從一個裝潤喉糖的小盒里,工程師趙文龍倒出幾個圓珠筆尖。他用鉗子拔下記者的圓珠筆頭,換上新筆頭,畫出流暢的線條?!澳阆纫徊接蒙狭酥袊约涸斓膱A珠筆尖?!壁w文龍告訴記者。
百米外,太原鋼鐵集團的軋鋼車間里,紅熱的不銹鋼柱被擠壓成纖細的鋼條;之后鋼鐵被拉伸成鋼絲;再切削出媒體矚目的國產(chǎn)圓珠筆頭。
2月7日,記者走訪太鋼發(fā)現(xiàn),圓珠筆尖鋼是一個鋼鐵老廠專精一業(yè),厚積薄發(fā)的自然結(jié)果。太鋼工程師聽取用戶反饋,不厭其煩地改進,讓不銹鋼這棵老樹上綻發(fā)新芽。
盡管中國年產(chǎn)圓珠筆380億支,但圓珠筆的鋼材和加工機器都是進口的,大部分利潤都被外國人賺走。這一狀況在全國兩會上被反復提及,最終被看作中國制造業(yè)大而不強的一個縮影?!斑@個事情為什么容易在中國公眾和媒體中引起共鳴呢?”科技部原部長徐冠華曾在2010年一次專題座談會上說,“上至國家領(lǐng)導人,下至剛?cè)雽W的小學生,大家都要用筆。所以談產(chǎn)業(yè)空心化,圓珠筆這個案例是非常合適的。”
為此,科技部資助國家科技支撐計劃重點項目“制筆行業(yè)關(guān)鍵材料及制備技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”,核心目標就是圓珠筆頭國產(chǎn)化?!?011年我們接到了科技部的項目?!眳⑴c研發(fā)的工程師王輝綿說,“由制筆企業(yè)牽頭,太鋼和中科院參與。在這個項目支持下,我們2014年基本搞清了筆尖鋼的秘密。2015年到現(xiàn)在,我們一直在試圖讓筆尖鋼走上生產(chǎn)線,保證它的品質(zhì)和穩(wěn)定性。”
太鋼工程師接到任務后,首先從研究機理著手。
用不銹鋼做圓珠筆尖,可以追溯到50年前的日本。一家日本小企業(yè)研發(fā)的SF20T不銹鋼,是唯一合適的筆尖鋼材料,該企業(yè)長期壟斷供應。
用一般的不銹鋼加工不了圓珠筆頭:筆尖里的孔是鉆出來的,鉆普通鋼材,褪下的螺旋狀鋼屑會堵住孔徑無法繼續(xù)。筆尖鋼沒那么韌,不會掉落螺旋鋼屑。但另一方面,筆頭頂端厚度不到0.4毫米,要切削出有臺階有溝槽的微觀結(jié)構(gòu),達到微米級精度,壓力巨大,筆尖鋼如果太脆就會在刀下開裂。
王輝綿說,研發(fā)筆尖鋼的難度在于,它不能不強韌也不能太強韌,性能區(qū)間很窄。
能化驗得到日本鋼材的大致元素配比,不等于明白該如何煉鋼。一般來說,不銹鋼用的最多的添加劑是碳、硅、錳、磷、硫、鉻,筆尖鋼則用到十幾種元素。如何添加這些元素是行業(yè)秘密,添加方法不對,元素不能均勻分布于整爐鋼水,鋼材就不合格。
“一切資料都沒有,”王輝綿說,“我們用幾十公斤的煉爐開始實驗,成千次地摸索,失敗次數(shù)已記不清了?!?/p>
要做到均勻不容易,鋼水不像一鍋菜湯好攪勻,加入的元素往往聚集不散。每次冶煉之后,要測試上千個數(shù)據(jù),然后分析和調(diào)整。工程師們可以試著將塊狀的料磨成粉吹進去,也可以做成條和絲喂進去,憑借的是多年煉鋼經(jīng)驗。
當初步試驗成功,工程師就使用一二百公斤的煉爐繼續(xù)實驗。然后是1噸規(guī)模的爐子;最終目標是45噸和90噸的大熔爐。從小試到中試,再到試生產(chǎn),每一個環(huán)節(jié)都要靠耐心。目標就是看到電子顯微鏡下分布均勻的晶體,以及合格的延伸率、抗拉強度和硬度。
煉特種鋼是個精細活兒。從原料到筆尖鋼絲,需要50多道工序。趙文龍告訴記者,每一道工序都需要質(zhì)量控制。如果煉鋼有微小的氣泡,鋼絲就有可能在機器上穿孔;盤條軋制時也可能會表面開裂。為了鋼絲外表不受一點刮蹭,他們在吊運鋼絲卷的時候,不能用鋼叉,而是用皮帶;之后還要用木箱包裝。
“用戶告訴我們,他們不需要100分的材料,而是需要表現(xiàn)穩(wěn)定的80分的材料。“趙文龍說,為了這一目標,太鋼還在改進質(zhì)量的控制。
現(xiàn)在太鋼已經(jīng)開始向貝發(fā)等制筆企業(yè)供貨。太鋼送抵用戶的鋼材量從幾噸提升到十噸以上,未來預計能夠?qū)崿F(xiàn)進口替代。進口筆尖鋼材的價格最近已經(jīng)跌了四分之一。
1月份國產(chǎn)圓珠筆尖鋼研制成功的消息火速傳遍全國,甚至連日推漲太鋼不銹的股票,這讓從管理層到基層的太鋼人大為驚喜。
太鋼是中國鋼鐵業(yè)的優(yōu)等生,也是世界最大的不銹鋼生產(chǎn)商。它的生產(chǎn)規(guī)模排在全國20名左右,利潤率卻排在第5名、第6名。建廠以來,它一直憑借特色求發(fā)展,如今也堅持“轉(zhuǎn)型不轉(zhuǎn)行”,注重在不銹鋼上做強內(nèi)功。太鋼工程師們自豪地說,從家里刷鍋的不銹鋼球,到火箭、核電和高鐵用的不銹鋼,都是太鋼的強項。太鋼人很樂意提到:去年港珠澳大橋建成,一個關(guān)鍵就是使用了太鋼生產(chǎn)的不銹鋼外皮螺紋鋼。在此背景下,“圓珠筆尖鋼”被他們看作一個小case。
“或許在大家看來,筆尖鋼這件事很小,但有了筆尖鋼精神,中國制造就能做強?!碧撘晃还芾砣藛T告訴記者。
對此,徐冠華評論說,一些老產(chǎn)業(yè)被說成夕陽產(chǎn)業(yè),實際上充滿了機會和利潤增長點,前提是企業(yè)以創(chuàng)新為目標和利潤來源;具備創(chuàng)新能力的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)并不老,仍然是強國制造業(yè)的基礎(chǔ)。
太鋼研發(fā)能力之所以強,一個原因在于它的工程師勤跑用戶。太鋼有一種雙經(jīng)理制,研發(fā)團隊里有銷售經(jīng)理和生產(chǎn)經(jīng)理,生產(chǎn)經(jīng)理要傾聽用戶的反饋,指導用戶正確使用材料。目前,太鋼有20多個雙經(jīng)理的材料研發(fā)小組,筆尖鋼是其中之一。
“為筆尖鋼的項目,太鋼的工程師跑遍了全國的制筆企業(yè),聽他們的看法。”趙文龍說,“我們辛苦做出的材料常被客戶否定。聽了雖然不舒服,但這是必要的,檢驗我們工作的標準就是客戶需求的滿足度。”
“我一年中大部分時間在外面跑,聽客戶的反饋?!蓖踺x綿說,“有時候,測試出的材料性能數(shù)據(jù)過關(guān),但在客戶那里未必好用。因為你的實驗設(shè)備的測試手段,和客戶實際加工不是一回事?!?/p>
筆尖鋼在制筆企業(yè)初步使用成功后,太鋼的工程師仍做了近百項試驗,調(diào)整鋼材去適應客戶要求。
“國內(nèi)市場是我們的寶貴資源,”徐冠華認為,企業(yè)應當首先關(guān)注市場,發(fā)掘市場新的需求并提出合理方案,借由政府主導的科技項目不能解決長遠問題,最終還是要靠滿足市場需求來實現(xiàn)長期的科技投入。
太鋼職工還告訴記者,為了鼓勵靜心研發(fā),太鋼實行管理和研發(fā)雙渠道晉升體制,保證研發(fā)人員的收入只高不低。他們每年為進口替代研發(fā)項目的技術(shù)人才頒發(fā)了幾千萬元的獎金。
在太鋼車間里,記者體驗了“不同角度連續(xù)不斷書寫800米”的新制筆頭,也看到一批安上國產(chǎn)筆頭的國產(chǎn)品牌圓珠筆。這些筆將被太鋼董事長帶到今年的全國兩會上。