首钢吉泰安高端铁铬铝金属丝材(蚕丝钢)开发侧记

2024-06-20 15:49
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拔丝作业区职工开展“收放线”作业。

项目名片

首钢吉泰安创新打造的国内首个“高端铁铬铝金属丝材(蚕丝钢)开发与应用”项目,通过控制颗粒尺寸复合添加金属元素成功制备出丝径0.01毫米以下的国产高端铁铬铝金属丝材。基于拉拔理论改进模具孔型、革新表面质量控制技术,将“蚕丝钢”在1050摄氏度氧化200小时的氧化增重率降至8%。创新开创了从“钢丝”到“钢绣”的跨领域融合技术,将“蚕丝钢”与首钢滑雪大跳台文化创意完美结合,开发出一系列以“蚕丝钢”为物理载体的文创产品。该项目形成5件专利(授权发明专利3件、授权实用新型专利2件),牵头制定国家标准1项,所开发的产品填补了国内空白,成为目前国产高端铁铬铝金属丝产品的**供应商。于2023年10月21日经北京金属学会评价委员会认定达到国际先进水平。


攻关故事

3月21日,在2024年首钢科技与管理创新大会上,首钢吉泰安《高端铁铬铝金属丝材(蚕丝钢)开发与应用》项目获得首钢科学技术奖一等奖。该项目解决了国产燃烧器行业基础材料关键技术瓶颈,填补了国内高端铁铬铝金属纤维丝产品的空白。首钢吉泰安成为目前国产高端铁铬铝金属丝产品的**供应商。

传承“增光”精神再创佳绩

上世纪50年代,首钢吉泰安的前身北京钢丝厂,联合清华大学和北京钢院(现为北京科技大学)围绕电热丝的国产化开启了研发与生产之路。随着企业研发制造的国内**根铁铬铝电热丝产品问世,打破了产品依赖进口的局面,国家褒奖该企业为国增光的成绩,将企业原址门口的道路命名为“增光路”。

作为多年生产电热材料的专业企业,首钢吉泰安没有停下该领域产品研发和优化的脚步。企业与多家高等院校和科研院所持续开展联合科技攻关,实现了多项产品的国内领先,获评国家专精特新“小巨人”称号。其中0.01毫米的产品是企业该领域又一项掷地有声的研究成果。

“蚕丝钢”主要用于燃气锅炉行业,即用于天然气工业窑炉全预混烧嘴提高燃效的球状头上。另外,它还“投身”环保汽车尾气净化领域,用于柴油车碳颗粒捕捉器的滤网上。“蚕丝钢”既能保证燃烧工况下的温度均匀分布,又对抑制氮氧化物和一氧化碳排放、促进充分燃烧具有良好效果,高性能铁铬铝纤维丝获得科技部“国家重点新产品”证书,技术性能指标达到国际领先水平。

**产品服务高端,应用场景丰富多元。由于其轻柔的特性,该产品还可以通过与其他材料组合成为防辐射服,为更多特殊人群提供工作和生活的保障。

首钢吉泰安坚持走专精特新发展道路,不断拓宽行业“龙头”企业和**品牌企业市场,瞄准国家“双碳”目标,积极研发清洁能源急需的节能环保、减碳减排的高端新材料,形成了与产业链上下游协同联动和商业模式创新互促的良性发展局面。

三年来,该产品订单量年增长率达10%,为首钢吉泰安在高端细分市场的开拓经营提供了有力支撑,为国家早日实现碳达峰碳中和贡献了首钢力量。

开辟“蓝海”市场当仁不让

机遇总是给有准备的人。在一次家电展会上,首钢吉泰安市场部业务员冯金永在跟销售员交谈中了解到,他们推广的高端燃气热水器上用的火焰载体是进口材料,燃烧好、寿命长、排放低。

出于强烈的职业敏感,回到公司后冯金永把这个信息告诉了时任技术开发部部长的杨庆松。正在寻找新产品开发方向的杨庆松与技术人员查阅了大量专业资料,经过详细的分析论证,敏锐地意识到这是一块非常有前景的“蓝海市场”。这是我国燃气热水器的一个短板,但是相关数据、指标没有参照,研发从何谈起?也只能摸着石头过河。

既然“过河”没有“船”,那就先去摸摸“石头”的位置。“说走就走”的不只是旅行,还有出差。杨庆松在湖南客户那里待了一个星期,详细了解客户需求,坚定了开发高性能铁铬铝纤维用丝的决心。公司领导班子经过研究也给出了建议,“我们起草过《机动车净化过滤器用铁铬铝纤维丝》国家标准。不要在全盘否定现有合金成分的基础上去另搞一个牌号,要在合金的均匀化等方向多下功夫,这样才能事半功倍。”

“蚕丝钢”的生产工艺十分复杂。合金精准设计、洁净度热处理工艺严细控制、拉拔优化提升等每道工序都不能掉以轻心。经过技术人员反复讨论磨合,最终确定了“蚕丝钢”全流程的试制工艺。长度近2米、直径15公分的圆柱形钢锭与十余种元素,在1600摄氏度高温下反应融合,再经过吉泰安“钢花”品牌硬核工艺的轧制、拉伸,才能生产出如同“绒丝”一样轻飘的“蚕丝钢”。技术人员和生产操作职工一起挑战吉泰安保持了几十年的控制极限,不断创新操作法,成功实现生产加工。

“硬科技+高端制造”释放创新红利,大幅提升了吉泰安合金材料的附加价值。通过多轮测试,吉泰安铁铬铝合金丝材料,被全球**的纤维及其制品制造商比利时贝卡尔特公司认定合格。吉泰安相继为国内几家相关高性能铁铬铝纤维下游厂家供货,一批批由“蚕丝钢”加工而成的制品走出了国门。


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