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“五匠”打铁,锻造钢筋百年“金钟罩”

中南大学五位博士创立“五匠智创”,自研覆层钢筋可抗百年腐蚀,成果应用于多座跨海大桥及油田

  •   曾磊(左)和团队成员想让世界看到,长沙智造正悄然改写着全球高端材料的竞争格局。  长沙晚报全媒体记者 何文瑞 摄   曾磊(左)和团队成员想让世界看到,长沙智造正悄然改写着全球高端材料的竞争格局。  长沙晚报全媒体记者 何文瑞 摄
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      长沙晚报全媒体记者 匡小娟  

      端午节前夕,中南大学机械工程实验室略显冷清,曾磊正拿着金相显微镜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科技有限公司(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,我们的产品能抗百年风浪,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新。

      成材率从20%到95%的“钢铁涅槃”

      在跨海大桥、海港、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,而纯不锈钢钢筋每吨高达3.6万元的成本让施工方头疼不已。

      能不能让碳钢与不锈钢“长”在一起,碳钢作为“基体”,不锈钢覆层则是其“保护壳”?“这样既保留碳钢的力学性能,又获得不锈钢的耐蚀性,同时还能大大降低成本。”曾磊表示,这是一个世界级难题,“属于摸着石头过河。”

      转机出现在2015年冬,团队在轧机前加装真空加热炉,采用净界面处理和等离子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380MPa,远高于国家标准210MPa。”

      技术突破的喜悦很快被新的挑战笼罩。

      “覆层钢筋适用范围广,形状变化多样,对结合技术来说,存在一定难处。”曾磊指着一块“L”形的槽钢告诉记者,如果突变处覆层不均匀,就很容易在使用中磕碰脱落,形成“漏点”现象,从而造成基体碳钢的腐蚀。

      曾磊带着团队优化轧辊孔型及形性协同热连轧工艺,通过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该行业的国家标准:钢筋混凝土用热轧碳素钢-不锈钢复合钢筋、热轧不锈钢复合型钢。

      技术的持续迭代,让覆层钢筋成材率实现质的飞跃。“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,历经“十年磨一剑”的技术升级,“覆层钢筋的成材率从20%提升至如今的95%。看似简单的数字变化,实则是制造工艺的近百次优化。”

      从“实验室打铁匠”到“市场绣花人”

      长期以来,团队都保持着低头做技术的匠心,却一度忽视市场动向。2024年初的一次文献查阅中,曾磊发现国外新注册的公司推出了类似覆层钢筋产品,“但其力学性能比我们低11%,耐蚀性能也比我们低40%,成本却是我们的1.5倍以上。”

      “我们的技术明明领先,为什么要让国外的产品占领市场?”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“创业动员会”。

      “就用长沙的热轧工艺,做中国的覆层钢筋!”曾磊的话铿锵有力。

      2024年4月22日,曾磊生日的第二天,五匠智创在岳麓山下正式注册成立。

      “于是,我们五个‘打铁匠’干起了‘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、缺乏财务等专业人才的困境。

      起初,团队的伙伴们个个身兼数职。“你看,公司的官网和宣传视频就是我做的。”作为机械工程专业的博士,曾磊在业余自学了代码和视频剪辑,额外担任了公司的“营销总监”;公司的另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”的一系列扶持成了五匠智创的“及时雨”。

      “目前,我们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。”曾磊告诉记者,除此之外,长沙为初创企业搭建了不少路演和比赛平台,“初创企业不仅能通过展示技术获得投资与合作机会,更能在与市场和资本的对接中快速打磨商业逻辑。”

      从跨海大桥到极端环境的突围

      在中南大学机械工程学院5楼实验室的展架上,摆放着不同规格、不同形状的覆层钢筋。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年多,看不出来吧?”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的承台外层部位,历经多年仍然没被腐蚀。“我们产品的使用寿命能达100年。”

      同时,在浙江台州玉环大桥的施工报告里,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,节省成本2700多万元。

      曾磊表示,五匠智创的商业版图已经从实验室拓展至包括浙江台州玉环大桥、山东套尔河大桥、广西龙门大桥、安徽泉河大桥、胜利油田在内的多个国家或省重点项目。“在客户的眼里,我们的技术和低成本就是保证。”

      凭借长期的技术积累,如今,五匠智创已拥有近10项发明专利、2项软件著作权,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,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、覆层槽钢、覆层接地棒、大马士革钢以及木纹金等。

      谈及公司未来,曾磊的规划清晰且充满实干气息。他坦言:“我们会持续在产品优化上精耕细作,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,团队正紧锣密鼓推进技术攻关,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,他们让世界看到,长沙智造正悄然改写着全球高端材料的竞争格局。

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