【突破“卡脖子”技術(shù)你最牛】從“卡脖子”到“掰腕子” ——青拓集團(tuán)研發(fā)環(huán)保型筆尖鋼紀(jì)實(shí)

2022-04-06 10:12:00

中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

本報(bào)記者李倩報(bào)道

　　倘若不是2016年李克強(qiáng)總理的“圓珠筆之問(wèn)”，誰(shuí)會(huì)想到，有著3000多家制筆企業(yè)、20余萬(wàn)名從業(yè)人員、年產(chǎn)400多億支圓珠筆的世界最大圓珠筆生產(chǎn)國(guó)，筆尖鋼卻長(zhǎng)期依賴進(jìn)口？

圖為用青拓集團(tuán)筆尖鋼生產(chǎn)的筆尖樣品。（實(shí)習(xí)記者朱亞明攝）

　　從被“卡脖子”到突破“卡脖子”，再到制定標(biāo)準(zhǔn)；從無(wú)法生產(chǎn)到生產(chǎn)的產(chǎn)品安全環(huán)保，總體性能達(dá)到國(guó)外同類型產(chǎn)品水平……青拓集團(tuán)有限公司等國(guó)內(nèi)鋼企胸懷“筆尖報(bào)國(guó)”之志，依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，在筆尖鋼領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“卡脖子”到“掰腕子”、從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變，用實(shí)際行動(dòng)回答了總理的“圓珠筆之問(wèn)”。其中，青拓集團(tuán)僅用2年多時(shí)間研發(fā)出了環(huán)保型筆尖鋼，產(chǎn)品直徑規(guī)格從僅有2.3毫米，到1.6毫米和1.3毫米，再到1.0毫米，不斷填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白；國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到25%以上，居國(guó)內(nèi)首位。尤其值得稱道的是，與其他筆尖鋼不同，青拓集團(tuán)獨(dú)辟蹊徑以錫（Sn）代替鉛（Pb）、鉍（Bi）作為易切削元素應(yīng)用于筆尖鋼生產(chǎn)，使筆尖鋼具有“環(huán)保安全”體質(zhì)。

　　“未來(lái)2年～3年，青拓集團(tuán)力爭(zhēng)把筆尖鋼國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率提升至90%以上，徹底解決筆尖鋼‘卡脖子’難題?！苯?，青拓集團(tuán)黨委書(shū)記、行政總經(jīng)理鐘盛江在接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。

　　走一條不計(jì)成本、不惜代價(jià)的研發(fā)之路

　　據(jù)了解，圓珠筆筆頭分為球珠和球座體2個(gè)主要部分。其中，球珠廣泛應(yīng)用碳化鎢材料制作，我國(guó)不僅能滿足國(guó)內(nèi)需要，而且可以大量出口。但托舉這顆小球珠的球座體，無(wú)論是生產(chǎn)設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期依靠進(jìn)口，這其中就包括通常所說(shuō)的筆尖鋼。

　　數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去，我國(guó)每年消耗筆尖鋼近2000噸，90%以上來(lái)自進(jìn)口，其中日本筆尖鋼占我國(guó)筆尖鋼總進(jìn)口量的80%，其余來(lái)自瑞典等國(guó)家。

　　“筆尖鋼被譽(yù)為不銹鋼皇冠上的明珠，其生產(chǎn)難度極大。青拓集團(tuán)董事長(zhǎng)姜海洪等領(lǐng)導(dǎo)高度重視，表示不計(jì)成本、不惜代價(jià)也要生產(chǎn)出筆尖鋼，為中國(guó)人爭(zhēng)口氣。”鐘盛江說(shuō)。

　　青拓集團(tuán)研究院、福建青拓實(shí)業(yè)股份有限公司與青山控股營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)積極響應(yīng)號(hào)召，組成研發(fā)、技術(shù)、生產(chǎn)和營(yíng)銷聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，從市場(chǎng)分析、用戶技術(shù)交流和國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)調(diào)研等方面開(kāi)展工作。經(jīng)過(guò)走訪調(diào)研、討論研究，青拓集團(tuán)于2019年下半年正式啟動(dòng)筆尖鋼研發(fā)項(xiàng)目。

　　生產(chǎn)筆尖鋼究竟難在哪里？福建青拓實(shí)業(yè)股份有限公司黨支部書(shū)記、總經(jīng)理孫勇偉解釋道，別看就是一個(gè)小小的圓珠筆頭，生產(chǎn)卻需要20多道工序，球座體的5條引導(dǎo)墨水溝槽加工精度要達(dá)到千分之一毫米；筆頭如碗口狀的關(guān)鍵部位尺寸精度要求為2微米，表面粗糙度要求為0.4微米……極高的加工精度，對(duì)筆尖鋼的性能提出了嚴(yán)苛要求——既能被加工設(shè)備“削鐵如泥”，又不能“軟爛如泥”，必須軟硬適中。這給研發(fā)和生產(chǎn)都帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

　　由于此項(xiàng)技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外封鎖，青拓集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊(duì)一無(wú)經(jīng)驗(yàn)可借鑒，二無(wú)文獻(xiàn)可查找，便決定大膽嘗試。憑借多年深耕不銹鋼領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)，他們認(rèn)為，要想保證筆尖鋼具有易切削性能且不易開(kāi)裂，關(guān)鍵是精準(zhǔn)控制冶煉過(guò)程的溫度及微量元素的配比。同時(shí)，他們決定摒棄有毒有害的鉛、鉍元素，創(chuàng)新性地添加錫元素，讓筆尖鋼形成環(huán)?！绑w質(zhì)”。

　　“但如何精準(zhǔn)控制呢？我們起初毫無(wú)頭緒，只能不斷試驗(yàn)、積累數(shù)據(jù)、調(diào)整參數(shù)。那時(shí)，研發(fā)部門(mén)、生產(chǎn)部門(mén)的相關(guān)人員白天緊盯現(xiàn)場(chǎng)，不放過(guò)任何一個(gè)不穩(wěn)定因素，晚上開(kāi)會(huì)討論、調(diào)整成分配比、擬定工藝……就這樣，我們邊試驗(yàn)、邊總結(jié)，邊生產(chǎn)、邊測(cè)試、邊改進(jìn)?！比虆⑴c筆尖鋼研發(fā)生產(chǎn)工作的孫勇偉回憶起當(dāng)時(shí)的艱辛，仍歷歷在目。

　　為提高工作效率，研發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)同時(shí)開(kāi)展工作。生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題當(dāng)場(chǎng)解決，解決不了的就馬上反饋給研發(fā)人員；研發(fā)人員下沉到一線，了解生產(chǎn)出現(xiàn)的問(wèn)題并開(kāi)展攻關(guān)。孫勇偉說(shuō)：“生產(chǎn)和研發(fā)形成了一條線，而不是‘兩張皮’?！?/div>

　　2019年底，青拓集團(tuán)第一爐環(huán)保型易切削筆尖鋼出爐。“當(dāng)時(shí)，我們抱著失敗了重來(lái)的決心，但讓我們驚喜的是，第一爐就成功了，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)平均水平?！睂O勇偉興奮地說(shuō)。這增強(qiáng)了他們的信心。

　　走一條不斷升級(jí)突破的創(chuàng)新之路

　　“如果戰(zhàn)勝不了自己，就永遠(yuǎn)不會(huì)有創(chuàng)新?！辩娛⒔f(shuō)，“我們不斷突破自我，就算是我們的原創(chuàng)技術(shù)也要進(jìn)行再突破、再升級(jí)?！?/div>

　　“我認(rèn)為，筆尖鋼生產(chǎn)最難的地方主要集中在2個(gè)方面：一是煉鋼環(huán)節(jié)，二是軋制環(huán)節(jié)。”孫勇偉向《中國(guó)冶金報(bào)》記者介紹，筆尖鋼生產(chǎn)與其他不銹鋼生產(chǎn)的思維是相逆的。這個(gè)逆向表現(xiàn)在：從金相組織來(lái)看，通常情況下在煉鋼環(huán)節(jié)應(yīng)盡可能地去除夾雜物，從而得到高潔凈度的鋼水，但在筆尖鋼生產(chǎn)的煉鋼環(huán)節(jié)，則希望得到更多的均勻的硫化物球狀組織，從而使筆尖鋼更易切削。

　　孫勇偉接著說(shuō)，從軋制環(huán)節(jié)來(lái)看，由于添加了錫這種微量元素，對(duì)軋鋼工藝尤其是軋制溫度的要求更為苛刻：溫度過(guò)高，易堆鋼，影響產(chǎn)線順行；溫度過(guò)低，筆尖鋼在后續(xù)加工過(guò)程中易開(kāi)裂。因此，必須精準(zhǔn)控制軋制溫度，且控制范圍很窄。

　　為突破這些難點(diǎn)，青拓集團(tuán)獨(dú)辟蹊徑，創(chuàng)造性地提出了一種全新的基體合金設(shè)計(jì)、環(huán)保型易切削相設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝技術(shù)路線，同時(shí)進(jìn)行全流程精益化管控。

　　2020年，青拓集團(tuán)成功研發(fā)出環(huán)保型易切削超純鐵素體不銹鋼QF24Sn，產(chǎn)品直徑為2.3毫米。用該產(chǎn)品制成的圓珠筆出墨量穩(wěn)定、耐腐蝕性及耐磨性能良好，總體達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　“不僅如此，我們通過(guò)極具高性價(jià)比的基體合金設(shè)計(jì)，在確保耐腐蝕性相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，將鉬元素的添加量比國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品降低了50%，極大地降低了合金成本?！鼻嗤丶瘓F(tuán)研究院長(zhǎng)材開(kāi)發(fā)部部長(zhǎng)奚飛飛說(shuō)。此舉大幅降低了筆尖鋼的價(jià)格。

　　直徑2.3毫米的筆尖鋼產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后，青拓集團(tuán)并沒(méi)有止步，而是繼續(xù)創(chuàng)新，通過(guò)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈合作和協(xié)同，2021年生產(chǎn)出直徑為1.6毫米的筆尖鋼產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

　　如今，青拓集團(tuán)筆尖鋼產(chǎn)品直徑規(guī)格覆蓋2.3毫米、1.6毫米、1.3毫米和1.0毫米?！半m然直徑1.3毫米和1.0毫米規(guī)格產(chǎn)品的市場(chǎng)使用量不大，每年的需求只有幾十噸，但我們具有了這樣的研發(fā)生產(chǎn)實(shí)力。”奚飛飛說(shuō)，“研究筆尖鋼的價(jià)值不僅在于開(kāi)發(fā)出了該鋼種，還在于收獲的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)可用到其他品種的研發(fā)中?！?/div>

　　筆尖鋼技術(shù)的突破，正是青拓集團(tuán)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、走高質(zhì)量發(fā)展之路的重要成果。

　　“多年來(lái)，青拓集團(tuán)十分注重研發(fā)實(shí)力提升和人才培養(yǎng)工作?！辩娛⒔硎?。青拓集團(tuán)2015年投資7000余萬(wàn)元成立青拓集團(tuán)研究院，購(gòu)置國(guó)內(nèi)外先進(jìn)研發(fā)設(shè)備80余臺(tái)（套），打造了一支集產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、制造管理為一體的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，專業(yè)從事不銹鋼生產(chǎn)工藝改進(jìn)、質(zhì)量提升及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用。據(jù)了解，該研究院現(xiàn)有研發(fā)人員700余人，其中高級(jí)工程師112人。

　　“創(chuàng)新需要大手筆，更需要包容的環(huán)境。我們具有完善的容錯(cuò)機(jī)制，鼓勵(lì)探索，允許失敗，全力營(yíng)造有利于創(chuàng)新的良好氛圍?！鼻嗤丶瘓F(tuán)人力資源部部長(zhǎng)劉永清說(shuō)，“如果沒(méi)有對(duì)創(chuàng)新的堅(jiān)守和鼓勵(lì)創(chuàng)新的環(huán)境，員工是不敢冒這樣的風(fēng)險(xiǎn)的?！?/div>

　　青拓集團(tuán)不斷革新冶煉工藝技術(shù)，加大研發(fā)和獎(jiǎng)勵(lì)力度，對(duì)外與科研院所深度融合，建立產(chǎn)學(xué)研相配套的試驗(yàn)基地，解決和攻克技術(shù)難題；對(duì)內(nèi)開(kāi)展小革新、小發(fā)明創(chuàng)造，建立個(gè)人（集體）、生產(chǎn)部門(mén)、人力資源部三方評(píng)價(jià)認(rèn)證體系。據(jù)了解，青拓集團(tuán)員工每年的小革新就能為企業(yè)降本幾千萬(wàn)元。

　　“自2019年開(kāi)始，青拓集團(tuán)每年召開(kāi)科技創(chuàng)新大會(huì)，目前共有26個(gè)項(xiàng)目獲評(píng)一、二、三等獎(jiǎng)。其中，筆尖鋼項(xiàng)目當(dāng)年獲評(píng)為一等獎(jiǎng)，團(tuán)隊(duì)獲得60萬(wàn)元獎(jiǎng)勵(lì)?！辩娛⒔f(shuō)。

　　此外，青拓集團(tuán)還通過(guò)開(kāi)展校企新型學(xué)徒制培訓(xùn)班、實(shí)行高管學(xué)徒制度、改革崗位管理體系等方式，促進(jìn)人才創(chuàng)新創(chuàng)效。

　　走一條先試后訂的開(kāi)拓市場(chǎng)之路

　　筆尖鋼產(chǎn)品成功開(kāi)發(fā)出來(lái)后，如何打開(kāi)市場(chǎng)成為青拓集團(tuán)面臨的又一難題。

　　由于筆尖鋼長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)制筆企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)筆尖鋼質(zhì)量存有顧慮?！盀榇蛳麄兊念檻]，我們決定采用先試后訂的策略逐步打開(kāi)市場(chǎng)，即讓用戶先試用，滿意之后再訂貨?！鞭娠w飛介紹。

　　國(guó)產(chǎn)筆尖鋼的切削性能是否能達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品水平，這是客戶顧慮之所在。反映切削性能的關(guān)鍵指標(biāo)是刀具的使用壽命，即在不更換刀具的情況下全自動(dòng)高速精密車床刀具切削產(chǎn)品的時(shí)間。經(jīng)過(guò)測(cè)試，青拓集團(tuán)筆尖鋼切削性能良好，刀具一次使用時(shí)間可達(dá)14天以上?？蛻糇源舜蛳祟檻]，批量訂購(gòu)青拓集團(tuán)生產(chǎn)的筆尖鋼。

　　隨后，青拓集團(tuán)和客戶一起到制筆企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品推廣試用。結(jié)果顯示，用青拓集團(tuán)筆尖鋼生產(chǎn)的圓珠筆，出墨量穩(wěn)定，耐腐蝕性和耐磨性能均良好。

　　“在售后方面，我們實(shí)行的是承包制，劃分片區(qū)安排工作人員，確保一旦出現(xiàn)質(zhì)量異議，能夠第一時(shí)間響應(yīng)，并及時(shí)處理。不僅如此，我們還為客戶提供技術(shù)支持。技術(shù)人員定期走訪下游企業(yè)，了解用戶需求，為其量身定制產(chǎn)品和服務(wù)?！睂O勇偉說(shuō)道。

　　憑借優(yōu)越的質(zhì)量、誠(chéng)意十足的服務(wù)，青拓集團(tuán)在筆尖鋼市場(chǎng)后來(lái)居上，逐步打開(kāi)了國(guó)內(nèi)筆尖鋼市場(chǎng)，并受到客戶的一致好評(píng)。據(jù)了解，目前，青拓集團(tuán)每年為下游用戶供應(yīng)筆尖鋼500余噸，市場(chǎng)占有率達(dá)到25%以上?，F(xiàn)在，青拓集團(tuán)每個(gè)季度都生產(chǎn)筆尖鋼，產(chǎn)品不僅供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，還出口國(guó)外，產(chǎn)品性能可以與國(guó)外同類產(chǎn)品一較高下。據(jù)奚飛飛介紹，青拓集團(tuán)研發(fā)生產(chǎn)的筆尖鋼經(jīng)過(guò)客戶試用后訂貨，一舉打敗日本筆尖鋼材料，助力用戶打開(kāi)印度市場(chǎng)。

　　“今年，除了要進(jìn)一步提升筆尖鋼性能外，我們將在剃須刀用鋼、工模具鋼、冰刀用鋼等關(guān)鍵技術(shù)上發(fā)力，持續(xù)提升不銹鋼性能并降低不銹鋼價(jià)格，向世界打開(kāi)不銹鋼領(lǐng)域‘中國(guó)制造’最亮麗的窗口?！辩娛⒔硎尽?/div>

技術(shù)檔案

青拓集團(tuán)環(huán)保型筆尖鋼研發(fā)與應(yīng)用

　　品種：青拓集團(tuán)環(huán)保型筆尖鋼，即環(huán)保型易切削超純鐵素體不銹鋼QF24Sn。目前，青拓集團(tuán)筆尖鋼已實(shí)現(xiàn)批量加工各種形狀的圓珠筆頭，可生產(chǎn)直徑規(guī)格為2.3毫米、1.6毫米、1.3毫米和1.0毫米的筆頭。

　　攻關(guān)梗概：圓珠筆筆頭分為球珠和球座體兩個(gè)主要部分。其中，球珠廣泛應(yīng)用碳化鎢材料制造，我國(guó)不僅能滿足國(guó)內(nèi)需要，而且可以大量出口。但托舉這顆小球珠的球座體，無(wú)論是生產(chǎn)設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期依靠進(jìn)口。為打破國(guó)外壟斷，青拓集團(tuán)創(chuàng)造性地提出了一種全新的基體合金設(shè)計(jì)、環(huán)保型易切削相設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝技術(shù)路線，用Sn代替Pb、Bi作為易切削元素，不僅無(wú)毒無(wú)害，而且安全環(huán)保，并全部采用國(guó)產(chǎn)化設(shè)備生產(chǎn)，于2019年底成功生產(chǎn)出第一爐環(huán)保型易切削筆尖鋼。同時(shí)，青拓集團(tuán)依托全流程制造優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新合金成分設(shè)計(jì)，在確保耐腐蝕性相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，鉬（Mo）元素添加量比國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品降低50%，使產(chǎn)品價(jià)格大幅降低。目前，青拓集團(tuán)筆尖鋼國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到25%以上，產(chǎn)品廣泛供應(yīng)于國(guó)內(nèi)外圓珠筆文具生產(chǎn)廠家，受到客戶的一致好評(píng)。

來(lái)源：中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯：張雨恬

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