抗腐蚀,能用百年,中南大学“博士天团”死磕覆层钢筋
抗腐蚀,能用百年,中南大学“博士天团”死磕覆层钢筋
抗腐蚀,能用百年,中南大学“博士天团”死磕覆层钢筋长沙晚报(wǎnbào)全媒体记者 匡小娟
端午节前夕,中南大学机械工程实验室略显冷清,曾磊正(zhèng)拿着金相显微镜(xiǎnwēijìng)观察覆层钢筋的断面——不到1毫米的白色不锈钢外层与碳钢基体之间,是微米级的结合(jiéhé)纹路。曾磊是90后,中南大学机械工程专业博士,同时也是湖南五匠智创(zhìchuàng)科技(kējì)有限公司(简称“五匠智创”)的总经理。
曾磊眼前的这根覆层钢筋,正是五匠智创研发的产品之一。“传统钢筋在海水中十几年就会锈蚀(xiùshí),我们(wǒmen)的产品能(néng)抗住(kàngzhù)百年风浪,在行业内处于‘绝对领先’的地位。”曾磊表示,成绩的背后,是公司的创始团队、中南大学的5位博士用“打铁”精神锻造出的材料革命。
成材(chéngcái)率从20%到95%的“钢铁涅槃”
在跨海大(dà)桥、海港(hǎigǎng)、油田等强腐蚀场景中,涂层类的棒线材存在耐蚀性能容易下降、与混凝土的粘结力不够以及环境污染大等问题。而纯不锈钢钢筋(gāngjīn)每吨高达3.6万元的成本也让施工方头疼不已。
能不能让碳钢(tàngāng)与不锈钢“长”在一起,碳钢作为“基体”,不锈钢覆层(fùcéng)是其“保护壳”?“这样既保留碳钢的(de)力学性能,又获得不锈钢的耐蚀性,同时还能大大降低成本。”曾磊表示,这是(zhèshì)一个世界级难题,“属于摸着石头过河。”
转机出现在2015年冬,当团队在轧机前加装真空加热炉,采用(cǎiyòng)净(jìng)界面处理和等离子(děnglízi)焊接技术制成复合坯料,再经过十几道热连轧工艺成型,两种金属终于在近千度高温下“强行联姻”。“这项突破让复合面结合强度达到(dádào)380MPa,远高于国家标准210MPa。”
技术突破的喜悦很快被新的挑战(tiǎozhàn)笼罩。
“覆层钢筋适用范围广,形状变化多样,对结合技术来说,存在(zài)一定难处(nánchǔ)。”曾磊指着一块“L”字形的槽钢告诉记者,如果突变处覆层不均匀(jūnyún),就很容易在使用中磕碰脱落,形成“漏点”现象(xiànxiàng),从而造成基体碳钢的腐蚀。
曾磊(cénglěi)带着团队优化(yōuhuà)轧辊孔型及形性协同热连轧工艺,通过(tōngguò)18道次轧制调试,让覆层厚度误差控制在±0.1mm。如今实验室陈列着圆形、蝴蝶形等数十种截面样品。这次升级催生了两项行业的国家标准(guójiābiāozhǔn):《钢筋混凝土用热轧碳素钢(tànsùgāng)-不锈钢复合钢筋》《热轧不锈钢复合型钢》。
技术的持续迭代(diédài),让覆层钢筋成材率(lǜ)实现质的飞跃。“2015年时,我们产品的成材率只有20%,这意味着80%的材料变成废料。”曾磊回忆(huíyì),历经“十年磨一剑”的技术升级(jìshùshēngjí),“覆层钢筋的成材率从20%提升至如今的95%。看似(kànshì)简单的数字变化,实则是制造工艺的近百次优化。”
从“实验室打铁匠(tiějiàng)”到“市场绣花人”
长期以来,团队都保持着低头做(zuò)技术的匠心,却一度忽视市场动向。2024年初的一次文献查阅,曾磊发现国外新注册的公司推出了类似覆层钢筋产品,“但其力学性能比(bǐ)我们(wǒmen)低11%,耐蚀性能也(yě)比我们低40%,成本却是我们的1.5倍以上。”
“我们的(de)技术明明领先,为什么要让国外的产品(chǎnpǐn)占领市场?”当晚,团队伙伴们在中南大学机械工程学院的小会议室开了“创业(chuàngyè)动员会”。
“就用长沙的(de)热轧工艺,做中国的覆层钢筋!”曾磊的话铿锵有力,“尽管(jǐnguǎn)当时踌躇满志(chóuchúmǎnzhì),但连公司注册流程都不懂,是中南大学创业中心的老师带着跑了三天政务大厅。”
2024年4月(yuè)22日,曾磊(cénglěi)生日的第二天,五匠智创在岳麓山下正式注册成立。
“于是,我们五个(wǔgè)‘打铁匠’干起(gànqǐ)了‘绣花’的活。”回忆起公司初创的那段时间,曾磊表示,初创公司常面临资金不够、缺乏财务等(děng)专业人才的困境。
起初,团队的伙伴们各个(gègè)都身兼数职。“你看,公司(gōngsī)的官网和宣传视频就是我做的。”作为机械工程的博士,曾磊(cénglěi)在业余自学了代码和视频剪辑(shìpínjiǎnjí),额外担任了公司的“营销总监”;而公司的另(lìng)一位成员庄泽城则自学了财务专业知识,是公司的“财务总监”……但随着公司不断发展,项目越来越多,曾磊也越来越觉得力不从心。
关键时刻,长沙对大学生创新创业“手把手”的一系列(yīxìliè)扶持成(chéng)了五匠智创的“及时雨”。
“目前,我们(wǒmen)已经争取到了湖南大学生创业投资基金,这对我们来说,解决了很大一部分资金问题。”曾磊告诉(gàosù)记者,除此之外,长沙为初创企业搭建了不少路演和(hé)比赛平台。“初创企业不仅能通过展示技术获得投资与合作机会,更能在(zài)与市场和资本的对接中(zhōng)快速打磨商业逻辑。”
从跨海大桥到(dào)极端环境的突围
在中南大学机械工程学院5楼实验室的展架上,摆放着(bǎifàngzhe)不同(bùtóng)规格、不同形状的覆层(fùcéng)钢筋。其中,一段长度约20厘米的覆层钢筋吸引了记者的注意,与其他未经酸洗的钢筋展示品不一样,它通体光亮泛白。
“这是我们从广西龙门大桥项目上取回来的样品,它其实在海里浸泡了4年(nián)多,看不出来吧(ba)?”曾磊自豪地向记者介绍,2021年,覆层钢筋成功应用至广西龙门大桥腐蚀最严重(yánzhòng)的承台外层部位,历经多年却仍然没被(bèi)腐蚀。“我们产品的使用寿命能达到100年。”
同时,在浙江台州玉环大桥的施工报告(bàogào)里,一组数字格外醒目:项目共使用1500吨覆层钢筋,替代纯不锈钢(bùxiùgāng)节省成本(jiéshěngchéngběn)2700多万元。
曾磊表示(biǎoshì),五匠智创的商业版图已经从实验室拓展至(zhì)浙江台州玉环大桥、山东套尔河大桥、广西龙门大桥、安徽泉河大桥、胜利油田(shènglìyóutián)在内的多个国家(guójiā)或省重点项目。“在客户的眼里,我们的技术和低成本就是保证。”
凭借长期(chángqī)的技术积累,如今(rújīn),五匠智创已拥有近10项发明专利、2项软件著作,形成了从复合坯料组坯制备到热连轧成型,再到产品服役方式的完整技术链;除覆层钢筋外(wài),他们还研发出一系列高性能复合材料产品,如覆层盘条、覆层抽油杆(chōuyóugān)、覆层槽钢、覆层接地棒、大马士革钢以及(yǐjí)木纹金等。
谈及公司未来,曾磊的(de)规划清晰且充满实干气息。他坦言:“我们会持续在产品(chǎnpǐn)优化上精耕细作,聚焦海洋工程、石油、电力等极端腐蚀环境领域的技术瓶颈,让产品性能再上一个台阶。”对于木纹金等新材料产品,团队正(zhèng)紧锣密鼓(jǐnluómìgǔ)推进(tuījìn)技术攻关,力争早日实现批量生产与市场化销售,为公司打开更广阔的应用场景。
曾磊的办公桌上,毕业答辩PPT与公司战略规划书并排摆放。他告诉记者,“等答辩完,我会全身心地投入公司的运营和管理(guǎnlǐ)当中。”在这个充满希望的夏日里,曾磊和团队成员又一次投入到实验中,他们让(ràng)世界看到,长沙智造正悄然改写(gǎixiě)着全球高端(gāoduān)材料的竞争格局。
长沙晚报(wǎnbào)全媒体记者 匡小娟
端午节前夕,中南大学机械工程实验室略显冷清,曾磊正(zhèng)拿着金相显微镜(xiǎnwēijìng)观察覆层钢筋的断面——不到1毫米的白色不锈钢外层与碳钢基体之间,是微米级的结合(jiéhé)纹路。曾磊是90后,中南大学机械工程专业博士,同时也是湖南五匠智创(zhìchuàng)科技(kējì)有限公司(简称“五匠智创”)的总经理。
曾磊眼前的这根覆层钢筋,正是五匠智创研发的产品之一。“传统钢筋在海水中十几年就会锈蚀(xiùshí),我们(wǒmen)的产品能(néng)抗住(kàngzhù)百年风浪,在行业内处于‘绝对领先’的地位。”曾磊表示,成绩的背后,是公司的创始团队、中南大学的5位博士用“打铁”精神锻造出的材料革命。
成材(chéngcái)率从20%到95%的“钢铁涅槃”
在跨海大(dà)桥、海港(hǎigǎng)、油田等强腐蚀场景中,涂层类的棒线材存在耐蚀性能容易下降、与混凝土的粘结力不够以及环境污染大等问题。而纯不锈钢钢筋(gāngjīn)每吨高达3.6万元的成本也让施工方头疼不已。
能不能让碳钢(tàngāng)与不锈钢“长”在一起,碳钢作为“基体”,不锈钢覆层(fùcéng)是其“保护壳”?“这样既保留碳钢的(de)力学性能,又获得不锈钢的耐蚀性,同时还能大大降低成本。”曾磊表示,这是(zhèshì)一个世界级难题,“属于摸着石头过河。”
转机出现在2015年冬,当团队在轧机前加装真空加热炉,采用(cǎiyòng)净(jìng)界面处理和等离子(děnglízi)焊接技术制成复合坯料,再经过十几道热连轧工艺成型,两种金属终于在近千度高温下“强行联姻”。“这项突破让复合面结合强度达到(dádào)380MPa,远高于国家标准210MPa。”
技术突破的喜悦很快被新的挑战(tiǎozhàn)笼罩。
“覆层钢筋适用范围广,形状变化多样,对结合技术来说,存在(zài)一定难处(nánchǔ)。”曾磊指着一块“L”字形的槽钢告诉记者,如果突变处覆层不均匀(jūnyún),就很容易在使用中磕碰脱落,形成“漏点”现象(xiànxiàng),从而造成基体碳钢的腐蚀。
曾磊(cénglěi)带着团队优化(yōuhuà)轧辊孔型及形性协同热连轧工艺,通过(tōngguò)18道次轧制调试,让覆层厚度误差控制在±0.1mm。如今实验室陈列着圆形、蝴蝶形等数十种截面样品。这次升级催生了两项行业的国家标准(guójiābiāozhǔn):《钢筋混凝土用热轧碳素钢(tànsùgāng)-不锈钢复合钢筋》《热轧不锈钢复合型钢》。
技术的持续迭代(diédài),让覆层钢筋成材率(lǜ)实现质的飞跃。“2015年时,我们产品的成材率只有20%,这意味着80%的材料变成废料。”曾磊回忆(huíyì),历经“十年磨一剑”的技术升级(jìshùshēngjí),“覆层钢筋的成材率从20%提升至如今的95%。看似(kànshì)简单的数字变化,实则是制造工艺的近百次优化。”
从“实验室打铁匠(tiějiàng)”到“市场绣花人”
长期以来,团队都保持着低头做(zuò)技术的匠心,却一度忽视市场动向。2024年初的一次文献查阅,曾磊发现国外新注册的公司推出了类似覆层钢筋产品,“但其力学性能比(bǐ)我们(wǒmen)低11%,耐蚀性能也(yě)比我们低40%,成本却是我们的1.5倍以上。”
“我们的(de)技术明明领先,为什么要让国外的产品(chǎnpǐn)占领市场?”当晚,团队伙伴们在中南大学机械工程学院的小会议室开了“创业(chuàngyè)动员会”。
“就用长沙的(de)热轧工艺,做中国的覆层钢筋!”曾磊的话铿锵有力,“尽管(jǐnguǎn)当时踌躇满志(chóuchúmǎnzhì),但连公司注册流程都不懂,是中南大学创业中心的老师带着跑了三天政务大厅。”
2024年4月(yuè)22日,曾磊(cénglěi)生日的第二天,五匠智创在岳麓山下正式注册成立。
“于是,我们五个(wǔgè)‘打铁匠’干起(gànqǐ)了‘绣花’的活。”回忆起公司初创的那段时间,曾磊表示,初创公司常面临资金不够、缺乏财务等(děng)专业人才的困境。
起初,团队的伙伴们各个(gègè)都身兼数职。“你看,公司(gōngsī)的官网和宣传视频就是我做的。”作为机械工程的博士,曾磊(cénglěi)在业余自学了代码和视频剪辑(shìpínjiǎnjí),额外担任了公司的“营销总监”;而公司的另(lìng)一位成员庄泽城则自学了财务专业知识,是公司的“财务总监”……但随着公司不断发展,项目越来越多,曾磊也越来越觉得力不从心。
关键时刻,长沙对大学生创新创业“手把手”的一系列(yīxìliè)扶持成(chéng)了五匠智创的“及时雨”。
“目前,我们(wǒmen)已经争取到了湖南大学生创业投资基金,这对我们来说,解决了很大一部分资金问题。”曾磊告诉(gàosù)记者,除此之外,长沙为初创企业搭建了不少路演和(hé)比赛平台。“初创企业不仅能通过展示技术获得投资与合作机会,更能在(zài)与市场和资本的对接中(zhōng)快速打磨商业逻辑。”
从跨海大桥到(dào)极端环境的突围
在中南大学机械工程学院5楼实验室的展架上,摆放着(bǎifàngzhe)不同(bùtóng)规格、不同形状的覆层(fùcéng)钢筋。其中,一段长度约20厘米的覆层钢筋吸引了记者的注意,与其他未经酸洗的钢筋展示品不一样,它通体光亮泛白。
“这是我们从广西龙门大桥项目上取回来的样品,它其实在海里浸泡了4年(nián)多,看不出来吧(ba)?”曾磊自豪地向记者介绍,2021年,覆层钢筋成功应用至广西龙门大桥腐蚀最严重(yánzhòng)的承台外层部位,历经多年却仍然没被(bèi)腐蚀。“我们产品的使用寿命能达到100年。”
同时,在浙江台州玉环大桥的施工报告(bàogào)里,一组数字格外醒目:项目共使用1500吨覆层钢筋,替代纯不锈钢(bùxiùgāng)节省成本(jiéshěngchéngběn)2700多万元。
曾磊表示(biǎoshì),五匠智创的商业版图已经从实验室拓展至(zhì)浙江台州玉环大桥、山东套尔河大桥、广西龙门大桥、安徽泉河大桥、胜利油田(shènglìyóutián)在内的多个国家(guójiā)或省重点项目。“在客户的眼里,我们的技术和低成本就是保证。”
凭借长期(chángqī)的技术积累,如今(rújīn),五匠智创已拥有近10项发明专利、2项软件著作,形成了从复合坯料组坯制备到热连轧成型,再到产品服役方式的完整技术链;除覆层钢筋外(wài),他们还研发出一系列高性能复合材料产品,如覆层盘条、覆层抽油杆(chōuyóugān)、覆层槽钢、覆层接地棒、大马士革钢以及(yǐjí)木纹金等。
谈及公司未来,曾磊的(de)规划清晰且充满实干气息。他坦言:“我们会持续在产品(chǎnpǐn)优化上精耕细作,聚焦海洋工程、石油、电力等极端腐蚀环境领域的技术瓶颈,让产品性能再上一个台阶。”对于木纹金等新材料产品,团队正(zhèng)紧锣密鼓(jǐnluómìgǔ)推进(tuījìn)技术攻关,力争早日实现批量生产与市场化销售,为公司打开更广阔的应用场景。
曾磊的办公桌上,毕业答辩PPT与公司战略规划书并排摆放。他告诉记者,“等答辩完,我会全身心地投入公司的运营和管理(guǎnlǐ)当中。”在这个充满希望的夏日里,曾磊和团队成员又一次投入到实验中,他们让(ràng)世界看到,长沙智造正悄然改写(gǎixiě)着全球高端(gāoduān)材料的竞争格局。


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