公司外景
国核锆业坯料与板带制造厂工区
技术团队研讨工作
卢辉对板材进行超声波检测
国核锆业管材厂工区
本报记者 鲁淑娟
在核电这一清洁高效能源领域,核级锆材作为包裹核燃料的“安全铠甲”,其重要性不言而喻。然而,长期以来,我国核级锆材依赖进口,成为制约核电规模化、自主化发展的“瓶颈”。
2007年,一家以“核级锆材国产化、自主化”为使命的技术创新型企业——国核宝钛锆业股份公司(以下简称“国核锆业”)诞生于渭水之滨。十多年来,国核锆业始终锚定“核电强国”目标,以科技创新为核心驱动力,构建起“创新链突破技术壁垒、产业链夯实产业根基、资金链激活创新动能、人才链筑牢发展支撑”的全链条生态体系,成功破解核级锆材“卡脖子”难题,在核电关键材料领域实现从“跟跑”到“领跑”,成为保障国家核电安全和推动行业发展的核心力量。
从“跟跑”到“领跑”的技术革命
清晨,阳光洒进国核锆业管材厂轧制车间,一根根银灰色的锆合金管材泛着冷冽的光泽。这些直径数厘米的管材看似普通,却是核电站反应堆中用来直接装载核燃料的关键结构材料,与核反应堆堆芯的安全稳定运行密切相关。
与此同时,在千里之外的山东海阳核电站,国核锆业自主生产的国产化核级锆材正默默守护着核反应堆的安全。当阳光掠过黄海之滨的反应堆穹顶,这些源自宝鸡“中国钛谷”的管材,正以自主科技实力书写着中国高端装备制造业突破“卡脖子”困境的创新故事。
谁能想到,就在十余年前,我国核电站所用锆材几乎全部依赖进口,而且没有自主知识品牌的高性能锆合金,这成为我国核电发展的一大障碍,也是影响我国能源安全的关键环节之一。
国核锆业从落地宝鸡起,就肩负着掌握关键技术,填补国内空白,实现核级锆材国产化、自主化的历史重任。十多年来,从翻译外国技术文献,到突破“锆合金均匀化熔炼”等技术难题,从建立完整可靠的质量保证体系,到主导制修订国际标准,国核锆业走出了一条自主创新之路,取得了一项项科技创新成果。
“公司目前已申请专利180余项,授权专利86项,其中发明51项,多项技术成果填补了国内锆合金加工技术的空白。”国核锆业创新中心负责人高博介绍说,在技术研发方面,国核锆业推行“揭榜挂帅”“尖刀班”等科研组织模式,激发了全体员工的智慧潜能和创造活力。通过这些创新举措,公司取得了一大批“含金量”很高的科研成果。公司在核电用锆合金材料自主化开发、锆铪分离关键技术、高质量轧制等方面均取得重要研制成果。在重点产品、重点工序及检测技术等方面产生各类成果60项,成果转化率达100%,重点科研项目Zr-Sn-Nb合金等科研项目完成了产业化应用。公司承制的SZA系列锆合金辐照考验良好,陆续完成相关方鉴定,具备工程化保供能力;研制的铪材检测及锆合金气体检测标准样品,填补了国内空白,成为行业标杆。
锆合金的研发,基本上要通过多次不断的试验与研发才可以走向市场,一般是以母合金为基础,设计出多种优势锆合金成分,通过克、公斤、吨和工业级四步筛选,最后进行交货应用。“业内权威专家表示,研发出一种新的锆合金至少需要30年时间,而我们只用了15年时间就推出了SZA新锆合金。”高博骄傲地告诉记者,该专利是我国自主研发、自主设计的锆合金专利技术,目前正在进行入堆测试,具有行业颠覆性。
2021年2月9日这个日子值得铭记:由国核锆业主导制修订的国际标准ISO10270:2022《金属和合金腐蚀-核反应堆用锆合金水溶液腐蚀试验》由国际标准化组织(ISO)正式发布。该标准是我国核电用锆材检测领域首个正式发布的ISO国际标准,实现了历史性突破,对推动我国和国际核级锆材材料和评价水平整体发展及核材料检验技术进步具有重大意义。
《ISO10270》作为锆合金出厂性能评价中最重要、最关键的标准,其制修订工作于2018年开始准备,2019年正式向ISO提出并立项,并直接从CD(委员会草案)阶段开始。在立项后近2年时间里,企业多次与国际标准专家沟通、交流,完成了近40条草案修改意见,顺利通过关键阶段各轮投票环节,高质量完成既定程序,最终实现标准发布,为世界标准增添了中国力量。
一流的企业做标准。国核锆业在不断开发新产品、新工艺的同时,积极争取国标、行标的制定工作,力争成为相关领域国家标准的制定者、行业标准的引领者。截至目前,已累计主导制修订国家/行业标准20项、参与国家/行业标准制修订30余项,涉及诸多领域,实现了从技术追赶到产业引领的跨越。
正是靠着持续不断的技术创新,国核锆业先后获评国家级知识产权示范企业、国家级绿色工厂、陕西省制造业单项冠军企业、陕西省重点产业链链主企业等,成为陕西高端装备制造业向“新质生产力”跃迁的标杆。
从“实验室”到“产业高地”的跨越
“自主设计、自主制造、自主建设、自主运营”,围绕这一核电建设的战略目标,国核锆业积极落实国家能源局“建立我国锆合金产业体系,形成代表国家能力的核用锆合金研发、生产、检验、检测平台”的总体要求,不仅在技术创新上取得了丰硕成果,还搭建形成锆铪分离的核级海绵锆制造,合金提纯熔炼和残料处理加工,坯料的冷热高质量控制制备,管、棒、板、带、丝材成品精密制造等国内唯一完整的核级锆铪全产业链和一整套完整、科学、对接世界一流标准的生产技术体系与质量保证体系。
在生产能力方面,国核锆业拥有强劲的实力。其中,核级海绵锆产能为1500吨/年,锆合金锭为2000吨/年,板带材为80吨/年,成品管材为270吨/年,具备为国内各类型核电机组批量化供货的稳定能力,同时批复设计产能能够满足我国核电中长期规划的需求。
同时,国核锆业积极与上下游企业开展协同创新,形成了产业链上下游协同发展的良好局面。公司充分发挥国家能源研发中心的“国家队”作用和核级锆材全产业平台作用,与清华大学、西安交大等高校以及相关核领域研究院所等建立了紧密的合作关系,实现了跨领域、跨企业的专业化协作。通过这种融通创新、协同发展模式,公司进一步加快了科技研发成果的孵化,加快了创新成果的转化落地。
在核级锆材研发领域,国核锆业以极致追求攻克一道道技术难关。公司以市场为导向,协同公司既有的研发平台,着力推动深化产学研协同创新,推进生物医疗、航空航天等新兴领域的技术创新与产业化,进一步拓展业务范围。目前,“医疗锆”入选2024年省重点新产品开发项目,“锆铌关节增材制造”获批,“锆传感器”被推荐为“四链”融合项目。
2023年,国核锆业的材料团队在一次行业交流中偶然接触到北京三院的骨科专家。彼时,医生们正为传统钛合金种植牙体的“剥落风险”发愁——钛合金表面需镀陶瓷增强耐磨性,但镀层剥落可能引发医疗事故。而该企业研发的锆合金材料,因表面能天然形成致密氧化锆陶瓷层,恰好解决了这一痛点。
“医院的人学医,我们搞材料,本是两条平行线。”高博回忆,这次偶然的交流,让他们意识到:锆合金具有较好的生物相容性、耐腐蚀性能及较高的强度,是制作牙科种植体的新型材料。于是企业提供锆合金材料,下游医疗器械厂家进行生物实验,目前反馈“综合性能国内领先,接近进口一代产品水平”。
数据显示,国核锆业2022—2024年研发支出年均增速145%,研发经费投入强度逐年提高,资金链的每一笔投入都在催生创新动能,让实验室里的“奇思妙想”加速转化为生产线的“硬核产品”。
从“要素协同”到“创新生态”的进阶
近日,在国核锆业无损检测车间,“材料医生”卢辉正手持超声探头为核级锆材做“体检”。这位手握四项高级资质的检测专家,20年来主导完成12项国家重点工程检测课题,牵头制定4项国家标准,其团队交付的海阳核电等三代堆型锆材实现用户复验100%合格。从普通技师到国家电投“首席技师”,卢辉的成长轨迹,正是国核锆业以“感情留人、待遇留人、事业留人”构建人才生态的生动缩影。
科技创新,人才是关键。国核锆业深知,要在核材料领域抢占高地,必须打造一支高素质的人才队伍。为此,企业围绕人才引进、培养持续发力,构建起独具特色的人才生态。在技能人才队伍建设方面,国核锆业以提升高技能产业工人综合素质与创新能力为目标,重点实施了技能人员全面能力提升工程。企业打破技能人才成长的“天花板”,构建“新8级”职业技能等级序列,让人才成长之路清晰可见;建立多维度“量化积分”评价体系,把技能发挥与公司发展紧密相连,践行“以奋斗者为本”理念。企业还完善岗位使用机制,让高技能人才在技术攻关、带徒传技等舞台上发光发热。
“技术岗位也能拿到高管级薪酬。”国核锆业人力资源部负责人何江说,公司强化对科技人才的薪酬倾斜,以价值创造和贡献比拼为抓手,通过对核心骨干实施IPI管理,实现增量绩效的刚性考核兑现;对承担技术攻关任务的高技能人才实行专项奖励、即时激励,最大限度激发产业工人人才队伍价值贡献活力。同时,积极推荐人才参与各类评选,树立榜样力量,让“人人可成才、行行出状元”的信念深入人心。
对于专业技术人才,国核锆业从三个维度为他们构建了成长“地图”:横向定领域,将核级锆合金生产加工技术拆解为“生产加工、分析检测、机电运维、金属材料研发”等4个二级领域,再细分到16个三级领域,新入职人员可根据研究方向精准“入列”;纵向开通道,设计专业技术通道,明确多个发展层级,天花板级别薪资比公司董事长还要高;立体搭平台,依托国家级研发中心、重点实验室等平台,设立“揭榜挂帅”项目池,给人才提供广阔的发展空间。
作为一个西部地级城市的企业,国核锆业在人才吸引上存在先天劣势。为此,公司制定了极具竞争力的引才政策,薪酬水平可与西安等大城市相媲美,还提供住房补贴、交通补贴等一系列补贴政策。此外,公司联合共青团宝鸡市委发起“青年城市旅行”等引才留才活动,组织新员工走进宝鸡青铜器博物院、西凤酒厂、关山草原等城市标志性地点,形成“文化体验+社交圈构建”模式,增强人才对城市的认同感与归属感,积极助力宝鸡市青年发展型城市建设。2025年,公司成功校招入职硕士研究生12人、博士研究生2人,均为985、211高校毕业生。
“情感有温度、待遇有厚度、发展有高度”的人才生态,构建起支撑核级锆材自主化的“最强大脑”。这支涵盖研发、工艺、制造、检测的专业化人才队伍,正以“人才链”的强劲动能,推动创新链与产业链在核电材料领域深度融合。
从突破技术壁垒到定义行业标杆,从深耕核电领域到激活多元场景,国核锆业以产业链、创新链、人才链、资金链的深度融合,为国家能源安全筑就韧性屏障,为“双碳”目标落地注入澎湃动能。在新征程上,国核锆业将全力创建世界一流专业领军企业,不断提高公司产品、技术、管理的“含绿量、含新量、含金量、含智量”,努力实现高水平科技自立自强,着力打造核级锆材研发制造领域的创新型产业基地,为中国核能产业发展提供有力支撑,为核电强国梦的实现构建坚实基础。