从依赖进口到自主研发从部分替代到国产升级 ——兰州蓝星纤维有限公司打造一流碳纤维生产企业

2023-06-13 09:12

兰州蓝星纤维有限公司

技术工人实施作业

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作为一名跟碳纤维打交道14年的“材料人”，让马磊欣慰的是，碳纤维国产化率与日俱增，兰州碳纤维产业发展势头强劲。
如今担任兰州蓝星纤维有限公司（以下简称“兰州纤维”）总工程师的马磊，可以说是见证了碳纤维产业在西北大地上扎根、发展与壮大。马磊说，作为中国拥有自主知识产权的大型碳纤维生产基地，兰州纤维专注碳纤维生产制造已有15年之久。而这被称为“新材料之王”的碳纤维，是国民经济发展中不可或缺的战略性新材料。尤其对制造业而言，它既是需要着重解决的量大面广的先进基础材料，又是制约发展的关键战略材料。15年来，兰州纤维通过加强科研团队建设，不断提升企业核心竞争能力和可持续发展能力，实现了从无到有、从依赖进口到自主研发、从部分替代到国产升级的重要突破。
1 善借他山之石突破关键技术
六月，初夏时节，记者来到西固区，走在兰州纤维的大道上，看到办公楼两侧成片的绿植生机勃勃，墙面上“科学至上”四个大字耀眼夺目。
马磊告诉记者，公司创建于2008年。那时，碳纤维技术仍被日本、美国等少数发达国家所垄断，国产纤维行业正处于艰难的起步阶段。“当时碳纤维大多依赖国外进口，而且价格不断上涨，甚至进口碳纤维渠道一度中断。”马磊介绍，面对国外技术、装备、产品的三重封锁，兰州纤维和国内其他碳纤维生产企业一起开始“摸着石头过河”，自主探索研发碳纤维生产工艺。
兰州纤维面对挑战，迎难而上，趟出了一条通向先进工艺技术、前沿科技成果的碳纤维生产之路。“要想发展碳纤维产业，我们必须学习国外先进技术，借他山之石，巧琢己身之玉。”马磊说，2008年，兰州纤维自主引进“NaSCN一步法”，后续根据自身生产情况，对引进工艺不断升级改造，最终逐渐形成了具有独立知识产权的碳纤维生产技术。据介绍，该工艺具有生产流程短、设备能耗低、单线产能大等特点，更适合制造低成本、工业级的大丝束碳纤维。
功夫不负有心人。2018年，兰州纤维获资1.04亿元启动“50K原丝技改项目”，历时一年，项目建设成功，公司原丝生产线从24K升级为50K。2019年，“50K原丝到碳纤维一体化生产项目”全线通过，50K大丝束碳纤维产品正式诞生，兰州纤维由此开辟了国产碳纤维制造研发的新阶段。2020年，兰州纤维《千吨级NaSCN法50K大丝束碳纤维产业化关键技术及装备研究》项目，通过中国纺织工业联合会省部级项目技术成果鉴定,专家组一致评定认为，兰州纤维的50K碳纤维生产技术，已达国际化先进水平，填补了国内大丝束碳纤维产品的市场空白，打破了大丝束碳纤维依赖进口的局面，为我国碳纤维事业的发展做出卓越贡献。
2 巧琢己身之玉建强人才队伍
碳纤维，被誉为“黑色黄金”和未来材料领域“皇冠”上的“明珠”，究竟贵在何处？
碳纤维细如发丝、轻若鸿毛。其直径大概5-7微米，十来根合在一起才有一根头发丝粗；并且密度仅有钢的1/5、钛的2/5、铝的3/5，具有轻质特性。纤细轻量的碳纤维，同时又强如钢铁。一束标准12K（1K表示一束碳纤维丝中含有1000根原丝）聚丙烯腈基碳纤维，可承受约130公斤重量。特别是在3000摄氏度的无氧高温下，别的纤维早已化为灰烬，碳纤维却安然无恙。
碳纤维优异的力学性能，加上耐腐蚀、抗氧化、不生锈等诸多令其他材料望尘莫及的能力，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中构成复合材料，是当之无愧的新一代增强纤维之王。
外表纤细、用途广大的碳纤维，其研发制备却异常艰难。马磊介绍，碳纤维产业，区别于其他的高新技术产业，融汇了多领域多学科的专业技术，包括化工聚合工艺、原丝纺织以及氧化、高温碳化处理工艺等，是个极其复杂的系统工程。因此，这就对该领域工作人员的专业水平和能力素养提出了更高的要求。
为切实加强公司科研团队建设，促进团队自主创新能力，构建大丝束碳纤维市场核心竞争力，兰州纤维成立科研团队及其工作机构，通过建立攻关项目，集中技术力量，落实主体责任，实现提升原丝质量与碳化运行负荷，提高碳纤维模量与原材料转化率，稳定长周期生产运行，开拓碳纤维复合材料业务。
3 设备国产化升级碳纤维未来可期
在设备国产化进程中，兰州纤维还十分注重技术创新和经验积累，生产车间内运行着大大小小近700台生产设备，其中200余台设备已完成国产化替代和升级。
此外，兰州纤维已成功申请专利50余项，授权专利25项，其中发明专利9项，实用新型专利16项。同时，针对下游碳纤维复合材料的应用及发展，设立了技术研究中心，有效增强了大丝束碳纤维研发、生产及下游复合材料应用的知识产权保护，极大提升了兰州纤维生产技术的核心竞争力。2020年底，兰州纤维通过多项资质审核与重重筛选，荣获国家高新技术企业认定。
目前，兰州纤维与北京化工大学、北京航空航天大学、长春工业大学、开封大学等高校院所，中蓝连海设计研究院、中蓝晨光设计研究院等科研院所，联合开展过多次实验合作，先后完成了《高性能碳纤维国产化关键技术研究》《高性能碳纤维专项》《新型高强高模高韧树脂基复合材料基础研究》《大丝束碳纤维用高性能树脂合成及复合材料制备工艺研究》等省部级及市级科技计划项目。
“兰州纤维将继续贯彻践行创新发展战略，坚持以‘依法合规、诚信经营、科学至上、创新兴企’为理念，不断提升企业核心竞争能力和可持续发展能力，矢志打造‘科技驱动的一流碳纤维生产企业’，为客户、股东、员工创造更大价值，为行业升级、社会进步贡献更多力量。”马磊说。
兰州日报社全媒体记者陈梦圆王英豪实习生马成成文/图
责任编辑：张军
来源：兰州晚报

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