“我手里这款华为手机折叠显示屏衬底使用的就是我们生产的‘手撕钢’材料,能经受180°折弯测试超过20万次,手机侧键按钮也是用我们的材料,能承受至少40万次的按压,我们公司目前是华为等知名高科技企业国内唯一指定供应商。”国庆前夕,《科学导报》记者采访太钢不锈钢精密带钢有限公司工程师王天翔时,他自豪地说。
近年来,无论是“高大上”的航空航天、高端电子、新能源领域,还是“高精尖”的医疗器械、精密仪器,到处都有太钢“手撕钢”的身影。多年来,“手撕钢”因为工艺控制难度大、产品质量要求高,其核心制造技术一直掌握在一些发达国家手中。随着王天翔团队自主研发出超薄不锈钢箔“手撕钢”问世,太钢集团不仅打破了这种国际垄断,还成为目前宽幅“手撕钢”全球唯一的生产基地,为老牌国有钢铁企业加快发展新质生产力提供澎湃动能。
走进太钢不锈钢精密带钢有限公司生产车间,机器轰鸣,工人们正热火朝天忙碌着,一卷卷加工好的“手撕钢”成品整齐排列。当年论吨卖的钢材,如今成为论克卖的“抢手货”,这样惊艳的变身,得益于幕后功臣王天翔。
“惟改革者进,惟创新者强,惟改革创新者胜。”这是王天翔的座右铭,他常说:“科技行业是优胜劣汰最明显的领域,必须不断创新,不创新就要落后,创新慢了也要落后。”
2016年2月,在太钢集团工作了27年的王天翔被委以重任——担任山西太钢不锈钢精密带钢有限公司经理,他接到的任务是:当年公司应盈利1元。盈利点越低,说明难度越大。在此之前,由于只能生产普通的厚板,太钢精带公司已连续亏损7年。王天翔很快找到突围方向:唯有走高精尖的产品路线,占领市场制高点,才能扭转颓势。
当时精带公司拥有世界上最顶级的生产设备,为何生产不出顶级的产品?经过专家研究得出结论:原材料差一点点,设备差一点点,人员也差一点点,最后加起来,就差得太多了。
“我们要从‘精’字入手,解决‘差一点点’的问题。”说干就干!王天翔推出了设备功能精度、工艺控制精度的“双精度管理”,建立精度控制点94个,新增38项设备功能,解决了诸多“精度不精”难题,使世界顶尖设备功能达到甚至超过了设计预期精度。
解决了设备和工艺的问题,接下来就是产品的生产。王天翔将目光投向在当时主要依赖进口的超薄带钢产品——厚度为0.05~0.03毫米超薄精带,可用于电子精密制造;厚度为0.03~0.02毫米箔材,可用于航天航空和核电等行业,均属于被“卡脖子”的产品。而宽幅大于400毫米超薄精带,在核电、军工、高端电子和新能源等行业运用潜力巨大,在国际上属空白。王天翔和团队成员下定决心,向这一目标发起攻关。
先后进行700多次试验,攻克170多个设备难题、450多个工艺难题……经过两年多的攻关,2018年,团队成功研发出厚度为0.02毫米、宽幅600毫米的不锈钢箔材并实现批量生产。在他们手中,百炼钢变“绕指柔”,彻底打破少数国家在该领域的技术垄断。
0.02毫米超薄不锈钢精密箔材“手撕钢”研发成功后,精带的产品有价格和质量优势,很快出口到美国、日本、韩国等国家。当年,高附加值产品比例提高到65%,实现盈利500万元;第二年盈利1036万元,第三年盈利1500万元,公司走出困境。王天翔和团队并没有停下创新脚步,继续向着0.015毫米冲锋。
王天翔说:“这个厚度超出设备设计极限,轧辊已经感觉不到箔材的存在,在‘擀’的过程中不断打滑,难题一个接一个出现。”但他们没有放弃,“在这种情况下,我们对轧辊进行了特殊处理,用激光把它毛化了,增加了粗糙度,同时减少了它的直径。这样,就可以继续‘擀’了!”2020年8月16日,宽600毫米、厚0.015毫米的不锈钢精密箔材轧制成功,又创造了一个极限值。
“我们按照习近平总书记视察太钢时的要求不断追求卓越,不断勇攀高峰,把看似不可能的事情变成可能。”王天翔说。
“手撕钢”问世后,随着国内以电子行业为代表的制造业迅猛发展,国内市场对此类材料的需求不断增长。然而,国内外各种产品标准对于此类极薄产品一直没有相应规定。于是,制定《不锈钢精密箔材》国家标准的重任又落到王天翔肩上。在制定《不锈钢精密箔材》国家标准过程中,太钢组织国内长期从事不锈钢精密箔材研制、生产、使用单位的国内专家组成了标准编制组。由于不锈钢精密箔材厚度极薄,因此该标准重点关注的尺寸公差、三点差、同条差的要求已达到微米的数量级,并借鉴了有色金属箔材、涂镀行业、造纸行业等检测方法,引入了穿刺强度、表面润湿角度的检测,兼顾了电子、医疗、包覆等行业对极薄材料的性能要求。
2021年,由太钢集团等单位主持制定的《不锈钢精密箔材》国家标准通过全国钢标委专家审定,填补了国家标准在该领域的空白,使中国不锈钢板带标准体系更加趋于完善。
2017年、2020年,习近平总书记两次来到太钢考察调研,始终高度重视科技创新。他指出,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。
习近平总书记殷殷寄语,让王天翔更感重任在肩。从0.02毫米到0.015毫米,“手撕钢”实现了“一薄再薄”的技术突破。有了核心技术的支撑,面向市场,王天翔更有底气、更有信心。
“在不锈钢精密箔材领域,我们已经是领先者,但还不能躺在成绩簿上睡大觉。”王天翔说,“以前我们追求的是让它变薄,现在不但要追求尺寸上的突破,还要追求性能的突破。”
谈到近年来的新突破,王天翔说,掩膜版可以说是一次金属领域天花板级别的挑战。精密金属掩膜版是OLED屏幕生产过程中的核心零部件,决定着分辨率和成像质量。一块约手机屏幕大小的掩膜版上要打200万个以上的微孔,这对掩膜版基材的表面工艺、平滑度、稳定性等关键指标提出了严苛要求。而这样的技术,世界上只有少数几个国家掌握,国内产业链企业只能高价进口。随着“手撕钢”创新水平的提升,王天翔觉得研发掩膜版基材的时机成熟了。
2019年,太钢技术人员开始攻关掩膜版基材。在研发期间,“手撕钢”攻关积累的大量数据成为他们的信心来源。随着超薄不锈钢箔材轧制技术的突破,一些源头和底层的关键技术问题被解决,这使得攻克掩膜版基材等更高级别的科技难题逐渐破解。研发团队联合下游应用企业,经过反复测试,推进冶炼、锻造、热轧、表面修磨等全流程技术研发,掩膜版的研发取得了最终的胜利。
王天翔说:“弘扬科学家精神,是时代赋予我们这一代人的光荣使命。未来,我们会加快发展新质生产力,培育更多拥有自主知识产权的高精尖产品,推动解决制约我国高端制造新材料的供给问题,为强国复兴贡献自己的力量。”
从一开始的受制于人,到一次次突破极限达到世界领先,再到制定行业标准并不断拓展新材料的应用领域,王天翔带领着太钢不锈钢精密带公司一步一步走出低谷,站在钢铁行业的巅峰,推动着我国钢铁产业快速转型升级,铸就科技强国、制造强国的钢铁脊梁。