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张国良:圆梦碳纤维“中国造”
文章来源:纺织服装周刊 2018-07-04


改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

  2018年 

  中国迎来了改革开放40周年 

  中纺联会刊《纺织服装周刊》、《中国纺织》 

  联合启动了 

   改变  崛起 • 提升 ” 

  ——中国纺织服装改革开放40年系列宣传报道 

  推出“领军40人”栏目 

  特邀请在改革开放过程中 

  为中国纺织业做出突出贡献的精英代表人物 

  畅谈回顾40年来的探索实践,并展望美好未来 

改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

中复神鹰碳纤维公司董事长张国良 

  在今年1月份召开的2017年度国家科学技术奖励大会上,一个来自连云港的项目格外吸睛。这个“干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化关键技术及应用”项目获得了国家科技进步一等奖。该项目第一完成人、中复神鹰碳纤维公司董事长张国良倾注所有精力,率队攻克种种技术难关,终于实现了碳纤维产业化,打破了国际封锁,为我国经济发展和国家安全做出了卓越的贡献,堪称中国碳纤维产业的改革先锋。 

改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

  “我的梦想,就是做出中国人自己的碳纤维” 

  张国良始终坚守“为祖国争光,为民族争气”的信念,圆了国人40多年碳纤维“中国造”的梦想,建成了国内最大的万吨级碳纤维生产企业,成功实现了碳纤维国产化和产业化,彻底打破了发达国家对国内碳纤维市场的长期垄断,扭转了我国碳纤维完全依赖进口的局面,做出了卓越贡献。

  习近平总书记和时任中共中央总书记胡锦涛都曾经握着张国良的手询问碳纤维的进展情况,并勉励他“一定要把中国的碳纤维做好”。2010年8月,时任国务院副总理的李克强亲赴连云港视察中复神鹰碳纤维有限公司。在张国良的陪同和介绍下,李克强不住地赞叹“不简单,不简单!”在视察行将结束的时候,深知碳纤维重要性的李克强深情地嘱咐张国良:“一定要承担起国家责任!”

  碳纤维进入张国良的视野是2005年3月,作为人大代表的张国良到北京参加全国两会。会议期间,他从几位材料专家那里了解到碳纤维在国内发展的现状。碳纤维是国家安全、武器装备亟需的关键战略物资,掌握这项技术的少数国家长期实行技术封锁和垄断,导致碳纤维在我国市场始终供不应求,严重影响了国家的经济建设和国防发展。

  自从那次两会之后,张国良就萌生了投身碳纤维产业化之路的想法,要改变我国在这一领域受制于人的局面。张国良告诉他拜访的专家们,“我来完成碳纤维产业化。”

  “碳纤维被我们搞材料的称为‘新材料之王’,又俗称‘黑黄金’,足见它的重要性。国内的碳纤维研究虽然也进行了30多年,但基本还局限于实验探索阶段,一直无法实现产业化。”“你不是国内第一个提出要搞碳纤维的企业家,但到现在也没有一个成功的案例。碳纤维技术难度实在太大,有些企业几个亿砸进去了,却连碳纤维原丝的影子都没见着。”“你别小看碳纤维,就这么一根细细的丝,国家投入那么多财力和时间也没搞成产业化。你一个民营企业,不要自不量力。”……在几十趟南下北上的调研中,张国良听到的全是专家们的质疑。

  “作为一个企业家,要有敢于冒风险为国家分忧的责任心!哪怕倾家荡产,也要造出中国人自己的碳纤维!”就算当时没有人理解,张国良依旧如此坚决。

  但重重困难摆在张国良面前:既没有设备参考,也没有相关资料,同时又面临国外的技术封锁,对于碳纤维行业几乎一无所知。他几乎查遍了有关碳纤维的所有信息,记下3000多个主要工艺数据,每天读书十几个小时,中科院山西煤炭化学研究所的贺福教授编著的专业书籍成为了最初攻关路上的指路明灯。他也几乎找遍了国内所有研究过、试验过、接触过碳纤维的人,认真调研、虚心求教。

  2005年9月,张国良将自己效益颇丰的鹰游纺机集团交给职业经理人打理,带着7000多万元现金,以门外汉的身份,一心扑在了碳纤维事业上,在连云港郊外一片长满芦苇的盐碱滩上开始了产业化攻关。9月29日,碳纤维项目正式立项,张国良称之为“九二九工程”。碳纤维攻关的厂房建设和设备安装与调试,几乎在以超常规的速度和时间进行着赛跑。张国良白天在现场与一线的技术人员、操作工一起探讨技术问题,晚上躺在床上梳理思路,凌晨三四点钟醒来不忍心给车间的技术人员打电话,就把自己的太太叫醒,给她讲自己的思路和想法,更主要是再理一遍思路,一早上班好与他们交流……每天都这样重复着。

  在没有国内经验可以借鉴、国外技术又遭封锁的情况下,张国良及其团队完全凭借自己的摸索搭建起年产500吨碳纤维原丝生产线,并且开始试产。这是一个高分子化学反应过程,原料是易燃、易爆的物质,反应过程中如果有稍微的操作或控制不当,严重的就会出现爆炸事故。这个充满希望也充满危险的启动按钮由张国良亲自按下,没有出现想象中最坏的情况,但是试生产的过程也并不成功,问题层出不穷。张国良和技术人员、工人们一起在生产线旁连续吃住了74天,解决了数不清的大小问题,终于生产出了合格的原丝。

  随着生产线规模不断扩大,技术成熟度不断提升,2007年,中复神鹰成功生产出第一批碳纤维;2010年,1000吨T300级碳纤维规模生产,打破了发达国家对国内碳纤维市场的长期垄断。

改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

  永不停步,突破干喷湿纺碳纤维核心技术难题 

  张国良不仅是企业发展的决策者和掌门人,更是企业技术创新的主心骨和领头羊。作为企业科技创新带头人,他带领团队致力于碳纤维的技术进步和产品创新,攻克了一个又一个世界性技术难题,最终站在了2017年度国家科技进步奖一等奖的领奖台上。“我们成功的关键在于创新。在不断创新的路上,我们将永不停步!”张国良坚定地说道。

  我国在湿法碳纤维技术上取得了重要的进展,国际上的碳纤维强国也没有停步放松,他们同期在全力发展干喷湿纺技术。与湿法碳纤维相比,采用干喷湿纺工艺,力学性能大幅提升、生产效率显著提高、能耗大幅较低,成为高性能碳纤维的全新技法。干喷湿纺也是当今碳纤维行业公认的难以突破的纺丝技术,仅有日本Toray和美国Hexcel两家企业掌握,其制备技术及装备一直被垄断和封锁着。

  张国良敏锐地意识到,发展干喷湿纺技术是今后碳纤维的主流。他果断地吹响了向T700以上级碳纤维进军的号角。他深知,通用级T300碳纤维已难以适应航空及新兴工业对高性能碳纤维的需求,干喷湿纺工艺生产的T700以上级碳纤维是现代化国防之急需,是国防尖端设备制造中最重要的新材料,这种新材料在抗变形、耐温差、减轻重量等方面都发挥着至关重要的作用。上天入海、武器装备,都在等着高性能的碳纤维。

  为了尽快突破这一瓶颈,张国良再度亲自挂帅出征。他在碳纤维的探索过程中,不断地学习、吸收和创新,已经把自己硬生生地变成了这个领域里名副其实的专家,对于碳纤维有了更深刻的理解。“中国的新材料要想打一场翻身仗,想在碳纤维产业化的道路上取得关键性突破,除了自主创新之外,没有别的路径可走!我们的创新是要敢于集成创新、敢于跳出书本去创新、敢于从实践中创新。”

  干喷湿纺高度依赖于原液高分子量、窄分布、高均质要求,同时存在高粘度流体纺丝成型、干喷湿纺凝固聚集态控制、结构致密高倍牵伸、均质预氧化等关键技术难题,亟需突破瓶颈,构建自主的干喷湿纺碳纤维技术和装备体系。

  张国良率领团队攻坚克难,勇往直前。他认为,在科学的道路上,有时候就是要打破常规,突破习惯性思维,另辟蹊径,说不定就能找到光明的前景。攻关,攻关,再攻关!自主设计、自主制造、自主安装、自主调试,张国良几乎天天跟工程师们在一起,探讨产品、探讨技术。所有的工程设计、机械设计,每一条设备的安装,每一道工艺的制订,张国良都是直接的决策者和参与者。

  又经过了3年多的艰苦摸索和实验,中复神鹰立足自主创新,终于突破了干喷湿纺碳纤维的核心技术难题,取得了一系列重大科技成果。他们创新开发了大容量聚合与均质化原液制备技术,攻克了高强/中模碳纤维原丝干喷湿纺关键技术,自主研制了PAN纤维快速均质预氧化、碳化集成技术,首次构建了具有自主知识产权的干喷湿纺千吨级高强/百吨级中模碳纤维产业化生产体系。通过工艺和装备的集成创新,实现了高性能碳纤维高效生产,产品达到国际同类产品先进水平,成为我国首个、也是世界上第三个攻克干喷湿纺工艺难题的企业,填补了国内以干喷湿纺工艺为代表的高性能碳纤维生产技术的空白,打破了国外巨头在中国市场的长期垄断。

  干喷湿纺T1000级碳纤维的研发从2015年启动,于2016年实现了中试技术,在此基础上,进行了工程化技术攻关,实现了从试验到百吨级规模化生产的重大突破,在关键技术和核心装备方面具有完全自主知识产权,产品将解决国家对高端材料的急需。2018年,T1000碳纤维工程化取得突破性进展,完全自主研发的百吨级T1000碳纤维生产线实现投产且运行平稳。这标志着我国高性能碳纤维再上一个新台阶,迈入了向更高品质发展的新时代。

  目前中复神鹰已系统掌握了T700、T800千吨级技术和T1000级、M30级、M35级百吨级技术,在国产碳纤维市场的占有率连年达到60%以上,极大促进了我国碳纤维复合材料产业的发展。张国良表示,今后要将国产化贯穿于整条生产线,真正掌握碳纤维生产核心技术,更好地服务于碳纤维及复合材料终端用户。大家使用国产碳纤维,就是对中国碳纤维行业发展的贡献。

改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

  担当使命,创新求变一直在路上 

  中国国产碳纤维经历了12年的艰苦磨砺,张国良也已从年富力强的壮年步入花甲之年。他说,习近平总书记在党的十九大报告中提出“激发和保护企业家精神”,作为一个企业家他深受鼓舞。他表示,企业家精神,最重要的是要有使命感,要始终将企业的命运与国家的命运紧密相连。这一次能够荣获国家科技进步奖一等奖,证明我国的碳纤维产业已经真正进入到了一个新的历史发展阶段,但也将会有更多的难题等着去解决。

  展望碳纤维产业的未来,张国良坦言,碳纤维研究还有广阔的空间,“目前的工艺,只能把碳纤维理论上的性能发挥出很小一部分,将来还能做出性能更好的碳纤维产品,潜力很大。”

  同时,他还表示,现在我国碳纤维产量仍不够高,供应大约只能满足需求的五分之一。未来,首先要不失时机地扩大产量、满足需求,特别是满足国家的重大需求,在保证品质的前提下,量要跟上。

  2017年5月,国产大飞机C919在浦东机场第四跑道成功起飞,标志着我国成为世界上少数可以制造大飞机的国家。据悉,C919使用的12%的复合材料主要是碳纤维复合材料。“目前,我们的碳纤维产品主要应用于航空航天、武器装备、碳芯电缆、建筑加固、压力容器、体育用品、风电叶片、汽车制造等领域。”张国良表示,随着国产大飞机等一大批国之重器成功研制,未来几十年碳纤维的使用量肯定会加大。

  张国良告诉记者,不同品种、性能的碳纤维很多,应用领域广泛,民用航空是碳纤维应用的最高境界,碳纤维是材料领域皇冠上的明珠,要把碳纤维应用到民用航空上,真正把碳纤维普及到民用,这也是今后研究的重点,我们的研究工作是不会停止的。

  “帆欢劲风满,破浪如追奔。”如今,站在行业制高点的张国良将不忘初心,牢记使命,凝心聚力踏上新征程,同时期盼着有更多的年轻人能够和他一道,扛起这一份沉甸甸的国家责任。

改革开放40年|张国良:圆梦碳纤维“中国造”

  中复神鹰研发碳纤维历程 

  2005年9月29日,建设年产220吨碳纤维生产线。

  2007年5月3日,生产线成功生产出第一批碳纤维,并在设备研发中获得5项国家专利。

  2007年10月24日,组建中复神鹰碳纤维有限责任公司,同时拉开了万吨级碳纤维产业化工程的序幕。

  2008年12月3日,万吨级碳纤维产业化工程的一期项目千吨级碳纤维生产线顺利投产。

  2010年,2500吨原丝1000吨T300碳纤维的规模化生产项目通过了国家级鉴定,标志着我国已经实现国产碳纤维的规模化生产,中复神鹰也一跃成为国内规模最大的碳纤维生产企业。

  2012年9月5日,率先在国内打破了聚丙烯腈基高性能碳纤维的生产干喷湿纺工艺,成为我国唯一能工业化生产干喷湿纺SYT45级(相当于T700)碳纤维企业。

  2013年9月23日, “干喷湿纺SYT45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”项目通过国家级鉴定,达到了国内领先、国际同类产品先进水平,成为我国唯一、也是世界上第3个攻克干喷湿纺工艺难题的企业。

  2015年6月20日,“高性能干喷湿纺碳纤维关键技术及千吨级工程化”项目通过国家级验收,国产碳纤维迈向新的进程。9月,达到航空航天产品级别的T800碳纤维实现了批量生产。

  2016年5月,实现了千吨级T800生产线投产,建成了国内首条具有国际先进水平的千吨级规模T700/T800碳纤维生产线,引领国内碳纤维行业进步。

  2018年,完全自主研发的百吨级T1000碳纤维生产线已实现投产且运行平稳,标志着我国高性能碳纤维再上一个新台阶,迈入了向更高品质发展的新时代。

 
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