鞍钢金索聚历时3年啃下“硬骨头” “中国天眼”的“瞳孔”用上国产钢丝绳
本报讯 记者李海报道 “满足相关技术要求,同意验收!”近日,中国科学院国家天文台测量与控制工程部主任姚蕊在验收会上宣布,世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”(FAST)索驱动钢丝绳将使用鞍钢集团生产的钢丝绳,“中国天眼”关键核心部件依赖进口的局面被打破。
5月12日,记者来到生产企业——鞍钢股份所属辽宁金索聚材料科技有限公司。在生产车间,记者见到了这种为“中国天眼”量身打造的特种钢丝绳,约有5根手指并拢粗细的钢丝绳缠绕在蓝色工字轮上,除了粗壮一些,记者没看出什么端倪。
公司董事长沙孝春为记者揭秘:“这根直径为46毫米的钢丝绳,里面一共包含381丝,涉及10种不同丝径。外圈保证高硬度耐磨,内圈保持高韧性抗冲击。”
这种钢丝绳的要求有多高?重达30吨的馈源舱是“中国天眼”的“瞳孔”,由6根长度超过600米的特种钢丝绳牵引,依托索驱动系统,可在140米高空、206米范围内实现极高精度实时定位。每根钢丝绳需在复杂环境下长期承受日常频繁弯曲和脉冲载荷。在“中国天眼”建设阶段,国内暂无符合相关性能标准的钢丝绳产品,项目建设选用了进口钢丝绳。
为啃下这根“硬骨头”,研发团队奋战了3年多。沙孝春把整个过程概括为“以研发思路做生产”,仅仅为了找到合适的钢种,就做了上百组实验,以确定碳含量与合金成分的最佳配比,最终定型的ZY80-4成为“中国天眼”专用独家钢种。然后是钢丝、钢丝绳、钢索,每次技术突破都是一道坎,沙孝春比喻为“历经了九九八十一难”。
产品研发成功只是一小步,接下来进入严苛到残酷的测试环节,需要进行3轮迭代测试、6.2万次弯曲疲劳试验及20万次脉冲疲劳试验。其中一个小插曲让总经理赵刚至今难忘。
在交付前的最后一次抽查中,20万次脉冲疲劳试验后的钢丝绳破断力卡在1754千牛,比标准的1800千牛只差了46千牛。
问题出在哪里?团队从头排查,发现问题出在浇铸工艺上。“浇铸的时间在春节前,环境温度在-10℃左右,而定型是在夏天。环境温度的巨大改变,造成了浇铸过程中的隐患。”赵刚表示。
找到症结后,团队连续加班12天,昼夜轮班不停工,配比调试20多次,浇铸试样30多组。终于,温度变量被攻克,新绳的实验数据远高于标准。“这次交货的时候,我当场就哭了。”赵刚回忆起当时的情形仍然有些激动。
目前,“中国天眼”钢丝绳更换工作已启动,第一根钢丝绳已替换完毕,工程预计持续至6月下旬。对于国产钢丝绳的意义,沙孝春感触颇深:一是产业链“掌握在自己手里”,不再受制于人;二是材料、制丝、制绳、测试、服务等环节实现了钢丝绳全产业链的技术突围,产品标准达到世界一流水平。
辽宁金索聚材料科技有限公司是鞍钢股份立足国家创新发展战略、依托科技成果转化相关法规组建的科技型企业。“我们公司很年轻,成立不到3年,甚至晚于研发团队组建时间,但对未来的发展却充满信心。”沙孝春表示,公司已掌握国内独有的高性能钢丝绳全套核心技术,目前由金索聚研发的鞍钢450吨冶金铸造吊车用国产化钢丝绳已经开始应用,“国内高端钢丝绳一年有120亿元的市场,其中进口的有60亿元左右,而我们的价格远低于进口产品,这是一片‘蓝海’。”
责编:栾溪
审核:叶健
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