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做航天石墨密封材料的领跑者

2019-08-20崔梦彦刘少炜

北方人 2019年16期
关键词:密封材料电刷哈尔滨

文/崔梦彦 刘少炜

在我省,能为“长征一号”至“长征七号”及“天宫一号”“天宫二号”“神舟十一号”载人飞船等提供配套材料、助力我国航天事业发展的企业可谓凤毛麟角,哈尔滨电碳厂就是其中的佼佼者。

始建于1956年的哈尔滨电碳厂,是为国家重点高新工程、重大军事装备所需高性能石墨产品科研和生产基地,一直承担着国防工业配套和装备维修用石墨的研制及生产任务。经历了国有企业机制、体制改革、搬迁新址等众多历程,企业始终以做航天石墨密封材料的领跑者为己任,在建设中国特色社会主义新时代的征程中,以前所未有的决心与勇气,着力打造我国航天、航空、国防、交通、机械等工业发展的重要碳石墨制品配套基地,为重振哈碳雄风奋力疾行。

哈尔滨电碳厂是根据国家计划委员会于1955年3月3日批准第一机械工业部制定有关计划任务书,1956年3月18日正式动工兴建,工厂的初步设计、技术设计和施工图是由原苏联电器工业部国家动力工业设计院设计的,为了加快工厂建设速度,在建厂过程中采取了“三边”政策:一边设计、一边施工、一边投入生产。1958年6月28日建成投产,是中国最大最早的电碳制品生产厂。

上世纪60年代初至70年代末,由于原苏联专家撤走,科技交流中断和“文化大革命”的干扰,哈尔滨电碳厂研制工作受到了影响。上世纪90年代,由于多数设备超期服役等原因,企业发展举步维艰。由于设计及年久失修等原因,职工工作环境非常恶劣——夏天似火炉,冬天如冰窖,粉尘满天飞。2006年前,哈碳厂月人均收入低于800元,职工生活非常困难。

是什么让一个有着60多年历史的老企业在经历过辉煌和低谷后又重新焕发了活力?变中求进,只有不断改革创新才能让企业真正活起来。

2014年电碳厂正式搬迁新址,2015年新设备调试运行,2016年新厂正式生产。2016年10月24日,哈碳厂与世界知名企业美尔森集团共同出资组建了合资公司-美尔森哈碳电碳(哈尔滨)有限公司,将碳滑板和铁路电刷技术提升到国际先进水平。如今的电碳厂产品已涉及到航天、航空、国防、交通、机械等多个领域,特别是由电碳厂独家研制和生产的航天石墨材料在我国电碳行业航空领域达到了国内领先水平,填补了国内空白。

改革后的电碳厂发生了很大变化,但一些产品和技术领域还难以突破,如何让企业的短板得以补齐,是摆在企业领导层面前迫切需要解决的问题。

“必须下决心继续加大改革力度,推进企业混合所有制改革!”这是电碳厂领导层达成的共识。2014年掌舵电碳厂还不到一年的陈明礼就主动联系法国美尔森集团洽谈合作事宜。“通过引进美尔森集团技术、管理和资金,结合电碳厂设备、人员优势,打造技术水平先进,制造能力突出的知名企业。”陈明礼说,想法很好,但实际的谈判却很艰难,在不到三年的时间,双方进行了几十轮的谈判,焦点集中在企业人员安排、产品市场划分以及存续企业发展等方面。

最终,在双方的共同努力下,新的公司正式成立,“合资公司中电碳厂的职工占到公司人员的95%,产品市场及存续企业发展问题都得到了合理解决”,说这话时陈明礼十分自豪。

如今新的合资公司已全面进入正常生产、经营状态,双方正在按照合约进行相关资质的转换。在位于哈尔滨市利民开发区的哈尔滨电碳厂有着10万平方米的现代化厂区,较为先进的技术工艺和设备,年产各种碳制品1500余吨的能力,“变中求进,只有不断改革创新才能让企业真正活起来。现在我们职工收入每年都会有15%的增长、企业利润和产值也都在以10%的速度递增。”尝到了国企改革甜头的哈尔滨电碳厂厂长陈明礼信心满满,而这些仅是电碳厂在进行完第一步国企混合所有制改革后释放出来的初期效果。

1986年美国挑战者号航天飞船升空73秒后突然爆炸坠毁,事故源于火箭发动机燃料泄漏。正因为如此,火箭发动机燃料防漏密封材料的性能至关重要。凭借填补国内空白的环形石墨坯料成型技术、100%超细粉石墨材料制备、浸渍增重等独有技术,哈尔滨电碳厂生产的航天碳石墨材料在耐高压、抗氧化、耐磨水准方面达国际水准,在 2800℃~3000℃高温下能发挥正常功能。

相对于火箭升空的几十分钟时间,哈尔滨电碳厂的碳石墨材料每一批产品的生产都是一个漫长的过程:短则半年,长则一年。据介绍,将沥青焦、石油焦、碳黑、石墨等原料混合形成初料,再磨成粉,还要反复经历焙烧、浸渍等环节,然后才进入超2800℃的石墨化炉处理。这个过程中,每个环节都要符合特定的工艺温度控制曲线,有时一个小时温度只能提升1℃,其中仅基料焙烧从装炉加工到出炉的正常工序就需耗时一个月,温度升高速度过快即可造成材料开裂……

哈尔滨电碳厂至今已为国内航天飞行成功研发出三代碳石墨材料:一代材料为上世纪80年代为长征二号火箭发动机配套;二代材料为上世纪90年代的长征三号配套;第三代为不含任何浸渍物的纯碳质石墨密封材料,为液氧/煤油火箭提供配套。每一代材料,在耐高压、抗氧化、耐磨等性能方面都实现了全新提升。为满足更大推力火箭需求,哈电碳厂展开了第四代碳石墨材料研发工作。企业还与湖南大学建立战略合作联盟,计划在电碳材料中引入石墨烯,以全面提升航空航天配套石墨材料性能。

2017年9月,为深化国企改革工作,哈尔滨市公布了首批60户国有出资企业混合所有制改革名单,重点引进非公外部战略投资者,哈尔滨电碳厂作为成功进行首轮混改的国企,自然榜上有名。

新哈碳紧跟武器装备发展步伐,致力于军品研发和生产。以航天航空用石墨、航空电机用电刷、牵引电机电刷、电力机车滑板、高纯石墨和特种石墨、机械用碳和机械密封等为主导产品达8大类140多个品种。先后有20多项产品获得国家、部及省、市优质产品奖。是铁路及航空航天用电刷、电力机车浸金属滑板的指定生产厂家。其中航空航天石墨产品达到国际同类产品水平,航空电机用电刷产品达到国内领先水平,产品质量可靠,性能稳定,可满足军工配套需求。电力机车滑板、高纯石墨和特种石墨、机械用碳和机械密封等产品均可满足市场需求,在市场竞争中占有一席之地

针对航空发动机快速增长的新形势,新哈碳结合军品深加工进一步延伸产业链,从提高科技含量和附加值入手,确定攻关项目。通过在航天航空石墨材料中引入二维石墨烯和三维碳纤维,重点完成低成本高性能特种石墨材料及制品,航空航天石墨密封材料及制品,高性能航空电刷军工领域高端产品的升级换代,使航空航天石墨材料达到国际同类产品先进水平。

一流的产品来自一流的设备与工艺。哈碳拥有数控加工中心、数控珩磨机等碳石墨制品精深加工的先进设备。32室环形连续焙烧炉最高焙烧温度达1400摄氏度,利用计算机群控技术,依靠热传递梯次传递热量,节能最佳。抽屉窑采用PLC控制系统,最高焙烧温度可达1400摄氏度,同时控制温度点达8个,压力自动控制。石墨化炉也采用PLC控制系统,温度可达2800至3000摄氏度。电刷加工采用奥地利半自动加工生产线、十工位自动加工机等,各加工环节全部采用国内外先进的设备与制作工艺。

先进的设备与工艺,离不开雄厚的技术团队的研发与支持。哈碳厂拥有经验丰富的研发团队;与湖南大学签署战略合作协议;与中南大学、航天科工集团四院共同开发航天航空石墨跨代产品。同时,哈碳厂拥有面向社会开放、权威性公共检测的国家电碳制品质量监督检验中心;拥有完整的中试生产线,检测能力、检测设备、仪器水平和测试水平均达到或接近国际先进水平。

哈碳厂还针对航空发动机快速增长的新形势,结合军品深加工进一步延伸产业链,从提高科技含量和附加值入手,确定攻关项目。通过在航天航空石墨材料中引入二维石墨烯和三维碳纤维,重点完成低成本高性能特种石墨材料及制品,航空航天石墨密封材料及制品,高性能航空电刷军工领域高端产品的升级换代,使航空航天石墨材料达到国际同类产品先进水平。

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