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“手撕钢材”诞生,青岛一企业研发出新动能

2018-03-12 11:02:58 来源:齐鲁晚报

一卷酷似钢卷带的材料,伸展开来薄如蝉翼,仅有头发丝直径的一半,用手轻轻就能撕开。这种“超级材料”就是非晶带材,可用于通讯、电力、航空等领域。青岛云路先进材料技术有限公司(以下简称“青岛云路”)历时4年攻克制备技术,打破了市场垄断,超级材料的诞生恰恰是企业新旧动能转换的缩影。

  一卷酷似钢卷带的材料,伸展开来薄如蝉翼,仅有头发丝直径的一半,用手轻轻就能撕开。这种“超级材料”就是非晶带材,可用于通讯、电力、航空等领域。青岛云路先进材料技术有限公司(以下简称“青岛云路”)历时4年攻克制备技术,打破了市场垄断,超级材料的诞生恰恰是企业新旧动能转换的缩影。

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  超级材料比纸还薄,用手可轻易撕开

  “我们一年到头只有春节能休息几天,其他时间都是一天24小时连轴转。”在车间里,青岛云路公司工作人员介绍,他们公司主要生产一种名为非晶带材的高新技术磁性材料,因为生产需要,锅炉只要一开动就不能停炉,所以平时几条生产线都是24小时运转,工人也是24小时轮流上班。

  “你看,这种新型材料比纸还要薄,用手可以轻易撕开,但是硬度却很高。”工作人员拿着一张几十厘米长的非晶带材,一边手撕一边介绍。非晶带材是将钢、硅、硼按照一定的比例混合,其中钢占绝大部分。高温溶化后再经过多道加工程序,生产出的一种比纸还薄的磁性材料。因为可以轻易被撕开,也被称为“手撕钢材”。但是,它又有着钢铁的硬度,因为厚度只有27微米,也就是头发丝直径的1/2,所以锋利如同刀刃,不小心就能割破手指。

  “别看它很薄,但却有很多优点。”青岛云路副总经理郭刚介绍,非晶带材是一种新型节能材料,与传统材料相比,具有超导磁、低损耗、强度高、耐腐蚀好等诸多独特性能,大到卫星、飞机,小到空调、电视、手机都能用到它。尤其在变压器领域,非晶带材制造的非晶变压器比传统硅钢变压器更加节能。更重要的是,使用这种新材料后,可以大大减少电损耗和二氧化碳排放量。

  郭刚介绍,非晶变压器凭借良好的磁性能,和传统硅钢变压器相比,在空载状态下可节能60%。郭刚给记者算了一笔账,以一个400千瓦安的变压器为例,按照变压器白天工作运转12小时,夜间停用空载12小时计算,非晶带材变压器比传统硅钢变压器每年可节约6000多元电费,节能效果高下立判。

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  明知困难重重,仍硬着头皮搞研发

  殊不知,由于非晶产品制备技术复杂,准入门槛较高,此前日本企业在非晶带材领域占据技术主导进而垄断市场。

  诞生于2006年的青岛云路,在成立之初主要致力于研发生产变压器。“正是因为我们专业生产变压器,我们才明白非晶带材的重要性。”郭刚说,由于非晶带材技术门槛很高,掌握量产技术的企业极少。2008年,云路公司斥资上亿元,在没有现成模式和经验借鉴、研发力量和技术条件极度缺乏的背景下,开始着手研发非晶带材。

  郭刚坦言,公司在决定研发非晶带材之前也面临艰难抉择,一是传统变压器生产业务市场份额巨大,收益情况良好,是否有必要冒险进行产业转型升级?另一方面,非晶带材研发难度和资金需求都十分巨大,国内外能够实现量产的企业只有日立和安泰两家企业,云路是否能够突破技术和资金的双重限制是未知数。

  不过,云路还是决定研发新材料。由于项目难度大、研发经验少,非晶带材的科研之路远比预想中要困难得多。“要将1400度的钢水在瞬间冷却到200度,谈何容易。”郭刚说,非晶带材在生产过程中必须先要将材料熔化,然后在万分之一秒内瞬间降温,这样钢水流到超级冷却辊时还未来得及形成传统金属产品的原子排列结构,就能快速变成非晶态金属。而在这个过程中,压力、温度、流速等六、七十项项指标都要达到稳定一致,生产出来的非晶材料厚薄均匀才能达到标准,如果改动其中一项指标,其他指标也都要跟着变动。“我们经历了上千个日夜、上万次试验,最终才研发成功,其中的艰辛不言而喻。”郭刚说。

  从2008年立项开始,云路用了不到4年时间就攻克了宽度213mm的非晶带材的制备技术,各项技术指标都位居国内领先水平,成为我国第二个掌握此技术的企业,也是世界上第三家具有制造超宽超薄非晶带材能力的产业化企业。

  产销量5万多吨,位居全球首位

  从2013年产量只有2300多吨到2017年的5万吨,云路一步一个台阶,产量大幅提升。郭刚介绍,2017年,青岛云路非晶带材产销量达到5万多吨,位居全球首位,实现销售收入7亿多元。公司生产的非晶带材占据国内市场一半份额,就算在国际市场,云路非晶带材也占据着20%的市场份额。

  “但是,目前我们生产的非晶带材只能用于电力变压器,并不能广泛应用于其他产品。”郭刚说,对于非晶带材,普通人并不熟悉这种新材料,实际上,它除了应用在航空、航天等领域外,在生活中的应用也非常广泛,这种新材料还可以在家电电磁、光伏、新能源汽车等诸多领域得到广泛使用,只要用电的地方,就会用到用非晶带材制成的产品,比如说,家用电器、汽车等。

  郭刚介绍,新的一年,他们要在软磁材料以及衍生品方面实现跨越式发展,目前他们正在研发一种新型气雾化磁性粉末材料,可以广泛应用于家电、光伏、通讯等领域,有着更加广阔的市场前景。“预计2018年年中,气雾化铁硅铝粉末将实现单喷次2吨量产,属于国际首创。”郭刚信心满满地说,他们公司的连铸式气雾化磁性粉末设备技术,是行业内首次将连铸工艺应用到磁性粉末产品生产。同时,在非晶材料方面,预计2018年年中,他们公司研发的高饱和磁感应强度非晶将实现量产,届时,中国非晶将与国际国际一流水平持平。

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