2026年4月的一个深夜,西安经开区泾渭新城的西安西部新锆科技股份有限公司厂区,管棒厂仍灯火通明。轧机的轰鸣声中,一根根裹满润滑剂的细长管材(884064)沿着生产线缓缓移动。
管棒厂技术组组长张海芹紧盯着轧制参数,这是他加入西部新锆的第11个年头。这批壁厚仅为3张A4纸厚度的薄壁管,是将用于重水堆核电(885571)站的锆合金包壳管。
“这种管子,比我们熟悉的N36更薄,轧制难度翻了好几番。”管棒厂厂长杨锋告诉记者,自2018年完成N36锆材国产化之后,这个车间曾经一度沉寂,而今因为重水堆核电(885571)站锆合金包壳管完成国产化突破并形成规模化生产,又恢复了活力。
13年跌宕,这家背负“国产化光环”而生的企业,从实验室走向规模化生产,历经狂飙与低谷,又在窘境中突围。“如果说这个企业在成立之初,谈到国产化时更多的是‘一腔热血',而今一番摸爬滚打之后,再谈国产化,我们最深刻的感受恐怕是‘五味杂陈'。”西部新锆董事长程绍杨说。
作为我国首个、也是目前唯一一个实现规模化商用的自主核级锆合金的生产者,其发展历程也是我国锆材自主化、国产化的缩影。如今,中国锆材的国产化进程已行至中盘——尽管局面复杂,但每一步都稳扎稳打,落子有声。
破釜沉舟 狂飙突进——N36破冰
2013年,中核集团与西北有色金属(1B0819)研究院联合发起成立西部新锆。目标明确:实现压水堆包壳管的自主国产化,为“华龙一号”装上“中国芯”。
公司成立之初,西北院将核心研发团队——约10名长期从事锆合金研究的科研人员——整体注入这家新公司。这意味着,他们要丢掉西北院的“铁饭碗”,成为前途未卜的企业人。
“虽然当时的财务报表不好看,但是我们掌握核心技术,有信心实现追赶超越!”西部新锆总经理周军回忆道。他和同事们最终选择了破釜沉舟。
在公司股比中有4.53%的个人股份全部由技术骨干现金入股——真金白银将自己的全盘家底压上,这是这批科研人员对锆材国产化最深沉的诚意。“我是学材料学的,大学毕业到现在就是干了锆材国产化这一件事。这样最好,我与企业共命运,再难的关都得一个个过。”周军说。
“华龙一号”具有自主知识产权的N36锆合金管、棒材制造的工艺路线复杂,工程化制造过程中的技术瓶颈多。作为公司管棒材生产线的技术骨干,彼时的张海芹勇挑重担,从仅有的几份技转文件开始,通过查阅相关文献资料,不断增加自身技术理论知识储备,先后突破N36锆合金包壳管材(884064)轧制、退火和精整工序等多项技术瓶颈。
特别是针对如何设计和测量N36锆合金管材(884064)冷轧工模具的问题,张海芹查阅了大量国内外锆合金管材(884064)冷轧工模具曲线设计相关文献资料,消化吸收国外冷轧工模具曲线设计原理和图纸,通过多次试验和优化,历时两年,解决了工模具复杂空间曲线的设计和测量问题。
那是一段珍藏在这个科研生产团队每一员心中的激情岁月。技术人员白天盯现场、测参数,晚上析数据、改方案。“我们都不离开现场,不停地倒班,难题一个接着一个,我见过西部新锆春夏秋冬、白天黑夜任何一个时刻的样子。最孤独的时候,是雨天深夜从车间出来,路灯下只有自己的影子,还有雨。”西部新锆总经理助理王旭峰回忆道。
2018年11月24日,首批6000余支N36锆合金包壳管成功下线。我国首个自主研发的满足三代核电(885571)要求的锆合金材料实现批量化生产。中国成为继美、法、俄之后少数掌握核级锆合金自主知识产权的国家之一。“华龙一号”走出国门的最后一个“卡”点消失于无形,成为我国具有自主知识产权、唯一可以向国外输出的核电(885571)品牌。
厚积薄发 绝地反击——锆4突围
然而,高光时刻之后,现实很快露出复杂的面孔。
我国是全球核安全标准最严格的国家,核燃料产品在产业化推广中,要求是严之又严,推广路径稳中更稳,这就导致了N36推广的周期(883436)很长。
市场推广不及预期的同时,西部新锆却面临着另一重压力:这是一家重资产企业。公司成立时股东投入的资本金有限,但生产线建设需要巨额投入。公司现有各型设备300多台套,而其中不少单台设备动辄数千万元甚至上亿元,公司带息负债率一路攀升。
“如果公司一投产马上就盈利,问题很容易解决。当激情褪去,经营压力下,管理上的矛盾、人员的不稳定都随之而来。”2023年5月到任的董事长程绍杨,用“低谷”来形容彼时的西部新锆。但也是此刻,所有人员都更深刻明白了“国产化”这三个字背后沉甸甸的内涵。
热情会退却,但决心从未改变。低谷期,恰恰成了西部新锆“苦练内功”的窗口。
周军带着团队,把锆材生产的几十道工序全部梳理了一遍,“特别是核心产品厂——管棒厂识别出12个大项的技术提升方向。从轧制到精整,每个环节都有优化的空间。”
最核心的是工模具。他策划了完整的工模具技术体系,从设计、检测到知识产权布局,形成了西部新锆自己的核心技术。如今,孔型测量领域的行业标准,是由西部新锆牵头制定的。
装炉量的提升、工序的精算、成材率的优化……一点一滴的改进,最终汇聚成惊人的数据:从2018年到2024年,管棒厂的年产能翻了近30倍;从管坯到成品管的综合成材率,从45%提升到75%左右,接近国际先进水平。
“我们用四五年时间,追赶上了与国外40年的差距。”周军说。这句话,他没有夸张。目前,我国N36锆材在耐腐蚀性能、抗变形能力以及低辐照生长性能方面均优于同类产品,达到了国际先进水平。
所谓机会总是留给有准备的人。2023年,我国重水堆燃料元件(881270)国产化的问题浮出水面。西部新锆临危受命。
“这个产品叫锆4,配方是上世纪五六十年代美国的,专利早已过期,但工艺没人知道。”王旭峰说。20年前,加拿大曾向宝鸡一家企业技术转让锆4的生产工艺,但最终未能实现国产化。如今,留给西部新锆的时间,只有一年半。
公司迅速成立项目组,由分管技术和质量的副总经理牵头,管棒厂、板材厂联合攻关。王旭峰作为管棒材的技术负责人,带着团队开始了“边研发、边鉴定、边生产”的艰难历程。
最难的是轧制。重水堆包壳管外径是壁厚的30多倍,“径厚比”极大,轧制过程中外径和壁厚极易波动,难度远超N36。团队需要重新设计工模具曲线——这是各家锆材厂秘而不宣的核心技术。
“N36积累下来的一切成为我们迅速突破锆4的核心密码。”王旭峰说。从轧制速度、送进量,到芯棒的曲线设计,每一步都要反复试错。技术人员白天在现场跟踪参数,晚上聚在一起分析数据,编制试验方案。
重水堆需要的细丝材,规格仅2毫米×3毫米,加工难度极高。团队跑遍宝鸡,找不到合适的加工企业,最后在广东佛山(883403)找到了一家做钛合金丝材的民营企业。程绍杨亲自带队前往,向对方讲清这项任务对国家核工业的重要性,最终达成合作。
2024年6月底,首批重水堆锆合金包壳管完成小批量供应,共4000余支。当年11月,产品入堆考验。到2025年6月,考验结果出炉——一切正常。2025年底,西部新锆拿到了上百万支重水堆包壳管的大合同,占该产品国内总需求量的七成。
“N36是我们的基石。”周军说。正是基于N36积累的工艺经验,西部新锆才能在一年半内攻克重水堆锆材,才能在钛合金管材(884064)等新产品上迅速突破。
“材料决定性能,性能决定装备。”周军反复强调这句话。在他看来,掌握了锆合金的加工工艺技术,就掌握了核燃料领域最核心的一环。
而西部新锆的目标,远不止于此。
蓄势待发 志在长远——走向世界
2026年,西部新锆的生产计划表上,密密麻麻地写满了任务:重水堆包壳管、N36包壳管、重水堆棒材……与此同时,下一代锆合金N45的研发、为“玲珑一号”定制的“N36短管”的工艺鉴定,都在同步推进。
“今年任务很饱满。”王旭峰说。这种“饱满”,与五年前的低谷形成鲜明对比。
变化不止体现在产量上。2024年,西部新锆成功向阿根廷出口了首批锆合金材料样品——这是中核集团首次实现核级锆材出口。“从以前一直进口锆材,到现在实现了出口,这是一个历史性的突破。”程绍杨说。一扇通往国际市场的大门就此打开。
与此同时,原材料供应链也在重构。过去,西部新锆的核级海绵锆主要依赖一家供应商。2024年,公司开发出新的供应商,原材料采购价比原来降低了20%。
财务成本同样大幅下降。程绍杨到任时,通过与银行反复谈判、用低息贷款置换高息贷款,带息负债平均利率不断下调,2024年仅此一项节省约2000万元。
更重要的是,企业的发展路径更加清晰。“我们想占到国内50%的份额,国际上占到5%到10%。”程绍杨说。这个目标,需要硬件和软件的双重支撑——硬件上,需要扩大产能、更新设备;软件上,需要持续的技术迭代和人才积累。登陆科创板,成为西部新锆的下一手棋。“靠股东投资和银行贷款,解决不了长远发展问题。”程绍杨说,“借助资本市场,才能把锆合金产业做大做强。”
管棒厂车间里,机器依旧轰鸣。张海芹还在盯着轧制参数,他的笔记本上密密麻麻记录着每一批产品的工艺数据。王旭峰正和技术团队讨论N45的工艺方案。杨锋在梳理今年的技术提升清单。周军在电话里和阿根廷方面沟通下一批出口合同的细节。程绍杨在办公室和来访的客户洽谈新的合作。
厂房中静置的那一排排银色细管,曾经是中国的短板,如今已经成为中国核电(601985)走向世界的“第一道安全屏障”。
记者手记:
接受采访的那个下午,杨锋站在管棒厂车间里,看着生产线上流转的管材(884064)。白炽灯的光线,直直打在一排排银灰色的成品上,泛着柔和的光。
“我刚参加工作那会儿,我们国家还不能自主生产核级锆材。”杨锋说。他2010年硕士毕业,研究课题就是锆合金,至今已和锆打了16年交道。“那时候,我根本想不到有一天,我们的产品能出口。”
从1986年中国核动力院专家赵文金开始锆合金研究,到1991年新型锆合金启动,到2018年N36批量化生产,再到2025年重水堆锆材国产化——这条路上,几代人用了近40年时间。
如今,中国锆合金的故事已行至中盘。
局面更开阔也更复杂,每一手都要深思熟虑,既要有守住既有阵地的耐心,也要有开辟新局的勇气。
N36推广的每一步都走得扎实可靠——成功在秦山核电(885571)、巴基斯坦卡拉奇核电(885571)项目实现应用,“玲珑一号”的“N36短管”也已交付。
只要时间足够,市场终会认可。
而未来的N45、钛合金管材(884064)等新产品的研发,则预示着未来的增长空间。“我们走过的路,已经成为国内锆合金领域的‘标准路径’。”程绍杨说,“后来者,都要在我们趟过的路上走。”这是身为首个的勇气、更是作为唯一的底气。
