百米外,太原鋼鐵集團的軋鋼車間里,紅熱的不銹鋼柱被擠壓成纖細的鋼條;之后鋼鐵被拉伸成鋼絲;再切削出媒體矚目的國產圓珠筆頭。
2月7日,記者走訪太鋼發現,圓珠筆尖鋼是一個鋼鐵老廠專精一業,厚積薄發的自然結果。太鋼工程師聽取用戶反饋,不厭其煩地改進,讓不銹鋼這棵老樹上綻發新芽。
盡管中國年產圓珠筆380億支,但圓珠筆的鋼材和加工機器都是進口的,大部分利潤都被外國人賺走。這一狀況在全國兩會上被反復提及,最終被看作中國制造業大而不強的一個縮影。“這個事情為什么容易在中國公眾和媒體中引起共鳴呢?”科技部原部長徐冠華曾在2010年一次專題座談會上說,“上至國家領導人,下至剛入學的小學生,大家都要用筆。所以談產業空心化,圓珠筆這個案例是非常合適的。”
為此,科技部資助國家科技支撐計劃重點項目“制筆行業關鍵材料及制備技術研發與產業化”,核心目標就是圓珠筆頭國產化。“2011年我們接到了科技部的項目。”參與研發的工程師王輝綿說,“由制筆企業牽頭,太鋼和中科院參與。在這個項目支持下,我們2014年基本搞清了筆尖鋼的秘密。2015年到現在,我們一直在試圖讓筆尖鋼走上生產線,保證它的品質和穩定性。”
太鋼工程師接到任務后,首先從研究機理著手。
用不銹鋼做圓珠筆尖,可以追溯到50年前的日本。一家日本小企業研發的SF20T不銹鋼,是唯一合適的筆尖鋼材料,該企業長期壟斷供應。
用一般的不銹鋼加工不了圓珠筆頭:筆尖里的孔是鉆出來的,鉆普通鋼材,褪下的螺旋狀鋼屑會堵住孔徑無法繼續。筆尖鋼沒那么韌,不會掉落螺旋鋼屑。但另一方面,筆頭頂端厚度不到0.4毫米,要切削出有臺階有溝槽的微觀結構,達到微米級精度,壓力巨大,筆尖鋼如果太脆就會在刀下開裂。
王輝綿說,研發筆尖鋼的難度在于,它不能不強韌也不能太強韌,性能區間很窄。
能化驗得到日本鋼材的大致元素配比,不等于明白該如何煉鋼。一般來說,不銹鋼用的最多的添加劑是碳、硅、錳、磷、硫、鉻,筆尖鋼則用到十幾種元素。如何添加這些元素是行業秘密,添加方法不對,元素不能均勻分布于整爐鋼水,鋼材就不合格。
“一切資料都沒有,”王輝綿說,“我們用幾十公斤的煉爐開始實驗,成千次地摸索,失敗次數已記不清了。”
要做到均勻不容易,鋼水不像一鍋菜湯好攪勻,加入的元素往往聚集不散。每次冶煉之后,要測試上千個數據,然后分析和調整。工程師們可以試著將塊狀的料磨成粉吹進去,也可以做成條和絲喂進去,憑借的是多年煉鋼經驗。
當初步試驗成功,工程師就使用一二百公斤的煉爐繼續實驗。然后是1噸規模的爐子;最終目標是45噸和90噸的大熔爐。從小試到中試,再到試生產,每一個環節都要靠耐心。目標就是看到電子顯微鏡下分布均勻的晶體,以及合格的延伸率、抗拉強度和硬度。
煉特種鋼是個精細活兒。從原料到筆尖鋼絲,需要50多道工序。趙文龍告訴記者,每一道工序都需要質量控制。如果煉鋼有微小的氣泡,鋼絲就有可能在機器上穿孔;盤條軋制時也可能會表面開裂。為了鋼絲外表不受一點刮蹭,他們在吊運鋼絲卷的時候,不能用鋼叉,而是用皮帶;之后還要用木箱包裝。
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一個小小的圓珠筆珠,中國為何一直無法生產?
大約20天前,李克強總理在太原主持召開鋼鐵煤炭行業化解過剩產能、實現脫困發展座談會,他透露了一個“秘密” :“去年,我們在鋼鐵產量嚴重過剩的情況下,仍然進口了一些特殊品類的高質量鋼材。我們還不具備生產模具鋼的能力,包括圓珠筆頭上的‘圓珠’,目前仍然需要進口。這都需要調整結構。”
如果不是李克強總理說出來,估計好多人真不知道?墒侵袊鳛橐粋“制筆大國”,為什么一個“小小”的圓珠筆筆頭“球珠”卻需要進口呢?
新華社昨天(1月23日)的一篇報道解開了這個秘密。原來,筆頭和墨水是圓珠筆的關鍵,其中筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前,碳化鎢球珠在國內外應用最為廣泛,我國已經具有很好的基礎,不僅可以滿足國內生產需要,還大量供出口。但球座體的生產,無論是設備還是原材料,長期以來都掌握在瑞士、日本等國家手中。
生產一個小小的圓珠筆頭需要二十多道工序,傳統工藝需要分開進行處理加工。為了滿足出口的需求,國內制筆企業開始大量采用瑞士米克朗公司的一體化生產設備,以提高質量和生產效率。
國外生產設備對原材料的要求相對更高,國產不銹鋼線材無法適用,必須依靠日本進口易切削不銹鋼線材。同時,與之相匹配的墨水也要從德國、日本等國家進口。從而形成了我國當前圓珠筆產量第一,但核心材料和設備卻大量依靠進口的“尷尬”局面。
而且,相對于鋼鐵產業,制筆是個體量很小的行業。一家鋼鐵廠一天的產量,可能就夠制筆行業消化一年。對鋼廠而言,這點利潤微不足道的,它沒有動力去搞研發生產,制筆企業也沒有足夠力量,因而依賴進口。
然而這樣的問題,不僅僅在圓珠筆產業上,也是我國制造業很多領域都面臨的問題。
1月4日,李克強在太原主持召開鋼鐵煤炭行業化解過剩產能、實現脫困發展工作座談會,研究部署相關工作。
新華社原稿:《圓珠筆之問:小小“球珠”拷問中國制造》(全文)
新華社北京1月23日新媒體專電 (記者李萌 商意盈 孔祥鑫 馬劍) 三千多家制筆企業、二十余萬從業人口、年產圓珠筆四百多億支……中國已經成為當之無愧的制筆大國,但一連串值得驕傲的數字背后,卻是核心技術和材料高度依賴進口、劣質假冒產品泛濫的尷尬局面,大量的圓珠筆筆頭的“球珠”卻需要進口。
作為世界制造業大國,為何我們卻無法實現一個小小零件的完全自主研發和生產?“圓珠筆之問”更是“中國制造業之問”。近日,記者就這些問題采訪了有關行業和專家。
一個小小“球珠”的“尷尬”
圓珠筆由于易于攜帶、方便耐用,被廣泛的應用到生產、生活中。據中國制筆協會介紹,包括筆芯在內,中國圓珠筆產量已達到400多億支。
“從數量上來看,我們是當之無愧的制筆大國,但還不是制筆強國。”中國制筆協會名譽副理事長陳三元說,雖然我國制筆產業很早就形成了,但在2011年我國啟動核心材料和設備自主研發項目以前,從易切削鋼線材、墨水到加工設備都只能依靠進口。
據介紹,筆頭和墨水是圓珠筆的關鍵,其中筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前,碳化鎢球珠在國內外應用最為廣泛,我國已經具有很好的基礎,不僅可以滿足國內生產需要,還大量供出口。但球座體的生產,無論是設備還是原材料,長期以來都掌握在瑞士、日本等國家手中。
“生產一個小小的圓珠筆頭需要二十多道工序,傳統工藝需要分開進行處理加工。”陳三元說,為了滿足出口的需求,國內制筆企業開始大量采用瑞士米克朗公司的一體化生產設備,以提高質量和生產效率。
據介紹,國外生產設備對原材料的要求相對更高,國產不銹鋼線材無法適用,必須依靠日本進口易切削不銹鋼線材。同時,與之相匹配的墨水也要從德國、日本等國家進口。從而形成了我國當前圓珠筆產量第一,但核心材料和設備卻大量依靠進口的“尷尬”局面。
浙江文鈺制筆廠負責人汪洪富說,用國外的設備和材料生產不銹鋼筆頭,企業成本更高,早在上世紀90年代,進口一臺設備就要400多萬人民幣。這些年制筆行業中,產業鏈低端的利潤空間在不斷降低,壓力也越來越大。
“內力”不足終致“制筆困局”
據介紹,圓珠筆頭的生產對加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。筆頭上不僅有小“球珠”,里面還有五條引導墨水的溝槽,加工精度都要達到千分之一毫米的數量級。
有關專家表示,每一個小小的偏差都會影響筆頭書寫的流暢度和使用壽命,筆尖的開口厚度不到0.1毫米,還要考慮到書寫角度和壓力,球珠與筆頭、墨水溝槽位必須搭配得“天衣無縫”,加工誤差不能超過0.003毫米。
據介紹,1948年,中國第一支國產圓珠筆在上海豐華圓珠筆廠誕生。改革開放以后,在巨大的出口需求帶動下,制筆廠如雨后春筍一般出現。但企業散弱小、缺乏科研平臺、知識產權保護不足等原因,導致行業成長“內力”不足,一直制約著制筆產業技術創新、產業升級的步伐。
浙江光華文化用品有限公司董事長丁樟榮表示,公司曾經研發出一款新筆,“當時剛出來的時候凈利潤6毛8分一支,非常受市場歡迎。但一夜之間,40多家企業都開始生產一模一樣的筆,利潤一下子降到了每支4毛,這款新筆不久就被跟死了”。
據統計,目前全國3000余家制筆企業中,規模較大的企業僅有250余家。制筆行業專家和企業負責人普遍認為,我們國家能自己造出宇宙飛船、原子彈,為什么生產一個小小的圓珠筆頭的“球珠”,鋼材卻要長期依賴進口?不是因為這個技術有多難,而是沒有足夠的動力去研究。
陳三元表示,圓珠筆看似簡單,其實涉及到一個國家制工業的方方面面,墨水研制需要化工業支持,生產設備涉及機械設計制造能力,特殊鋼材則取決于國家鋼鐵產業的科技水平。
“相對于鋼鐵產業,制筆是個體量很小的行業。比如,一家鋼鐵廠一天的產量,可能就夠制筆行業消化一年。”陳三元說,對鋼廠而言,這點利潤微不足道的,它沒有動力去搞研發生產,制筆企業也沒有足夠力量,因而依賴進口。
科技創新打破“進口依賴”困局
據中國制筆協會介紹,2010年底國家有關部門專門組織了調研,并于2011年啟動了“制筆行業關鍵材料及制備技術研發與產業化”項目,國家撥款近6000萬元支持相關科研機構、企業針對中心墨水制造、筆頭不銹鋼線材、加工設備等開展科技攻關。
經過不懈努力,項目于2015年通過“十二五”國家科技支撐計劃驗收,實現了一系列技術突破。長期以來,困擾中國制筆行業的“進口依賴”困局,開始被逐漸扭轉。
陳三元說,我們研制成功易切削不銹鋼線材以后,日本的鋼材供應商立刻將價格從每噸12.5萬元下調到9萬元左右。同時,我們還研制成功了兩臺國產筆頭制造設備,建成了多條墨水、新型結構筆頭的示范生產線。進口墨水的價格和數量也都在下降。
有關專家表示,實際上,萬寶龍、派克等國際知名制筆企業在中國都有代工廠,這證明就工藝水平來說,目前國內一些知名企業的產品不比國外的差。但由于核心技術缺失,我們從生產加工到國際標準制定都缺乏主動權。
在“中國制筆之鄉”浙江省桐廬縣分水鎮,雖然已經經過四十多年的發展,全鎮共有制筆及配套企業739家,圓珠筆年產能已達180多億支,但大部分企業仍然從事產業鏈最低端的加工組裝。
有關專家表示,一個小小圓珠筆的問題,也是我國制造業很多領域都面臨的問題?萍紕撔碌牟椒ゲ荒芡nD,應加大投入完善產學研平臺,我們的制筆技術在提升,國外也在不停進行技術更新,要堅持不懈的追趕超越。
陳三元說,現在雖然已經在易切削鋼線材、墨水等技術實現了突破,但企業接納新技術和設備還需要一個過程,我們正在努力加大新技術的推廣。但擁有了先進技術和設備,要真正制造出國際一流的產品,還需要培養精益求精的“工匠精神”,這都是中國從一個制筆大國走向制筆強國不可缺少的。
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