中冶赛迪电气技术有限公司超级电源研发团队(以下简称“超级电源研发团队”)是一支以研发人员为主体的科技创新团队,目前主要负责为冶金行业研制高效清洁的国产电气装备,确保电能的稳定供应和高效使用。在这支团队中,女性成员占比达到一半,她们以过硬的专业技能和突出的工作能力攻克了一个又一个“卡脖子”难题,充分展现了当代青年与时俱进、自信自立、自强不息的职业风采,成为行业创新发展的中流砥柱。
为短流程炼钢装上“中国最强大脑”
钢铁行业作为碳排放占比较高的行业之一,常常被人们与高污染、高耗能的刻板印象联系在一起。随着环保意识的增强和可持续发展理念的深入人心,改善我国当前炼钢工艺高排放的现状已成为当务之急。实现钢铁工业的低碳、绿色发展,无疑是突破这一瓶颈的必由之路。
2021年2月,我国首个完全自主知识产权的低碳短流程炼钢项目在攀钢集团江油长城特殊钢有限公司落地。超级电源研发团队承接了世界首套IGBT(绝缘栅双极晶体管)柔性直流电弧炉炼钢装备的研发工作。
“我们研发的电炉炼钢技术,就好比用一个超级大的‘电饭煲’来煮饭。与传统炼钢工艺相比,它不仅加热迅速、效率高、操作灵活,还具备低碳环保优势。尤其在高品质特种钢的冶炼方面,这种技术表现优异。我国航天和军用特种钢的重要生产基地对这种先进炼钢装备的需求尤为迫切。”超级电源研发团队负责人孙倩倩向记者介绍道,“然而,这种技术长期被国外垄断,成为制约我国冶金行业安全、绿色发展的重大‘卡脖子’问题。”
为了突破这样的困境,超级电源研发团队结合已有的技术积淀,拿出了“明知山有虎,偏向虎山行”的冲劲。他们从基础研究入手,秉持“大胆假设、小心求证”的理念,开展了一次又一次的仿真分析和实验验证工作,并不断迭代和优化设计方案。
勤勉多岁月,奋斗正当时。团队成员们在“推倒—重建—再推倒—再重建”的反复探索中摸爬滚打,历经无数次的挫折与尝试。新型电源装备的轮廓在图纸上逐渐清晰,一点一点地成型……
“网上曾经流行过一句话——‘你见过凌晨4点的洛杉矶吗?’我虽然没见过凌晨的洛杉矶,但我见过凌晨攀钢401钢厂的样子。”孙倩倩说。那是2021年12月的一天,凌晨6点,她和团队成员们已经在电气房通宵了三个夜晚,终于完成了柔性电源的低压试运行。大家互相加着油、打着气,拖着疲惫的身体踏出厂房。那一刻,天边的第一缕阳光穿透黑暗,照亮了黎明,也照亮了他们心中的希望。
2021年12月30日,搭载我国完全自主知识产权电源的超级电弧炉正式点火热试。整个冶炼过程平稳运行,最终顺利出钢。随着火红的钢水倾泻而出,现场爆发出一阵欢呼:“一次性热试成功!”孙倩倩和队员们激动得热泪盈眶。那一刻,他们200多个日夜的拼搏与坚守终于化作成功的喜悦,所有的疲惫与付出都在这火红的钢水中得到了最好的回报。
这是全球首台采用IGBT电源技术的直流电弧炉。与传统炼钢工艺相比,新装备的投入使用可将冶炼周期缩短近20%,同时,其节能减排效果显著,相当于每年减少约1.6万辆小汽车的碳排放。这一成果不仅为我国短流程炼钢装上了“中国最强大脑”,更一举打破了国外发达国家长达60多年的技术垄断,推动我国在该领域从长期落后迈向国际领先,开启了钢铁行业高效、绿色生产的崭新纪元。
攻克10余项“卡脖子”技术
在引领行业进步的征程中,中冶集团肩负着核心装备国产化的重大使命。对于孙倩倩来说,研制具有我国自主知识产权的核心电气装备,并让其在世界舞台上傲然挺立,始终是她内心深处的梦想与动力源泉,也是她自投身研发工作以来从未改变的初心与使命。
在大型半导体芯片厂,毫秒级的电压波动足以导致设备停机,进而中断生产。一旦发生这种情况,恢复生产至少需要4个小时,而造成的经济损失往往高达数百万美元。在全球范围内,能够为大型半导体芯片厂提供高端供电装备的公司只有两家。因此,国内企业常常因缺乏核心技术而被“卡脖子”,严重制约了我国半导体产业的自主可控发展。
受相关单位委托,超级电源研发团队开启了这种高端供电装备的研发工作。团队组建之初,成员们热情高涨,个个摩拳擦掌、跃跃欲试,满怀信心地准备大干一场。然而,现实很快给他们浇了一盆冷水。由于这种装备采用最新型的飞轮电池作为储能介质,几乎没有现成的资料可供参考,开发难度极大。孙倩倩回忆道:“我印象非常深刻,其中有一项关键技术,实验总是无法通过。我们绞尽脑汁,加班加点地尝试了10多种解决方法,但供电质量依然不合格。”
在经历了70多次失败后的关键时刻,孙倩倩和团队中的几名青年党员顶住压力,主动站了出来。他们果断推翻原有技术路线,提出全新的解决方案。团队成员迅速重振士气,立即投身于实验室,顶着40多摄氏度的高温环境,夜以继日地开展验证工作。就这样,在无数次的尝试与调整后,他们终于攻克了并联均流技术、快速孤岛检测、并离网无缝切换技术等10余项“卡脖子”难题,成功打破国外技术垄断,填补了国内在该领域的技术空白。该产品的成功应用,为全球顶级半导体工厂提供了卓越的电力保护,使其在电压骤降和停电情况下仍能稳定运行,有效避免了因电网电压波动造成的巨大经济损失。
“如今,我们的产品不仅在国内得到广泛应用,更已走出国门,远销海外,让全球用户都能平等地享受到清洁、可靠的电能,为世界高端供电场景保驾护航。”孙倩倩回忆道,“还记得当年开发超级电弧炉时,国外厂商曾嘲讽地说:‘你们搞不定的,还是交给我们来做吧!’然而我们深知,这关乎国家供应链、产业链的安全命脉,绝不能拱手让人!我更明白,这不仅是企业的荣耀,更是国家的形象!”她语气坚定,眼中闪烁着自豪的光芒。
有力保障国家重大装备自主可控
苦学勤悟人才强,千锤百炼方成钢。正是这样一支由10余人组成的研发团队,凭借苦学勤悟、千锤百炼的精神,不断突破技术瓶颈,为国内多家龙头特种钢材生产企业带来了技术变革与创新。他们研发的新技术、新产品,不仅在社会废钢的高效利用领域大放异彩,更凭借先进工艺将废钢转化为特种钢材。这些特种钢材产品细的比头发丝还细,粗的两个人都抱不过来,被广泛应用在关乎国计民生的方方面面,有力地保障了国家重大装备自主可控,实现技术成果转化数亿元,为国家高端制造业的腾飞筑牢了根基。
一代人有一代人的征程,一代人有一代人的使命。孙倩倩说:“没有强大的科技,就没有强大的国家。作为团队带头人,我深知我们科研人员肩头的担子有多重。如今,面对国际复杂的战略安全环境以及国内经济快速发展的需求,我们必须要领跑!以国家战略需求为导向,坚决打赢关键核心技术攻坚战,在强国复兴的道路上,永远做新时代研发的‘铁娘子’!”她表示,超级电源研发团队必将再接再厉、砥砺前行,一如既往地保持工人先锋号常建常新的精神风貌,继续奔跑在科研创新的道路上,为国家科技自立自强贡献更多力量。
人物档案:
中冶赛迪超级电源研发团队致力于为冶金行业研制高效清洁的国产电气装备。团队研发出十余项创新成果,累计获得授权专利30余项。其中,“冶金工业变频调速关键技术研究与装备开发”获中冶集团科学技术奖一等奖,“高可靠性飞轮储能中压UPS(不间断电源)产品研发与产业化”获国际储能创新大赛储能应用创新典范TOP10,“CISDIFlex系列直流电弧炉柔性电源装置” 获北京市金桥工程种子资金、北京市创新工作室创新助推资助、中国创新方法大赛全国总决赛一等奖等。2024年,团队获得北京市工人先锋号荣誉。
□本报记者 孙艳/文 彭程/摄