近日,6集大型工业纪录片《栋梁之材》
在央视财经频道播出,
以全景式的视角,
展示了支撑中国制造
高质量发展的新材料产业体系,
呈现短短几十年间,
中国完成的新材料产业上的跨越。
材料强则制造强。
身量纤纤却含金量十足的新材料,
不断拥抱千行百业,加速飞入千家万户。
在这新一轮科技革命和产业变革的关键领域,
国有企业锚定自主创新,后发追赶全力竞速,
产业规模迅速壮大,关键材料相继突破
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超万吨轧制力,薄至毫米级
超级工程结构用钢在这里诞生
鞍钢鲅鱼圈分公司的轧制车间,世界罕见的5.5米四辊双机架宽厚钢板轧机,正马力全开。
它顶配超过一万吨的轧制力,足足可将1100毫米厚的钢坯擀薄至440毫米,有了它,这家世界第三的钢企,每年可以生产200万吨优质宽厚板钢材,支撑起包括航空母舰在内的大型船舶、油气储罐、核电壳体等超级工程的结构用钢。
精选的铁矿石磨制成粉,混入石灰,烧结成块。煤,置身1000摄氏度的高温下,干馏化为焦炭。
把它们分层堆入百米高炉,鼓入高温气体,复杂的化学反应进行后,铁水从底部流出。送至转炉脱去多余的杂质,再加入合金元素。铁碳合金在浇铸中凝固,碳恰好填补铁原子间的空隙,铁已成钢。
钢坯出加热炉进入轧制产线。用高压水冲去氧化铁皮后,钢板冷却至1100摄氏度,工人们要抓住这个开轧的良机。万吨压力下,轧辊反复挤压,超过300毫米厚的钢坯,被擀至180毫米薄,延长至4米。
第一阶段的轧制过后,钢板自然降温到880摄氏度。这被认为是二次轧制的最佳温度。几经进出,钢板越擀越薄,厚度从180毫米降至70毫米,伸长至18米。理想的晶体结构已经形成。
此时,需要将钢板从750摄氏度,迅速降温至350摄氏度以下,目的是把晶体的状态牢牢固定,从而锁住钢材的性能。
早在汉朝的古籍中就记载了“火与水合为焠”,敲击迫使晶体破碎,过冰水把强度和韧性牢牢锁住,古老的手工淬火和如今工业化的轧制,在决定钢材韧性上异曲同工。
1996年,中国粗钢产量突破1亿吨,中国钢铁正式进入快速发展时代,此后,中国不仅连续26年保持粗钢产量世界第一,还不断突破品类,今天已能够冶炼包括高温合金、精密合金在内的1000多个钢种,轧制加工超过4000种规格的钢材,这在世界范围内绝无仅有。
“会飞的金属”:铝合金托举国产大飞机展翅飞天
现代航空,几乎是伴随着铝合金发展起来的,行业内甚至有“一代铝合金,一代飞行器”的说法。
轻金属铝在航空航天领域广受重视,也是迄今为止这个领域用量最大的轻质结构材料,铝由此得名“会飞的金属”。
中铝东轻,是中国第一个大型综合铝加工企业——
包括中国第一颗人造卫星、“神舟”系列飞船、“长征”系列火箭,新一代国产大型运输机在内的众多国之重器上的铝材都出自这里。
2022年10月1日,这里即将生产用作国产大飞机机翼壁板的铝合金材料。
不同金属的原材料,被依次加入熔炼炉。700摄氏度的合金液体落入底盘,沉积至75厘米后,底盘开始匀速下降。
此时,结晶器外壁开始冲入冷水,内部的铝合金溶液在冷水的冲击下渐渐凝固,顺序地结出晶体。
8个小时后,长6.5米,宽1.62米的铝锭缓缓出炉。此时铝锭的体温仍有300摄氏度,降至室温后,铝锭被送到轧制产线。
与轧制钢材的万吨压力不同,这里仅需千吨压力就可以轻松将铝锭压扁,厚度明显降低。