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《中國建材報》:講述中國建材集團的新材料故事系列報道②碳纖維:瞄準制高點
來源:CNBM 發布時間:2018-10-31編者按:十一年前的“云臺之會”,使得中國碳纖維的產業化之路開啟了新的歷史篇章。歷史將會記載,云臺賓館會面之后的十余年,中復神鷹最終成長為中國產量***、技術最領先的碳纖維生產企業。
自主設計研制的高性能碳纖維生產線
碳纖維:瞄準制高點
很多年以后,張國良站在中復神鷹的碳纖維生產線面前,還會常常想起市委領導讓他去見“一位重要企業家”的那個晚上。當時,他是江蘇鷹游紡機集團董事長,和江蘇奧神集團合作成立了神鷹新材料公司,一門心思在搞碳纖維。
這是2007年五一前夕,初夏的空氣中還彌漫著春天的氣息,神鷹新材料的20噸小碳化線戰鼓擂擂,即將生產出第一批碳纖維。就在這個當口,張國良接到了連云港市委副秘書長的來電,“馬上到云臺賓館,市委書記找你。”
急匆匆地趕到賓館后,市委的一位領導拉著一位客人向張國良介紹:“這位是中國建材集團董事長宋志平?!睆垏贾赖氖?,宋志平領導的中國建材股份有限公司,一年前已經在香港聯交所成功掛牌上市;他不知道的是,宋志平所領導的中國建材集團,已作出發展碳纖維的戰略決策,并與另一家碳纖維生產企業談過幾次合作,只是還沒有明確的結果。
宋志平熱忱地伸出手來,笑盈盈地注視著他,爽朗地說:“早聽說連云港有一家企業搞碳纖維!”
張國良連忙伸出手來。兩雙手緊緊握在一起。誰也不會想到,從云臺賓館這一時刻開始,中國碳纖維的產業化之路,開啟了新的歷史篇章。
歷史將會記載,云臺賓館會面之后的十余年,在中國建材集團的領導和支持下,中復神鷹“從小到大、由簡至繁”建成了4套聚合系統、6條原絲生產線、10條碳化生產線,碳纖維產能達到6000t/a,占國產碳纖維市場60%以上。中復神鷹最終成長為中國產量***、技術最領先的碳纖維生產企業。
碳纖維成品
讓“三把劍”合力
碳纖維是由有機纖維在高溫環境下碳化裂解形成碳主鏈結構、含碳量超過90%的無機纖維。因其輕質及高強度等優異性能,它成為新一代增強纖維,被稱為21世紀的“黑色黃金”。
為了提高和改善飛機性能,早在20世紀50年代,美國空軍材料實驗室就開始了碳纖維復合材料的研發。碳纖維工業化生產始于20世紀60年代初的日本,東麗株式會社一直是全球碳纖維龍頭企業。直到現在,全球碳纖維產能仍集中于日本和歐美等地區,呈現高度集中的特征。
我國的碳纖維研發起步并不算晚。20世紀60年代初,中科院長春應用化學研究所試水??上У氖牵嗄甑墓リP并未突破碳纖維原絲等關鍵技術,產品沒能走出質次價高的怪圈,致使我國95%以上的碳纖維長期依賴進口。
2001年1月,兩院院士師昌緒給時任國家領導人提交了一份《關于加速開發高性能碳纖維的請示報告》,從此,中國碳纖維的產業化之路開啟了艱難的跋涉之旅。
2005年9月29日,碳纖維項目在鷹游集團正式立項。在這之前,經過國內多家科研機構三四十年的研究,碳纖維各單元技術在實驗室已經成熟,幾個國家重點實驗室也試制出了碳纖維,但產業化一直不能實現。張國良認為,原因有兩方面:一是分散的碳纖維各單元技術不能有效對接,比如聚丙烯腈的技術在高分子研究機構,原絲制造技術在紡織技術研究機構,而碳化技術則在材料研究機構。二是有些實驗室工藝不能直接簡單放大,必須再創新。而此前研發碳纖維的企業,即使是同在一個地域內的幾家公司,在研發和生產中也互不通氣,沒有相互協作。
沒有裝備支撐,沒有工藝基礎,實驗室成果的產業化自然就無法實現。如果通過裝備研發,將各單元技術集成起來,碳纖維產業化一定能實現。而裝備研發,不就是鷹游紡機的強項嗎?
2006年5月16日,張國良給江蘇省科技廳廳長王永順快遞了一份特別的散文詩報告。在這份報告里,他把實驗室的理論成果、大腈綸工程控制技術、化纖設備的制造經驗稱為碳纖維產業化的“三把劍”。
“這三把劍缺一不可,它的合力就能成功?!倍髢砂褎?,鷹游人已經有了十多年的經驗。
如何讓這“三把劍”合力?人才是關鍵。在鷹游集團內部,張國良調集精兵強將,研制碳纖維相關設備。在外部,通過專家找專家的辦法,對碳纖維有了更深的了解,也為公司儲備了技術人才。
2006年2月24日,神鷹新材料公司正式宣布建設碳纖維生產線。這家公司由鷹游集團占70%股份、奧神集團占30%。
由此開始,連云港大浦工業區的鹽堿地上,開始建起了碳纖維工廠?!盀樽鎳鵂幑?,為民族爭氣”十個紅色大字,高高地掛在工廠入口處的鋼梁上。
在專家們的建議下,為了避免重蹈日本東麗原絲質量受制于人的覆轍,神鷹新材料從頭干起,從生產碳纖維的原絲開始。這也意味著設備投資等成本成倍增加。
從T300到T1000
“碳纖維是黨中央、國務院極其重視的關系國防建設、國家安全的重要物資,也是國外長期技術封鎖和產品壟斷的敏感材料?!彼沃酒蕉麻L說。“云臺之會”后,宋志平一直惦記著神鷹公司和碳纖維。幾天后的2007年5月3日早上,宋志平提出,想盡快去神鷹公司看一看。
事有湊巧,神鷹新材料公司的20噸小碳化線,也正好在這天早上生產出第一批碳纖維。
黑亮的碳絲拿在手里,這一瞬間,宋志平作了一個決定:和神鷹公司合作,做萬噸碳纖維生產線?!拔野烟祭w維看作中國建材新材料的一個登頂項目?!彼沃酒秸f。
宋志平一直認為,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”。這正是做紡機出身的鷹游集團的強項。同時,他也發現,這是一家不僅具有創新精神的民營科技企業,同時還具備遠大的家國情懷。宋志平認定,這就是中國建材集團要尋找的合作伙伴。
碳纖維原絲生產線
時任中國復合材料集團董事長的張定金,負責與神鷹新材料公司洽談聯合重組?!熬鸵驗樗沃酒蕉麻L、中國建材集團下定決心要做碳纖維,這樣我們才把這個事情當成一個大事來談。”張定金說。其實,在這之前,張定金就經常去連云港,因為子公司中復連眾與神鷹公司是面對面的鄰居。但之前的神鷹新材料公司還是一顆沒發芽的種子,并未被中國建材集團納入重組視線之內。
“那時候其實和國良已經有過交流,試驗情況我也去看過,還很初期。也比較湊巧,到2007年5月初,正好20噸的很小的生產線,把碳纖維拉出來了。不過當時的碳纖維還是很初步的狀態。”張定金說。
談判過程并不容易。“當時對方對央企也不了解,中國建材集團可以作為第一大股東,但不能絕對控股。最后就有了我們45%的股權,當時還是溢價收購的?!睆埗ń鹦χf。
談判的最終方案是,神鷹新材料有限公司更名為中復神鷹有限責任公司:中復集團占45%股份,鷹游紡機占38%,奧神集團占17%?!爸袕蜕聱棥?,這一名稱剛好囊括了三大股東。在這之后,公司的股權結構有過數次調整。
重組之后,下一步該怎么走,大家心里都沒底。當時中國的碳纖維行業剛剛起步,雖然已有二十幾家企業在摸索,但都很小,且尚未盈利。
宋志平給中復神鷹定下的目標卻頗為驚人:“要做年產萬噸的碳纖維生產線?!?/p>
“這么高的目標能成嗎?”大家心理犯嘀咕。
許多年后,當中復神鷹人讀到宋志平談戰略的文章,“戰略贏是大贏,戰略輸是大輸”,“做企業要有目標,要有效配置資源,打造百年老店”,才體會到確定這個戰略目標,對于企業發展的重要意義。
事情逐漸水到渠成。6個月的時間,到2007年10月30日,中復神鷹碳纖維有限責任公司正式揭牌,同時舉行了萬噸碳纖維首期工程開工典禮。最初的具體目標是T300級碳纖維。
張定金告訴《中國建材報》記者,2008年,T300級碳纖維銷售情況還不錯,但到了2009年,形勢急轉直下。中復神鷹必須轉型,做高端碳纖維。
因為T700以上級碳纖維才是現代化國防之急需,是國防尖端設備制造中最需要的新材料。它還廣泛應用于工業、土木工程、醫療器械等領域?!耙鼍妥雒裼锰祭w維,要做就做最好,要做就要盯住世界領先的企業,而不是國內的企業。”張定金向《中國建材報》重述中國建材集團提出的碳纖維板塊戰略。
中復神鷹開始瞄準更高的具體目標——T700、T800級。
按照中國建材集團的戰略,以及市場倒逼的現狀,對中復神鷹的技術癡迷者來說,不斷向更艱難的高峰攀登,成為他們的不二選擇。
2008年,在生產T300級產品的同時,中復神鷹開始啟動干噴濕紡SY45級(相當于T700)碳纖維的研發工作。2012年秋,中復神鷹首個采用干噴濕紡工藝的高品質碳纖維生產線——千噸級T700生產線正式投產,成為我國唯一、也是世界上第三個攻克干噴濕紡工藝難題的企業。
“中復神鷹發展到現在這個階段,不能不提那次轉型。如果不向高端轉型,那我們和目前國內其他做通用型碳纖維企業是一樣的。”張定金說,高強碳纖維的強度比普通的要高50%以上,它可用于制作高壓氣瓶、電纜芯等。
“這種東西原來只有日本東麗一家,別人誰也沒有,最開始T700能賣到800元/kg,現在也就200元左右/kg,可是T300已經降到了100多元/kg?!睆埗ń鹫J為,也正是因為那次轉型,中復神鷹由生產普通模量碳纖維先轉為高強普通模量碳纖維,現在生產高強中模量碳纖維,市場地位有了大幅提升。
好消息不斷傳來,2017年9月,中復神鷹“千噸級SYT55(T800)碳纖維新線項目”投產;2018年2月,百噸級T1000碳纖維生產線實現投產且運行平穩。
有人問張國良,是T700還是T800抑或是T1000產品的面世標志著國產碳纖維的成功?他答:“干噴濕紡技術的成熟是碳纖維成功的標志?!?/p>
干噴濕紡技術是針對聚丙烯腈基碳纖維原絲開發出來的一種高效的紡絲技術,有著生產效率高、碳纖維品質好、生產成本低等濕法紡絲所無法比擬的優點。它是今后碳纖維生產的主流,也是當今碳纖維行業公認的最難突破的紡絲技術。在中復神鷹攻克這一技術之前,國際上僅有兩家公司掌握。
榮獲國家科技進步一等獎現場合影
也正因此,在人民大會堂召開的2017年度國家科學技術獎勵大會上,中復神鷹等單位合作完成的“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”項目榮獲國家科學技術進步一等獎。
堅守的力量
碳纖維令人著魔。但這些年來,與這個名詞相伴的,不乏倒閉、破產、虧損這樣的字眼。
2016年4月,在山東威海召開的一個碳纖維行業會議上,張定金為了給同行們鼓勁兒,發布了一個好消息——到現在為止,中復神鷹已經連續三個月盈利了,不虧了!
2016年全年核算下來,總算有了幾十萬元的盈余。數字不高,卻足以振奮人心。2017年,公司的盈利又有所增加。2018年,預計也會收獲更好看的利潤數字。
十多年的堅守,總算見到了月明。堅持,成就了中復神鷹的今天。
“因為工業生產一旦開了,不能停的。就算虧損也好,一定要堅持開下去,只要生產不停地運行下去,才能發現問題、改進問題?!敝袕蜕聱椞祭w維有限責任公司副總經理劉宣東對《中國建材報》記者說,國內有的碳纖維企業,開不下去了就停下來,一停停半年,再開設備就不行了。如此循環,最終失敗。
中復神鷹堅守的背后,是中國建材集團如山的意志、如海的力量。
2018年1月7日,在去人民大會堂領獎的前一天晚上,“南張總”張國良和“北張總”張定金在一起感嘆十多年來走過的路不易。碳纖維一投就是幾十億元,但真正能做起來、做得好的企業并不多。中復神鷹從技術走向高端,到占領市場,再到國家給予肯定,也帶動了整個行業的發展,特別是在民用碳纖維領域?;仡欉@一歷程,張國良坦言:“如果沒有中國建材集團的支持,這十年是頂不過來的?!?/p>
正因為有中國建材集團提供的戰略、資金、機制、品牌等支持,中復神鷹才得以登上中國碳纖維產業之巔。十多年來,中國建材集團投資近18億元,并且給予中復神鷹公司高管們充分的信任,堅定支持碳纖維項目突破技術壁壘、提高產品性能。
“這么多年,中國建材集團的領導總是表揚,技術有一點進步就表揚。來自總部的鼓勵,對我們的創新團隊攻堅克難,非常重要。”張國良向《中國建材報》記者表示。
中國建材集團的領導們還不遺余力地為中復神鷹發聲,爭取國家有關部門和各級政府的支持。
混合所有制的力量也不容忽視。中國復合材料集團現任董事長劉標說,宋志平董事長經常講“混合所有制的優勢就是‘央企的實力+民企的活力=企業的競爭力’”,中復神鷹就是混合所有制改革的又一成功案例?!爸袕蜕聱棳F有混合所有制模式,是已被實踐證明了的能夠有效激發企業創造力和活力的正確做法?!眲讼颉吨袊ú膱蟆酚浾弑硎?,在今后的工作中,中國復合材料集團將以市場需求為導向,以科學管理為依托,以成本控制為基礎,揚長避短,繼續探索更加科學、有效的管理模式。
向高端應用邁進
材料能夠供應后,若生產企業只賣碳纖維很難盈利,必須及時開發下游產品,提高產品附加值,才能從中獲利。實際上,世界上大多數廠家都是這么做的。
“南張總”張國良近幾年在同時做兩件事:一方面是高品質碳纖維攻關,另一方面是碳纖維復合材料的產業應用。
曾經有人說,國產碳纖維質量不行,T300只能用來做做網球拍、自行車、頭盔等體育用品。而中復神鷹的研發人員不信這個邪。這些年來,在碳纖維的應用上,他們從未停止向高端邁進的步伐。
張國良向記者展示碳纖維電動自行車
在中復神鷹公司的展廳里,《中國建材報》記者看到了碳纖維的無所不能:自行車、電動車、小提琴、風電葉片、高壓氣瓶、無人機……如今,鷹游集團旗下已有3家公司在做碳纖維的下游產品。
碳纖維制成的小提琴
中國建材集團也一直開發碳纖維在高端領域的應用。中復連眾的風電葉片、高壓氣瓶,中復碳芯的電纜、導線……
碳纖維制成的風電葉片樣品
“因為碳纖維的強度比較高,碳纖維復合芯導線在重量上是普通鋼芯重量的1/4,重量大約是普通導線的70%?!敝袕吞夹倦娎|科技有限公司總經理徐俊告訴《中國建材報》記者,在強度上,碳纖維復合芯的強度大約是普通鋼芯強度的兩倍。此外,它還具有耐老化、耐高溫、載流量大等優點。
徐俊向記者展示碳纖維復合芯導線
由于碳芯導線對碳纖維的可靠性、穩定性要求很高,公司對材料選擇一直比較慎重,最初使用的是日本東麗的T700碳纖維?!爸拔覀円才浜仙聱椬隽舜罅繉嶒?。2016年年底,神鷹的T700產品性能基本與東麗相當,在個別指標上甚至更優一些?!毙炜≌f。
中復碳芯所產碳芯導線目前已在國家電網特高壓和超高壓的新建線路上得到應用,另外還陸續簽定一些來自哈薩克斯坦、格魯吉亞、印度、韓國、巴西等國的訂單。
如今,在電纜芯、建筑補強等市場領域,中復神鷹已經與日本東麗二分天下。
宋志平給中復神鷹提出的目標是:萬噸碳纖維,產值30億元。在張國良的計劃里,產值1億元的碳纖維材料一定要做出產值5億元的產品。“將來萬噸碳纖維做出來后,我們自己就要消耗掉1/3,通過自己的產業鏈把它消耗掉,即用掉產值10億元的碳纖維,要生產出50億元的產品?!?/p>
劉標對《中國建材報》記者表示,未來還要加大碳纖維在中國建材集團內部企業間的協同創新力度。
“隨著兩材重組工作的持續推進,與中國建材內部諸多***的復合材料院所產學研一體化的逐步建立,相關業務領域的實力也不斷得到加強,產品高端應用的協同創新力度以及技術的交流也會不斷擴大,這些因素對碳纖維應用領域的拓展必將起到極大的推進作用?!眲苏f。
而中國建材的影響力以及央企平臺的輻射力將發揮更大的作用。據《中國建材報》記者了解,目前,中國建材集團已與中國商飛等大客戶就未來的充分合作進行了多次交流,這將為今后的全方位合作奠定良好基礎。
“云臺之會”十一年后,張國良與大家分享了碳纖維事業的創業歷程。他由衷贊嘆宋志平董事長當年做出中國建材大力發展碳纖維事業的重大決策,并為碳纖維事業的發展指明了道路,是碳纖維真正的幕后操盤手。他說:“我要感謝集團各位領導對碳纖維事業發展的關懷、支持和鼓勵,感謝中國建材集團的知遇之恩?!?/p>
中國建材集團碳纖維“幕后操盤手”宋志平則說:“中國建材集團的碳纖維項目團隊十年磨一劍,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,來之不易。是碳纖維團隊歷經十多年的艱苦奮斗,以為國爭光為目標,在鼓勵創新、寬容失敗的創新創業精神鼓舞下,夜以繼日地研究摸索、砥礪前行,才取得了今天的成績?!?/p>
小料科普:碳纖維是由有機纖維在高溫環境下碳化裂解形成碳主鏈結構、含碳量超過90%的無機纖維。因其輕質及高強度等優異性能,它成為新一代增強纖維,被稱為21世紀的“黑色黃金”。
碳纖維最主要的應用形式是作為樹脂材料的增強體,所形成的碳纖維增強樹脂(CFRP)具有優異的綜合性能,在導彈、空間平臺和運載火箭、先進艦船、軌道交通車輛、電動汽車、風電葉片、燃料電池、電力電纜、醫療和工業設備、體育休閑產品以及時尚生活用具等諸多領域,有著實際和潛在的應用。
從T300到T800、T1000,中國建材集團中復神鷹不斷攻克難題,目前成為我國唯一、也是世界上第三個攻克干噴濕紡工藝難題的企業。
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