不歇成了常态,却无人有怨言。由于碳纤维产品涉密,无法了解到过多细节,但记者还是被这个团队的创新精神所感动,热血沸腾起来。

  太钢是我国特大型钢厂,更是世界不锈钢领军企业,为什么还要做碳纤维,开发新兴材料领域?面对记者的疑问,山西钢科副总经理、高级工程师刘纳新掷地有声地说:“做强主业、多元发展、转型发展是太钢战略的重要支撑。新常态下钢铁业转型升级势在必行。墨守成规不是太钢人的性格,大胆创新的太钢不能在传统产业上止步不前!有管理、文化的深厚积淀,与新技术结合,太钢一定能够在国家短缺的新材料上有所作为。太钢作为国企是有社会责任感的,要为国分忧。”

  正是这种创新精神,在资料缺乏、无现成经验可循的情况下,山西钢科高端碳纤维研发团队刻苦钻研、不懈攻关,率先突破了大容量间歇聚合釜、纺丝蒸汽牵伸炉和高温碳化炉等一系列关键技术瓶颈,实现了关键技术百分之百国产化。

打造团队

一流人才带出一流企业

  做过多年钢铁质检工作的雷爱民,在来到山西钢科初期,对于碳纤维产品质检工作,脑子是一片空白之时,便接到了建立一个碳纤维产品检测中心的任务。“国内尚无经验借鉴,相关单位由于存在技术壁垒也给学习带来困难,如此重任交予我,好比要我建造一座房,却只告我需要水泥、钢筋、砖头,至于结构图纸、如何建造一律自己考虑!”也许想到了自己当初的彷徨焦虑,雷爱民不禁眼泛泪光。

  “质检是生产研发过程中的眼睛,其对产品的及时检测及调整,关系着产品能否在行业内脱颖而出。”雷爱民擦擦眼泪,为记者讲述着当初的故事,“静下心来,我用了一周时间,大量搜集并阅读了国内外近百台(套)、近500份相关仪器中英文说明书,研究里面细密仪器数据。又用一周时间,把整个检测中心的布局图画出来,采购设备的技术规格列出来……就这样,检测中心终于建立起来了。这个不眠不休的过程,是痛苦并兴奋的。”

  按照雷爱民的方案,如今高3层,总计1350平方米,拥有60多间检测室、近百台(套)检测设备的检测楼落成了。从冶金行业跨到新材料行业,一切从零开始,雷爱民带领她的团队,用两年时间,整理出18万字的操作手册,涉及300余项检测方法。雷爱民和她的团队形成了一个一流检测队伍,检测水平在全国碳纤维领域达到最高,与国家航空航天领域专业标准不相上下。

  目前,山西钢科二期工程已经建成投产,形成了千吨级的高端碳纤维生产线。高端碳纤维三期工程正在紧锣密鼓筹建中,山西钢科正以饱满热情,在高端碳纤维领域,奋起直追,迎头赶上。

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