江苏民营企业恒神股份闯入碳纤维领域,研发导弹构件关键技术
我们都知道,人类发展史是按材料来划分的,从远古石器时代、青铜器时代一直到钢铝时代。现在,人类正在逐步进入新材料时代。这种被称为黑金的材料目前被应用于航空航天、军工等尖端领域的重要零部件,因此被国际上公认为战略材料和技术禁区。然而,江苏一家民营企业却闯入了这一技术禁区。
民企进军碳纤维领域,钱多多变身钱光光
江苏省丹阳市恒神有限公司 9月初,导弹部件的研制到了最关键的阶段。公司研发人员正在与采购单位代表交流一些产品应用的技术细节。作为一家民营企业,他们之所以开发导弹零部件相关的军工产品,是因为他们闯入了一种特殊新材料的生产领域。
恒神股份有限公司董事长钱晶:一般来说,我们会说这是黑金。碳纤维是新一代材料。事实上,它在未来可以取代金属和钢铁。如果你纵观人类整个历史发展就会发现,其实人类的每一个时代都是按照物质来划分的。有石器时代,青铜时代,我们现在是钢铝时代,下一个时代叫碳纤维复合材料时代。

碳纤维是一种含碳量95%以上的新型纤维材料。它“外柔内刚”。它的质量相当于铝金属的二分之一,但强度却是钢的8倍。它耐腐蚀,模量高。量大特点是抗变形能力强,被誉为新材料之王。由于这种特性,碳纤维被广泛应用于航空航天和军事领域。
恒神股份董事长张明:比如在航空航天领域,我们都知道每轻一公斤,它的航程就可以增加100公里,所以如果你想追求更大的航程,也许它需要更轻。
碳纤维无疑具有前所未有的战略价值和商业前景。恒深股份创始人钱云宝在2007年就敏锐地发现了这一点。当时,他创立十多年的恒宝股份年初就在深交所上市。今年的。其主营业务为高端智能产品,尤其是金融服务。钱云宝的事业正处于巅峰。
钱静:我父亲刚进入碳纤维行业的时候,他拥有的只是资本。我记得恒宝上市后,他的财富在丹阳市应该是排第一的。我记得有一家公司叫胡润百富。排名,我记得当时他在全国排名三百多。
这一年,钱云宝雄心勃勃地进军碳纤维领域。然而短短几年时间,他就从钱多多变成了钱广广,胡润财富榜上再也看不到他的名字了。他突然发现自己没有钱,也没有野心,但进入碳纤维领域却很难。因为在国际上,碳纤维属于禁区。

恒深工程技术中心高级专家 沉震:碳纤维复合材料在美国一直是禁运的。不仅是材料,而且技术也被禁运。我可以给你举个例子。两年前有一个商人。 ,从美国买了一公斤T-800碳纤维,结果被当间谍抓了。
有些碳纤维材料是买不到的,从国外引进碳纤维技术和设备更是困难,因为碳纤维是战略材料和前沿技术。那么,只有资金,没有技术、人才和设备的恒神股份该从何入手呢?
恒神股份有限公司董事长钱晶:我国是全球最大的腈纶生产国,我们的原丝实际上是最细的腈纶纤维。于是父亲寻找国内顶尖的腈纶专家,寻找相邻行业的突破口。购买类似功能的设备进行创意改造和整合。

要将从不同行业采购的各种设备改造整合成一条碳纤维生产线并不容易。每根碳纤维丝的直径不到人发丝的五十分之一,每束3000根碳纤维丝之间不会粘连。原丝只是生产碳纤维的第一道工序。他们花了三年的时间反复尝试生产碳纤维原丝。然而,还没来得及庆祝,他们就发现原料丝不合格,而且断了。

如果断丝数量达到一定比例,整个碳纤维产品就可能报废。断丝是由于设备、工艺还是人工操作失误造成的?毕竟他们都没有经验。不仅设备省了,技术工人也都是外行。比如,庞彩萍在碳纤维织造车间用来织布。 100米内允许有一两个缺陷,而军工产品则为零缺陷。 。如此薄的碳纤维原丝,要实现百米内零缺陷,实属不易。

钱静:比如说我们二期炭化,它的线是千吨千吨线。所以如果我们生产12K原丝,每小时需要400捆丝。如果将单根电线连接起来,其总长度约为260万公里。如果我们从地球到月球再返回,则需要三个半往返。
恒神股份碳纤维年产能4000吨。这只是二期碳化车间一小时内生产出的原丝长度。由于这些设备每天24小时运行,原丝断裂的概率非常高,控制难度可想而知。 。断丝控制只是碳纤维生产过程中的一个控制点。对于碳纤维来说,大约有1200到300个控制点。
碳纤维材料的研发历时十年才完成。这个领域的门槛有点高。
生产合格的生丝只是万里长征的第一步。碳纤维有点像水泥楼板。原纤维相当于楼板中的钢筋。为了制作楼板,需要合成沙子、砾石、水泥和其他材料。从原丝到碳纤维制品,中间必须添加一种特殊的材料进行合成。这种特殊材料的技术是其核心。

2011年夏天,恒深创始人钱云宝找到了退休在家的专家沉甄。深圳是复合材料应用领域的顶尖专家。曾翻译被视为行业圣经的《复合材料手册》,还参与了国内另一家碳纤维公司产品的军事应用。当听到恒神股份要发展碳纤维全产业链时,他感到震惊,因为这意味着恒神已悄然进军预浸料领域。
恒神股份工程技术中心高级专家 沈震:说到预浸料,这是以前其他碳纤维厂没有提到过的。我认为这是一个很大的禁忌。由于预浸料是纤维加树脂的原材料,因此飞机制造商使用的原材料必须是纤维加树脂。这是其他碳纤维企业尚未涉足的领域。

该材料主要用于军工产品。在此之前,还没有一家民营企业涉足预浸材料并发展碳纤维全产业链。这不仅意味着更严格的技术壁垒,也意味着更高的门槛。与民用产品标识只关注产品本身不同,进入航空、军工领域的产品还必须对生产过程中的12300个参数全部进行审查和监控,即审查碳纤维生产过程是否正常、稳定。 。此外,由于碳纤维是一种新材料,与常用的钢铁等材料不同,因此仍需经过材料验证。

恒神股份研发生产的各种规格碳纤维产品自2011年7月起陆续达到性能指标要求,其中两项产品入选国防科工局一站式项目分别为2015年和2016年的国防工业。但目前相关产品尚无订单,无法量产。但由于需要验证,恒神集团必须持续生产并不断测试批次稳定性,因此只能继续投资,没有任何经济效益。 ,其鉴定周期比民用产品至少长几倍甚至十几倍。
正是因为这种特殊材料进入特殊领域需要严格且漫长的鉴定周期。自2007年进入碳纤维领域以来的十年间,恒神股份虽然成功研发并生产了多款与国外具有同等强度和性能的碳纤维产品,但始终没有获得利润,其投资和生产必须继续,不能停止。钱晶告诉《经济半小时》记者,他们总共投入了46亿,几乎每天烧掉100万以上。
钱静苦笑之中,带着一丝无奈。他说,他的父亲钱云宝不知所措,甚至产生了动摇的想法。毕竟,民营企业的财力有限。但尽管如此,钱云宝依然坚持,甚至抵押了自己和家人的房产。就这样,恒神股份的碳纤维生产线没有一天停过,技术研发和产品开发也没有一刻停顿。
天道酬勤,钱云宝和恒深人的努力终于在2016年和2017年取得了重大突破。
恒神股份董事长钱晶:我们恒神应该是国内通过、正在做的军民飞机项目最多的公司。我们的材料通过了测试,我国的各种军机项目都通过了。我们目前正在对C919、C929,包括国外民机项目进行验证。也就是说,恒神的材料已经在我们的军工项目和民机项目中成功得到认可。
虽然恒神公司本身还没有盈利,但他们的碳纤维产品一问世,国际市场碳纤维的价格就下跌了。目前的价格仅为原价的10%至15%。
然而,就在这个时候,恒神股份的创始人崩溃了。年仅60岁的钱云宝于今年4月12日因病不幸去世。危机期间,其子钱晶开始执掌恒深股份。

钱晶:化纤行业起步需要十年时间。需要第二个十年才能取得一些成绩。用了第三个十年才说我做的产品好。恒深刚刚走过了第一个十年,我们还有二十年的路要走。
我国盐湖提锂技术领先全球但因成本问题困于实验室
虽然创始人已经去世,公司已经10年没有盈利,但创始人的儿子钱晶表示,为了完成父亲的遗愿,他会坚持下去,坚信他们的碳纤维会在未来的发展中发挥应有的作用。航空航天及其他军事领域。 。在军工领域,最困难的就是新材料的研究。中国航天科技集团公司的唐卫平博士也在研究新材料。他想从青海湖提取锂用于电池,但他遇到的问题同样麻烦。

碳酸锂是制造锂电池的必要原料。从盐湖中提取锂资源是全球许多科学家的梦想,因为地球已探明的锂资源中有60%至70%都蕴藏在盐湖中,但由于提取技术难度大而一直沉睡。
最新数据显示,全球探明锂资源储量约为3978万吨,其中中国储量超过540万吨,位居世界第五。中国85%的锂资源隐藏在盐湖中,开采技术一直没有突破。唐卫平博士多年来在日本从事相关技术研究,直至2010年由中国航天科技集团公司八院811研究所引进,是国家“千人计划”科学家之一计划”。

中国航天科技集团八院811研究所副总工程师唐卫平博士:它的最终产出是电池电极用碳酸锂材料,这是后续以锂离子电池为代表的井喷式发展所必需的电动汽车和能源存储。必须满足一个先决条件。
回国前,唐卫平博士研究了海水提锂技术,这种技术不能直接从盐湖中提锂。开发盐湖提锂技术并不容易。经过数千次实验,唐卫平团队研发出了盐湖提锂技术。并采用自制设备进行小规模生产试验。
在展厅里,记者看到了唐卫平博士的产业发展规划:2013年,启动氯化锰筛选盐湖提锂中试生产; 2017年,建成年产1万吨碳酸锂生产线,实现年产值5亿元; 2025年建成年产20万吨碳酸锂生产线,实现年产值100亿元。然而,现在已经是2017年9月了,不仅年产1万吨碳酸锂生产线只是纸上谈兵,就连计划于2013年建成的盐湖提锂试生产也成为了空中楼阁。

原来,当唐卫平团队在上海进行盐湖提锂技术研发时,国内另外3家公司和机构也在进行盐湖提锂技术研发。其中一处已经实现工业化生产,2016年产能达到六七千吨。不过,唐卫平团队的盐湖提锂技术与其他三个公司不同,提锂效果也有很大差异。
唐卫平:我们实验室的效率可以达到95%、96%。他们行业的效率只有50%左右。所以从这个角度来说,我们在效率上应该领先于他们的技术。大约是两倍。
唐卫平博士表示,他的团队研发的盐湖提锂技术可以与其他公司的技术形成互补,真正榨干湖水中的锂资源。但自2013年该实验室完成中试以来,尚未实施产业化所需的中试。

作为我国航天科技领域顶尖航天动力研究院的技术带头人,唐卫平博士为嫦娥探月任务玉兔号月球车动力系统及多项军事技术研发制定了技术方案。他开发的盐湖提锂技术也处于国际领先水平。为什么蛰伏4年还不能开花结果?
唐卫平:我们在接触企业的时候听到最多的就是成本。与现有的一些技术相比,我们的成本并没有特别明显的优势。从我们航天电源的角度来说,我们的成本其实是没有考虑到的。
盐湖提锂技术在实验室蛰伏了四年,这让唐卫平博士和811所领导深感成本控制的必要性和紧迫性。这是他们下一步研发的新课题。
半小时观察
钱云宝和唐卫平在军工新材料研究过程中都遇到了难以突破的瓶颈。军工产品的门槛很高,新材料的门槛更高。需要反复试验才能广泛应用于军工产品。例如,国外两家知名碳纤维公司在亏损30至40年后才开始盈利。
如果你的信仰不败,你的人生也就不败。钱云宝的儿子钱景和唐卫平博士都表示,选择了正确的道路,就一定要坚持下去。但要想把这条路越走越宽,还得依靠更多的外部力量。军民融合融合了技术,也融合了资源。我们希望我们的节目播出后,对碳纤维和锂提取感兴趣的企业可以关注我们并联系我们,让这两种重要材料尽快得到广泛普及。
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