科技史上的今天 | 2020·8·7我国制造出全球最薄“手撕钢”

明明是一卷钢材，展开后却薄如蝉翼，用手便能轻易撕开……“手撕钢”是一种宽幅超薄不锈钢精密箔材。2020年8月7日，太原钢铁（集团）有限公司（以下简称“太钢”）突破了轧制等工艺的极限，成功研发出厚度仅为0.015毫米的“手撕钢”。这种钢材是目前世界上最宽最薄的不锈钢精密箔材，其轻盈与坚韧并存的特点，使得它在新能源汽车电池制造等领域中大放异彩。

宽幅超薄精密不锈带钢应用广泛

在航空航天、国防、医疗器械、石油化工、精密仪器等领域，有一种超薄精密不锈带钢，以其宽幅和超薄的特性，被广泛使用。这种钢材因为其工艺控制难度大、产品质量要求高，长期以来，其核心制造技术掌握在日本、德国等发达国家手中。我国在很长时间内无法自主生产，只能高价进口，每进口1克都需要花费数百元。

近年来，随着航天、核电、新能源等产业的飞速发展，国内市场对这种超薄精密不锈带钢的需求不断增长。但关键技术的受制于人，使得供需矛盾日益严重。为了打破这一困境，生产出这种厚度仅为普通打印纸1/4的钢材，2016年，太钢精带组建了一支年轻的“手撕钢”攻关团队，这支团队由14名平均年龄仅30岁的成员组成。

团队刚刚成立，就面临了巨大的挑战。要生产“手撕钢”，必须攻克轧制、退火、高等级表面控制、性能控制四大技术难题。在生产过程中，带钢通道的260米长距离是最容易出现问题的地方，抽带断带的情况频繁发生。每次断带都需要花费十几个小时来恢复设备，这让团队成员倍感挫折，有些人甚至开始动摇。

然而，团队负责人鼓励团队成员坚持下去，倡导创新和宽容失败的理念。科研团队明确表示，创新成本不会被考核，每一点进步都会得到及时的激励。这种激励方式极大地激发了科研人员的创新热情，坚定了他们的创新信心。

好钢用在“刀刃”上

经过两年艰苦卓绝的努力，研究团队攻克了数百个设备和工艺难题，进行了711次试验。他们从4万多种轧辊的排列组合中，找到了一种能够生产出厚度仅0.02毫米、宽度达600毫米的不锈钢精密箔材的方法。这一突破性的成果使太钢精带成为全球唯一能够批量生产宽幅超薄不锈钢精密箔材的企业。

2020年8月，团队再次突破极限，成功生产出厚度仅为0.015毫米的“手撕钢”。这种超薄不锈钢箔材可以应用于制造新能源汽车电池，为绿色能源产业提供了关键材料。正是这份坚韧不拔、深耕细作的毅力和精神，让太钢拥有了应对变局的能力和自信，最终实现了转型升级的华丽转身。

国产“手撕钢”的问世，不仅占据了新技术的高地，填补了产业链的空白，而且改变了过去依赖进口的局面，让“高价买”变为“平价造”，彻底解决了“卡脖子”问题。如今，“手撕钢”已经广泛应用于传感器、储能电池等高科技领域。这充分证明了将好钢用在“刀刃”上，以科技创新提高供给质量，是山西太钢乃至中国整个钢铁产业实现超预期增长的重要秘诀。“手撕钢”在技术攻关和标准制定方面的卓越表现，展示了中国制造的硬实力，为全球制造业树立了新的标杆。

0.015毫米，“不断往下探”

0.015毫米的“手撕钢”，是目前世界上最宽、最薄的“手撕钢”。

厚度下降0.005毫米，远不是继续往下“擀”那么简单。在庞大的轧机下，0.015毫米是一个几乎无法感知的存在。“就好像闭着眼睛在高速路上开车。”太钢首席精密箔材工艺工程师廖席解释。但为什么敢做？“因为经过0.02毫米的研发攻关，我们把材料、装备、工艺、技术都吃透了，知道轧制过程中会有什么问题，能不能再往下进行。0.015毫米‘手撕钢’已经实现了量产，在这个基础上，我们还在持续往下探。”

0.02毫米和0.015毫米，相差仅有0.005毫米，这个厚度差异在生活中可以忽略不计。但用在产品中，就能产生巨大差异。廖席举了个例子，如果用来做电池包覆膜，同样体积，0.015毫米材料的电池容量能增加17%。

在太钢精密带钢人眼里，把钢不断做薄，最大的动力还是市场需求。比如，过去许多产品采用的材料是铜箔、铝箔，但同等厚度下，钢箔是它们强度的3-4倍。所以，在保障性能的基础上，钢材可以“从厚度上做文章”。材料薄了，产品就轻了……“轻薄短小”、性能提升，用钢材取代有色金属箔材大有可为。

“轧到这么薄，可以说什么都能看见，灰尘、颗粒、杂质一清二楚。‘手撕钢’的成功研发堪称钢铁行业的小革命。”从业30多年的太钢精密带钢公司党委副书记樊中业说，“0.02毫米只是起点，从这里出发，还有一个不断更新的‘手撕钢’产品系列。”

从0.02毫米到0.015毫米，目前太钢“手撕钢”已经形成了3大类20多个系列品种，拥有不锈钢核心专利30多项。更加直观的，是“手撕钢”的市场表现。

“手撕钢”的天花板级应用

在太钢的实验室里，有一块和手机屏幕大小相当的材料，薄如蝉翼，而且呈半透明状，光线可以轻柔地透过来--让人实在难以置信，这竟然是一片钢材。

原来，这块小小材料的表面密集且均匀分布着超200万个小孔。这些小孔肉眼很难看见，但在200倍显微镜下，一排排整齐的小孔就显形了。据介绍，这是掩膜板用膨胀合金，一种升级版“手撕钢”，是生产OLED柔性屏的主要耗材，广泛应用于智能手机的生产等。

“这就是‘手撕钢’系列里‘天花板’级别的产品了。”廖席说，钢材表面超200万个孔，差一分一毫都不行，而且生产现场不能有蚊虫、震动、尘土……稍有一点瑕疵都不能容忍，几乎是对工艺水平的极限挑战。

研发、对标、试制、反馈、改进……去年4月，这款产品终于实现量产，现已供应到全国多家客户，打破了过去高度依赖进口的局面。对客户而言，“手撕钢”是原材料，要再加工。而客户来自各行各业，这也意味着每一批“手撕钢”产品都是个性化研发定制，要根据不同的客户需求，打造不一样的性能、表面、韧性、板形。

“新产品在新应用中不断提出新指标，推动新材料不断优化，这也大大推动了‘手撕钢’的创新研发。”廖席说，工艺的追求永无止境，没有哪种“手撕钢”产品是完全定型的，创新和研发，一直在路上。

综合自人民网、科普中国