北京首鋼吉泰安新材料有限公司
北京首鋼吉泰安新材料有限公司最早成立于1956年,前身為“海淀電線廠”“北京鋼絲廠”“北京首鋼鋼絲廠”,2000年北京首鋼鋼絲廠由海淀增光路搬至昌平富生路,2008年實現企業改制,更名為“北京首鋼吉泰安新材料有限公司”,注冊資本金2600萬元(首鋼集團占股35%,其余為職工股),主要業務是研發、生產、銷售電熱合金、非晶合金、高強度低膨脹合金等特種金屬功能材料,產品主要應用于白色家電、電子元器件、交通運輸業、汽車尾氣凈化、玻璃陶瓷、芯片太陽能等清潔化供熱領域。年商品規模為5000噸左右,年銷售收入2.5億元左右,年利潤2500萬元以上。
吉泰安公司是國內電熱合金行業領軍企業,制定、修訂國家標準4項,擁有國家高新技術企業、中關村高新技術企業、高新企業科技成果轉化示范企業等稱號,是國家級“產學研”創新示范單位,“鋼花”品牌電熱合金享譽全球,“鋼花商標”為北京著名商標。
1926年,世界上第一個鐵鉻鋁合金專利在瑞典產生。1935-1945年瑞典、蘇聯、美國和日本先后實現鐵鉻鋁電熱合金的產業化。瑞典KANTHAL公司成為全球最強的電熱合金材料企業。20世紀60年代初,蘇聯對我國實行經濟封鎖,北京鋼絲廠克服困難,解決了電熱材料“卡脖子”問題。如今,我國電熱合金材料產業形成了以吉泰安公司為龍頭,以江蘇、上海地區30多家民營企業為主要供應商的格局。
然而,隨著我國裝備制造業發展壯大,我國現行國家標準中可在1300℃及以上溫度使用的高品質電熱合金缺乏,嚴重依賴進口,面臨“卡脖子”問題。例如芯片制造用半導體晶片的工藝路線中,在晶體生長、高溫摻雜、表面氧化等熱處理裝備中需要可在1300℃以上穩定使用的高性能電熱合金;玻璃制造、陶瓷燒結、有色金屬熔煉、熱鍍鋅、冬季供暖等領域推動煤改電,氣改電,需要高性能的電熱合金實現電熱供熱;在高燃效天然氣燃燒燒嘴預混領域需要高性能鐵鉻鋁纖維;在柴油車尾氣治理過程中需要高性能鐵鉻鋁材料作為支撐等。這些“卡脖子”高性能電熱材料的國內客戶主要依賴瑞典進口。瑞典KANTHAL公司的A-1合金在國內銷售價達到每噸56萬元,APM合金更是達到每噸120萬元的“天價”,對我國高性能電熱合金有需求的產業產生極為不利的影響。作為老品牌國有電熱合金龍頭企業,需要發揚為國增光傳統,需要迅速研發和轉化高性能電熱合金,以填補相關領域國內空白,解決“卡脖子”問題。
一是在競爭中跑贏同行的需要。瑞典KANTHAL公司為保護其壟斷地位并掘取巨額利潤,以降價方式打壓中國高性能電熱材料產業化。國內特鋼企業也關注電熱合金產業,強勢介入鐵鉻鋁合金市場,但鐵鉻鋁合金的材料特點又難以在大鋼流程上做精、做強,難以持續把質量做穩定,大鋼介入的后果會進一步把電熱合金產業拖入價格競爭。面對此形勢,吉泰安公司靠原有的自主開發+生產制造+自主銷售的發展模式已不能適應新形勢需要,需要推動“產學研”結合,與高校合作培養自有人才,與研究院所合作借助研發資源;需要推動與特定領域優勢企業“產產”結合,解決工藝升級過程中的痛點問題,以相對低的成本、相對短的時間從根本上解決產業升級的技術支撐問題。
二是突破瓶頸,實現快速增長的需要。吉泰安公司改制后雖一直保持增長,但面臨“長不快,長不大”的問題。“十四五”規劃中提出了“翻一番”的目標要求。急需改變企業管理現狀,深化自身改革,聚焦主業、加快優化產品結構,研發轉化高附加值產品,突破企業發展瓶頸。
隨著吉泰安公司新產品開發成果的不斷推出,高性能電熱材料在技術指標上替代進口材料已是必然趨勢。與瑞典KANTHAL公司的競爭最終將從產品性能轉向品牌價值競爭。因此,需要聚焦主業,提升品牌價值,實現主業做強。吉泰安公司的“鋼花牌”是國內唯一可以與瑞典KANTHAL公司抗爭的品牌,但存在產業方向不夠聚焦、細分領域服務短板和國外業務拓展力不強等問題。需要創新產品銷售和服務模式,與細分領域有專業能力的商業代理合作補齊細分領域服務短板,與出口貿易公司合作解決全球業務拓展短板問題。需要加大科研投入,提升技術水平,持續保持行業領先優勢。
此管理成果的主要內涵:通過“產政商”結合提升企業社會價值,通過“產學研”結合提升產品技術和服務價值,通過與上下游優勢企業“產用”結合提升企業行業和供應鏈價值,以政、商、產、學、研、用的“六位一體”協同發展方式實現新材料企業品牌價值提升,推動企業高質量發展。主要做法如下:
電熱合金特殊功能新材料從立項研發到成果轉化需要政府政策環境、社會營商環境、企業科研環境、產業協同環境等多個條件高度協同,而吉泰安公司作為諸多環節中的一環,靠自己單打獨斗不行,需要構建“政商產學研用”一體化的組織保障體系。
1.建立內部生產、技術、銷售多部門高度協同運行機制
經過實踐,吉泰安公司形成了一套完整的內部科研立項、過程組織及成果轉化機制。
一是集中立項,統籌安排科研項目,確保科研工作與企業目標高度協同。每年,技術開發部根據市場部、技術開發部人員市場調研情況,在技術部日常自主申請立項基礎上,綜合考慮細分市場需求、質量穩定需求、工藝技術提升需求以及降成本需求,采取集中立項的形式,通過公司經理辦公會集中審批立項,正式下發紅頭文件,統籌安排科研資源。二是方向協同,推進課題間相互促進,均衡發展,集中力量辦大事。根據研發階段和目的不同,分為新產品開發類課題項目,新工藝開發類項目,重點產品項目和產學研項目四個類別。新產品開發項目目標是開發已經經過充分市場調研的,現有合金不能滿足需要的或者是依賴進口的新產品及制造技術;新工藝開發類項目目標是抓住現有產品生產過程中的工藝、質量、效率、成本等方面的痛點問題,研究替代工藝或更先進工藝;重點產品項目的目標是對進入轉化銷售階段的新產品和重點高附加值產品,組建由生產、技術、質量等不同專業部門骨干組成的工作小組,解決轉化階段各方面的問題,為客戶提供技術支持,進一步開拓市場,穩定質量,降低成本,提高效率。產學研項目的目標是解決基礎研究類短板問題,對其他各項目開發過程中遇到的機理性的、需要在實驗室做深度研究的問題進行準確規律表征。2020年,共立項新產品開發項目3個,新工藝開發類項目5個,重點產品項目組4個。項目分布見表1。2020年,在新產品開發和新工藝開發設立課題基礎上,還設立了HRE合金轉化項目組、鎳鉻類高附加值合金項目組、SGHYZ合金項目組以及大規格鐵鉻鋁合金項目組。設立了與北京科技大學合作的“超易切削筆頭鋼性能優化”課題和“鐵鉻鋁的夾雜物研究”課題,研究現有產品的深層次優化機理。三是細化顆粒度,加強過程激勵。新產品開發類課題和新工藝開發類課題的研發周期一般較長,為了實現持續激勵,在設定基本獎勵目標金額基礎上,采取將課題目標分解成若干權重,按權重階段結題分批次獎勵的方式進行過程激勵。在分批次獎勵小目標實現基礎上,課題取得較大效益的,可按實際效益另行獎勵,不設上限。對重點產品轉化項目實行技術成果+銷售額雙掛鉤獎勵的方式,對產品轉化過程中需要解決的技術指標,按權重分解,預設獎勵金額。對銷售成功的產品,按銷售量掛鉤獎勵項目組成員。公司領導不參與項目獎金分配,項目組長分配收入可以達到組內人均額的1.5倍。鼓勵各位組長少配組員人數,多配骨干力量。專利成果另行獎勵,不在預設獎勵金額中。

表1 2020年立項項目表
四是運行公司領導掛帥、項目組長負責和月度例會機制。每月由技術開發部組織召開項目課題例會,總結月度項目進展情況。各組由組長發起,根據需要拉出組員名單交到技術開發部備案,過程運行由組長負責。公司級領導每人分管一項課題,親自參與,完成課題目標。
2.落實社會責任積極推動社區共建,推動安全本質化提升,全面降低安全風險
一是社區共建,實現企業與社區和諧共處。與廠鄰社區居委會開展社區共建活動,與廠鄰社區居民代表定期進行溝通交流,宣傳企業價值,開展抗疫合作,治理社區環境,消除居民對企業環境影響的擔憂,改善了企業生存發展的社會環境。社區居委會對企業贈送錦旗“共克時艱顯擔當、攜手助力抗疫情”。
二是推動安全本質化提升,全面降低安全風險。作為涉鋼企業,應急管理部門有極為嚴格的要求。吉泰安公司聚焦重大及以上安全風險環節,推動本質化安全建設。完成了熱軋加熱爐燃燒系統自動化改造,投入300余萬元資金對三相有襯電渣爐生產車間進行安全目視化打造。此外,還開展了微電水替代氫氧化鈉,智能電灶替代液化石油氣、全自動鋸床替代火焰切割、氮氣替代氫氣作為保護氣等6項重點本質化安全攻關項目,持續降低企業整體安全風險等級。
通過建立運行組織保障體系,吉泰安公司產業發展的政策環境、社會環境顯著改善,職工對企業發展愿景更為樂觀,企業凝聚力顯著增強。產業升級所需要的內外部環境顯著改善。
1.組織機構合并,“小規模,多品種”轉向“專精特新”
2008年實現改制后,吉泰安公司堅持走“小規模、多品種”的產業發展路線,即控制產量規模,增加高附加值品種,保持了持續增長,但也帶來了問題。在“小規模、多品種”指導思想下,立項新產品項目不夠聚焦,使得電熱合金優勢產業資源投入減少,新建成果轉化項目超出企業承受能力和設施承載能力。例如,2010-2016年,先后投資建設了非晶帶材和機動車尾氣蜂窩載體用鐵鉻鋁箔材項目,使企業背上了沉重的債務負擔,而且產品在細分領域競爭優勢不明顯,處于虧損“失血”狀態,消耗了企業有限的資源,使企業設備工藝升級投入不足,電熱合金優勢產品不能充分規模化發展,面臨“長不大,長不快”的問題。
為聚焦并做強電熱合金主業,吉泰安公司將原冷軋作業區30人,易切鋼產線4人并入拔絲作業區,將原非晶作業區人員34人并入煉軋作業區,通過崗位競爭,擇優留用。同時,對所有部門的工資總額采取“減員不減資”的方式進行管理,即用人數減少,績效和崗位資總額不變,推動各部門主動提質增效。
非晶和冷軋項目停止運行,每年減少利潤損失 232萬元;提質增效后,總人數下降使人效提升3.6萬元/人·年。推動企業從“小規模、多品種”經營模式向“專精特新”模式轉變取得了較大進展。
2.科研人員定期客戶走訪機制,引領客戶需求
吉泰安公司領導層深刻認識到吉泰安公司作為企業,與市場需求之間的密不可分的依存關系,在做好當下的同時,堅持站到未來看現在,始終保持危機意識。為了了解未來客戶需求,持續保持市場主動權,甚至在某些領域引領客戶需求,吉泰安公司堅持讓技術人員定期跑市場和邀請客戶技術團隊來吉泰安公司開展技術交流。骨干技術人員均制定市場服務計劃,對有創新能力和發展潛力的客戶進行經常性走訪。要求技術人員出差回來寫出差報告,對報告內容安排專題研討,信息分享到各個課題組,必要時有針對性新立課題。
通過此機制,吉泰安公司根據客戶個性化需求,先后開發出了鋼化玻璃爐專用SG140合金和供美國通用電氣公司電阻器用OHAY40合金,實現成果轉化銷售。SG140合金沒有參考同類產品,是根據某鋼化玻璃爐用戶對表面氧化不脫皮的要求、電阻率要求、性能價格比的地區個性化要求開發的,此合金的技術開發,帶動解決了鎳鉻類電熱絲光亮絲的生產工藝流程優化,擺脫了涂層+皂粉+清洗的污染工藝,實現了零涂層、零皂粉、零污染冷拉絲生產。OHAY40合金是根據美國通用電氣公司個性化要求,對電阻溫度系數做了特殊設計開發出來的。
通過技術人員的客戶走訪,2020年新立項2個客戶有個性化需求的新品種開發項目,目標客戶均是未來替代進口的細分領域高端客戶,其中的SG240合金開發項目,是根據某國內家電企業一款新產品需求,開發專用電熱合金材料,已進入樣品測試階段。
3.瞄準高性能指標,通過課題研究和市場調研找差距
電熱合金高性能核心技術指標有四個,即:更高溫度下的高抗氧化性能、更好的高溫下抗蠕變性能、更穩定的電阻特性以及更優秀的電熱元件加工性能。2020年,吉泰安公司組建市場技術調研小組、材料解析小組和驗證試驗小組,通過技術人員客戶走訪、同行材料深度解析研究和客戶驗證對比試驗三種方式,總結出了吉泰安公司高性能鐵鉻鋁合金與KANTHAL公司合金的差距。
客戶體驗方面,KANTHAL公司的APM A-1 AF NICKEL40合金分別以1425℃下高抗蠕變性、1400℃高抗氧化性、1000℃高抗蠕變性和抗氧化性、900℃長時間零蠕變等優勢占據高端市場;技術工藝方面,APM合金采用粉末冶金技術,A-1 AF Ni CKEL40合金采用電爐+爐外精煉+模鑄技術;材料機理方面,高抗氧化性的核心機理在于通過合金晶界形成特定相遲滯元素擴散;高抗蠕變機理在于在晶界附近形成高溫下足夠穩定、具有足夠強度且足夠細小的相,釘扎位錯,起到抗高溫蠕變作用。調研成果清晰找出了與國外高性能材料的差距。
4.形成開發目標,聚焦“卡脖子”電熱合金材料搞開發
通過調研梳理,明確了吉泰安公司材料在合金設計、技術工藝方面的主攻方向。明確了在充分利用合金高性能形成機理基礎上,結合吉泰安公司現有工藝技術體系特點,走吉泰安特色的高性能合金開發之路。分別對標KANTHAL公司的APM A-1 AF NICKEL40合金,明確了開發吉泰安公司的SGHT SGHYZ SGAF SG240四個合金材料的研發主攻方向,形成了科研開發項目立項建議書,經公司經理辦公會研究后下達任務書。
電熱合金材料因其自身特點,應用領域極其廣泛,材料應用場景復雜多變,吉泰安公司自身提供客戶技術支持面臨細分領域短板。為化解此難點,系統規劃代理商設置,以客戶承諾制的方式,培養細分領域有技術和服務優勢的代理商,形成業務拓展型銷售網絡,助力公司優勢產品的市場拓展。對在細分領域有專業優勢且愿意承接吉泰安公司產品代理銷售的法人,采取承諾制階梯授權的方式分步授權,即:要求代理人充分調研市場需求,承諾預計銷售量,按承諾目標先授予“特約銷售代表”資格,按預期完成后,綜合考察合作信用情況,評估后再正式授予代理商資格。
2020年,成功培養廣東佛山金煒供應鏈有限公司代理商,在點火針、火花賽側電極材料、ODS鐵鉻鋁合金市場開發等多個應用方向取得突破,獲得銷售和新材料研發需求。
在佛山金煒公司的推動下,吉泰安公司成為國內玻璃裝備龍頭企業的供應商,SGHYZ產品成功替代瑞典進口材料,被該企業評為A級供應商。
吉泰安公司雖屬中小型企業,但擁有從原料、熔煉、熱加工、冷加工、熱處理全流程的工藝,技術工藝分布點多,專業跨度大,客戶應用領域廣,服務壓力大。在工藝升級過程中技術人員面臨點多面廣、專業壁壘多的困境,影響工藝升級速度。吉泰安公司鼓勵技術人員走出去,找專業領域有專長的企業開展企業間合作集智創新,推動吉泰安公司工藝技術升級。
在電熱合金細絲拉拔車間,長期使用專用拉絲油,每年產生10噸左右的危險廢物,不僅發生近6萬元的危廢處置費用,也對公司長遠發展較為不利。技術調研發現北京某模具制造企業所生產的電解水可配制切削液,具有良好的環保效果。為消滅吉泰安公司拉絲油產生危廢造成的企業負擔,經與該企業協商,由吉泰安公司模具攻關組和該企業的液滑液配制技術人員組成聯合攻關組,開展電熱合金細絲清潔化拉絲工藝技術攻關,成功研制出由專用水基拉絲液和配套專用拉絲模組成的鐵鉻鋁合金清潔化拉絲技術。實現了拉絲模由外購成品模轉向外購模坯自己做模,年降低生產成本28.8萬元。形成了專用的水基環保拉絲液,一舉解決了拉絲油易產生危廢及冷拉細絲表面易增碳問題,細絲拉絲固廢由危廢變成了一般固體廢棄物。
隨著芯片制造、陶瓷燒結等領域的高性能大規格鐵鉻鋁合金需求量的增加,鐵鉻鋁合金冷拉裂紋問題困擾吉泰安公司,通過研究發現主要原因是錐模拉絲表面形成較大拉應力狀態,且分布不均勻,且對錐模進行優化不能解決此問題,HRE等高性能鐵鉻鋁產品裂紋檢出率達到10%左右,且長度方向性能一致性較差,威脅高性能鐵鉻鋁合金產業化進程。攻關組通過與河北省某模具制造有限公司合作攻關,開發出適用于鐵鉻鋁合金的輥模設備及孔型,成功將冷拉大規格鐵鉻鋁絲的表面應力狀態由拉應力狀態變成壓應力狀態,經100.8噸拉絲驗證,裂紋檢出率為零,驗證階段產生70余萬元的經濟效益。此項技術批量應用于現場后,每年可為吉泰安公司產生210萬元以上的經濟效益。
我國電熱合金是在國外經濟封鎖的特定年代自主研發的,與發達國家先研究原理,再研究產業化的發展路徑不同的是,我國的電熱合金是先做出產品滿足市場需要,但對電熱合金高溫下的工作機理研究相對較少,對鐵鉻鋁合金的材料設計和制造技術原理研究的深度有所欠缺。縱觀吉泰安公司60多年發展歷史,很多制造技術是靠一點一點地經驗累積起來的,當產業需要升級的時候,這種經驗積累型的技術儲備就暴露出基礎研究的短板,造成一些重要的新品種研發遇到瓶頸。
為解決基礎研究短板問題,吉泰安公司與北京科技大學開展課題合作,培養人才,解決一些機理性問題。通過與北京科技大學合作,先后解決了鐵鉻鋁合金冶煉過程中的稀土回收率提升、凝固裂紋控制、合金純凈化冶煉等重要基礎性問題。2020年,吉泰安公司通過與北京科技大學合作,開展鐵鉻鋁合金潔凈化熔煉基礎課題研究,實現了1400℃高性能鐵鉻鋁合金的國產化。該研究補齊了國內鐵鉻鋁合金高溫下抗蠕變機理研究的短板,有力推動了公司產品和熔煉工藝升級,為吉泰安公司SGHYZ高性能合金的成功產業化奠定了堅實的基礎,使該合金因其高稀土、高純凈兩大優勢受到1400℃應用場景客戶和高抗氧化鐵鉻鋁纖維客戶的青睞。2020年,SGHYZ合金實現銷售量達到50噸,較2019年增長163%,成為國內唯一可替代瑞典KANTHAL A-1合金的新材料,成為吉泰安公司第一高利潤率的鐵鉻鋁產品。在通過合作課題解決基礎問題的同時,為吉泰安公司科研人才的培養起到了重要作用,有2名科大畢業的研究生,2名科大畢業的工程碩士已成為吉泰安公司科研工作的骨干人才。為解決粉末冶金鐵鉻鋁合金國產材料短板問題,與鋼研集團安泰科技公司合作,開發SGHT合金,進入樣品試銷階段。
通過持續推進“政商產學研用”六位一體產業升級管理,新產品開發、新技術進步和新產品成果轉化速度加快,公司產品結構進一步優化。2020年重點新產品成果轉化銷售收入占比32.22%,利潤占比達到了71.56%。
形成了“政商產學研用”六位一體的提升品牌價值的管理模式。從政府方向,解決了企業發展政策空間和社會空間問題;通過與細分領域有實力的公司合作,強化了銷售末端服務能力;通過與高校聯合,補齊了企業高性能合金基礎研究的短板,為代替進口材料的產品開發工作提供了基礎保證;通過與使用單位的密切接觸,不斷發現新的細分領域需求,有針對性地開展產品開發工作,局部領域引領了客戶需求。2020年擁有定價權的高附加值產品占比達到52%,產品結構持續優化。為公司落實款到發貨措施保現金流、保持行業定價權地位等起到了支撐作用。
1.吉泰安回報社會能力顯著增強。2020年納稅增長率為18.5%。新產品的開發和成果轉化,解決了芯片制造業晶體生長爐和擴散爐用高性能電熱合金材料、高性能鐵鉻鋁纖維多孔材料等多個細分領域基礎材料“卡脖子”問題。迫使瑞典KANTHAL公司A-1合金價格由每噸56萬元降到28萬元。吉泰安公司SGHYZ合金替代進口A-1每銷售1噸(吉泰安每噸13萬元,A-1每噸28萬元),可使客戶節約采購成本15萬元。2020年吉泰安公司共計銷售SGHYZ合金50噸,為客戶節約采購成本750萬元,2021年預計全年銷售80噸,可為國內客戶節約1200萬元材料進口成本。
2.本管理推動吉泰安公司技術工藝升級,實現冷拉絲工藝清潔化,大幅削減危廢和固廢產生量,改善了生產作業環境,有利于職業健康。
3.本管理產生的高性能電熱材料成果,可實現1300℃以上電熱合金國產化,有力支撐了陶瓷燒結、玻璃制造、不銹鋼熱處理等領域熱源由天然氣改成電窯,減少了污染物排放。“高性能鐵鉻鋁合金技術開發及產業化”項目評價達到世界先進水平。電加熱蓄能材料助力綠色冬奧,成為張家口奧運場館煤改電清潔供熱工程的核心支撐材料。
4.吉泰安公司及“鋼花”牌電熱絲在客戶中的影響力進一步增強,成為客戶開發電熱類新產品時有新材料需求時的首選供應商。