山東省四方技術開發集團有限公司成立20年來,在耐磨金屬材料研制應用上取得顯著成就,其秘密就在始終堅持“不在模仿重在創新,不在跟蹤重在跨越,不在大而在精”的發展理念,敢于破除一味模仿跟蹤國外制造技術的迷信做法,勇于原始創新,走前人沒走過的路,采用了完全不同于國內外同類產品的新材料、新工藝,首創了“智能控溫、順序凝固、近終成型”鑄造和完整熱處理、機加工技術,研制出質地均勻、淬透性好、內外硬度一致無落差、耐磨抗裂的新型軋輥,其使用性能和壽命達到和超過進口軋輥,打破了國外先進技術的壟斷,開創了以鑄造代替鍛造生產大型鋼管軋輥的新時代,也繪就了一幅幅難忘的精彩篇章。


一、廢鋼堆里誕生的中國名牌


  四方公司“第一桶金”若有神助。天津鋼管公司引進大批國外的先進設備,矯直機和矯直輥全部采用進口,實現矯直輥國產化是該公司的一大課題,曾委托國內多家軋鋼工模具企業照搬國外材質仿造都未能成功,有的裝機后輥面開裂、輥軸松動,有的甚至裝機前在地面就開裂了。2000年公司剛剛起步,在袁厚之研究員帶領下自主研制一套“以鑄代鍛”新型合金矯直輥送到了現場試用,但由于這種全新的材質和全新的工藝制造的輥子尚無使用先例,并不被用戶看好,將其棄置一旁的廢料倉庫里。直到一天,進口矯直輥庫存斷檔,訂購備件一時難到,整個生產線眼看要陷入癱瘓。此時,有人想起了廢鋼堆里的四方矯直輥。神奇的是這套輥子上機后竟然久久不肯“退休”,既耐磨又抗裂越用越光亮,比進口的還好用。從此,天津鋼管公司信服了袁厚之的創新技術,決定從此放棄依賴進口,全部采用四方新型矯直輥,并將四方公司作為他們信得過的“無庫存免檢供貨商”。


  從此,四方軋輥一炮走紅,“以鑄代鍛”新型軋輥名聲大振,被市場廣泛認可,訂單應接不暇,包括上海寶鋼等國內80%以上的大型鋼管廠和國內新上的無縫鋼管機組均采用了四方新型軋輥。



二、異軍突起的四方軋輥


  軋鋼技術始祖來自德國等發達國家,以輥軋為特征的高效軋鋼技術已歷經百年,軋輥等工模具是軋鋼生產中最主要的零部件,可以說,沒有好的軋輥,就生產不出好的鋼材。軋制鋼管的軋輥是異形輥,國內外教科書上所選材質是D2、X155CrVMo121、SKD11等這樣一些極高品質的合金鍛造工具鋼,這種軋鋼是在極其嚴格真空冶煉條件下熔煉的高純度鋼錠再經過鍛打、機加工及熱處理而成。我國因熔煉設備等條件的限制,很難得到高純度的合金鋼錠。同時,由于軋輥材質的高合金化,給鍛造帶來了很大困難。因此,高端鋼管軋輥技術一直被美國、德國、日本等發達國家所壟斷,國內模仿國外技術所制造的軋輥在使用中很容易出現開裂、掉肉、粘鋼、不耐磨等問題,使用壽命遠遠不及進口軋輥。一個時期以來,雖然我國鋼管軋機裝備水平已居世界前列,技術水平也達到國際先進水平,但鋼管軋輥制造仍落后于軋鋼行業的發展,高檔次軋輥等工模具長期依靠進口。


  跟鐵疙瘩打了半輩子交道的袁厚之深知軋輥的秉性,他認為,任何材料都不是萬能的,關鍵在于適合工況。一味照貓畫虎的模仿國外做法是沒有出路的,只有另辟蹊徑,根據我們現有的條件找到不同于傳統制造方法,才能真正實現替代進口。為此,他創建了四方公司,要把自己的想法盡快變成現實,堅信憑借著多年的技術沉淀,定能打破外國的技術壁壘。他帶領公司大膽創新,采用了完全不同于國內外同類產品的新材料和新工藝,一舉開創了“以鑄造代替鍛造”制造鋼管軋輥的新時代。


  “以鑄代鍛”做軋輥看似簡單實則做到很難。內行人都知道,用合金材料鑄造組織致密、無縮松瑕疵的異型輥坯是世界性難題,在技術上還是空白。在袁厚之的主導下,公司研制的“智能控溫、順序凝固、近終成型”鑄造技術取得成功,再通過特殊熱處理和機械加工,得到一種質地均勻、淬透性好、內外硬度一致無落差、耐磨抗裂的新型軋輥,使用性能和壽命達到和超過進口軋輥,成為國內唯一可與美國、德國、日本等國最高檔次鍛鋼軋輥相媲美的鋼管軋輥。這種新型軋輥由于實現了毛坯鑄造近終成型,免除了過去需要多次燒煉鍛打的過程,制造過程可節能70%、節材40%,既實現了綠色制造,又大幅度降


  低了生產成本,這一被業界譽為真正原始創新的技術,打破了國外同行的壟斷,也改寫了以往教科書對異型軋輥選材的局限,不僅替代了進口,而且出口德國、美國、韓國、印度等二十幾個國家。這項創新榮獲中國治金科學技術二等獎,山東省科技進步二等獎和濟南市技術發明一等獎,列入了國家火炬計劃和國家重點新產品計劃。該技術獲得13項發明專利、4項實用新型專利及1項德國專利授權和1項美國專利受理,其中,1項發明專利獲得2015年第十七屆中國專利優秀獎,1項發明專利獲得2017年山東省第二屆發明專利一等獎。作為本領域技術創新領軍企業,公司主持編制的國家標準《焊接鋼管軋輥》和行業標準《冷彎型鋼軋輥》已發布實施。袁厚之原創技術所歸納總結形成的數十篇權威性的論文在國內外專業雜志上發表。



三、勇于創新是企業發展的不竭動力


  尊崇“不在模仿、重在創新,不在跟蹤、重在跨越”的發展理念,山東四方在耐磨、耐熱金屬新材料領域形成了較強的研發能力和生產實力,擁有多項自主創新、自主知識產權、自主品牌和達到國際先進水平的新技術、新產品。


  世界鋼管矯直機制造龍頭企業國外某公司,素以技術先進、精確耐用而聞名全球,在我國所引進矯直機中占有相當份額。前幾年,寶鋼新上一批進口矯直機全部由這家國外公司中標,隨矯直機帶來的一大批進口矯直輥,使用中陸續出現大批裂輥問題。寶鋼提出索賠,要求該供貨商購買山東四方的矯直輥用來賠償。


  過去,山東四方曾有意向這家國外公司伸出橄欖枝,尋求雙方在耐磨工模具配套方面開展合作,但-對方不屑一顧。這次他們主動上門,多次到四方公司考察,最終訂購了山東四方的矯直輥賠付寶鋼。一次交往成就了雙方真誠的信賴與合作,一個雙贏的舞臺就此拉開帷幕。


  2005年,寶鋼型鋼有限公司新投產了一條國內最大的排輥成型500毫米方矩管生產線,但是軋輥短時間就損壞了。排輥成型,軋輥是關鍵,軋輥表面損壞直接影響產品表面質量。他們找到四方公司要求以最快的速度趕制一批高鉻輥替代。袁厚之帶領公司員工爭分奪秒趕工期,僅用了40天就生產出5支高鉻輥將機組上損壞嚴重的輥子置換下來,經試用取得了很好的效果。隨后又趕制了一批,將機組上其他軋輥全部換下。到目前,這些軋輥仍在服役中。


  目前,山東四方成套軋輥已遠銷美國、德國、印度、韓國、泰國、以色列、哈薩克斯坦、南非、烏克蘭、俄羅斯等國家,實現了“中國創造”的夢想。



四、大膽創新打破國外技術壁壘


  軋輥是ERW焊管(直縫高頻電阻焊管)、冷彎型鋼生產中最主要的工模具,直接影響鋼管、型鋼的質量和產量。由于技術水平的局限,我國生產的鍛鋼軋輥耐磨、耐激冷激熱性能差,無法適應進口機組的要求,大型ERW焊管生產線上的軋輥只能依賴進口,年消耗外匯上億美元。


  在矯直輥上已實現突破的山東四方堅信,他們的技術能打破這一“壁壘”。袁厚之認為,任何材料都不是萬能的,關鍵在于適合工況。他們拋棄了模仿跟蹤的做法,大膽創新,采用了完全不同于國內外同類產品的新材料、新工藝,開創了以鑄造代替鍛造生產大型焊管軋輥的新時代。


  以鑄代鍛說起來容易做起來難,用高鉻合金材料鑄造組織致密、無縮松瑕疵的異型輥坯是世界性難題,在技術上還是空白。在袁厚之的帶領下,山東四方研制的“智能控溫、順序凝固、近終成型”鑄造技術取得成功,再通過特殊熱處理,得到一種質地均勻、淬透性好、內外硬度一致無落差、耐磨抗裂的新型軋輥,使用性能和壽命達到和超過進口軋輥。榮獲中國冶金科學技術二等獎、山東省科技進步二等獎和濟南市技術發明一等獎,并被列入國家火炬計劃。被業界譽為真正原始創新的這一技術,打破了國外同行的壟斷,以往教科書異型軋輥選材的局限也被改寫。



五、中國小企業牽手世界行業大佬


  2014年3月18日,來自德國西馬克-梅爾公司(SMS Meer)的采購副總裁海森勒克先生與山東省四方技術開發有限公司(以下簡稱山東四方)總經理袁厚之兩手緊緊握在一起,一筆包括9套ERW焊管軋輥的大額出口訂單在濟南簽訂生效。這是繼三個月前德國客戶試探性訂貨,經發往國外嚴格檢測和上機試驗確認后,德國公司專程前來濟南大批訂貨。袁厚之對此一句評價是:我們民營小企業的技術也能被德國人看好,自主技術換國際市場終于夢想成真。


  西馬克公司是國際著名的冶金設備制造廠商,從事金屬加工機械設備的開發研制、設計和生產已有200年的歷史,客戶遍布全球。本次向山東四方訂購的該批軋輥將配套于他們為俄羅斯國家天然氣公司設計的焊管軋機生產線,意味著山東四方自主創新“以鑄代鍛”焊管軋輥得到世界最高權威的認定,與以歐美為代表的高端鍛造軋輥比肩在國際市場成功推廣應用,為“中國創造”“山東品牌”產品進軍國際市場打開大門。


  ERW直縫焊管軋輥等軋管用輥對耐磨、耐沖擊、耐激冷激熱等性能具有極高的要求,過去業界全部采用鍛造方法生產,制造技術一直由歐美國家壟斷,國內仿制多年均不能成功。山東四方摒棄模仿和復制的做法,首創了新型合金材料和智能控溫、順序凝固、近終成型鑄造新工藝,攻克了合金材料異型軋輥鑄造成型的世界性難題,開創了“以鑄代鍛”生產鋼管軋輥的時代。經天津鋼管等國內企業試用,使用壽命超過進口軋輥,是國產鍛造軋輥的2~3倍,進而迅速推廣到寶鋼等國內主要鋼管和冷彎型鋼生產企業。該產品獲12項發明和4項實用新型專利,被中國鋼管分會評為“世界上最好的軋輥”,列入國家火炬計劃,通過“國家級重點新產品”及“山東省名牌產品”認定。2013年山東四方還承擔了《焊管軋輥》國家標準和《冷彎型鋼軋輥》行業標準的組織編寫任務。公司始終堅持自主創新,用全新的材料和制造方法,生產出世界上最大的鋼管矯直輥和焊管及冷彎型鋼軋輥,尤其是不銹鋼焊管軋輥,是國內唯一可與美國、德國、日本等國家最高檔次的鍛鋼軋輥相媲美的鑄造軋輥,國內市場覆蓋面已達80%,不僅可替代進口,還出口德國、美國、韓國、印度等二十多個國家,出口比例達到30%以上。正是這些成就對西馬克產生了磁力般吸引。



六、現場的問題就是公司的研發課題


  以鷹一般敏銳視覺面向生產一線尋找課題,脫胎于山東省冶金科學研究院的袁厚之團隊,始終保持著科研院所的傳統。


  天津鋼管公司還原鐵廠投產初期,回轉窯密封環、密封葉片和二次風管故障一度成為企業的心病,回轉窯進、出料端口是美國設計的柔性密封裝置,這批由特種材料制成的密封環、密封葉片亟須更新,在國內找不到生產廠家,進口的又聯系不上;回轉窯上裝有10支兩米多長、兩噸多重、結構復雜的二次風管也因高熱高壓、激冷激熱惡劣工況不時斷裂,常常被迫停窯,影響作業率。


  山東四方聞訊主動上門幫忙,他們扎扎實實地蹲現場,吃透了實際工況,找準了問題的關鍵所在。在篩選多個方案后采用了不同于美國產品的全新材料和制造方法,制成了新型耐磨密封環、耐磨密封葉片和風管,試車一次成功。其價格僅是進口的10%,使用壽命大大超過進口產品,徹底解決了影響生產的難題,作業率大大提高。與此同時,山東四方又創出一個專利新產品。


  一個個技術難題就這樣迎刃而解,山東四方以其鷹般的堅韌和敏銳,豐滿了自己的羽翼,同時確立了其在業界的地位和威信。



七、產品好更要服務好


  面對冶金行業市場疲軟、裝備企業競爭激烈的外部環境,山東四方認識到:光有好的產品還不夠,還要有好的服務,賣產品更要賣服務,產品質量好服務佳才是真功夫!他們不是等產品有了質量問題才有服務,而是設身處地地為用戶排憂解難,用增值服務為企業創造價值,不但提升了公司信譽,而且鞏固了與用戶的合作關系。


  在用戶現場,時有的矯直輥因竄軸而造成早期報廢的情況,操作工人感慨心痛和無奈。說者無心聽者有意。山東四方客服人員經過細心勘查,發現發生竄軸的機組都存在正反雙向矯直的操作,而原設計是單向工作,輥皮安裝只設計了一端止退,遇到這種雙向反復矯直時就難免出現竄軸。癥結找到了,山東四方主動提議免費為這些客戶設計防竄裝置,用戶欣然接受。


  2010年初正值西南某鋼管廠生產旺季,生產線上一批矯直輥需要維修更換,但好端端的軸承就是拆不下來,只能用割槍廢掉,著實讓人心痛。山東四方聞訊派人專程趕往現場,傳授了油壓拆卸技術,輕松搞定了這一難題,一套套軸承被完好的保留下來,為用戶節省了成本和工時。


  多年來,山東四方售后服務堅持:對待客戶要熱心、遇到問題要耐心、現場勘察要細心、處理異議要迅速地“三心一速”原則。他們是這樣說的,也是這樣做的。


  用實力奠定地位,用真誠鑄就信賴。山東四方正在領跑鋼管軋輥的發展新方向,為創造我國民族自主品牌,立于世界高端軋輥之林而奮斗。



八、創新創業永不止步


  面對接踵而來的各種榮譽和成就,袁厚之想到更多的是責任。軋輥行業在我國的發展現在還不盡如人意,國內總體的技術水平還落后于發達國家。袁厚之作為行業內有名的軋輥專家,深感責任重大。作為國內首創運用“以鑄代鍛”方法開發高品質合金軋輥的企業,他覺得有必要為行業發展多做貢獻。為此,在中國產學研合作促進會的支持指導下,2013年,袁厚之主動發起構建了“中國鋼管和冷彎型鋼工模具產業技術創新戰略聯盟”,聯合東北大學、北京科大、山東大學、安徽工大、新冶高科技集團、冶金規劃研究院、機械科學研究院、寶鋼研究院、寶鋼集團、天津鋼管、攀成鋼、衡陽華菱、湖北新冶鋼、包鋼鋼管、鞍鋼鋼管等國內20多家從事鋼管和冷彎型鋼工模具研發及應用的主流企業、大學、科研機構加入聯盟。并有股國茂院士、王國棟院士、陳蘊博院士等國內外一批知名科技專家、學者組成聯盟專家委員會。聯盟推舉袁厚之擔任首屆理事長。


  作為學者型企業家的袁厚之深知象牙塔里搞創新的難處,他不惜精力財力構建該聯盟,目的是為了進一步整合整個產業鏈的創新力量,以“用”為目標,“產、學、研”配合,形成產、學、研、用合力,在鋼管和冷彎型鋼工模具產業前沿領域聯合攻關、協同創新,推進科技成果轉化,促進聯盟單位共同發展,提升國內制造鋼管及冷彎型鋼用工模具產業的整體創新能力和產業水平,創造知名民族品牌,使我國早日立于世界高端工模具之林,為我國成為鋼鐵強國做出貢獻。


  該聯盟沒有成為繡花枕頭,合作成果很快凸顯出來,較有代表意義的案例是四方公司與上海寶鋼聯合開發的國產新型UOE焊管用預彎邊模具。


“UOE直縫埋弧焊管”是大口徑、高強度、高韌性鋼管,主要用于穿越工業交通密集地區、河流地段、大落差地段或地震區以及海底管線油氣輸送等重要管道設施。寶鋼UOE生產線是德國設計制造、我國唯一引進的一套生產設備,在俄羅斯天然氣輸入建設工程上發揮著舉足輕重的作用。


“預彎邊上下模”是UOE鋼管生產線的主要大型壓力模具之一,承受數千噸壓力。多年來,寶鋼一直采用德國進口的鍛造合金工具鋼模具,不但采購流程煩瑣、供貨周期長,而且價格昂貴、企業負擔沉重。而遍尋國內尚無一家企業能夠配套供應,寶鋼國產化的目標探索了五年未能實現。“聯盟”成立后,袁厚之毅然接手這項攻關任務,承諾100天內用新材料和新工藝研制出與進口相媲美的模具。


  袁厚之經過分析認為,進口模具為德國X155CrVMo121類冷作模具鋼鍛造而成,其冶煉純凈度要求高,是采用電爐和真空精煉及電渣重熔制獲得鍛坯;該鋼種可鍛溫區較窄,需經多次反復加熱鍛造;該種6m長的大型鍛件很難形成模鍛,而且拔長容易鐓粗難,易造成力學性能各向異性。同時,由于國外供應商對自身知識產權的保護,很難得到有價值的制造細節,甚至連結構圖紙都沒有。因此,以往一些試著采用鍛造模具鋼仿制的廠家,因工藝復雜、加工難度大、能耗高、材料利用率低、成本高而均告失敗。


  對此,袁厚之及其團隊結合自己多年來在鋼管工模具制造領域取得的豐富經驗,否定了跟蹤模仿國外鍛造方法,制定了獨樹一幟的“以儔代鍛”制造方案。首先,為預彎邊機模具精心設計了合金材料成分,力求在適合其服役條件下,有效地提高硬度、韌性、耐磨性和淬透性以及鑄造性能。同時,鑄造成型工藝是保證模具制造質量的關鍵環節,他們特別為長大件設計的鑄造成型工藝和裝備,保證純凈鋼水均勻快速充型、順序凝固、近終成型,有效控制了枝晶的破碎并均勻分布于合金中形成形核核心,保證鑄件產生細小、均勻和等軸的晶粒,并有效減少和避免偏析、縮松等鑄造缺陷,從而獲得了高質量的模具鑄坯。經后續精密加工及熱處理,這套新型UOE焊管用預彎邊模具從測繪到交付僅用3個月時間就如期完成。新型模具經過無損探傷,表面及近表面無裂紋性缺陷,制造精度、理化性能均符合要求。上機試用各項質量指標、表面質量、彎邊壓延等均符合要求,其耐磨性、強韌性和使用壽命達到或超過進口模具,采購價格和生產周期均只有進口模具的1/4,性價比十分優越。


  聯盟成員之間還有一批合作創新項目陸續順利完成,達到了服務行業、共同受益的目的。例如:為德國引進的當今世界最大口徑無縫鋼管熱軋ф720mm機組開發的新型導板,解決了軋制高端合金鋼管時導板開裂和粘鋼問題,保證了厚壁大口徑合金鋼管表面光亮無劃傷,使用壽命達到原材質導板的兩倍以上,制造成本顯著低于進口導板;開發的一種軋制超級13Cr鋼管的新型導板,粘鋼和斷裂問題得到顯著改善,過鋼量比原來的高鎳導板提高5倍以上。


  聯盟以企業發展需求和各方的共同利益為基礎,以提升產業技術創新能力為目標,以行業上中下游內在需求為動力,通過整合行業力量,共享社會資源,高點起步、同心協作、優勢互補、激勵創新,逐步走出了自己的成長路子。中國產學研合作促進會授予該聯盟“2013年度中國產學研合作創新獎”“產學研合作成果獎”“中國產學研合作創新示范企業”“中國產學研合作工匠精神獎”等多項榮譽。聯盟創新發展還得到政府的鼓勵,在申報山東省創新專項中,山東四方從500多個項目中脫穎而出,成為100個人選項目中佼佼者,政府給予先導資金和兩年貸款貼息支持。


  隨著中國鋼鐵工業的迅猛發展,我國的軋輥行業也得到了長足的進步,但目前國內軋輥生產廠家眾多、規模小、品質低、品牌多,市場競爭風起云涌,如何在激烈的市場競爭中保持不敗的業績,繼續做大做強企業?這是袁總近年來思索最多的問題。如果說,在第一輪發展中,他是以“不服輸”的精神獲勝,那么在新一輪的發展中公司核心競爭力如何體現?“與時俱進”是袁厚之在其企業發展過程中不斷追求的目標,他對創新有著自己獨特的見解:他將科技開發、創新能力及領頭人的把舵能力作為企業核心競爭力,今后公司的發展方向就是要繼續走技術創新的專業化發展道路,作為一個專家帶頭人,帶領團隊開啟第三次創業,一定要用自主創新和核心技術,在市場上有立足之地,在行業上在歷史上留下重彩一筆,把我國制造的高品質軋輥聲譽覆蓋到全世界。





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