探访“手撕钢”的天花板级应用

山西太钢不锈钢精密带钢有限公司车间一角。 新华社记者 詹 彦摄

山西太钢不锈钢精密带钢有限公司工作人员展示厚度为0.015毫米的“手撕钢”。 新华社记者 张 磊摄

 

0.02毫米是什么概念？比头发丝的直径还要细。

厚度为0.02毫米的钢是什么样子？薄如锡纸、平滑轻盈，可以用手轻轻撕开，又被称为“手撕钢”。

“手撕钢”可以用来做什么？从折叠屏手机、USB接口到航天压力传感器，都有它的身影，被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。

为了摘得这颗“明珠”，山西太钢不锈钢精密带钢有限公司曾攻关十年，而后又以0.02毫米为起点，不断下探、持续攀登。近日，本报记者走进“手撕钢”生产一线，探究这里的最新研发应用。

0.02毫米，“摘下这颗桃”

用钢代替纸，去完成一份剪纸作品，这可以想象吗？

眼前，一幅幅惟妙惟肖的熊猫图、龙马图、肖像画再真切不过，就连熊猫身上一根根毛发都利落剪出，近看是毛茸茸的逼真效果。

怎么实现的？太钢精密带钢公司生产车间的一角，郭代弟捏起一片薄如锡纸的钢材，为了不让钢表面留下指纹，她将两面各覆上一层纸，开始了流利的剪纸动作。剪下的可是钢，剪刀一定不一般？“普通剪刀就行，我们不锈钢做得比纸都薄了。”郭代弟是当地剪纸爱好者，也是太钢职工的家属，她说，跟剪纸不同的是，手撕钢有韧性，得一剪刀一剪刀扎扎实实剪下去，无法做到像剪纸一样上下翻飞。

这比纸还薄的不锈钢，正是宽幅精密带钢箔材，厚度仅有0.02毫米，又被称为“手撕钢”，徒手就能轻易撕开。“‘手撕钢’虽薄，但同样是钢，钢材具备的高强度等特性它都有。”公司首席精密箔材工艺工程师廖席介绍。

在生产车间内，一卷卷不同规格的“手撕钢”整齐排列。这背后却有一段艰辛的研发历程。

过去很长一段时间，仅有少数国家掌握“手撕钢”生产技术，中国需求量大，却长期面临“高价买”和“卡脖子”困境，太钢精密带钢公司决定发力攻关。

一张“手撕钢”的原始钢带，厚度为0.8毫米，宽度为600毫米，长度超千米。要将钢材厚度变为0.02毫米，这个过程好比擀面皮，需要用20根轧辊来“擀”薄。每“擀”薄一次，轧辊就要重新配比一次。20个轧辊，加上锥度、凸度等变量因素，团队成员需要从上万种辊系的配比中不断摸索，稍有不慎，前功尽弃。仅在轧制这一个工艺中，他们就失败了700多次。每一次，都意味着巨大的成本。

“我们也曾怀疑，这事儿是不是就成不了？”回忆起当时的情形，廖席说，但公司总是鼓励大家不要怕，再试一次，多试一次。其实每一次都在积累数据、设备参数和操作经验，这是成功的基础。而另一方面，市场在驱动，“好技术是有市场的，我们一定要‘摘下这颗桃’”。

2018年底，第一批厚度0.02毫米、宽度600毫米的宽幅“手撕钢”下线。同类产品，国外的宽度最大为450毫米。太钢成为全球唯一可批量生产宽幅超薄不锈钢精密箔材的企业。

700多个日日夜夜，711次失败，172个设备难题，452个工艺难题……这一切，都饱含在0.02毫米“手撕钢”的平滑轻盈里。

0.015毫米，“不断往下探”

0.02毫米，是轧机设备的设计极限规格。但太钢精密带钢人没有满足于此。

1年多后，厚度仅为0.015毫米的“手撕钢”亮相了，这是当时世界上最宽、最薄的“手撕钢”。

厚度下降0.005毫米，远不是继续往下“擀”那么简单。处在庞大的轧机下，0.015毫米是一个几乎无法感知的存在。“就好像闭着眼睛在高速路上开车。”廖席解释。但为什么敢做？“因为经过0.02毫米的研发攻关，我们把材料、装备、工艺、技术都吃透了，知道轧制过程中会有什么问题，能不能再往下进行。0.015毫米‘手撕钢’已经实现了量产，在这个基础上，我们还在持续往下探。”

问题是：为什么要一薄再薄？

0.02毫米和0.015毫米，相差仅有0.005毫米，这个厚度差异在生活中可以忽略不计。但用在产品中，就能产生巨大差异。廖席举了个例子，如果用来做电池包覆膜，同样体积，0.015毫米材料的电池容量能增加17%。

在太钢精密带钢人眼里，把钢不断做薄，最大的动力还是市场需求。比如，过去许多产品采用的材料是铜箔、铝箔，但同等厚度下，钢箔是它们强度的3—4倍。所以，在保障性能的基础上，钢材可以“从厚度上做文章”。材料薄了，产品就轻了……“轻薄短小”、性能提升，用钢材取代有色金属箔材大有可为。

“轧到这么薄，可以说什么都能看见，灰尘、颗粒、杂质一清二楚。‘手撕钢’的成功研发堪称钢铁行业的小革命。”从业30多年的太钢精密带钢公司党委副书记樊中业说，“0.02毫米只是起点，从这里出发，还有一个不断更新的‘手撕钢’产品系列。”

从0.02毫米到0.015毫米，目前太钢“手撕钢”已经形成了3大类20多个系列品种，拥有不锈钢核心专利30多项。更加直观的，是“手撕钢”的市场表现。

太钢“手撕钢”产品研发出来后，该类进口产品的价格立马降了一大截，供货周期也从以前的半年缩短至1个月。太钢“手撕钢”2018年实现量产，2019年进入市场，当年产能同比增长2倍，此后一直保持增长。太钢人相信，“未来市场还会逐步释放”。这不，生产车间内，一条全新的轧机产线正在投入使用，“手撕钢”的生产能力还将继续上台阶。

超平、超薄、超硬，持续打造“天花板”

除了更薄，“手撕钢”还能做成什么样？

在实验室里，记者见到一块和手机屏幕大小相当的材料，薄如蝉翼，而且呈半透明状，光线可以轻柔地透过来——让人实在难以置信，这竟然是一片钢材。

原来，这块小小材料的表面密集且均匀分布着超200万个小孔。这些小孔肉眼很难看见，但在200倍显微镜下，一排排整齐的小孔就显形了。据介绍，这是掩膜板用膨胀合金，一种升级版“手撕钢”，是生产OLED柔性屏的主要耗材，广泛应用于智能手机的生产等。

“这就是‘手撕钢’系列里‘天花板’级别的产品了。”廖席说，钢材表面超200万个孔，差一分一毫都不行，而且生产现场不能有蚊虫、震动、尘土……稍有一点瑕疵都不能容忍，几乎是对工艺水平的极限挑战。

研发、对标、试制、反馈、改进……今年4月，这款产品终于实现量产，现已供应到全国多家客户，打破了过去高度依赖进口的局面。

对客户而言，“手撕钢”是原材料，要再加工。而客户来自各行各业，这也意味着每一批“手撕钢”产品都是个性化研发定制，要根据不同的客户需求，打造不一样的性能、表面、韧性、板形。

“新产品在新应用中不断提出新指标，推动新材料不断优化，这也大大推动了‘手撕钢’的创新研发。”廖席说，工艺的追求永无止境，没有哪种“手撕钢”产品是完全定型的，创新和研发，一直在路上。

近年来，太钢精密带钢公司明确了“三超一特”的研发方向，即超平、超薄、超硬和特种钢。“手撕钢”研发团队也从最早六七个人发展到现在30多人，平均年龄约为36岁。今年，团队里还来了00后，研发力量一点点壮大。

“钢铁业是传统行业，但我们的研发和产品直接对接市场前沿。”对这些90后、00后来说，他们做的事新鲜、有挑战、吸引人。

而对所有太钢精密带钢人来说，虽然站在行业前沿，但总是“不敢满足，不能满足”。公司总经理段浩杰说，他们最终的目标是形成高端产品产业链，包括高端的产品、团队和管理，这些首先要通过产品的研发和完善来带动实现。“‘手撕钢’未来可期，我们一直在奋斗路上。”

（责编：李茜）