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续写铜的传奇——纳士科技单晶金属材料科技攻关纪实(之一)


http://www.sina.com.cn 2006年07月26日05:22 大河网-河南日报

  2006年1月12日,北京龙绍恒宾馆。中国演出设备技术协会和国家大剧院在这里共同主办了“中国专业音视频线材与接插件技术研讨会暨招投标会”。

  在这个领域里颇具名气的日本“佳耐美”、美国“音王”、意大利“铁三角”等7家企业前来参加了技术研讨和投标。洋人似乎“志在必得”:产品历史长、名气大,一直都是行业中的“领军人物”。而国家大剧院又是中国专业演出场所中的“老大”!只要拿下这个

客户,不管哪个产品都会立马名声大振。

  出乎洋人意料的是:他们的产品让焦作的一家民营企业“挤走了”——河南纳士科技股份有限公司下属的森格公司用一种细如绒毛的单晶铜线一举中标!中国演出设备技术协会秘书长张永嘉看着这种铜线高兴地说:“没想到,咱中国还有这么好的产品!”国家大剧院也立即决定:对音质传输要求最高的音乐厅所有的音频线缆,焦作包了!

  北京一签约,很快产生了“多米诺骨牌效应”:在建的世界第二、亚洲第一的北京世贸商城广场超大型电子屏一锤定音——全部音频线缆用焦作的!5月18日,青岛大剧院、广州大剧院又在第四届APEC中小企业技术交流暨博览会上和纳士科技签约,决定采用焦作的单晶铜线缆!

  消息传开,焦作的单晶铜很快成为这一专业领域里人们关注的一个热点。

  古代先民用铜精妙绝伦现代焦钢续写“铜的传奇”

  铜,是人类发现并应用最早的金属之一。在人类历史上,青铜器时期要远远早于铁器时期。很早很早以前,人类就认识到了铜的特殊性能,并将其制作成祭器、礼器、兵器、饮器以及铜镜之类的日常用具,广泛应用于社会生活的各个领域。因自然铜在自然界存量稀少,人类因此而将其当做贵金属,作为货币来使用,甚至将铜与黄金画上了等号。

  面对考古挖掘出的那些精美的青铜鼎、青铜剑、青铜爵等无数青铜器,现代人们所能做的,只有无比的艳羡与惊叹,而我们耳熟能详的青铜器“马踏飞燕”更是成为了我国旅游的标志,成为了古代先民留给我们的“铜的传奇”。

  时光流逝,日月如梭。当历史进入21世纪,又一个“铜的传奇”在焦作被续写出来——拥有我国完全自主知识产权的,在音视频线材领域以及电子、电力等领域广泛应用的单晶铜及其相关单晶金属材料被研制成功并形成产业化规模。由此,我国在该领域的空白被填补,同时进入了世界领先水平。而续写这个传奇的,就是位于焦作的河南纳士科技公司(即原焦作钢厂)和他们的合作者——兰州理工大学(即原甘肃工业大学)!

  焦钢欲探“非钢产业”

  恰遇甘工“待哺娇儿”

  几年以前,纳士科技公司还是一家以生产普碳钢为主的钢铁企业——焦作钢厂。早在上世纪末,焦钢董事长朱建庄就敏锐地意识到:钢铁市场竞争将日趋激烈,单一钢铁主业将不利于企业全面发展,必须在努力巩固普通钢材、发展特种钢材的同时,大力发展非钢产业,而且必须发展具有独特科技优势的高精尖项目。于是,公司决策层果断地作出了“跳出单一发展钢铁主业的圈子,以发展高新技术产业为目标,建设‘主业精、辅业强、非钢产业创效比重逐步大于钢铁主业的现代化企业’”的战略决策。

  跟钢铁打了几十年的交道,现在要发展“非钢产业”,路在哪里?生性乐观的朱建庄形象地提出:“全面撒网,重点捕鱼,搂草带打兔。”经过广泛的调研和不懈的追寻,2000年,他们发现了由当时的甘肃工业大学承担的“铸型加热式连续铸造技术制备铜单晶体”这一甘肃省自然科学基金项目和国家“863”研究课题。

  那时候,单晶金属材料的制备技术还垄断在日本等少数几个国家手中,我国相关业界如要使用,必须要花高昂的代价,有时还要受到刁难,所以许多厂家只能“望洋兴叹”。而1991年开始承担这一课题的甘肃工业大学在研究成果初具“雏形”时,却因经费紧缺而不得不使这一颇具生命力的“娇儿”处于“嗷嗷待哺”的状态之中。

  在经过了广泛而又慎重的科学查询和市场调查以后,以董事长朱建庄为首的焦钢决策层看到了该项目“专业领域制高点”的意义及其广阔的市场前景,果断地决定将其作为科技创新的“种子工程”,提出企业提供资金支持,学校进行科技攻关,走“厂校合作”、“产学研一体化”的道路,攻克单晶金属材料制备与使用这一高科技难题,使之尽早形成生产力。

  从“一见钟情”到“热恋”再到“谈婚论嫁”,焦作钢厂与甘肃工业大学的“伴侣”关系迅速建立起来。

  2000年6月,双方共同发起成立了国家重点有色金属实验室——甘肃工业大学·焦作钢厂工程技术研究中心(后改为兰州理工大学·纳士科技工程技术研究中心);同年9月,由焦作钢厂控股的“焦作市森格高新材料有限责任公司”在焦作成立,其研发和经营对象就定位在对我国信息产业具有重大意义的单晶金属材料等高科技新型材料的制备与产业化上,而公司名称中的“森格”,就是用的单晶铜英文缩写“single”的谐音。

  以高新技术为核心,以资金资产为纽带,以股份制为基础,以产学研一体化为合作形式,以孵化和转化高新技术成果为宗旨,一个集科研、开发、生产、销售于一身的新的科技产业化联合体应运而生,一个因科研经费短缺而险遭夭折的重大科研项目也因此“重获新生”。

  创新途中困难重重

  攻克难关挥泪相庆

  焦钢董事长朱建庄对新项目的开发一开始就有一个清晰的思路。他明确提出了“借、稳、快、交”的工作原则。“借”,就是借梯子登高,通过单晶金属材料这一高科技项目提升企业的科技含量,占领行业制高点;“稳”,就是要扎扎实实走好每一步,稳步发展;“快”,就是思想要解放,在具备条件时要抓住时机快速发展;“交”,就是要有科学的研发头脑,在需要的时候几项相关工作可以交叉进行。

  要取得一个战役的胜利,首先要选出一个好帅。2000年5月中旬,受董事会的委派,刚刚结束焦钢三号炉建设的副总经理刘广林进驻甘工大,成为“铸型加热式连续铸造技术制备铜单晶体”课题组成员之一,开始了他介入单晶铜项目的艰苦历程。

  刚一到甘工大,课题组负责人、甘工大副校长许广济教授便将一大堆技术书籍、资料包括他自己的手写论文原稿等一股脑儿放在了刘广林面前。这些东西让刘广林足足“啃”了一个多月,再加上原来的知识储备,刘广林很快进入这一领域并立即参与到研发活动中。

  生产单晶铜的技术叫“定向凝固技术”。要想使这一技术成功,需要解决诸如型口温度控制、液位高度精确控制、低速下连铸牵引力大幅度衰减等关键性技术难题。为此,许广济教授等人研究了热型连铸凝固过程的热传导特点,建立了相应的传热物理模型,开发了相应的模拟软件,提取并优化出大量工艺参数,于1998年制作出铸型加热式连续铸造单晶铜试验样机并于次年进行了改进。成立森格公司以后,他们又设计制造了国内第一台横引式热型连铸设备,为单晶铜杆的成功制备奠定了基础。

  在那200多天的时间里,项目试验一天紧似一天,大大小小的试验先后进行了160多次。项目组负责人许广济教授、丁雨田教授和课题组成员兰晔峰教授及丁宗富、郭法文两个研究生,加上焦作方面的刘广林、封存利、杨新山等人,整天钻在实验室里一次次试验、一遍遍收集数据,筛选数据,然后再进行新的试验。许广济教授、丁雨田教授、兰晔峰教授还承担着教学任务,参与试验要在完成教学任务的基础上抽时间进行,因此当时年已60多岁、被课题组成员亲切地称为“老爷子”的许广济教授每天都要工作十几个小时以上。由于实验室内比较热,而兰州冬天室外温度很低,感冒就成了常事儿,以至于丁雨田教授因感冒输液把手背都输得黑青……

  可是,一次次试验都失败了。

  此时,课题组成员的压力越来越大,外边的风言风语也不断传来,更使他们感受到了新的压力。为了鼓励大家,许广济教授给了大家一句话:“这个实验要是做不成,我给你们一人发一条绳,连铸机上有一个吊车梁,我先吊上去,你们都得跟着吊上去……”

  一直没有回过家的刘广林更是一心扑在试验上,什么都顾不得了。兰州的冬天很冷,考虑到刘广林没带棉衣,再加上他一直没有回家,一向对干部体贴入微的董事长朱建庄特意安排刘广林的妻子在元旦前到兰州给他送棉衣同时让两人团聚几天。可妻子到兰州后刚刚下车,刘广林就给她买了返程票,第二天中午就把妻子送上了车……

  2001年的1月17日是农历腊月二十三。这天晚上,七八个人和往常一样挤在实验室里继续他们的试验工作。在人们的印象中,这好像应该是第162次试验了。

  连铸机的铸型口中,金黄色的单晶铜杆正在一点一点地延伸着,当铜杆长度达到30多厘米时,他们全部拥了过来,眼不敢眨,脚不敢动,连大气儿也不敢出地盯着这个“宝贝儿”……

  晚上八九点钟的时候,单晶铜杆已经延伸到了一米多长。“成功了!”实验室里立刻沸腾起来,在场的人全都泪流满面。丁雨田教授冲着许广济大叫一声:“老爷子,这回你不用再吊我们了!”封存利、杨新山和两个研究生兴奋得又是大喊大叫又是敲打钢板,而丁雨田则在喊过之后找了个僻静的墙角蹲下来一边抽烟一边抹眼泪……

  敬请关注明日《续写铜的传奇》(之二)

  □董亚洲毛振文孟昭鸿


爱问(iAsk.com)

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