吹尽狂沙始到金



——7414厂铜箔装备阴极辊发展记（完整版）


口述人：陈辉（退休高级工程师、7414工厂旋压中心原主任）
执笔整理：郭建华


一个人只有知道从哪里来，到哪里去，才能走得久远。企业亦然。


一、联合旋制钛筒，迈出决定性一步


刚落座，曾亲自参与并见证工厂铜箔装备阴极辊起步、发展的退休高级工程师、旋压中心原主任陈辉，便滔滔不绝地讲起了阴极辊的“前世今生”。


工厂涉足阴极辊，始于王善正担任主管民品副厂长之时。1988年，宝钛集团（原宝鸡有色金属加工厂）技术负责人昌文华（后为西北有色金属研究院研究员）在国内率先提出研制铜箔设备阴极辊，成为当时国内第一家、也是唯一一家启动该项目的企业。宝钛握有制造阴极辊必需的钛材，却缺少加工钛筒的设备与手段，而工厂恰恰拥有国内最大的强力旋压机。双方一拍即合，达成联合旋压加工钛筒的合作意向。


当时国内铜箔企业所用阴极辊最大直径仅为980毫米至1000毫米，宝钛不愿局限于此。经可行性论证与双方沟通，决定从旋制1.5米直径钛筒起步，由宝钛提供旋压毛坯钛圈，工厂负责钛筒旋压成形。1989年，1.5米钛筒旋制工作正式启动。


旋制1.5米钛筒，需配套制造同等直径的旋压芯模。作为联合旋压的主管工艺，车间安排我结合旋压机实际情况，负责芯模设计。图纸完成后交由宝钛制造。1990年，芯模制成，1.5米钛筒进入试旋阶段。对工厂而言，钛筒旋压是全新领域，毫无经验可循，全程“摸着石头过河”。加工过程困难重重，裂纹问题尤为严重，几乎旋一件废一件，经济损失令人心疼。


宝钛高度重视，派出昌文华、刘俊义、胡工等技术骨干，联合工厂旋压技术专家、时任旋压车间主任吕世云带领的工艺团队，共同会诊问题。讨论中，多数人认为裂纹是因旋压道次过少，主张增加道次。但我在全程跟踪后得出不同结论：道次越多，旋轮压下量越小，钛筒外表面受力大、内表面受力小，内外受力不均，导致外表变形、内表不变，外表延伸、内表不延伸，内表面被硬生生拉裂。从理论上看，筒体旋压时端面里外应同步延展，但实际试旋中，钛筒出现从外向内的裹卷现象，印证了我的判断：道次过多致使外表面受力大、延薄快，内表面受力小、延展慢甚至无延展。我据此提出，裂纹问题恰恰是道次过多所致，应减少道次。经多次试验，我的分析被完全证实。


最终，专家团队达成一致，将钛筒旋压道次减少至最高值的一半左右。按新工艺加工，拉裂现象大幅减少，即便偶有轻微内表面裂纹，也再未出现一裂就报废的情况。随着经验积累与工艺持续优化，钛筒旋压成形拉裂的难题被彻底攻克，为后续阴极辊制造打下坚实基础。此后，我在钛筒旋压工艺领域还有重大技术突破，为技术迭代与效率提升作出进一步贡献。


二、大胆参与投标，涉足阴极辊制造


作为联合旋压的核心工艺负责人，我前往宝钛沟通协作的频次远高于他人。大学攻读动力机械专业的我，对设备制造领域的新知识始终兴趣浓厚，每次赴宝钛，都留心观察阴极辊的每一道加工环节，再加上与宝钛技术人员频繁交流，慢慢掌握了阴极辊完整的制造工艺流程。


起初，这纯属兴趣，从未想过工厂会自主研发阴极辊。而1993年发生的一件事，彻底推动工厂迈入这一领域。“这一年对工厂意义非凡。若没有这一年的契机，工厂或许始终只能做钛筒来料加工，赚取微薄加工费，不会有后来自主研发的辉煌历程。”陈辉感慨道。


当年，香港投资人杨初昆计划在国内建设铜箔生产厂（即后来的惠州联合铜箔厂），在北京设立办事机构，面向全国公开招标1.5米阴极辊。彼时旋压车间仍在蓝田山里，工厂主体已搬迁至田王，通讯与信息条件大幅改善，我们得以第一时间获知招标消息。


1989年，在型号产品2米直径圆筒旋压攻关项目中，我作为攻关组成员，与时任副厂长、攻关组组长王善正建立了良好合作关系，他对我的技术能力十分认可。得知招标消息后，尽管工厂从未自主制造过阴极辊，王善正仍多次邀我到民品部工作，负责跟踪项目，推动工厂介入阴极辊制造。当时我已担任旋压车间技术领导，无法调任，但全厂只有我既精通钛筒旋压，又熟悉阴极辊制造工艺。因此，杨初昆在北京组织招标时，王善正安排我与民品部殷立祥代表工厂赴京投标——我负责工艺技术，殷立祥负责商务对接。


此次投标共三家单位参与，除我厂外，还有宝钛和北京有色金属研究总院。招标方要求各投标单位详细阐述阴极辊全套制造工艺与总方案，由清华大学叶定陶教授牵头的评委组评审。最终，我厂凭借完备的钛筒旋压设备、成熟的加工经验、过硬的工艺技术，以及对阴极辊制造流程的全面掌握，成功中标。


中标后，招标方提出严格保密要求：图纸及技术资料交由工厂后需严格保管，产品结构总图及核心资料仅允许我和时任总工程师孟鑫查阅，其余人员仅可查看对应零件图。在作出正式保密承诺后，对方移交全套图纸资料。返程后，我第一时间向工厂汇报投标情况。尽管只是两台1.5米直径阴极辊的订单，工厂仍高度重视，迅速启动生产制造准备工作。工厂正式踏入阴极辊自主制造领域。


三、众志成城克难，成功打响第一炮


成功拿下惠州联合铜箔厂阴极辊项目后，新难题接踵而至：钛筒旋压毛坯无从获取。此前与宝钛联合旋压，毛坯钛圈均由宝钛提供，工厂仅负责加工；此次自主制造，宝钛不再提供毛坯。


在此情况下，投资人杨初昆从美国进口两尊钛锭，直接发往洛矿，依托洛矿设备完成锻造、环轧等前期加工，工厂安排我全程负责后续环节。抵达洛矿后，我第一时间联系当地船舶工业研究所，对钛锭进行材料探伤，确认合格后，洛矿随即开展锻造、环轧生产。为保障质量与进度，我全程驻守、跟踪把控。钛锭锻造后为自由锻件，需经机加工才能环轧。一次，我爬上高空机加设备查看加工情况，不慎踩空，背部被划出长长伤口，鲜血浸透衣物，剧痛难忍，但我仍咬牙坚守，直至钛圈环轧全部完成才返程。此事我始终未告知家人，怕他们担忧。当时工厂生产处佟海庭也在洛矿催办进度，他将我受伤的情况上报，工厂专门派人前来慰问，这份关怀让我更坚定了攻坚的决心。


钛圈问题解决后，阴极辊所需的铜套管又成新关。该铜套管需通过挤压工艺加工，当时国内仅有洛阳铜加工厂拥有一台苏联进口的挤压机，且该厂从未加工过如此壁厚的铜管。我与厂技术处工装模具设计工艺员华小渝亲赴洛铜，反复磋商加工工艺，并向对方承诺：无论成败，所有材料与加工费用均由我厂承担。洛铜这才答应承接。


钛圈与铜套管两大核心部件相继攻克后，阴极辊进入全面制造阶段：旋压车间负责钛筒旋压成形，二车间负责钢筒、主轴及其他零部件加工。热装是阴极辊制造的关键工序，直接影响产品质量与精度。为确保一次成功，我对热装炉设计、热装过盈量等核心参数逐一精准计算，最终交由二车间实施，全程把控每一细节。


从1993年春季中标，到当年八九月份首台阴极辊成功加工出厂，全体参制人员齐心协力、攻坚克难。工厂依托自身技术力量，成功制造出1.5米直径阴极辊。这是工厂进入阴极辊制造领域打响的第一炮，不仅彰显了技术实力，树立了全员信心，更让工厂在国内铜箔装备阴极辊制造领域站稳脚跟、打响名号。


四、尺寸增大一点，技术跃上新高度


惠州铜箔厂两台1.5米阴极辊交付后，工厂阴极辊制造业务沉寂了近两年。直到1995年，再次迎来了突破技术、证明实力的重要机遇。


当年，曾与工厂密切合作的西北有色金属研究院友人告知我，安徽铜陵有企业计划建设铜箔生产线。获此关键信息后，我立即与时任旋压车间主任孙从胜一同向时任厂长宋振玉汇报，同时如实说明中标后需支付信息费的条件。当时工厂刚从山里搬迁至田王，生产任务严重不足，经济形势窘迫。厂领导听完汇报当即应允，指示我们全力跟踪，务必抓住机遇。


为全面掌握项目情况，我与孙从胜多次赴铜陵对接。沟通中得知，该厂聘请美国专家戴维负责生产线设计。我设法与戴维建立联系，深入了解设计需求。几番交流后得知，戴维计划设计2米直径阴极辊的铜箔生产线。我听闻后欣喜不已，当即表示全力支持。这份底气源于工厂的技术积淀：1989年型号任务攻关中，有一套2米直径旋压芯模完成任务后闲置，恰好可用于此次2米钛筒旋压。我将芯模的精准直径及相关参数提供给戴维，他便据此量身设计出2米直径阴极辊。目前国内2米直径阴极辊的设计制造标准，正是由此奠定。


1996年，铜陵2米直径铜箔生产线项目正式启动。彼时孙从胜已调任容器分厂厂长，旋压车间仅我一人负责管理，人员配置紧张、工作任务繁重。但我向车间职工鼓劲：无论困难多大，一定要承接这个项目，能力不足就跨车间协作。恰逢工厂八车间面临无生产任务，工厂调任西安交大毕业的李巨安为八车间主任。一次生产会议上，我将项目告知李巨安，正愁开拓业务的他当即表示愿与旋压车间联合承接。工厂对车间实行经济承包、独立核算，我与李巨安细致协商合作分成，达成一致后，在孙从胜见证下，双方签字确认，约定两车间利益均沾、携手完成项目。


随后，我与李巨安共赴铜陵洽谈合作。对方组织考察组来厂实地核验后，于当年六七月启动商务谈判，最终签订5台2米直径阴极辊制造合同，单台价格150万元，分批付款，总金额750万元。这是工厂发展民品以来签下的最大订单，彻底解决了八车间的经营困境，让车间迎来发展转机。


承接项目后，工厂正式开启2米直径阴极辊制造。虽有1.5米阴极辊的成功经验，但直径增加50厘米，制造难度呈几何级上升。我们秉持边生产、边攻关、边优化的理念，逐一破解加工精度、工艺适配、质量把控等难题。历经近两年不懈攻坚，1998年5台阴极辊全部顺利制造完成并交付用户。这一成果的实现，标志着工厂阴极辊制造技术与水平跃升至全新高度，为后续大直径阴极辊研发积累了宝贵经验。


五、一路砥砺前行，狂沙吹尽见到金


铜陵5台2米直径阴极辊项目，是工厂在生产任务锐减、经济极度困难的背景下承接的关键民品项目。750万元在当下或许数额有限，但在20世纪90年代中期，无疑是一笔巨款，不仅缓解了工厂经营压力，解决了车间生存难题，更重要的是，工厂借此锤炼了一支专业过硬的2米直径阴极辊加工制造队伍，储备了核心制造技术，为产业长远发展筑牢根基。


陈辉说，自此之后，工厂虽未承接大型阴极辊订单，但始终零散承接相关业务。就在一次次小批量生产、一次次工艺优化中，工厂阴极辊设计、制造团队逐步成型，技术体系不断完善。2000年后的十余年，受市场环境影响，国内铜箔装备市场发展平缓，但工厂始终没有放弃阴极辊技术的研发与迭代，默默深耕、积蓄力量，等待市场机遇。


2010年前后，冯国强就任厂长，精准研判铜箔市场发展趋势，将阴极辊研制提升至工厂发展战略层面，全力推动技术突破。当时市场已出现2.3米直径阴极辊的需求，但工厂原有旋压机最大仅能旋制2米直径钛筒，设备改造迫在眉睫。彼时我已退休在家。一天晚上，冯厂长专程找到我，召集孙从胜、韩冬等旋压技术专家，共同探讨旋压机改造的可行性，研究能否加工2.3米及更大直径的钛筒。其实在职期间，我就曾构思过改造方案，只是未能实施。此次便将多年的思考与初步方案全盘托出。


因已退休数年，对旋压机当下实际状况不了解，我向冯厂长提出，需进山实地查看设备现状，才能制定切实可行的改造建议。次日一早，我便搭乘旋压车间通勤车进山，现场勘察后，结合自身经验提出详细的改造初步建议。工厂依据我的建议，联系设备制造厂家武重，联合制定出具体改造方案。旋压机改造过程中，我主要参与前期可行性论证与方案建议，后续改造由在职团队与厂家联合完成。期间改造方案调整，原定2.3米直径目标升级为2.7米，工厂由此实现技术跨越，跳过2.3米级别，直接攻克2.7米直径阴极辊制造技术。


近三个小时的采访中，能深刻感受到，工厂从阴极辊制造的门外汉，成长为国内该领域的领军企业，一路历经千难万险。而坚守与深耕，正是企业破局发展的核心密码。


随着锂电铜箔、新能源汽车等产业迅猛发展，高端铜箔市场需求井喷，高端铜箔装备产业迎来黄金发展期。工厂依托多年技术积淀，2016年成功研制2.7米直径阴极辊，一举打破国外少数企业的技术与市场垄断，让国内铜箔生产企业用上了自主可控的“中国辊”。近年来，工厂紧盯市场需求与用户个性化要求，持续攻坚技术难题，不断实现设计制造新突破，产品质量稳步提升。2020年上半年推出的新一代高精度进口替代阴极辊，获得用户高度认可。据统计，2016年下半年至2022年上半年，工厂阴极辊合同签订额突破40亿元，2.7米阴极辊占据国内超五成市场份额，国内九成以上铜箔生产企业与工厂建立深度合作关系。


如今，铜箔装备阴极辊已成为工厂核心民品支柱产业，也是四院发展最快、获集团公司重点关注扶持的两大民品产业之一，未来发展前景广阔。目前，工厂紧扣铜箔装备“三步走”发展战略，持续加大资源投入与能力建设，在做强阴极辊核心产品的同时，加快铜箔装备配套设备的研发，取得了一系列阶段性成果，产业布局愈发完善。


六、口述人科研贡献与荣誉


回顾毕生科研与工作历程，我深耕旋压工艺领域，潜心钻研、攻坚克难，为国家国防建设与国民经济关键装备发展作出两大标志性贡献：


一是超高强度钢超薄圆筒精度研究。攻克多项核心工艺难题，全面保障东风31导弹壳体质量安全，筑牢国防军工装备的坚实根基。


二是大型铜箔设备阴极辊研究。从技术攻关到工程化应用，打破国外技术垄断，推动我国铜箔装备实现自主可控，助力高端铜箔产业发展。


凭借上述重大科研成果，我先后荣获航天科技进步二等奖、航天科技进步三等奖，个人荣立二等功。这份荣誉既是对我毕生工作的认可，也是我作为航天人，为国家奉献一生的最好见证。



衷心祝愿工厂铜箔装备产业砥砺奋进、再创辉煌，发展之路越走越宽广！










编辑简介：