中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)
China Electronic Components Association
一卷酷似鋼卷帶的材料，伸展開來薄如蟬翼，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。
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。”工作人員拿著一張幾十厘米長的非晶帶材，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。
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，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，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?400度的鋼水在瞬間冷卻到200度，談何容易?！惫鶆傉f，非晶帶材在生產(chǎn)過程中必須先要將材料熔化，然后在萬分之一秒內(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)。“我們經(jīng)歷了上千個(gè)日夜、上萬次試驗(yàn)，最終才研發(fā)成功，其中的艱辛不言而喻。”郭剛說。
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)都位居國內(nèi)領(lǐng)先水平，成為我國第二個(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)。
產(chǎn)銷量5萬多噸，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)國內(nèi)市場(chǎng)一半份額，就算在國際市場(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，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，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。“預(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)，屬于國際首創(chuàng)?！惫鶆傂判臐M滿地說，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)，中國非晶將與國際國際一流水平持平。
