“手撕鋼材”誕生,青島一企業(yè)研發(fā)出新動(dòng)能

2018-02-25 07:40:00 來(lái)源: 齊魯壹點(diǎn) 作者: 宋祖鋒

  一卷酷似鋼卷帶的材料,伸展開來(lái)薄如蟬翼,僅有頭發(fā)絲直徑的一半,用手輕輕就能撕開。這種“超級(jí)材料”就是非晶帶材,可用于通訊、電力、航空等領(lǐng)域。青島云路先進(jìn)材料技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“青島云路”)歷時(shí)4年攻克制備技術(shù),打破了市場(chǎng)壟斷,超級(jí)材料的誕生恰恰是企業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的縮影。

  非晶帶材用手輕輕就能撕開。

  超級(jí)材料比紙還薄,用手可輕易撕開

  “我們一年到頭只有春節(jié)能休息幾天,其他時(shí)間都是一天24小時(shí)連軸轉(zhuǎn)!痹谲囬g里,青島云路公司工作人員介紹,他們公司主要生產(chǎn)一種名為非晶帶材的高新技術(shù)磁性材料,因?yàn)樯a(chǎn)需要,鍋爐只要一開動(dòng)就不能停爐,所以平時(shí)幾條生產(chǎn)線都是24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),工人也是24小時(shí)輪流上班。

  “你看,這種新型材料比紙還要薄,用手可以輕易撕開,但是硬度卻很高!惫ぷ魅藛T拿著一張幾十厘米長(zhǎng)的非晶帶材,一邊手撕一邊介紹。非晶帶材是將鋼、硅、硼按照一定的比例混合,其中鋼占絕大部分。高溫溶化后再經(jīng)過(guò)多道加工程序,生產(chǎn)出的一種比紙還薄的磁性材料。因?yàn)榭梢暂p易被撕開,也被稱為“手撕鋼材”。但是,它又有著鋼鐵的硬度,因?yàn)楹穸戎挥?7微米,也就是頭發(fā)絲直徑的1/2,所以鋒利如同刀刃,不小心就能割破手指。

  “別看它很薄,但卻有很多優(yōu)點(diǎn)!鼻鄭u云路副總經(jīng)理郭剛介紹,非晶帶材是一種新型節(jié)能材料,與傳統(tǒng)材料相比,具有超導(dǎo)磁、低損耗、強(qiáng)度高、耐腐蝕好等諸多獨(dú)特性能,大到衛(wèi)星、飛機(jī),小到空調(diào)、電視、手機(jī)都能用到它。尤其在變壓器領(lǐng)域,非晶帶材制造的非晶變壓器比傳統(tǒng)硅鋼變壓器更加節(jié)能。更重要的是,使用這種新材料后,可以大大減少電損耗和二氧化碳排放量。

  郭剛介紹,非晶變壓器憑借良好的磁性能,和傳統(tǒng)硅鋼變壓器相比,在空載狀態(tài)下可節(jié)能60%。郭剛給記者算了一筆賬,以一個(gè)400千瓦安的變壓器為例,按照變壓器白天工作運(yùn)轉(zhuǎn)12小時(shí),夜間停用空載12小時(shí)計(jì)算,非晶帶材變壓器比傳統(tǒng)硅鋼變壓器每年可節(jié)約6000多元電費(fèi),節(jié)能效果高下立判。

  非晶帶材。

  明知困難重重,仍硬著頭皮搞研發(fā)

  殊不知,由于非晶產(chǎn)品制備技術(shù)復(fù)雜,準(zhǔn)入門檻較高,此前日本企業(yè)在非晶帶材領(lǐng)域占據(jù)技術(shù)主導(dǎo)進(jìn)而壟斷市場(chǎng)。

  誕生于2006年的青島云路,在成立之初主要致力于研發(fā)生產(chǎn)變壓器!罢且?yàn)槲覀儗I(yè)生產(chǎn)變壓器,我們才明白非晶帶材的重要性!惫鶆傉f(shuō),由于非晶帶材技術(shù)門檻很高,掌握量產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)極少。2008年,云路公司斥資上億元,在沒(méi)有現(xiàn)成模式和經(jīng)驗(yàn)借鑒、研發(fā)力量和技術(shù)條件極度缺乏的背景下,開始著手研發(fā)非晶帶材。

  郭剛坦言,公司在決定研發(fā)非晶帶材之前也面臨艱難抉擇,一是傳統(tǒng)變壓器生產(chǎn)業(yè)務(wù)市場(chǎng)份額巨大,收益情況良好,是否有必要冒險(xiǎn)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)?另一方面,非晶帶材研發(fā)難度和資金需求都十分巨大,國(guó)內(nèi)外能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)只有日立和安泰兩家企業(yè),云路是否能夠突破技術(shù)和資金的雙重限制是未知數(shù)。

  不過(guò),云路還是決定研發(fā)新材料。由于項(xiàng)目難度大、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)少,非晶帶材的科研之路遠(yuǎn)比預(yù)想中要困難得多!耙獙1400度的鋼水在瞬間冷卻到200度,談何容易。”郭剛說(shuō),非晶帶材在生產(chǎn)過(guò)程中必須先要將材料熔化,然后在萬(wàn)分之一秒內(nèi)瞬間降溫,這樣鋼水流到超級(jí)冷卻輥時(shí)還未來(lái)得及形成傳統(tǒng)金屬產(chǎn)品的原子排列結(jié)構(gòu),就能快速變成非晶態(tài)金屬。而在這個(gè)過(guò)程中,壓力、溫度、流速等六、七十項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)都要達(dá)到穩(wěn)定一致,生產(chǎn)出來(lái)的非晶材料厚薄均勻才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),如果改動(dòng)其中一項(xiàng)指標(biāo),其他指標(biāo)也都要跟著變動(dòng)!拔覀兘(jīng)歷了上千個(gè)日夜、上萬(wàn)次試驗(yàn),最終才研發(fā)成功,其中的艱辛不言而喻。”郭剛說(shuō)。

  從2008年立項(xiàng)開始,云路用了不到4年時(shí)間就攻克了寬度213mm的非晶帶材的制備技術(shù),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都位居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,成為我國(guó)第二個(gè)掌握此技術(shù)的企業(yè),也是世界上第三家具有制造超寬超薄非晶帶材能力的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)。

  材料非常薄,是頭發(fā)絲直徑的一半

  產(chǎn)銷量5萬(wàn)多噸,位居全球首位

  從2013年產(chǎn)量只有2300多噸到2017年的5萬(wàn)噸,云路一步一個(gè)臺(tái)階,產(chǎn)量大幅提升。郭剛介紹,2017年,青島云路非晶帶材產(chǎn)銷量達(dá)到5萬(wàn)多噸,位居全球首位,實(shí)現(xiàn)銷售收入7億多元。公司生產(chǎn)的非晶帶材占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一半份額,就算在國(guó)際市場(chǎng),云路非晶帶材也占據(jù)著20%的市場(chǎng)份額。

  “但是,目前我們生產(chǎn)的非晶帶材只能用于電力變壓器,并不能廣泛應(yīng)用于其他產(chǎn)品!惫鶆傉f(shuō),對(duì)于非晶帶材,普通人并不熟悉這種新材料,實(shí)際上,它除了應(yīng)用在航空、航天等領(lǐng)域外,在生活中的應(yīng)用也非常廣泛,這種新材料還可以在家電電磁、光伏、新能源汽車等諸多領(lǐng)域得到廣泛使用,只要用電的地方,就會(huì)用到用非晶帶材制成的產(chǎn)品,比如說(shuō),家用電器、汽車等。

  郭剛介紹,新的一年,他們要在軟磁材料以及衍生品方面實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展,目前他們正在研發(fā)一種新型氣霧化磁性粉末材料,可以廣泛應(yīng)用于家電、光伏、通訊等領(lǐng)域,有著更加廣闊的市場(chǎng)前景!邦A(yù)計(jì)2018年年中,氣霧化鐵硅鋁粉末將實(shí)現(xiàn)單噴次2噸量產(chǎn),屬于國(guó)際首創(chuàng)!惫鶆傂判臐M滿地說(shuō),他們公司的連鑄式氣霧化磁性粉末設(shè)備技術(shù),是行業(yè)內(nèi)首次將連鑄工藝應(yīng)用到磁性粉末產(chǎn)品生產(chǎn)。同時(shí),在非晶材料方面,預(yù)計(jì)2018年年中,他們公司研發(fā)的高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度非晶將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),屆時(shí),中國(guó)非晶將與國(guó)際國(guó)際一流水平持平。

  齊魯晚報(bào) 齊魯壹點(diǎn)記者 宋祖鋒

初審編輯:魏鵬

責(zé)任編輯:王雅淇

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