长沙晚报掌上长沙8月4日讯(记者 小李卓 通讯员 杨迪君 朱世超)航空航天、电子信息......近年来这一些行业的加快速度进行发展带动C/C复合材料、粉末冶金材料、先进陶瓷材料、铜箔带材等基础材料需求大增,而国内此类高端材料主要依赖进口,究其原因,主要是受国外技术垄断和装备禁运的制约,核心生产装备特种热工装备更是牢牢掌握在国外企业手里。在市场需求急剧扩大的当下,国内电子信息等行业的发展受限于这些基础材料,就像是即将要一飞冲天的雄鹰被束缚了翅膀。
中国人从来不甘心受制于人。记者获悉,来自湖南大学的中国工程院罗安院士,正携手湖南顶立科技,组织团队攻克由国外企业把持的材料“堡垒”,为行业急需特种热工装备,开发绿色节能与智能控制技术,助力国内新材料生产企业的节能减排、数字化、智能化转型升级。
薄如蝉翼的铜箔是制造智能手机、汽车、航天等产品必需的材料。长期以来,这样一种材料被日本企业垄断。在我国市场需求旺季,只因缺少这片薄薄的铜箔,国内很多手机、汽车等企业只好推迟生产。最关键的是,生产铜箔材料的气垫式连续热处理智能装备仅有德国等少数几个西方国家能制造,受制于人。
“国外这样一台设备,目前的进口价大约要8000多万元人民币!”顶立科技院士工作站负责人和记者说,这种设备的难度在于铜箔带材薄如发丝,在炉中高温处理工程中不能与任何物体接触,全过程必须“悬浮”,否则非常容易导致表面损伤而成为废品。由于技术难度大,这种“设备”全部依赖进口。
除去设备技术难题,顶立科技还需要面对超大负荷的能耗问题,顶立科技的这些“热工设备”,生产的全部过程中的高温全部来自电能。“一些大功率设备功率4000千瓦左右,普通的也在5-600千瓦。”更重要的,作为生产设备,运行起来需要几个月时间才会中途停产整修,少许的降低能耗,对企业来说都是巨大的成本节约。
铜箔加工设施巨大的市场潜力、装备自身要消耗巨大的电能,即便是已经做到国内热工装备的前沿,顶立科技面临的挑战却并不小。他们的秘密武器,就是院士专家工作站的“外脑”。
受聘于顶立科技院士工作站的首席科学家湖南大学罗安院士,是国内大功率电能变换与控制领域专家。1978年参加高考,收到湖南大学自动化专业录取通知书时,这个正在山上种竹子的少年高兴地从山坡上滚下来。多年来,他一直在专业上刻苦钻研,用自己的电气“制造”,解决了多项行业难题,堪称行业“救火员”。
不打无准备之仗,是这位“实干家”的风格。2016年,郑重进入顶立科技院士工作站的罗安院士,开始与顶立科技进行项目的可行性分析。从天津到芜湖,罗安院士带着小组成员,前往顶立科技的设备用户处,在一线来测试求证,获取一手数据;回来也顾不得休息,制定改进方案、组织测试。2017年7月,在罗安院士的办公室,记者看到了一份日程表,排得满满当当。罗安院士坦言,院士是社会人,这些都是他的工作,可即便如此,一旦做起科研来,他便进入了“战时”的严谨状态。
有一次,在对现有设备做谐波治理时,小组成员为了早点完成测试,缩短了测试时间,未按照正常程序进行,导致设备做测试后发现与预期相差巨大。实验报告交给罗院士后却被打了回来。他语重心长地告诉小组成员,不能为了科研而科研,这样的数据对于节能改进毫无意义。“我们当时也是心急,而且经常利用周末时间开会讨论,缺少休息,也担心他的身体。”在第二次测试时罗安院士亲自制定技术方案,项目顺利推进。
天道酬勤,在双方团队的多次打磨下,项目迅速展开。记者获悉,大型热工装备的节能减排、智能化、数字化技术探讨研究成果,明年将开始全面推广。按照罗安院士的预测,每台设备至少节能20%,按照平均4000千瓦的设备耗电量来计算,仅一台设备每个月就可为国家节约50万度电。而历经三个多月的攻关,铜箔加工智能装备的纯国产小型样机也将在明年正式亮相。据介绍,这种气垫炉相比传统方法减少了两道工序,实现了智能控制。院士和顶立科技有个共同目标,不仅要打破国外的垄断,而且要让价格比进口设备便宜一半。
上世纪90年代末,我国的钢铁行业附加值低且能耗高,生产高品质特殊钢材的关键设备电磁搅拌系统技术及其装备长期被国外公司等垄断。2014年,罗安团队研制出世界首套2.8m宽、350mm厚辊式板坯电磁搅拌系统。这套电磁搅拌系统,搅动的不单单是钢水,更是钢材的国际市场风云。现如今,“中国智造”的电磁搅拌系统已出口到欧洲、中东、南美等国家,打破了发达国家在该领域长期的技术垄断和封锁。
如今铜箔装备面临的问题,与当初钢铁行业如出一辙,通过与顶立科技的合作,双方将推动铜箔行业大型生产装备的国产化,促进我国有色金属行业的发展。“我们学工科的,一定要能够解决工程实际问题!”罗安院士和记者说。依照国家的战略需求,做“接地气”的科研项目,一直是他的追求。他办公室的墙上,由何继善院士提写的“节能报国”四个大字,格外耀眼。