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恒神:科技賦能新“基因”
發(fā)布時(shí)間:2023-11-27     作者:同黎娜   分享到:

當(dāng)記者再次走進(jìn)江蘇恒神股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“恒神股份”)的車間,從預(yù)氧化到低溫碳化、高溫碳化環(huán)節(jié),高大、整齊排列的各式設(shè)備正在高效運(yùn)轉(zhuǎn),整個(gè)車間一派熱氣騰騰的繁忙景象,與幾年前記者第一次走進(jìn)這里的情景形成很大反差。

乘著國(guó)產(chǎn)碳纖維經(jīng)歷新一輪難得“黃金機(jī)遇期”的東風(fēng),作為行業(yè)龍頭企業(yè)之一的恒神股份從2020年下半年開始步入一個(gè)新發(fā)展階段。恒神股份牢牢堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),緊盯行業(yè)趨勢(shì)、搶占變革先機(jī),推動(dòng)科技創(chuàng)新持續(xù)走深走實(shí),將創(chuàng)新“基因”不斷融入高質(zhì)量發(fā)展“血脈”

幾年來(lái),恒神股份在新產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面有哪些新突破?在應(yīng)用領(lǐng)域拓展,尤其是航空等高價(jià)值應(yīng)用市場(chǎng)拓展方面有哪些進(jìn)展?其擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目榆林恒神的建設(shè)情況如何?公司下一步的整體發(fā)展思路又是什么?

重點(diǎn)碳纖維技術(shù)不斷突破

恒神股份隸屬于陜西煤業(yè)化工集團(tuán),業(yè)務(wù)覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)瞧涞湫吞攸c(diǎn)。其碳纖維年產(chǎn)能為5000噸,織物和預(yù)浸料年產(chǎn)能為1500萬(wàn)平方米,高性能樹脂年產(chǎn)能為1200噸,復(fù)合材料制件年產(chǎn)能為5000噸,而且具有碳纖維復(fù)合材料制件、航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的研發(fā)和生產(chǎn)能力。

公開的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,今年上半年,恒神股份實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入4.39億元。

幾年來(lái),恒神股份在新產(chǎn)品研發(fā)方面不斷突破,重點(diǎn)開發(fā)了HF60(T1100級(jí))、HF55M(M40X級(jí))高性能碳纖維,以及低成本大絲束(50K)碳纖維等新產(chǎn)品。

財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,今年上半年,公司研發(fā)投入共4769萬(wàn)元,同比增長(zhǎng)4%。

尤其值得注意的是,恒神股份在超高強(qiáng)高模碳纖維研發(fā)和工程化方面取得重大突破。

由江蘇恒神股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)工程研究所哈爾濱工業(yè)大學(xué)共同承擔(dān)的“超高強(qiáng)高模碳纖維(HF55M)工程化關(guān)鍵制備技術(shù)”項(xiàng)目近日通過(guò)了由中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為,項(xiàng)目成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

高模碳纖維又稱“石墨纖維”,是一種含碳量在99%以上的高性能碳纖維。這種纖維具有高比模量、熱膨脹系數(shù)小、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是衛(wèi)星和航天器主體結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)和防護(hù)結(jié)構(gòu)等不可替代的關(guān)鍵材料,也是一種性能獨(dú)特的軍民兩用工業(yè)材料。

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恒神的產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天、新興市場(chǎng)和工業(yè)市場(chǎng)。(資料圖片)

“目前,高模碳纖維廣泛應(yīng)用于航空航天、體育器材、民用高端產(chǎn)品等先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是在航天領(lǐng)域,高模碳纖維的市場(chǎng)份額達(dá)到50%左右?!?strong>恒神股份總工程師錢鴻川向記者介紹,“高模碳纖維是航天器各級(jí)結(jié)構(gòu)的核心關(guān)鍵材料,是未來(lái)航天材料發(fā)展的重點(diǎn)?!?/span>

據(jù)介紹,傳統(tǒng)的高強(qiáng)碳纖維具有高拉伸強(qiáng)度和高斷裂延伸率特征,但抵抗變形能力較弱;高模碳纖維則具有高拉伸模量,但強(qiáng)度和斷裂延伸率(0.7%-1.2%)較低。高強(qiáng)高模高韌性碳纖維兼顧以上兩類碳纖維的優(yōu)點(diǎn),具有高拉伸強(qiáng)度、高拉伸模量和高斷裂延伸率(≥1.5%)的特點(diǎn),能夠滿足高模碳纖維應(yīng)用工藝性,提高碳纖維性能利用率,提升復(fù)合材料拉伸性能。

錢鴻川介紹:“這幾年,國(guó)外新型碳纖維的發(fā)展,不再是一味追求超高拉伸強(qiáng)度,而是向著高強(qiáng)度、高模量、高延伸率‘三高’方向發(fā)展,向著與應(yīng)用目標(biāo)契合的方向發(fā)展?!?/span>

“超高強(qiáng)高模碳纖維(HF55M)工程化關(guān)鍵制備技術(shù)”項(xiàng)目開發(fā)了連續(xù)長(zhǎng)周期聚合及高分子量、窄分布聚丙烯腈紡絲原液制備技術(shù),研發(fā)出高溫高濃凝固成型技術(shù),研制出聚丙烯腈纖維預(yù)氧化碳化結(jié)構(gòu)調(diào)控與納米缺陷控制技術(shù)。結(jié)合復(fù)合式電化學(xué)表面處理工藝,形成了完整的超高強(qiáng)高模碳纖維工程化技術(shù)。

恒神股份總經(jīng)理張明表示,公司擁有生產(chǎn)超高強(qiáng)高模HF55M碳纖維的能力。產(chǎn)品經(jīng)第三方檢測(cè),碳纖維拉伸強(qiáng)度≥5800MPa, 碳纖維拉伸模量≥377GPa,斷裂伸長(zhǎng)率≥1.5%。這款產(chǎn)品通過(guò)了多家應(yīng)用單位多批次試用,已實(shí)現(xiàn)批量銷售,能夠滿足未來(lái)國(guó)防及高端裝備領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料性能均衡化的要求。

“國(guó)內(nèi)碳纖維產(chǎn)業(yè)新一輪蓬勃發(fā)展,不僅帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈上游的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,還使企業(yè)紛紛加快了研發(fā)節(jié)奏。”中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所高級(jí)工程師錢鑫表示,隨著碳纖維國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速,將進(jìn)一步促進(jìn)碳纖維及其復(fù)合材料制造技術(shù)的提升,也將促進(jìn)碳纖維全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展

積極拓展高附加值市場(chǎng)

航空領(lǐng)域向來(lái)是全球碳纖維及其復(fù)材企業(yè)重點(diǎn)拓展的高端應(yīng)用市場(chǎng)。面對(duì)近幾年全球市場(chǎng)新競(jìng)爭(zhēng)格局,民用航空領(lǐng)域成為國(guó)產(chǎn)碳纖維龍頭企業(yè)重點(diǎn)拓展的應(yīng)用市場(chǎng)。

隨著國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入新階段,我國(guó)對(duì)先進(jìn)航空零部件自動(dòng)化制造的需求不斷增長(zhǎng),對(duì)自動(dòng)鋪放設(shè)備的需求快速增長(zhǎng)。恒神股份依托全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),圍繞大飛機(jī)、通用飛機(jī)、無(wú)人機(jī)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā),把材料、設(shè)計(jì)、制造一體化的復(fù)合材料開發(fā)和應(yīng)用理念落實(shí)到產(chǎn)品服務(wù)中。

張明介紹,恒神股份目前擁有先進(jìn)的自動(dòng)鋪絲機(jī)、鋪帶機(jī)各一臺(tái)。設(shè)備的引進(jìn),對(duì)于承接民用大飛機(jī)相關(guān)任務(wù)提速提產(chǎn)有較好的支撐,同時(shí),對(duì)材料國(guó)產(chǎn)化推進(jìn)也發(fā)揮了較大作用。“近幾年,公司從材料、制件工作包方面同時(shí)著手,隨著材料項(xiàng)目的進(jìn)展及工作包承接,恒神股份與中國(guó)商飛的合作逐步加深?!?/span>

記者了解到,此前,恒神股份還開展了大飛機(jī)后機(jī)身壓力框、帽型加筋壁板等典型結(jié)構(gòu)部件的試制,預(yù)浸料的復(fù)合材料性能和工藝性均滿足相關(guān)要求。這幾年,恒神股份研發(fā)了高增韌樹脂及其預(yù)浸料、高強(qiáng)中模碳纖維預(yù)浸料等材料體系,以及航空、航天等領(lǐng)域應(yīng)用的系列復(fù)合材料制件等。

“跟隨國(guó)家民機(jī)自主可控發(fā)展戰(zhàn)略,恒神T800級(jí)產(chǎn)品在相關(guān)部件中開始配合國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用。長(zhǎng)遠(yuǎn)看,大飛機(jī)研制過(guò)程中均有典型結(jié)構(gòu)的國(guó)產(chǎn)材料需求,待成熟度提升后,將逐步實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)材國(guó)產(chǎn)化替代?!?strong>張明說(shuō)。

公開的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,上半年,恒神股份高附加值業(yè)務(wù)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)銷售收入1.88億元。

此外,恒神股份在風(fēng)電等市場(chǎng)的應(yīng)用也不斷拓展。

恒神股份副總經(jīng)理潘毅介紹:“公司在風(fēng)電市場(chǎng)主推碳纖維拉擠板和碳纖維織物兩類產(chǎn)品,目前產(chǎn)品批量供應(yīng)給遠(yuǎn)景能源、上海電氣和明陽(yáng)智能三家國(guó)內(nèi)風(fēng)電頭部企業(yè)?!?/span>

總體來(lái)看,恒神股份的產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天、新興市場(chǎng)和工業(yè)市場(chǎng)等。其中,航空航天市場(chǎng)主要包括防務(wù)航空航天及民用航空,新興市場(chǎng)主要包括風(fēng)電、光伏和氫能等,工業(yè)市場(chǎng)主要包括建筑補(bǔ)強(qiáng)、體育休閑等。

“長(zhǎng)期以來(lái),由于碳纖維應(yīng)用技術(shù)開發(fā)難度較高,研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、研發(fā)投入大、生產(chǎn)成本高,造成高端產(chǎn)品價(jià)格昂貴,仍存在大規(guī)模普及的潛力。我國(guó)碳纖維的主要應(yīng)用領(lǐng)域,目前仍然是以體育休閑、風(fēng)電葉片、建筑補(bǔ)強(qiáng)等應(yīng)用標(biāo)模碳纖維的工業(yè)市場(chǎng)為主。包括恒神在內(nèi)的幾家企業(yè)的高端產(chǎn)品,能夠應(yīng)用于民用航空、武器裝備等高附加值領(lǐng)域?!?strong>潘毅表示。

“內(nèi)外兼修”擁抱市場(chǎng)機(jī)遇

伴隨著國(guó)產(chǎn)碳纖維新一輪的規(guī)模擴(kuò)張,多家在技術(shù)、研發(fā)、工藝配套等綜合方面水平領(lǐng)先的龍頭企業(yè)快速擴(kuò)大規(guī)模。恒神股份也在陜西榆林投資建設(shè)了新項(xiàng)目——榆林恒神新材料有限公司。

榆林恒神總經(jīng)理方新軍表示,公司擬在陜西榆林投資建設(shè)2萬(wàn)噸/年高性能碳纖維生產(chǎn)基地,一期一階段項(xiàng)目投資13.2億元(含土地使用權(quán)),后續(xù)規(guī)劃及項(xiàng)目建設(shè)節(jié)奏將根據(jù)市場(chǎng)變化和技術(shù)迭代情況分步、分期實(shí)施。

方新軍表示,榆林恒神項(xiàng)目一期一階段將建兩條生產(chǎn)線,年產(chǎn)能為5000噸,計(jì)劃2024年12月建成,2025年一季度末將具備投產(chǎn)條件,后續(xù)生產(chǎn)線將按市場(chǎng)需求逐步投產(chǎn)。大絲束碳纖維生產(chǎn)線每條年產(chǎn)能為2500噸,主要產(chǎn)品為HF20-50K和HF30-50K,主要面向風(fēng)電、軌道交通等市場(chǎng)。干噴濕紡碳纖維生產(chǎn)線年產(chǎn)能為2500噸,主要產(chǎn)品為HF30T-12K/24K、HF40T-12K/24K,主要面向光伏、氫能和民用航空等市場(chǎng)。

在規(guī)模擴(kuò)張基礎(chǔ)上,恒神股份還將持續(xù)修煉內(nèi)功。

為提高產(chǎn)品性能穩(wěn)定性,公司開發(fā)的PTS追溯系統(tǒng)已上線運(yùn)行,該系統(tǒng)可對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行情況、工藝參數(shù)等建立數(shù)據(jù)庫(kù),能夠進(jìn)行多維度分析,實(shí)現(xiàn)全流程的精確控制。同時(shí),公司積極引進(jìn)技術(shù)人員,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和工藝進(jìn)行優(yōu)化,為產(chǎn)品穩(wěn)定性提供支撐。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)積累和技改創(chuàng)新,公司對(duì)產(chǎn)品工藝全流程的穩(wěn)定性控制水平大幅提升,產(chǎn)品的質(zhì)量合格率和產(chǎn)品性能業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。

潘毅說(shuō):“未來(lái)幾年,我們的發(fā)展重點(diǎn)包括三個(gè)方面:一是通過(guò)工藝和材料創(chuàng)新,鞏固并提升在重點(diǎn)市場(chǎng)的地位,持續(xù)優(yōu)化成本和性能;二是在工業(yè)市場(chǎng)上不斷開發(fā)針對(duì)新應(yīng)用領(lǐng)域的高附加值產(chǎn)品,拓展復(fù)合材料的需求版圖;三是以現(xiàn)有的海外基地作為支點(diǎn),積極開發(fā)復(fù)合材料成熟市場(chǎng)??萍紕?chuàng)新、降本增效、提升質(zhì)量、開拓市場(chǎng),將始終是我們的工作重點(diǎn)?!?/span>

對(duì)于碳纖維的市場(chǎng)發(fā)展前景,潘毅表示:“雖然今年碳纖維價(jià)格處于回歸狀態(tài),但從另一個(gè)角度看,這也有助于加速碳纖維新應(yīng)用市場(chǎng)開發(fā),激發(fā)新需求。而且,碳纖維是一個(gè)不斷迭代的高技術(shù)產(chǎn)業(yè),尤其是在高附加值應(yīng)用領(lǐng)域,高性能碳纖維材料仍然具有優(yōu)勢(shì)。碳纖維及其復(fù)合材料作為一種用途廣泛的新型材料,市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)來(lái)自于存量市場(chǎng)的增長(zhǎng),更重要的是來(lái)自于對(duì)傳統(tǒng)材料的升級(jí)替代,這是一個(gè)有無(wú)窮潛力的市場(chǎng)?!?/span>

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