“如果把发动机和飞控设备比作飞机的心脏和大脑,那么航空超高强度钢制作的起落架就是飞机的‘腿脚’。没有强健腿脚,纵使心脏和大脑再强大,巨人依然站立不起来!”“青年千人计划”学者、南开大学材料学院教授、博士生导师梁嘉杰对科技日报记者说。  在梁嘉杰等材料科学家看来,随着中国大飞机等项目的加速推进,国产航空超高强度钢材的研发制造必须迎头赶上,才能让国产大飞机更稳健地翱翔蓝天。  美国300M是世界主流  “川航客机玻璃脱落迫降,落地时由于超重滑行,轮胎都瘪了,但依然实现了安全着陆,这得益于好的起落架,如果没有好的高强度钢,这种迫降是致命的。”中国民航大学一位学者告诉科技日报记者。  无论起飞还是降落,起落架都是支撑飞机的唯一部件,尤其是在飞机降落阶段,其承载的载荷不仅仅来自机身重量,还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此,起落架的材料强度必须十分优异,一般材料无法满足这一要求,只能依靠特种钢材才行。“频繁的起降滑行,对起落架的材料可靠性提出了近乎严苛的要求,可以说起落架用钢就代表着一个国家超高强度钢的最高水平。”采访中,专家如是说。  在航空业,大飞机是指起飞总重量超过100吨的运输类飞机,包括军用、民用大型运输机和150座以上的干线客机。每架大飞机的起落架用特种高强度钢约15吨。因为国产材料不过关,首架C919下线试飞时,起落架用进口材料制作。  梁嘉杰告诉记者,就目前起落架钢材使用现状来看,美国的300M钢使用范围最广。300M钢是1952年由美国国际镍公司研发,并采用整体锻件制造工艺制造而成,其强度在1900MPa—2100MPa,相当于20000个大气压。迄今为止,美国九成以上军民用飞机起落架材料由300M钢担纲。  必须翻过纯净度这座“山”  “超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金三类,飞机起落架用的钢材,是典型的低合金钢,对‘氢脆’很敏感,真空高温冶炼需要高纯净度。”天津工业大学一位研究金属的教授介绍,钢铁等金属材料原子按照一定的规则排列,被称为晶格,晶格中偶尔有不守秩序的原子会站错队,发生错排的地方称为位错。钢铁冶炼凝固过程中,残留在钢铁内的氢原子会主动寻找位错,向金属中缺陷附近不断集中,到室温时,原子氢在缺陷处结合成分子氢,从而产生巨大的内应力,使金属发生看不见的裂纹,也就是“氢脆”。  “从原子变分子,氢就如同啸聚山林的好汉,聚到一起就会产生很大的破坏力。用于制作起落架的超强度钢最怕这个。”该教授形象地说。而记者了解到,美国飞机部件破坏调查分析表明,起落架多数是由于表面应力腐蚀或疲劳裂纹扩展而导致最后断裂的。  美国的300M钢采用真空热处理技术,避免了渗氢,零件表面光亮,无氧化脱碳、增碳和晶界氧化等缺陷,提高了表面质量。与此形成对比,国内用于制作起落架的国产超强度钢材有时会出现点状缺陷、硫化物夹杂、粗晶、内部裂纹、热处理渗氢等问题,这些问题都与冶炼过程中纯净度不够有关系。  目前,我国的超高强度钢材研制水准与欧洲、俄罗斯相比基本相当或略有优势,但在材料创新基础研究能力,尤其是高纯度熔炼技术方面与美国还有较大差距,存在很大提升空间。  “未来,应该重点关注提升超强度钢纯净度。”中国航发北京航空材料研究院研究员、中国工程院赵振业院士说,纯净度会影响航空器械的“寿命”,也是所有航空超高强度钢的“命门”,是必须要翻越的山。他打比方说,其影响如同我国的气候分水岭秦岭一样明显,翻过秦岭是四川的湿润气候,秦岭以北是陕西的气候。航空器关键构件达到长寿命、高可靠、结构减重,首先要过了纯净度关,然后才能谈抗疲劳性等金属材料的其他特性。  部分技术还停留在实验室阶段  全球航空航天材料市场预计到2022年将达到258亿美元,这是一个快速增长的庞大市场,目前高端新材料基本上被美国和欧洲垄断着。根据测算,我国高温合金行业长期处于供不应求的状态,年市场缺口近1万吨。  一代材料技术,一代航空装备。“在大型飞机结构性关键部件用钢方面,我国整体水平基本上可以满足国防军工、装备制造、国民经济发展要求,但与国际先进水平相比,仍存在较大差距。尤其在航空(航天)用高温合金方面,我国仍处于跟跑阶段。不过客观上讲,我国研制和生产水平与先进国家的差距正在缩短。”中国钢铁研究总院副院长杜挽生说,航空用高纯度单晶高温合金,发达国家已经实现了四代技术的应用量产,而国内只到了第二代,三代、四代技术仍在持续的攻坚中。  今年5月14日上海航展上,宝钢特钢有限公司研制生产的300M超高强度钢露面,这意味着在C919后续机型上,起落架有望在确保安全的前提下实现国产化替代。但有钢铁冶金业内人士告诉记者,大飞机用的超强度钢材完全国产化这一过程还有一段很长的路要走。国内高性能钢铁部分制造技术,尤其是新一代数字化和智能化控轧控冷技术、先进热处理技术、变截面轧制技术、温度梯度轧制技术、高精度轧制技术,我们与美国、日本还有不小的差距,有的还停留在实验室层面,超高强度钢材实现完全国产化,还要加强科研。

作为我国钢铁行业骨干企业之一的马钢集团,巧用善用大数据为企业赋能,助推传统制造业转型升级。《经济参考报》记者近日在采访中了解到,从炼铁高炉管理、线材质量管控、采购成本控制、销售渠道开拓等环节,再到看不见、摸不着的炼铁高炉管理,马钢集团将以往靠经验积累的“跟着感觉走”,转变成为依靠数据分析预警提前研判,把事故隐患消除在萌芽期,企业成本降低、产品质量提升成效明显。对此,有分析人士认为,制造业转型升级是供给侧结构性改革背景下的大课题。马钢模式,不论是对国企改革,还是对整个的制造业升级,都提供了可资借鉴的样板价值。  从“救火队”到“保姆”  大数据攻克高炉“癌症”  “与其被动充当高炉救火队长,我更愿意当好高炉全天候的保姆。”马钢三铁总厂厂长丁晖说,高炉运行失常,被炼铁行业称为“管理之癌”。  经济损失倒逼出我国钢铁行业第一个高炉大数据体检运行模式。据马钢集团高管介绍,2007年至2014年,马钢9座高炉平均每年失常4.5次,铁产量损失210万吨。每次高炉运行失常,动辄造成数以千万元的损失。而且,铁水质量直接影响后续多个工艺环节的品质保障,衍生损失更是难以计数。  马钢股份公司总经理钱海帆说,从2014年5月开始,马钢首次提出高炉大数据日体检理念,将历史数据带入现行体检评分表中测试,经过一年多摸索,马钢确定了48个指标,分不同的权重,反复校验和调整操作参数,初步摸到了炉内状况与数据变化的对应关系,建立了我国钢铁行业第一个高炉日体检运行模式。迄今为止,这一模式已保证马钢全部九座高炉稳定顺行43个月,创造了钢铁行业的新标杆。  B号高炉炉长聂毅说,作为炉长,每当高炉运行失常,忙得焦头烂额,被称为“救火队”。现在,一天24小时对高炉数据监测,时刻关注高炉的数据变化,当某指标偏离了正常范围,就像高炉感冒或者肠胃不适,必须要赶紧找出病因,力争将高炉失常事故隐患消灭在萌芽状态,犹如保姆照顾孩子般细致,现在工人们打趣地称之为“保姆式”服务。  以制度建设、技术进步、管理创新为切入点,马钢优化生产组织、细化过程控制,保持了高炉连续稳定运行的势头,通过降本增效和技术攻关,助推各项生产指标进入全国同类型高炉第一梯队,其中关键指标已名列前茅,为马钢公司提质增效和创新发展奠定了基础。截止到5月21日,马钢公司的A、B两座高炉,分别连续稳定运行1523天和1513天。  大数据助力制造业转型的  “马钢样本”  炼铁高炉的管理模式之变,是马钢公司通过大数据技术实现转型升级的探索之一。据马钢集团公司副总经理蒋育翔介绍,现在,马钢将融入了大数据技术的体检制度,向上延伸至焦化、球团和烧结工序等环节,使日常管理从过去的依赖经验,转为依照数据,各项生产保障由事后调节应对,转变为事先预警控制。  对线材分厂厂长彭进明而言,他最关注的质量指标是表面划伤。每晚睡前,他都查看生产报表,一次次整理数据,对线材表面划伤分类分级,再从生产线的设备磨损到吊装作业使用的材料,每一道工序都一一用大数据分析,寻找原因,找出对策。  “现在我们生产的钢种百余个,规格从改造前的6.5毫米至20毫米拓展到5.5毫米至25毫米。产品规格有了几毫米的新变化,工作量增加了,我们还‘啃’下了线材表面光滑度这个行业中的‘硬骨头’。”彭进明说。  类似的案例还有很多。借助互联网线上平台,马钢实现了供应链、物流、终端服务的流程再造。比如在销售环节,通过利用大数据技术,打通了市场与生产现场这“两大战场”的双向互通和快速响应,让研发、生产、采购、销售等内外部系统的数据链高速流动,使企业能够精准感知市场脉搏,及时决策。过去,进口矿库存需维持在280万吨才能保障生产,现在有了大数据支持,降至110万吨,混匀矿一级品率仍达到100%,达到行业的先进水平。仅此一项,可年减少公司资金占用2.4亿元。  在制造体系高效运行的支撑下,市场销售单元进一步扩大高附加值产品比例,实现双高产品增量、推动产品升级。通过创新营销机制、完善定价策略、拓展销售渠道,开发终端用户、提升直供比,持续提高两头市场趋势研判的准确率,市场部门建立了一个综合国内外市场及行业数据的信息系统,将市场价格预测偏差控制在5%以内,2017年实现两头市场对冲创效37.3亿元,推动马钢由生产型向经营型逐步转变。  新时代需要新工匠  知识产权需加强保护  多个工艺环节的管理模式之变,要求工人的科学素养也必须随之而变。以炼铁高炉为例,以前高炉管理,沿袭的是传统的师傅带徒弟的经验教传方式,转而要求员工懂得用数据说话,以精确的数据思维代替过去经验化的推断。  “2014年之前,几乎每隔一两年炉况失常就会发生。”聂毅说,使用新的管理模式后,高炉稳定运行1500多天。在B高炉核心团队中,12人清一色的是本科以上的学历,基本都是钢铁冶炼专业,其中不少人还有硕士学历,扎实的专业知识素养,加上多年的实践积累,为研发、优化大数据应用提供了支撑。  这些专业知识扎实和实践经验丰富的人才队伍,是马钢集团转型升级的宝贵资源。同时,由于市场竞争激烈,人才争夺战几乎白热化。马钢股份公司总经理钱海帆建议,随着新产品开发力度的加强,技术人才极其短缺,马钢自己培养了一批,市场引进了一批,但面临着人才流失的形势依然严峻,有的企业直接找到马钢的核心技术人才或者管理团队的高管,以2至3倍的待遇挖人。当前国企用工使用的都是标准合同,对企业知识产权的界定以及保护,都已经很难适应新形势的需要,建议有关部门对此调研出台有针对性的措施,切实保护好企业、个人权益。

受生产加快、低基数等因素影响,4月全国规模以上工业企业利润增速大幅反弹,重回20%以上。其中,钢铁、化工、汽车等行业拉动作用明显。  国家统计局27日发布的工业企业财务数据显示,今年1至4月,全国规模以上工业企业利润同比增长15%,增速比1至3月加快3.4个百分点。其中,4月增长21.9%,比3月加快18.8个百分点。  从数据来看,无论是累计增速还是单月增速,工业企业利润增长均明显加快。究其原因,国家统计局工业司何平分析说,主要是生产加快、价格回升、基数较低等多因素影响。  国泰君安证券在研报中指出,4月份,春节对生产的影响全面消退,工业品价格的高基数影响也有所缓解,利润增速回升。从全年来看,随着产业引导基金的投入以及制造业新动能的释放,工业企业利润改善有望延续。  从行业表现来看,钢铁、化工、汽车等行业拉动作用明显。  数据显示,4月份,受产品价格涨幅回升、去年利润基数较低、生产加快、成本下降等影响,黑色金属冶炼和压延加工业利润同比增长2.6倍,3月份则增长20.8%;化学原料和化学制品制造业利润同比增长46.2%,增速比3月份加快41.5个百分点;汽车制造业利润同比增长12.5%,3月份则同比下降9.6%。此外,石油和天然气开采业、非金属矿物制品业等利润增长也明显加快。上述5个行业合计拉动全部规模以上工业企业利润增速加快13.2个百分点。  民生证券认为,未来或加大对制造业投资的支持,基建方面政策也会向重点前沿行业倾斜。预期工业企业利润或结构性改善,应关注中下游企业利润变化。  昨日数据还显示,4月末,规模以上工业企业资产负债率为56.5%,同比降低0.7个百分点。其中,国有控股企业资产负债率为59.5%,同比降低1.5个百分点,国有企业去杠杆成效更为显著。1至4月,规模以上工业企业每百元主营业务收入中的成本费用为92.65元,同比下降0.25元。企业成本及杠杆率的降低都表明供给侧改革成效继续显现,工业经济运行质量继续提高。

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