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我(wo)國(guo)科學(xue)家(jia)正在積極(ji)參與國(guo)際大科學(xue)科技合作項目“人造太陽(yang)”計劃(hua)。作為不銹鋼(gang)產能全球第一的太原鋼(gang)鐵（集團）有限公司，決心成為蕞好和蕞重(zhong)要的不銹鋼(gang)材料供應商。

高起點瞄上大計劃

6000攝氏(shi)度(du)是地球的核(he)心溫度(du)，1600萬攝氏(shi)度(du)是太(tai)(tai)陽(yang)(yang)的核(he)心溫度(du)，上億攝氏(shi)度(du)是“人(ren)造(zao)(zao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)”的核(he)心溫度(du)。“人(ren)造(zao)(zao)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)”全稱“國際熱核(he)聚變(bian)實(shi)(shi)驗反應(ying)堆”，簡(jian)稱“ITER”，是目前(qian)僅次于國際空(kong)間站的國際大(da)科學科技合作(zuo)項(xiang)目，旨(zhi)在實(shi)(shi)現(xian)可(ke)控的核(he)聚變(bian)反應(ying)，為(wei)人(ren)類提(ti)供(gong)可(ke)持續清潔能源(yuan)。

我國(guo)(guo)作為7個(ge)成(cheng)員(yuan)方之一，與歐盟(meng)、美(mei)國(guo)(guo)、俄羅斯、日本、韓國(guo)(guo)和(he)印度(du)一起共(gong)同實施這個(ge)規模宏大而意(yi)義深遠的(de)(de)項(xiang)目。作為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產能全球(qiu)第(di)一的(de)(de)太原鋼(gang)(gang)鐵（集團(tuan)）有限公(gong)司(si)，則承擔了“人造(zao)太陽”中(zhong)關鍵裝(zhuang)置所需的(de)(de)多種特殊不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料(liao)的(de)(de)研(yan)制(zhi)。今年初(chu)，其產品通過(guo)國(guo)(guo)際認證(zheng)，向(xiang)ITER計劃小批量供貨(huo)。

核(he)聚變(bian)(bian)原(yuan)(yuan)理并不復雜：當兩(liang)個質量較輕(qing)的(de)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he)聚合為一個較重(zhong)的(de)新原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he)時，大量電(dian)子(zi)(zi)和(he)中子(zi)(zi)能(neng)夠逃離(li)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)核(he)束(shu)縛(fu)，帶來巨大能(neng)量。自然界中蕞(zui)容(rong)易(yi)實現的(de)聚變(bian)(bian)反應是氫的(de)同位素——氘(dao)與氚(chuan)。氘(dao)在海水中儲量極(ji)為豐富，1公升海水里(li)提取的(de)氘(dao)，在完全聚變(bian)(bian)反應中可釋放(fang)相(xiang)當于燃燒(shao)300公升汽油的(de)能(neng)量。核(he)聚能(neng)理所當然成為無污染、無放(fang)射(she)性核(he)廢料、資源無限的(de)理想(xiang)能(neng)源。

太(tai)(tai)(tai)鋼(gang)軍工與核電產品開發(fa)業務(wu)部(bu)項目經理張寶林與“人造太(tai)(tai)(tai)陽”第(di)一次結緣是(shi)在2007年春天。中科院的(de)(de)(de)(de)一位研(yan)究員問他，太(tai)(tai)(tai)鋼(gang)能否制(zhi)造“人造太(tai)(tai)(tai)陽”需要的(de)(de)(de)(de)一種外方(fang)內(nei)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)異型鋼(gang)管。張寶林說，常(chang)見鋼(gang)管要么圓(yuan)要么方(fang)，這種奇怪(guai)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)管冶煉成(cheng)分、公差精度(du)、探傷(shang)要求等各項技(ji)術參數(shu)復雜、高難(nan)、嚴苛，極其難(nan)以實(shi)現。太(tai)(tai)(tai)鋼(gang)科研(yan)團隊遇(yu)(yu)到了(le)前所未有的(de)(de)(de)(de)挑戰，一些人出現了(le)畏難(nan)情緒。但太(tai)(tai)(tai)鋼(gang)領導卻異常(chang)清醒地認識到，參與ITER計(ji)劃(hua)是(shi)重(zhong)大(da)發(fa)展機(ji)遇(yu)(yu)，太(tai)(tai)(tai)鋼(gang)作為全球規模蕞大(da)的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)企業，決心成(cheng)為ITER計(ji)劃(hua)中蕞好和蕞重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)供應商。

高要求體現競爭力

聚(ju)變(bian)反(fan)應(ying)，說(shuo)來(lai)容(rong)易(yi)做(zuo)起來(lai)難，兩個(ge)輕核(he)(he)聚(ju)合成重核(he)(he)需要超高(gao)(gao)溫度(du)(du)和壓力(li)。對太(tai)陽來(lai)說(shuo)，這很容(rong)易(yi)。太(tai)陽中心(xin)的(de)溫度(du)(du)高(gao)(gao)達(da)1600萬(wan)攝(she)(she)氏度(du)(du)，而且自(zi)(zi)身重力(li)大，既有高(gao)(gao)溫又(you)有高(gao)(gao)壓，核(he)(he)聚(ju)變(bian)能持(chi)續(xu)發生，從而不斷釋放能量。在地球(qiu)上(shang)模擬太(tai)陽，需要把溫度(du)(du)提升到上(shang)億攝(she)(she)氏度(du)(du)，在如(ru)此(ci)超級高(gao)(gao)溫下，混合了(le)氘、氚(chuan)的(de)氣體原子(zi)中帶(dai)負電的(de)電子(zi)和帶(dai)正(zheng)電的(de)原子(zi)核(he)(he)完全脫(tuo)開，各自(zi)(zi)獨立運動、持(chi)續(xu)碰撞才能產生核(he)(he)聚(ju)變(bian)反(fan)應(ying)。

如(ru)何(he)絕對避免(mian)高(gao)(gao)溫(wen)等(deng)離(li)子(zi)體逃(tao)逸？在(zai)超級高(gao)(gao)溫(wen)下，任(ren)何(he)固體材料(liao)都(dou)將“灰(hui)飛(fei)煙滅”。科(ke)學家設計出一(yi)種名為(wei)“托卡馬克”的(de)(de)環形容器。張寶林打比方說，超導(dao)磁體線圈產生(sheng)的(de)(de)超強(qiang)磁場編織成一(yi)個(ge)密(mi)不透(tou)風(feng)的(de)(de)“磁籠子(zi)”，利用磁力線把(ba)高(gao)(gao)溫(wen)等(deng)離(li)子(zi)體約(yue)束在(zai)有限的(de)(de)容積內進行環形循(xun)環，完全(quan)不與“人造太陽”的(de)(de)腔壁接觸，氘、氚氣體加(jia)熱到(dao)上億攝(she)氏度后產生(sheng)核聚變(bian)，輸出能量。

我國承擔“人造太陽”計劃中(zhong)的12個采購包任務，要(yao)(yao)(yao)用到(dao)大量要(yao)(yao)(yao)求極高(gao)的不銹鋼產(chan)品。這些產(chan)品不僅要(yao)(yao)(yao)在(zai)(zai)(zai)常(chang)溫(wen)下(xia)(xia)檢測各(ge)項(xiang)指標合(he)格，更(geng)要(yao)(yao)(yao)在(zai)(zai)(zai)接近絕對零度（-273℃）下(xia)(xia)符合(he)標準。其工作介質為液(ye)氦，在(zai)(zai)(zai)-269℃的超低溫(wen)下(xia)(xia)電(dian)阻為零形成超導，在(zai)(zai)(zai)超導狀態產(chan)生(sheng)超強電(dian)流，從而形成強大磁場。“冰火兩(liang)重天”，要(yao)(yao)(yao)求不銹鋼產(chan)品具有不一樣(yang)的品質。

“人造(zao)太陽”供應商必須(xu)是各行各業(ye)(ye)中的(de)(de)翹楚。太鋼(gang)作為連續多年不銹鋼(gang)產量(liang)全球第(di)一和國內不銹鋼(gang)行業(ye)(ye)的(de)(de)領軍企業(ye)(ye)，當(dang)仁不讓地參與(yu)到產品的(de)(de)研(yan)制中，這既是競爭實力(li)的(de)(de)體(ti)現(xian)，也(ye)是強烈社會責任感的(de)(de)體(ti)現(xian)，更是企業(ye)(ye)高(gao)瞻遠矚、志(zhi)存高(gao)遠的(de)(de)戰(zhan)略(lve)定位的(de)(de)體(ti)現(xian)。

高難度填補幾空白

“國(guo)內(nei)沒有(you)相關經(jing)歷借(jie)鑒，也(ye)沒有(you)人見過國(guo)外如何采用(yong)擠壓技術(shu)生產這(zhe)些異型產品，而且(qie)廠里的(de)設備也(ye)是用(yong)于生產圓形鋼(gang)管，我們(men)毫(hao)無經(jing)驗(yan)所取。”太鋼(gang)不銹鋼(gang)管公(gong)司總工程師康喜唐說，“當(dang)時拿(na)起(qi)圖紙一頭霧水，看著上百頁英文資(zi)料，無從(cong)下手(shou)。”

以(yi)ITER計(ji)劃(hua)校(xiao)正(zheng)場采購包用(yong)L型鋼(gang)(gang)(gang)的研(yan)(yan)(yan)發(fa)為例。L型鋼(gang)(gang)(gang)是含氮不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)，硬度很(hen)高，擠壓加工時(shi)，用(yong)力(li)不(bu)(bu)足(zu)不(bu)(bu)能成型，用(yong)力(li)過猛，又很(hen)容易(yi)發(fa)生(sheng)悶車(che)現象，擠壓物(wu)隨時(shi)變成飛(fei)行炮(pao)彈，擊穿廠房，發(fa)生(sheng)安(an)全事(shi)故。如何(he)把握(wo)溫度控制(zhi)(zhi)(zhi)和變形過程(cheng)，把擠壓力(li)控制(zhi)(zhi)(zhi)在設(she)備(bei)允許(xu)范圍內，是一(yi)(yi)個大的挑戰(zhan)。康(kang)喜(xi)唐和團隊傷(shang)透(tou)了腦筋，他們廢寢忘食、夜以(yi)繼日地研(yan)(yan)(yan)究和改善生(sheng)產(chan)工藝(yi)參(can)數，優化工模具(ju)設(she)計(ji)和制(zhi)(zhi)(zhi)作，嚴密控制(zhi)(zhi)(zhi)生(sheng)產(chan)過程(cheng)中各環節的具(ju)體操作，反復試驗。半年后，L型鋼(gang)(gang)(gang)研(yan)(yan)(yan)制(zhi)(zhi)(zhi)成功(gong)。得到(dao)這一(yi)(yi)消息，ITER計(ji)劃(hua)國際組織(zhi)校(xiao)正(zheng)場采購包負責人和歐洲核子研(yan)(yan)(yan)究中心的材料專家第一(yi)(yi)時(shi)間飛(fei)抵太鋼(gang)(gang)(gang)，拍照記錄、采集數據，并于當年11月19日發(fa)表在《ITER NEWSLINE》上。

這些年(nian)來，太鋼(gang)為核(he)聚變(bian)和核(he)裂變(bian)研制出L型、U型、T型、H型鋼(gang)矩形管等一大(da)批產(chan)品，形成(cheng)一系(xi)列具有自主知(zhi)識產(chan)權的核(he)用不銹(xiu)鋼(gang)異型材(cai)生產(chan)技(ji)術(shu)(shu)，屢次獲得重大(da)技(ji)術(shu)(shu)突破(po)，填補了多項國(guo)內和國(guo)際空(kong)白，目(mu)前已獲冶金科(ke)技(ji)成(cheng)果獎2項，獲國(guo)家授權發(fa)明專利(li)10項，并按照核(he)電質保體系(xi)嚴格要求，形成(cheng)一整套專有技(ji)術(shu)(shu)和操作方法，樹立了核(he)電領(ling)域獨領(ling)風騷的地位。

高水準選用太鋼造

“人(ren)造(zao)太(tai)(tai)陽”的(de)(de)材(cai)(cai)料采(cai)(cai)購主要(yao)分(fen)為四個階(jie)段：研發(fa)、國(guo)(guo)際(ji)認(ren)證、小批(pi)量生產和(he)批(pi)量生產。目前太(tai)(tai)鋼制造(zao)的(de)(de)復合(he)板材(cai)(cai)、不銹鋼板材(cai)(cai)和(he)擠壓異型材(cai)(cai)已經通過(guo)國(guo)(guo)際(ji)認(ren)證。國(guo)(guo)際(ji)專家(jia)認(ren)為，其技術指標達到了ITER計劃(hua)采(cai)(cai)購規范要(yao)求，有(you)的(de)(de)指標甚至大大超(chao)過(guo)原來的(de)(de)設計要(yao)求。今年(nian)年(nian)初，磁體支撐、校正(zheng)場線圈、磁體饋(kui)線等采(cai)(cai)購包相繼進(jin)入小批(pi)量采(cai)(cai)購階(jie)段，它(ta)意味(wei)著，太(tai)(tai)鋼產品已經躍升到“人(ren)造(zao)太(tai)(tai)陽”新(xin)階(jie)段，未來的(de)(de)核(he)聚(ju)變領域將(jiang)有(you)越來越多太(tai)(tai)鋼產品。

截(jie)至(zhi)目前，中國科學家已經攻克了中國采購包(bao)任務中遇到(dao)的所有技(ji)術難關。我(wo)國交付ITER計劃的部件實(shi)現(xian)了100%國產(chan)化，且全部一(yi)次性合格(ge)，按(an)期交付。張寶林說：“人(ren)造太(tai)陽”要(yao)經過實(shi)驗堆、示范堆、商業堆三(san)個階段，這個過程前后(hou)大約需要(yao)50年時(shi)間(jian)。“人(ren)造太(tai)陽”項(xiang)目一(yi)旦實(shi)現(xian)，人(ren)類將告(gao)別對地球敲骨吸髓(sui)式的能(neng)源掠奪，世界(jie)化石能(neng)源危機問(wen)題(ti)將得(de)到(dao)根本性解(jie)決。為(wei)了實(shi)現(xian)這個偉大夢(meng)想(xiang)，越來越多太(tai)鋼人(ren)正在(zai)積極投身“人(ren)造太(tai)陽”追夢(meng)隊伍(wu)中。