“手撕鋼”即寬幅超薄不銹精密帶鋼，它是國(guó)家重大戰(zhàn)略和重點(diǎn)新興領(lǐng)域急需的關(guān)鍵核心材料之一。從2016年起，太鋼集團(tuán)成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始開(kāi)發(fā)“手撕鋼”工藝技術(shù)和產(chǎn)品，歷時(shí)近10年的研發(fā)和創(chuàng)新，先后經(jīng)歷極限規(guī)格的突破、功能新材料量產(chǎn)等階段，在生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲(chǔ)備一代的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)思想指導(dǎo)下，“手撕鋼”正開(kāi)啟新一代智能材料研發(fā)與創(chuàng)新，讓“手撕鋼”從跟跑者變身為領(lǐng)跑者。

　　寬幅“手撕鋼”的研發(fā)生產(chǎn)是世界性難題，由于其寬、薄、精的特點(diǎn)和產(chǎn)品的尺寸精度、性能、板形、表面等方面的要求，生產(chǎn)中面臨著鋼質(zhì)純凈度、帶材控形控性、多品種柔性化、穩(wěn)定生產(chǎn)、極限性能這五大難題和缺少成熟工藝技術(shù)且沒(méi)有成套裝備和產(chǎn)線的“兩缺”局面。面對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略和重點(diǎn)新興領(lǐng)域飛速發(fā)展，在“鼓勵(lì)創(chuàng)新、寬容失敗、反對(duì)守成”“聞新則喜、聞新則動(dòng)、以新制勝”的創(chuàng)新理念驅(qū)動(dòng)下，“手撕鋼”研發(fā)團(tuán)隊(duì)勇挑重?fù)?dān)，迎難而上，決心突破被“卡脖子”的局面。

　　太鋼作為全球不銹鋼行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，曾經(jīng)冶煉出新中國(guó)第一爐不銹鋼，多少年來(lái)，堅(jiān)持不忘產(chǎn)業(yè)報(bào)國(guó)初心，牢記大國(guó)重器使命，勇挑技術(shù)創(chuàng)新責(zé)任。別人能干，我們也能干得更好。針對(duì)“手撕鋼”生產(chǎn)的問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)成立了鋼質(zhì)純凈度、軋制控形工藝、高等級(jí)表面精度、產(chǎn)品性能五大核心工藝技術(shù)組。

　　“手撕鋼”的研發(fā)生產(chǎn)先要解決的是原料鋼質(zhì)純凈度問(wèn)題。常規(guī)冶煉鋼質(zhì)中存在一定的夾雜物，一般鋼中夾雜物直徑為5微米~50微米，幾乎與超薄帶鋼的厚度相當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致帶鋼軋制穿孔。團(tuán)隊(duì)提出了鋼質(zhì)高純凈和夾雜物微細(xì)化調(diào)控思路：首次創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了高純度精煉技術(shù)，攻克了不銹鋼低氧高純凈化與夾雜物塑性化雙向調(diào)控難題，精密帶鋼中夾雜物尺寸小于1微米，且呈塑性化，達(dá)到世界最高水平。

　　解決了原料問(wèn)題，超薄“手撕鋼”軋制難題緊隨而來(lái)。軋制“手撕鋼”就像“搟面”一樣，要經(jīng)過(guò)軋制、退火等多個(gè)工序。由于帶鋼寬厚比大，軋制過(guò)程軋輥撓曲變形，輥端壓靠嚴(yán)重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度軋制。同時(shí)，帶鋼幅寬大、厚度薄，生產(chǎn)過(guò)程更容易發(fā)生抽帶、斷帶、塌卷等嚴(yán)重問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)700多次試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出“手撕鋼”高精度軋制控形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了世界最薄最寬的0.02毫米×640毫米帶鋼高精度穩(wěn)定軋制，厚度精度達(dá)±1微米，板形平整度達(dá)到＜0.1毫米/米。

　　航天、電子等高端領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料需求特點(diǎn)是：品種多、性能功能要求高。硬態(tài)產(chǎn)品要求硬度高、疲勞壽命長(zhǎng)，軟態(tài)產(chǎn)品加工變形量大，塑性要求高，功能性產(chǎn)品要求超平、磁性低等，技術(shù)含量高，工藝難度大。團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)精密帶鋼性能控制技術(shù)，研制出世界綜合性能最優(yōu)的硬態(tài)超薄帶鋼產(chǎn)品（維氏硬度＞600、疲勞壽命達(dá)20萬(wàn)次）和世界綜合性能最優(yōu)的軟態(tài)超薄帶鋼產(chǎn)品，極限變形量比國(guó)外最高水平大56%。

　　在以上工藝生產(chǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)、集成建設(shè)全球首條寬幅超薄不銹精密帶鋼的全流程、智能化生產(chǎn)線，研制出微張力均衡控制、螺旋芯軸展平輥等關(guān)鍵裝備，實(shí)現(xiàn)寬幅超薄精密帶鋼高質(zhì)量穩(wěn)定生產(chǎn)，單卷長(zhǎng)度達(dá)2萬(wàn)米以上，是窄幅世界最高水平的2.5倍，引領(lǐng)國(guó)際超薄不銹鋼精密帶鋼裝備及生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展。

　　2020年7月份，一場(chǎng)基于厚度為0.015毫米寬度400毫米以上的新能源汽車電池用特殊不銹鋼精密箔材攻關(guān)開(kāi)始了。軋機(jī)設(shè)計(jì)極限是0.02毫米，從理論上來(lái)說(shuō)要做到0.015毫米根本不具備條件，熱處理、清洗、拉矯、縱切機(jī)組都面臨著同樣的問(wèn)題。因此，全公司的設(shè)備必須進(jìn)一步升級(jí)改造，必須提高設(shè)備功能精度和工藝控制精度。面對(duì)這次全新的挑戰(zhàn)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在太鋼領(lǐng)導(dǎo)的部署下組織了多次專題會(huì)議，分析0.015毫米精密不銹鋼箔生產(chǎn)的可行性，在解決了一系列難題后，終于在2020年8月16日完成軋制，標(biāo)志著太鋼精密帶生產(chǎn)技術(shù)又上了一個(gè)臺(tái)階。

　　“手撕鋼”團(tuán)隊(duì)對(duì)不銹鋼超薄精帶制造系列理論和工藝技術(shù)進(jìn)行了重大創(chuàng)新。其整體工藝技術(shù)已獲得授權(quán)發(fā)明專利20件，擁有專有技術(shù)227項(xiàng)，制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)，發(fā)表論文74篇。該團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了世界最寬最薄“手撕鋼”的批量生產(chǎn)，解決了超薄不銹鋼材料被“卡脖子”難題，填補(bǔ)了寬幅超薄帶鋼的世界空白。行業(yè)專家評(píng)價(jià)：“填補(bǔ)多項(xiàng)空白，成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。

　　“手撕鋼”項(xiàng)目在2019年榮獲了冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)唯一的特等獎(jiǎng)和2020年中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)，第二十一屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)CIIF大獎(jiǎng)，第四屆全國(guó)質(zhì)量創(chuàng)新大賽QIC-V級(jí)成果（一等獎(jiǎng)），領(lǐng)跑了世界不銹鋼工業(yè)技術(shù)發(fā)展，提升了我國(guó)高端鋼鐵新材料制造水平。2021年，山西太鋼不銹鋼精密帶鋼有限公司榮獲了全國(guó)五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆Ｑ胍暋缎侣劼?lián)播》、《人民日?qǐng)?bào)》、新華社、中新社、《中國(guó)冶金報(bào)》等媒體相繼對(duì)“手撕鋼”進(jìn)行了報(bào)道。

　　寬幅超薄不銹精密帶鋼支撐了我國(guó)高科技領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破，對(duì)保障國(guó)家關(guān)鍵材料供給安全具有重大戰(zhàn)略意義。“手撕鋼”在戰(zhàn)略和尖端領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)現(xiàn)由無(wú)到有，用于軍工防爆片、航天壓力傳感器、核電屏蔽罩等；在高端制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)替代進(jìn)口，用于軍工防輻射服（占有率100%），蘋(píng)果手機(jī)背板（占有率60%）、新一代USB接口（占有率33%）等。在其它高端領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。特別是“手撕鋼”引領(lǐng)了鋼鐵工業(yè)的技術(shù)發(fā)展，解決了國(guó)家關(guān)鍵材料被“卡脖子”的難題，“手撕鋼”家喻戶曉、蜚聲中外，增強(qiáng)了民族自信心。

　　近年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)在第一代極限規(guī)格“手撕鋼”系列產(chǎn)品基礎(chǔ)上，圍繞“手撕鋼”研發(fā)生產(chǎn)全過(guò)程，以高技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用為導(dǎo)向，緊跟材料應(yīng)用前沿，同時(shí)，組建了先進(jìn)不銹鋼全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山西省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì)、山西省企業(yè)技術(shù)中心等，并與上海交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、太原科技大學(xué)等高校聯(lián)合，在新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料等方面發(fā)力，在5G無(wú)磁不銹鋼精密帶材為代表的7個(gè)高端市場(chǎng)急需的關(guān)鍵材料及技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)組。

　　超導(dǎo)材料因其獨(dú)特的零電阻、完全抗磁性等特征，引導(dǎo)著能源、電力、交通、醫(yī)療、大科學(xué)裝置等領(lǐng)域的顛覆性變革，是科技前沿的關(guān)鍵材料。2023年工信部印發(fā)了前沿材料產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)發(fā)展指導(dǎo)，高溫超導(dǎo)成為我國(guó)第一批15項(xiàng)重點(diǎn)發(fā)展的前沿材料產(chǎn)業(yè)之一，同年工業(yè)強(qiáng)基專獲批立項(xiàng)，太鋼和上海超導(dǎo)等行業(yè)領(lǐng)頭企業(yè)成立創(chuàng)新聯(lián)合體，加速建設(shè)超導(dǎo)全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)研發(fā)基地，推動(dòng)高溫超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　新產(chǎn)品C276箔材由于其具有高強(qiáng)度、高耐蝕等特性成為第二代高溫超導(dǎo)基材首選。它具有多層氧化物的載體，主要功能是提供支撐和力學(xué)性能。由于需在基材表面進(jìn)行磁控濺射、脈沖激光沉積精密加工，對(duì)基材提出了超薄、高溫力學(xué)性能、高平整度、高表面質(zhì)量、低粗糙度、大卷重長(zhǎng)米數(shù)要求。針對(duì)C276箔材超薄、高強(qiáng)度等特性，他們研究開(kāi)發(fā)了特殊合金軋制工藝和輥系、多軋程+精準(zhǔn)熱處理工藝和全流程多維度張力調(diào)整工藝，順利實(shí)現(xiàn)了最薄0.03毫米、最長(zhǎng)5000米箔材的量產(chǎn)。同時(shí)，太鋼提供的基材用到了多個(gè)高精尖領(lǐng)域，創(chuàng)造了多項(xiàng)全球第一，比如應(yīng)用于全球首臺(tái)高溫超導(dǎo)聚變裝置、以及助力中科院等離子體所創(chuàng)造超導(dǎo)磁體26.8T世界紀(jì)錄等。它的量產(chǎn)為國(guó)產(chǎn)高溫超導(dǎo)基材提供了材料保障，助力行業(yè)快速發(fā)展。

　　掩膜板其主要作用為定義顯示屏幕像素密度和大小，通過(guò)精準(zhǔn)定位遮擋區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)將不同發(fā)光材料蒸鍍至基板上，是OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）顯示屏幕生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵模具，被稱為OLED顯示行業(yè)的光刻機(jī)。在OLED顯示產(chǎn)業(yè)鏈上，掩膜板對(duì)OLED顯示品質(zhì)至關(guān)重要，是阻礙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的瓶頸。由于被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)顯示屏技術(shù)與三星有代差，產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)“越往上游越被壟斷”“越是關(guān)鍵越空白”局面。掩膜板也是國(guó)家“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中新型顯示技術(shù)關(guān)鍵材料之一，2022年工信部工業(yè)強(qiáng)基項(xiàng)目立項(xiàng)，項(xiàng)目整合產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)，涵蓋了生產(chǎn)、使用、評(píng)價(jià)全過(guò)程，其中太鋼承擔(dān)了箔材的研發(fā)。

　　掩膜板加工過(guò)程需要在手機(jī)大小面積內(nèi)通過(guò)精密光學(xué)蝕刻加工200萬(wàn)個(gè)微孔，孔徑只有30微米，并且任意一個(gè)孔有問(wèn)題，整個(gè)材料就要報(bào)廢，這就對(duì)材料提出了：近零夾雜物、微米級(jí)尺寸精度、零缺陷等技術(shù)要求。針對(duì)掩膜板的高要求，他們開(kāi)發(fā)了多聯(lián)真空熔煉鋼質(zhì)超純凈控制技術(shù)、特殊合金箔材超平控制技術(shù)，同時(shí)完成了軋機(jī)、清洗、拉矯、TA機(jī)組等全封閉改造，分切及TA毛氈壓力工藝改進(jìn)等，實(shí)現(xiàn)了箔材生產(chǎn)過(guò)程潔凈化，箔材厚度精度為1微米。在這些關(guān)鍵工藝的支撐下，因瓦合金箔材各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到進(jìn)口先進(jìn)水平，這是我國(guó)首例從原料熔煉開(kāi)始到因瓦箔材產(chǎn)出真正完全國(guó)產(chǎn)化的產(chǎn)品。它的量產(chǎn)突破了日韓聯(lián)盟在OLED高端顯示領(lǐng)域?qū)ξ覈?guó)的掩膜板產(chǎn)品限制與技術(shù)封鎖，為我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟出一條獨(dú)立自主的發(fā)展道路。

　　未來(lái)在功能實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域，“手撕鋼”將圍繞特殊合金（軟磁鎳基合金）表面粗糙度及涂層處理、不同種材料的復(fù)合、激光熔覆、磁控濺射，開(kāi)發(fā)新的市場(chǎng)需求。

　　在新能源領(lǐng)域，太鋼長(zhǎng)期關(guān)注動(dòng)力電池膜電極發(fā)展，與比亞迪、寧德時(shí)代、濰柴動(dòng)力、浙江鋰盾等企業(yè)協(xié)同，開(kāi)發(fā)動(dòng)力電池膜電極用高耐蝕性、高平整度、高塑性的特殊合金箔材，為新一代電池技術(shù)發(fā)展提供新的更安全可靠的箔材，為鋁箔的升級(jí)替換提供新的材料選擇。同時(shí)，太鋼與蘇州邁為等企業(yè)合作，開(kāi)展太陽(yáng)能電池板用HJT絲網(wǎng)印刷網(wǎng)板基礎(chǔ)箔材開(kāi)發(fā)，為行業(yè)開(kāi)辟新的賽道。

　　“手撕鋼”作為電子領(lǐng)域的核心零部件材料，具備雙向控制的傳導(dǎo)介質(zhì)作用，微型電子的發(fā)熱材料，經(jīng)過(guò)疏水表面處理將會(huì)在智能領(lǐng)域小型化。未來(lái)“手撕鋼”將輻射到硅鋼領(lǐng)域的薄化。加入微量元素后，其可具備極高的強(qiáng)度、極強(qiáng)的抗高溫能力以及既高強(qiáng)且高韌等綜合性能。

　　在航空、航天領(lǐng)域，太鋼開(kāi)發(fā)鎳基高溫合金箔材系列產(chǎn)品，并與航天二院、鋼鐵研究總院、商飛等單位合作，開(kāi)展熱紅外反射薄膜、深空太陽(yáng)能電池帆板襯底、大飛機(jī)除冰復(fù)合材料開(kāi)發(fā)。

　　在電子溫度控制領(lǐng)域，太鋼利用極薄帶的特殊功能及材料的居里溫度，控制發(fā)熱，生產(chǎn)出更多的智能材料。

　　在基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域，太鋼與清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)展高精度機(jī)床用光柵尺材料開(kāi)發(fā)。

　　“手撕鋼”智能應(yīng)用需要跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的交叉學(xué)科支持，未來(lái)在智能領(lǐng)域，成立跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，吸引國(guó)內(nèi)優(yōu)秀人才，研發(fā)滿足我國(guó)高精尖需求的微電子、微光伏、高精密機(jī)床、軍工核電用“手撕鋼”。智能“手撕鋼”材料的研發(fā)，將打破人們對(duì)“手撕鋼”的認(rèn)知。“手撕鋼”不僅僅是一個(gè)產(chǎn)品，還是集理論研究、科技創(chuàng)新、新產(chǎn)品研發(fā)于一體的產(chǎn)學(xué)研用平臺(tái)型技術(shù)；它的持續(xù)創(chuàng)新和廣泛應(yīng)用，將給新一輪產(chǎn)業(yè)革命提供動(dòng)力，必將隨著我國(guó)高科技領(lǐng)域的快速發(fā)展，衍生出更多智能材料的需求。