浙江日报整版刊文 | 探秘浙江三项新晋国际首台（套）装备——浙产装备的“尖子生”，有何绝招
编者注
1月27日，浙江日报推出整版个人体验栏目《记者走进车间探究浙江三项国际首创（套）装备——浙江制造装备的尖子生有哪些？》，聚焦新装备浙江的三大“重要武器”。 全文如下：
2022年1月26日，制造业大省浙江公布了2021年首批产品（套）名单，三项国际第一（套）装备格外引人注目。 他们分别来自温州奔腾激光、慈溪建新核磁有限公司和德清牟皮科技。
早在2007年，浙江就在全国率先开展装备制造业首台（套）产品认证。 为优中选优，找到“尖子生”，浙江将实施2020年制造业首台（套）提升工程，首次设立首台（套）产品“国际班”，并新增世界第一台（套）产品。
他们如何成长为“国际班”的“尖子生”？ 他们的背后又有着怎样的奋斗故事？ 梳理浙江的成长脉络，能给浙江带来哪些启示？ 请跟随我们一起走近浙江的三件新“重要武器”。
锚定高端制造
做一盏“光”
走进奔腾激光（温州）有限公司（以下简称“奔腾激光”）的车间，一眼就能看到一个看起来像公共汽车的大东西，长17米、宽4米、2.6米。米高。 它是奔腾激光的核心产品——3万瓦高速高精度超厚板智能激光切割成套设备。 在航空工业、工程机械、国防工业、船舶工业、大型钢结构等国家重大工程中不可或缺。
“它的‘光’所到之处，都如斩泥般斩铁。” 一脸难以置信的看着我们，奔腾激光终检部门负责人吴鑫将一块20毫米厚的钢板压平成“大家伙”，在电脑程序中设定好切割尺寸，按下启动按钮。 透过机身上的透明窗口，我们可以看到，激光与钢板相遇的瞬间，发出耀眼的光束，将钢板整齐地分开。 眨眼间，巴掌大小的形状切割就完成了。 然后，切割头开始仔细雕刻，以执行复杂的钻孔和其他切割任务。 1分钟后，原本平整的钢板变得凹凸不平。 如果用手触摸切割面，会很光滑，不会割伤手。
看着其惊人的业绩，公司创始人吴让达像成长中的孩子一样自豪。 作为一名专家型企业家，他给我们科普了：“激光切割想要达到理想的速度、精度和最终的厚度，关键在于切割头。” 他介绍，切割头必须适应光源，然后通过光纤，将输出集中到镜片进行切割，超高瓦数的激光会在瞬间向镜片释放极高的能量密度。 。 一旦无法承受，镜片就会出现黑色烧斑或爆裂。
从国际上看，该技术的研究处于停滞状态，国内的研发已进入无人区。 “没有什么方法可以借鉴，只能自己摸索。” 一旁的企业技术中心负责人李政接手，“为了找到多层镜片在不同位置、不同材质、镀膜下的最佳续航能力，我们花了很长时间，经过半年时间，4最终从数十个实验安排中选出解决方案进行工艺调整。”
“正当我们以为即将成功时，负责工艺调整的终检部门却传来坏消息：切割稳定性不足，光线持续长时间发光，焦点偏离明显。” 李峥一边比划着一边说道。 显然硬件配置已经满足了理论要求，但实际性能却没有达到预期。 什么地方出了错？ “李峥立即找到我，因为我在终检部门负责客户售后回访，他希望从客户反馈中找到问题的解决方案。” 吴昕接手。
“结果，客户确实给了我们想法。” 回忆起这个转折点，李峥至今仍十分激动。
“如果我们能提前知道切割头的异常状态，并在切割前进行调整，那就太好了。” 客户的一句不经意的话语，成为了技术团队的“灵感”。 因此，一套能够实时监测数据的传感设备就像是在每一层镜头上安装了智能“眼睛”，可以随时将焦点的位置变化反馈给系统。 系统会根据数据变化及时进行“能量补偿”和“数据处理”。 “系统监测校正仅需微秒，焦点波动范围从4~7毫米缩小到0.5毫米。”李峥指着“眼睛”说，高效稳定切割效率高，自动适应光学聚焦的智能激光切割头终于研发成功。
2020年10月，奔腾激光自主研发的国内首台3万瓦高速高精度超厚板智能激光切割设备成功上线。 仅切割头就实现了四项核心技术的突破。 经第三方权威机构检测和专家鉴定，产品主要技术指标达到国际领先水平。 “这是传统金属加工刀具技术的飞跃和革命，也是切削机床的革命，为中国制造迈向高端提供了生动的案例。” 中国工程院院士、浙江大学教授谭建荣说。
如今，3万瓦高速高精度超厚板智能激光切割设备销售额已突破亿元。 截至记者采访时，奔腾激光的研发工程师仍在对3万瓦激光切割设备进行优化实验。 吴让达说：“气压优化后，切割时单台设备的液氮、液氧消耗量可减少一半，气体成本可降低10万元以上。”
与世界先进技术对比，攀登“三座大山”
机器轰鸣的装配车间里，一排巨大的银色环形超导磁体整齐地排列着。 “通过国际首个产品（套）的认证，我们终于跨越了液氦超导磁体最新技术领域的‘三座大山’，取得了全球领先！” 宁波建新核磁技术有限公司（以下简称“建新”）“新核磁”）总经理姚海峰兴奋地说。
磁共振成像被誉为医学成像皇冠上的宝石。 姚海峰告诉我们，超导磁体作为高场磁共振仪器的“心脏”，其作用就是产生强大、稳定、均匀的磁场。 目前主流磁共振仪器的磁场强度为1.5T（特斯拉），相当于地球平均磁场的3万倍。 磁场质量越高，磁共振成像效果越好，可以更清晰地“看到”人体的结构特征。
但在液氦超导磁体领域，中国起步比欧美至少晚了20年。 姚海峰告诉我们，“在国际上，这一领域一直被通用电气、飞利浦、西门子三大‘巨头’垄断，他们就像我们面前的‘三座大山’。”
作为超导磁体研发领域的“后起之秀”，建新核磁多年来都是从相对低端的稀土永磁起步。 通过自主技术研发、与高校合作研究、引进消化再吸收等多种路径，逐步实现了从永磁到超导、从低场强到高场强的目标，产品线从医疗行业向工业应用、教育应用、科研应用升级拓展。
在建新核磁展厅，我们看到两张金边并立的国家技术发明奖二等奖证书。 “2013年、2017年，我们两次获得国家技术发明奖二等奖。” 面对我们竖起大拇指，姚海峰笑着说道。 有了一定的积累后，我们开始尝试追赶国际领先者。
建新核磁共振将目光投向了近年来成为国际热门话题的最新一代无液氦超导技术。 指着一款已经测试完毕、即将发往下游厂家的超导磁体，姚海峰向我们解释，国际巨头的创新研发都是基于液氦超导磁体的工作机理，而建新核磁选择了不采用液氦超导磁体。一条任何先例都可以遵循的技术路线——全固态传导制冷技术。
建新核磁面临的一个主要问题是材料。 “我们选择高纯度无氧铜作为冷转印材料，这种材料在小型磁铁上有成熟的应用，但放在大型磁铁上就存在问题，因为路线太长，冷能直接损失掉”在传导过程中，我们看到了一个直径约1米的巨大“保温瓶”。 “这是我们专门设计开发的杜瓦瓶，它可以模拟接近绝对零的真实应用场景，有了它，各种超导实验都成为可能。”
打开、更换、调整、再次关闭……由于实验条件极其恶劣，一次实验的费用至少在20万元以上。 “一年半的时间里，我们进行了30多次实验。” 郑洁表示，为了保证元件内部的绝对“寒冷”，重达数吨的超导磁体的漏热量不允许超过1瓦，而目前智能手机的充电功率在10瓦以上。
听完，我们忍不住看向手机，“也就是说，这种比手机大很多倍的超导磁体，几乎不散热？怎么办？”
“首先，我们需要在隔热方面做到极致，此外，我们还要优化悬挂机构，尽可能减少核心部件与外壳的接触面积。” 郑洁说，如果你想超越，你必须比别人更极端。 他们尝试了数万次，仅调整电流引线的工作参数。
7年来，科研投入超亿元……如今，建新核磁的“1.5T无液氦超导磁体系统”已实现量产。 下游企业获得大型医疗设备配置许可后，产能将进一步扩大。 并加快全球布局，将国产超导磁体销往全球。
攻克世界级环保难题
你必须有“两把刷子”
如何处理钢铁除鳞过程中产生的污染物是世界级环保难题。 所谓“氧化皮”，就是钢材经过高温加工后表面生成的氧化皮，去除“氧化皮”是钢材冷加工、精加工、深加工的必要工序。 自钢铁问世以来，国内外均采用传统的化学酸洗工艺进行除氧化皮。 特别是去除不锈钢表面的“水垢”，必须使用大量的高温、高浓度的硫酸、硝酸、氢氟酸等混合酸。 “结垢”过程会产生大量气体、液体和固体危险废物，严重污染大气、水和土壤。
在位于德清县中关镇的浙江谋皮环保科技有限公司（以下简称“谋皮环保”），我们看到了不一样的景象：没有难闻的气味，没有黑臭污水，到处没有灰尘。天空。 当生锈的不锈钢盘条经过长达70米、占地560平方米的封闭式加工中心时，一出来就可以辨别出光芒。 这个能去除“氧化皮”的“怪物”，就是被某皮环保授予国际首台产品（套）的“热轧不锈钢盘条表面氧化物无氧化皮酸处理机组MEC-7.5mm”。
该公司副总经理齐国芳告诉记者，某皮环保前身是一家钢铁加工企业，深知行业面临的环保瓶颈。 特别是在当前“碳达峰”和“碳中和”的要求下，我国钢铁工业必然走向绿色、低碳、高质量。 “要打破行业低迷，必须颠覆传统酸洗工艺。” 他说。
尽管近年来国内外钢铁行业不断探索物理“除垢”，如抛丸、喷砂等工艺，但一直没有解决方案去除靠近钢体“身躯”的氧化层。钢材的“水垢”去除质量、作业效率、加工成本都不理想，难以工业化。 在深入了解上述各种路径后，研发团队不断研究，创造出独特的除鳞滚筒技术路径。 “通俗地说，就像用‘刷子’刷去‘鳞片’。” 他说。
“刷子”该放在哪里？ 顺着他指的方向，我们看到了一个漆黑的、容器般的铁盒子。 “这就像一个‘肚子’，里面隐藏着‘刷子’。刷子还配备了我们独创的环保柔性固体磨料。通过每分钟1400转以上的高速旋转刷洗，去除了刷子表面的氧化。线材360度去除皮肤。” 他说，核心技术都在里面。
历时7年，投资2亿元，反复试错，光是产品就迭代了3次……齐国芳带我们参观了两个车间。 他介绍，第一代样机虽然可以实现物理去除“氧化皮”，但可处理的钢种范围并不广，加工成本较高，设备运行稳定性也较差。 二代机组钢材加工品种范围有所扩大，但成本仍不具备优势。 直到今天的第三代机组，处理效率、去除率、设备稳定性等都有保证，而且成本比传统酸洗更低，才终于满足了批量生产的条件。 “你看到的前两代单位刷牙都会留下死角，第三代单位采用倾斜刷牙角度，去除率一下子提高到99%以上。” 他说。
经过试用，客户发现，同样处理1吨钢材，与传统酸洗工艺相比，牟皮MEC机组可节省20%左右的成本，且整套机组环保指标达到国家标准。一条绿色工业生产线。 “按每台每年处理6万吨规模计算，可减少废酸1800吨、固体危险废物3600吨。” 齐国芳表示，我国不锈钢年产量为3500万吨，这笔环保账是可以算的。
“这家伙不仅能吃掉氧化皮，还能吐出‘宝贝’。” 齐国芳指着一堆黑色的废物，得意的说道。 不锈钢氧化皮含有镍、铬等贵金属。 传统酸洗工艺下，它们都是工业危险废物，需要特殊处理。 如今，它们可以直接回收作为优质工业原料，每吨钢可回收约5公斤贵金属氧化物。
参与产品验收的浙江大学机械系教授、博士生导师付建中认为，该项目在热轧表面氧化皮无酸处理技术方面属国际首创。不锈钢盘条。 可以说，它为钢铁行业提供了颠覆性的环保技术。
正因为如此，尽管一台售价超过2200万元，仍受到国内外大型钢厂的青睐。 目前，牟皮环保首批7台MEC-7.5无酸处理装置已交付青山控股集团上线使用，两家钢厂仍在洽谈中。 “我们的新产品年加工能力超过50万吨的热轧带钢生态除鳞机组也已投入量产。” 齐国芳笑道。
来源 | 浙江日报