復合

十年磨一劍

——中復神鷹高性能碳纖維產業化技術榮獲國家科技進步一等獎側記

  ■本報記者 寧陽 黃瑩
  九層之臺,起于累土。
  十年前的一朵理想的火焰,現在成為了燎原盛火。
  2007年4月30日,在連云港鷹游紡機公司自主研發的設備上,紡出了神鷹第一根T300碳纖維,用董事長張國良的話說,從外形看,第一根碳纖維還遠不能稱作一個像樣的產品。但正是這根不太像樣的碳纖維,引來了很早就把碳纖維定為企業在新材料領域的登頂項目、要在碳纖維領域做一番事業的中國建材集團黨委書記、董事長宋志平,兩個有著相同理想的人聚在了一起,并為他們的理想前進了10年。
  2007年10月,中國建材集團所屬中國復合材料集團有限公司與連云港鷹游紡機有限責任公司、江蘇奧神集團有限公司共同出資成立中復神鷹碳纖維有限責任公司,張國良出任董事長。10年間,中復神鷹的碳纖維,從T300級開始,做到了T700級、T800級,正在向T1000級進發,年產能也從最初的200噸,提升到6000噸,實現了我國碳纖維的產業化。產品在航空航天、風電葉片、新能源汽車、體育休閑、壓力容器、建筑加固、復合電纜、工業等領域得到廣泛應用。
  2018年1月8日,在人民大會堂舉行的國家科學技術獎勵大會上,中國建材旗下中復神鷹碳纖維有限責任公司申報的“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目榮獲國家科技進步一等獎。該項目第一完成人、中復神鷹碳纖維有限責任公司董事長張國良,第二完成人、中國復合材料集團有限公司董事長張定金作為項目獲獎代表,參加了頒獎大會。1月9日,中國建材集團為贊譽歸來的科技創新團隊,舉行了隆重的慶祝大會。大會上宋志平表示,中國建材集團的碳纖維項目團隊以為國爭光為目標,十年磨一劍,夜以繼日地研究摸索、砥礪前行,成功攻克這一技術難題,打破了國外壟斷,這真的是了不起、超乎想象;中國建材集團總經理曹江林在主持會議時高度贊揚技術團隊取得的成就,能夠榮獲一等獎十分不易,獲獎技術團隊是一支有理想、有激情、能堅持的隊伍;張定金認為,此次中復神鷹成為唯一榮獲國家科技進步一等獎的新材料企業,表明了國家對中國建材科技創新實力的充分肯定,也體現了國家對其創造巨大社會價值的高度褒獎。
  戰略家和癡迷者
  在新材料領域,碳纖維是高性能復合材料的重要原材料,是關系到國防建設、國家安全的重要戰略物資,是西方國家對中國嚴格禁運的產品,引進技術更是絕無可能。宋志平很早就將碳纖維的發展納入中國建材集團培育新材料的戰略規劃。之所以遲遲沒有進軍碳纖維,是因為宋志平心里清楚,從實驗室拿出一束碳纖維并不難,難的是實現碳纖維的產業化,是大批量的生產,宋志平認為做新材料不應只是試驗室里的小樣,而是要實現量產!宋志平大學時代是化學高分子專業的,他認為實現碳纖維產業化卡脖子的是裝備,他希望找到一位能做纖維裝備的“癡迷者”。
  張國良正是這樣一位“癡迷者”,他幾十年從事化纖紡織裝備技術,2006年對碳纖維產業化著了迷,從此把自己拋進了碳纖維這個深邃的世界:從頭學習碳纖維的基礎知識,遍尋國內碳纖維領域的專家并虛心求教,在車間里和技術團隊一起摸著石頭過河,就這樣經過10年的積累,從一個“門外漢”成了國內知名的碳纖維專家。這十年的時間里,張國良帶領技術團隊對碳纖維生產過程的2000多個主要工藝點進行了地毯式研究和摸索;打通了干噴濕紡技術路線,并攻克了快速連續紡絲的技術瓶頸,提升了自主化的裝備制造水平。
  宋志平第一次參觀張國良的工廠時,有兩點讓他印象深刻:一是碳纖維生產線完全由張國良的團隊自己設計建造;二是車間的墻上貼著“為國爭光”的標語。一家有創新精神的民營科技企業,同時還具備遠大的家國情懷,感動之余,宋志平認定這就是為中國復材尋找的合作伙伴。宋志平還對張國良喜歡看連環畫的嗜好感興趣,宋志平看到張國良能在出差時背著成捆的“小人書”樂此不疲,宋志平感慨地說,“這是一個怎樣的癡迷者呀!”
  初次相識,張國良記憶最深的是宋志平提出的兩個問題和一個目標。兩個問題是世界上哪一家公司碳纖維做得最好?年產量有多大?張國良回答,世界上做得最好的是日本的東麗公司,年產量超過萬噸。宋志平告訴他的一個目標是,中國建材要做到年產1萬噸T700級碳纖維。宋志平不愧是戰略家,戰略家關心的是目標和競爭者,而這一目標,對于當時只擁有年產200噸T300級碳纖維生產線的張國良來說,無異于天方夜譚,但10年后的中復神鷹即將實現這一當時看來遙不可及的“夢想”。張國良至今還珍藏著10年前宋志平來工廠時和他的合影照片,照片上兩個人都開心地笑著,他們當時或許并不知道等待他們的是10年的漫長路程,但他們慶幸握手相識!
  鼓勵創新寬容失敗
  科技創新的道路從來都充滿艱辛,碳纖維領域更是如此。早在上世紀70年代,中國科學院山西煤炭化學研究所、吉化研究所、北京化工大學等就投入大量人力、物力、財力研發碳纖維,改革開放后不少民營企業也紛紛進入碳纖維領域,但成功者寥寥。
  失敗者有各種各樣的原因,有機制體制的原因、有技術基礎的原因、有資金不足的原因,但成功者一定是克服了所有的困難堅持到最后。中復神鷹過去10年里前8年連續虧損,這或許就是資本市場里常說的“燒錢”,但作為經濟后盾的中國建材集團從未放棄,持續提供資金、技術、管理、人才等支持,支撐企業在困境中臥薪嘗膽、艱難前行。8年期間,無論是宋志平、張定金、張國良,還是整個技術團隊,如果他們任何一個環節放棄了,項目就會徹底失敗,我國的碳纖維產業化技術還將繼續受制于人。
  中國復材和中復神鷹兩位董事長都姓張,為了方便區分,技術團隊稱呼張定金為“北張總”,稱呼張國良為“南張總”。北張總早年是山東工陶院的副院長,日本東京工業大學材料研究所的訪問學者,也主持過玻璃企業,技術功底扎實,對于熱工設備如數家珍;南張總是個技術的“癡迷者”,合起來“南北張總”的稱呼,頗有幾分俠氣。
  據團隊成員介紹,在T800級碳纖維研發成功之前很長一段時間,技術、工藝、裝備同時進入到了一個瓶頸期,久久沒有任何進展。在大家心灰意冷、士氣低落的時候,“南北張總”總是不斷給大家打氣,那段時間張定金幾乎每周都要從北京趕到中復神鷹,一到公司,總是不顧疲倦,直接撲到生產一線,他對技術人員最常說的一句話就是“沒關系,慢慢來,肯定能解決”。張國良也是和技術人員一起堅守在生產線,曾經創下過連續78天沒回家的記錄。其實團隊中每個人都深知,“南北張總”在安慰技術人員的時候,他們內心更著急,只是沒有表現出來。兩位張總的鉆研與執著,成了引領技術團隊前行的燈塔,他們對于團隊而言,亦師亦友。
  人才永遠是企業發展的核心動力,在“南北張總”的帶領下,中復神鷹培養了一支創新活力旺、凝聚力強、專業素質過硬的團隊,團隊老中青三代人才梯隊結構合理,來自山東大學、北京化工大學、東華大學等高校涉及材料科學與工程、化學工程、機械制造等眾多學科,經過十年的歷練,逐漸成長為一支特別能鉆研,特別能攻關,特別能吃苦的人才隊伍,這支平均年齡不過40歲的中青年隊伍,在兩位張總的帶領下,十年的磨礪,使得整個技術團隊碳纖維的理論知識日趨完善,工藝基礎和工程化經驗也逐漸成為國內翹楚,為公司的發展積累了寶貴財富。
  中復神鷹的成功,除了兩位張總帶領技術團隊凝心聚力攻堅克難外,還得益于混合所有制下的企業活力和資金支持,更得益于中國建材的創新文化。宋志平講到,創新是中國建材集團的核心競爭力。作為一家國家級創新型企業,集團始終把創新放在首位,積極開展了經營管理創新、商業模式創新、技術產品創新,推動企業從高速增長階段向高質量發展階段轉變。
  宋志平說,兩材重組后,他為新集團制定了水泥業務、新材料業務和工程服務業務三足鼎力的發展模式。新材料業務上,宋志平說要異軍突起,他為新集團選了10技術,用他的話說是選了10顆種子。作為戰略謀劃者,他認為只要有三、五顆種子成為參天大樹就是成功,如果種下10顆種子都要長成參天大樹,那將是奇跡中的奇跡。宋志平說,他既現實又相信奇跡,他的部下常做出讓他超乎想象的奇跡,常讓他為自己的企業而感動。但宋志平又說即使有幾顆種子沒有長大又能怎樣呢,也要用平常心看待。宋志平說,中國建材的文化就是鼓勵創新、寬容失敗。對創新創業的人,要滿懷熱情的關懷和支持,不能冷言冷語,不能袖手旁觀。
  出水才看兩腿泥
  出水才看兩腿泥,是一句十分簡單的話語,也闡釋了一個十分簡單的道理,只有真刀真槍的干事業,最后才能有所收獲。在中國建材集團舉行的“高性能碳纖維產業化技術榮獲國家科技進步一等獎”慶祝大會上,宋志平就是用這句話評價了整個技術團隊。
  在研發初期,原絲生產線運行不穩定,特別是在高溫致密化工序,12000根原絲呈現寬帶狀,很長時間內,絲帶在烘干輥上頻繁出現張力不均勻的問題,為了方便理解,張國良給它起了個名字叫“海帶絲”。當時技術團隊做了大量的嘗試,但改善效果不佳,于是張國良帶領大家深入生產線,并告訴大家,此時他只是經驗稍多一點的技術人員,鼓勵大家敢想敢講,之后的討論中,大家都暢所欲言。張國良帶領技術人員從系統的角度進行問題原因分析,通過連續10多個日夜的技術攻關,徹底解決了問題,并提升了工藝和裝備設計水平。
  干噴濕紡T800級碳纖維研發從2011年2月開始,期間一共經歷了5個階段,從6K絲向12K絲發展,從單線4根絲發展到百噸級,再到2017年9月千噸級新線投產,中間歷時6年多,裝備也得到了很大的提升。2014年年底,技術團隊開始在百噸級碳化線穩定的基礎上,進行干噴濕紡T800級規模化提升的研究。但是由于第一次采用石墨結構的高溫爐,張國良對其運行穩定性仍不放心,頻繁聯系值守在生產線上的人員。直到大年初一,確認了生產線T800級碳纖維穩定可靠時,張國良才興奮地說道:“我終于可以安心過年了。”
  十余年里,這種技術不斷突破升級的事例逐漸變得平常,正是這一幫敢于創新、勇于創新的技術團隊,一步一個腳印,扎扎實實地在生產一線解決實際的技術難題,才得以實現技術和產品不斷地更新換代。作為一個技術密集型且被國外技術封鎖的行業來說,每一個技術點都需要從零開始,付出的艱辛可想而知。就是在這種條件下,中復神鷹的技術團隊率先在國內攻克了當時只有日本和美國掌握的干噴濕紡紡絲技術,是國內第一家、國際上第三家擁有這項技術的企業。技術突破后面臨著技術放大的工程化技術難題,從國內最大的60立方米聚合釜的均質化穩定聚合突破到干噴濕紡微小空氣層液面精確控制技術的突破、從自主研發的油劑及均勻快速上油技術的開發到連續在線清理高溫烘干技術的發明、從干噴濕紡紡絲核心的高溫高壓蒸汽高倍牽伸技術的突破到紡絲技術達到400m/min的飛躍、從預氧化時間由60~80min縮短到35min分鐘的技術創新到低溫爐高焦油量的在線快速排焦技術的突破等,每一項技術突破都有技術團隊在車間揮灑了大量的汗水。功夫不負有心人,正是這一項項關鍵技術的突破,使得中復神鷹的技術一直在國內處于領先地位,甚至在國際上都有一席之地;也正是這一座座技術難關被攻克,千噸級產業化才能越做越順利,越做越成熟,才能有產品批量地供應市場,填補了國內干噴濕紡碳纖維生產技術空白,成功打破了國外技術和產品壟斷,率先在國內實現干噴濕紡高性能碳纖維產業化。以此技術創新為依托的“干噴濕紡千噸級高強/百噸級中模碳纖維產業化關鍵技術及應用”項目榮獲國家科技進步一等獎可謂實至名歸。
  在慶祝大會上,宋志平提出了新的奮斗目標,他說:“目前T800級碳纖維已經實現千噸級量產,T1000級碳纖維也在百噸線上試驗成功,下一步要實現T1000級的千噸級量產。”十年磨一劍,正是這些不停攀登的人們,把人生理想融入了國家和民族的事業中,才最終成就了一番偉大的事業。
  兩材重組延伸產業鏈
  2016年8月26日,中國建筑材料集團有限公司與中國中材集團有限公司在京召開重組大會,中國建材集團有限公司正式宣布成立。兩材重組對中復神鷹來說,影響長遠,意味著背后的力量將更加強大,舞臺更加廣闊。
  張國良告訴記者:“兩材重組對于中復神鷹而言,合作的平臺更廣、更順暢了。原先我們去中材集團相關單位交流溝通總是客客氣氣,有一點距離感,談起合作要磨合很長時間,合并后就是一家人,我們雙方有需求都可以開誠布公地直接說出來,也會站在一個大家庭的角度上去考慮相互合作的事宜,未來這樣的合作會逐步增多。”
  在這個問題上,中復神鷹副總經理連峰也深有體會:“不管是資源的整合,還是下游的應用,重組以后,我們碳纖維用的地方更多了,更方便了。”
  兩材重組之前,原中建材和原中材在很多業務板塊存在重疊,但是碳纖維板塊比較特殊,雖然不重疊,但其上下游應用卻有著千絲萬縷的聯系。比如某些技術研發的科研項目或者應用碳纖維的下游產品,亦是原中材的優勢所在。
  因此,中復神鷹一直希望與中材旗下相關企業合作。如今,兩材重組讓這些合作變得順暢,中復神鷹作為中國建材旗下的唯一碳纖維企業也將“獨享”這份重組紅利。
  一方面,作為原材料的碳纖維最終需要應用到產品上去,原中材集團的碳纖維應用體量更大,經驗更豐富。例如其風電葉片業務的體量擴展了碳纖維的市場;南玻院在軍工和民用產品的研發生產中,也需要大量使用碳纖維。另一方面,原中材集團擁有眾多科研院所,技術創新優勢非常大,并且與很多行業都有接觸,對于碳纖維產品的推廣大有裨益。
  中復神鷹總經理劉芳告訴記者:“因為碳纖維的應用從實驗到反饋,再到修正及最后的定型使用,需要很長的時間,兩材重組之后,如果集團內部能夠將碳纖維產業的上下游協同起來,就會形成一個相對完整的產業鏈,這個周期是可以縮短的,碳纖維推廣就會更快,更容易。希望我們的碳纖維產品的技術升級和終端應用,能在最短的時間內,在集團內部實現突破。”
  其實,中國建材已經未雨綢繆開始了行動。2017年年初,集團內部成立“碳纖維在風機葉片上的應用研究推廣小組”,將中國建材旗下與碳纖維應用相關的復合材料企業、研究院所緊密地聯系在一起,從技術上對碳纖維的應用進行研究、探討、實驗,做好碳纖維在風機葉片上的應用這一課題。而一旦取得成效,碳纖維在風機葉片上的應用能夠達到萬噸。
  昂首闊步邁向下個十年
  到目前為止,兩材重組已經一年有余。這一年中,中復神鷹碳纖維作為中國建材集團的新興材料和戰略材料板塊,在集團的整體規劃、部署和領導下,進入快速發展時期。產能迅速擴大,達到6000噸/年;產品品質進一步提升,實現了在國防軍工領域的推廣應用;產品種類日漸豐富,產品涵蓋了T700級、T800級、T1000級、M30及M35級等系列;企業的經營管理水平穩步提升。
  這一年中,中復神鷹的業務進一步拓展,和全新的中國建材旗下的復合材料板塊進一步加強了業務往來和交流溝通,一方面,在碳纖維用于風電葉片、壓力容器等方面展開了非常深入的交流和合作;另一方面,向北玻院、南玻院等黨建優秀單位加強學習,讓黨建融入企業經營并引領企業經營。
  這一年中,中復神鷹系統掌握了T800級千噸級技術和M30級、M35級百噸級技術及T1000級的中試技術,整體達到國際先進水平,成功打破了國外技術和裝備壟斷,轉變依靠進口被動的局面,極大滿足國內高端領域的應用。
  這一年中,中復神鷹面對原材料漲價等因素,依然站在盈虧平衡點之上,在充分競爭的市場中,在研發任務不減的情況下,連續兩年實現盈利,企業經營能力再上新臺階。
  新年伊始,中國商用飛機有限責任公司黨委書記、董事長賀東風,副總經理史堅忠,副總經理、中國工程院院士、C919大型客機總設計師吳光輝等C919和CR929核心團隊一行來到中復神鷹進行實地考察調研。一行人參觀了中復神鷹碳纖維生產線,考察了中復神鷹千噸級SYT55(T800級)碳纖維新線的生產運行情況。當天,宋志平因臨時在京公務,專門安排副董事長、行業著名復合材料專家李新華前往陪同考察。考察結束時,賀東風向宋志平發來信息:“學習你們強烈的成長意識、強烈的市場意識、強烈的創新意識、強烈的擔當意識!”。
  這次與“大飛機”的接觸,會是中復神鷹進入碳纖維頂級應用領域的號角嗎?在中復神鷹團隊看來,路還很長,進軍新的應用領域需要技術上的磨合期,也許又是5年,也許又是10年,但是現在他們有十足的信心面對一切挑戰。“路漫漫其修遠兮”,十年的奮斗與堅守,十年的信任與支持,中國建材、中國復材、中復神鷹上下同心,必將把碳纖維事業推向新的輝煌。

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