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核心提示: 江苏泰兴晨光高新技术开发有限公司创建10多年来，坚持创新驱动，将软件设计、数控装置融入中高档炭素机床制造，开发研制出多种炭素加工设备及柔性自动生产线，先后攻克多项国际性炭素材料切削加工设备制造难关，成为石墨电极与接头、高炉炭砖与铝用炭块、炭电极、高温气冷核反应堆内构件等世界四大炭素材料高精密加工装备制造领域的领跑者，一举扭转了我国中高端炭素制品设备长期依赖进口的被动局面，并有效地遏制了欧、美等发达国家针对我国高档炭素制品由完全依赖进口到实行大批量出口联合发起的反倾销。对加速国际炭素行业技术进步，推动我国高端数控机床及功能部件制造业创新发展，取得了瞩目的成就。
近日，地处苏中大平原扬子江畔的泰兴市晨光高新技术开发有限公司门前披红挂绿，彩旗飘扬。这里，由17辆载重大型货运集装箱组成的庞大运输车队，满载着该企业刚下线的高精密数控石墨电极与接头系列成套设备，浩浩荡荡拉开约1公里长的路距，沿着京沪高速公路缓缓驶向上海港，通过海关出口国际著名的大型炭素制品企业——印度CI公司。晨光公司董事长陈善元向记者介绍，这是他们企业该产品系列累计出厂第48条生产线中的第4套出口设备。中国历来是高精密制造设备进口国，晨光公司高档数控炭素装备生产线的高调出口，堪称我国企业界创新发展的典范。
奠定炭素制品加工装备国际地位
钢铁冶炼必须消耗大量炭素材料——石墨电极。而电极的消耗必须通过其自身与相应接头螺纹的连接体，在高炉强电流高温与高强腐蚀等恶劣环境下连续作业。由于炭素材料的高硬度特性，石墨电极与接头高精密加工设备的制造，一直是国际钢铁冶炼中安全、质量、成本与能耗等多种因素的制约瓶颈。
为了探索石墨电极以及各类炭素制品加工设备的先进工艺与技术，原江苏泰兴机床总厂总工程师陈善元潜心钻研炭素材料的性能与结构，致力于消化吸收国内外炭素设备制造技术，并从电极使用过程中约80%的电流通过其最大接触端面的电学“集肤”效应，探索出石墨电极与接头加工技术的“理想连接”理论，创造性地将数控技术、梳加工技术与先进制造工艺实施有效嫁接，国内独家开发研制出拥有自主知识产权和专利技术的CGK-18型数控电极螺纹加工机床和CGK-21型全数控接头双螺纹梳加工机床。其技术性能与加工精度均领先国际同类进口设备先进水平，产品率先在成都炭素厂、南通炭素厂、大同炭素厂等我国规模型炭素企业获得应用。
借助“理想连接”理论，晨光公司于本世纪初还相继开发研制出数控炭电极双端削平镗孔机床、双端螺纹梳铣床、数控接头双端铣槽钻孔机床等10多种中高端数控机床，并追踪国际先进技术，国内率先研制出拥有发明专利的CGK.RZ.01全数控碳素接头柔性自动加工生产线与CGK.RZ.02型全数控碳素电极柔性自动加工生产线，产品的加工精度、使用效率等核心技术明显超过美国、日本等发达国家水平，而售价却控制在同等进口设备的1/5左右，从而打破了碳素电极加工设备的国际垄断。
短短几年内，晨光公司的炭素加工机床和自动化生产线充分占领了我国包括兰州方大集团以及安徽合肥、德昌士达、山东八三、吉林炭素、山西大同、河南开封、宁夏宁平等大中型炭素制品规模企业的应用市场。目前，晨光机床及柔性生产线在我国大型炭素行业的市场占有率达100%，中小企业达85%以上。与此同时，已有4条生产线相继出口印度HEG公司、CI公司和英国UKCG公司。近日，晨光公司与欧美地区的两家国际知名炭素制品企业正紧密洽谈成套设备出口事宜。
晨光公司高精密炭素制品设备的开发研制，使我国高档炭素制品的应用和进出口比例发生了根本性变化。有关资料显示，过去由于我国碳素加工设备技术落后，到本世纪初，国内只能生产普通炭素制品，超高功率炭素电极及其他高精密碳素制品完全依赖进口。而2011年，我国石墨电极的年总产量已达68.24万吨，为2000年炭素制品产量的4倍以上，其中超高功率炭素电极产量已达到22.68万吨，约占去年我国石墨电极总产量的1/3。
掌控高炉炭块精密加工设备
处于持续高温和强腐蚀、高冲击等恶劣环境下连续作业的炼钢高炉炉体内衬必须采用优质高性能精密炭块构筑，才能确保高炉始终处于高效、环保、节能和经久耐用状态。
长期以来，由于我国炭块加工装备技术落后，国内高炉炭块的一般尺寸精度误差只能控制在±1mm之内。专家指出，高炉炭块的精确度误差越大，炉衬间隙越大，钢铁熔液对炉体的浸蚀越严重，不仅会导致能源消耗高，炉体寿命短，而且严重影响钢体的冶炼质量。晨光公司在掌控石墨电极炭素材料加工技术的基础上，致力于炭块加工设备的开发，相继研制出数控精密高炉炭块镗、铣、磨加工专用机床和拥有发明专利的CGK.RZ.04型全数控炭块柔性自动加工生产线，国内独家采用simotion数控装置和自主开发软件，使高炉炭块的加工精度以远高于中国标准的±1mm，欧美标准的±0.2mm，俄罗斯标准的±0.3mm，提升到±0.03~0.05mm水平。使我国高炉炭块的制造质量和安装密度质量实现了高规格与高标准的有机统一，从而为国际高难度高炉装备提供一条龙的客户服务解决方案。
晨光公司高炉炭块加工技术的国际化进程，大大提升了我国炭块在国内外市场的核心竞争力。在国内，采用晨光设备加工的高炉炭块分别进入宝钢、鞍钢、首钢等大型与特大型钢铁制造企业，在新建和改造扩建冶炼高炉的工程项目中，国产炭块的国内市场占有率达95%以上。
在国际领域，由于晨光设备先进加工技术的驱动，使我国炭块的出口量以数倍的速度递增。据我国炭素行业的权威数据反映，“十五”期末的2000年，我国高性能炭块尚不能生产，当年国内应用累计进口4万吨，2011年，我国高性能高炉炭块在满足国内应用的基础上，出口量累计达14.95万吨，占年度总产量的1/5以上。
地处甘肃兰州的方大集团总部是我国炭素行业规模最大和应用晨光设备最多的企业之一，高炉炭块是这家企业的主导产品。据述，目前方大集团的炭素产品国内市场占有率达20%以上；在国际市场，近几年方大集团的高炉炭块已有40%进入俄罗斯和欧美市场。由于晨光设备的高精度、低成本优势，不仅使我国炭块的制造精度达到并超过国际先进水平，其制造成本和外贸销售单价也大大低于国际同类产品。为此，前几年引发了我国炭素制品在欧、美、俄市场的反倾销风波。一些国家出于地方保护，联合起诉我国的低价竞争，同时将我国炭块的关税提升到150%~200%。通过我国炭块制造企业三年多的联合抵制，迫使欧美国家一些企业主动撤诉。目前我国炭块国际市场的税率已降到5%左右，从而成功抵制了国际市场的反倾销，有效地掌控了国际高炉炭块的竞争话语权。
引领高端特炭构件设备产业化
硼碳是炭素中的一种超硬度非金属材料，其耐高温、耐磨损、抗氧化、绝热性能十分优越。但是，硼碳材料的超硬度性能也给加工设备及其刀具、夹具、精度乃至检测要求带来高难度。
“十一五”中期，被列为我国16项重大科技专项成果的第4代高温气冷核反应堆项目开始实施，国内首台套核反应堆碳堆内构件系列加工设备的研制重任，也责无旁贷地落到了晨光公司肩上。面对这一国际高难度重大装备的严峻挑战，陈善元董事长在充分投入企业核心力量的基础上，组织国内相关科研机构的专家协同攻关，仅用两年多时间便完成了3条碳堆内构件生产线的85大类、3500多件高精密硼碳内构件从软件开发，到数控系统配套，到镗、磨、铣削系列专机和自动检测高性能装备完美组合的柔性全自动加工生产线研制重任，并于2011年5月份一次性通过了由我国核电权威机构组织的国家级验收，现已投入生产。
数控系统、软件开发及高档核心制造技术是制约我国高端装备制造业发展的关键。陈善元董事长介绍，近年来晨光公司实施引进与创新相结合的开发战略，加强系统软件、数控装置和核心技术装备标准化体系建设，努力开发数控高精密螺纹磨床、内螺纹磨床、螺杆磨床及滚动导轨磨床系列等为高精密功能部件生产配套的高端数控机床，努力提高国产中高档核心功能部件制造水平。截至今年5月，该企业已拥有22项高新技术产业发明专利和新型实用专利；拥有7项国家版权局批准的计算机软件著作权；受我国炭素制品行业委托，编制了两项炭素工艺技术标准并由国家工信部颁发实施；企业3项成果获国家重点科技创新基金奖励、6种产品被列入国家重点新产品和江苏省高新技术产品；企业建有江苏省工业软件技术中心和江苏省炭材料与功能部件精密加工机床工程技术研究中心，成为江苏省高新技术企业和重点软件企业。董事长陈善元与总经理朱强先后被破格评选为享受国务院特殊津贴的专家。晨光公司炭素材料和高精密核心功能部件系列装备的开发研制，对提高中高档数控机床和核心功能部件的国内市场占有率，为我国机床工业由制造大国发展为制造强国发挥了积极的推动和示范作用。
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