近(jin)日，2023年中國有色金屬工業科學技(ji)術(shu)獎公布(bu)，由鞍鋼(gang)(gang)集團攀鋼(gang)(gang)牽頭完成的(de)(de)“航空領(ling)域用(yong)超(chao)軟(ruan)海綿(mian)鈦制備技(ji)術(shu)開(kai)發及應用(yong)”獲一等獎，該項目(mu)負責人正是前(qian)不久榮(rong)獲第十(shi)三屆(jie)中國金屬學會冶金青年科技(ji)獎的(de)(de)李(li)開(kai)華。

李開華，攀(pan)鋼集團研究院有(you)限公司（簡稱攀(pan)鋼研究院）釩鈦(tai)(tai)化工(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研究所正高級工(gong)程師，工(gong)作(zuo)勤(qin)勉敬業，在攀(pan)西鈦(tai)(tai)資源制備(bei)高品(pin)質(zhi)海綿鈦(tai)(tai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)領(ling)域辛勤(qin)耕耘15載，獲得省部(bu)級科(ke)技(ji)(ji)進步獎(jiang)10項，中國發(fa)明展(zhan)“金獎(jiang)”5項，獲中國授權發(fa)明專利40余(yu)項，發(fa)表科(ke)技(ji)(ji)論文40余(yu)篇。先后(hou)被評為(wei)四川省第十二(er)批(pi)(pi)學術(shu)(shu)與技(ji)(ji)術(shu)(shu)帶頭人后(hou)備(bei)人選(xuan)、攀(pan)枝花市第八(ba)批(pi)(pi)學術(shu)(shu)與技(ji)(ji)術(shu)(shu)帶頭人、鞍鋼集團英才計劃“技(ji)(ji)術(shu)(shu)拔(ba)尖人才”，為(wei)攀(pan)西鈦(tai)(tai)資源高值高效利用作(zuo)出了貢獻。

扎根產線解難(nan)題

2008年，李開華大學畢業來(lai)到(dao)攀鋼研(yan)究院工作，正趕上攀鋼新建(jian)1.5萬(wan)噸/年海綿鈦生產(chan)線，他被安排到(dao)項(xiang)目部(bu)學習，每天忙著現場生產(chan)跟蹤、工藝(yi)理(li)論(lun)計算、設備圖紙設計、試驗方案(an)論(lun)證，很快就熟悉了工藝(yi)流程。

還原蒸餾是(shi)海綿(mian)(mian)(mian)鈦(tai)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)核心(xin)工(gong)序(xu)，直接決(jue)定海綿(mian)(mian)(mian)鈦(tai)產(chan)品的(de)最終(zhong)質量。攀鋼引進(jin)烏克蘭工(gong)藝，采用7.5噸大型(xing)“I”型(xing)爐(lu)生(sheng)(sheng)產(chan)海綿(mian)(mian)(mian)鈦(tai)。投產(chan)不久，生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)存在還原排料閥(fa)故障率高、蒸餾通道易堵塞、海綿(mian)(mian)(mian)鈦(tai)產(chan)品質量不佳等問題，嚴重(zhong)影響(xiang)海綿(mian)(mian)(mian)鈦(tai)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)順行。

為盡(jin)快解決(jue)難題，李開華(hua)到現場蹲點守(shou)候，一出故障(zhang)就從(cong)工藝、設(she)備和(he)(he)操作等方面(mian)全方位分析，很快摸清(qing)并(bing)找準了排料(liao)閥設(she)計缺陷和(he)(he)問(wen)題解決(jue)思(si)路，又(you)一刻不停地開展工藝優化、材質優化、結構(gou)改(gai)進(jin)等研究(jiu)，成功(gong)解決(jue)了還原(yuan)排料(liao)技(ji)術難題。

新型排(pai)料閥(fa)的(de)試驗(yan)，需承(cheng)擔10余噸高溫(wen)熔體鎂泄(xie)漏的(de)安全風險，經濟損失可達40多萬(wan)元(yuan)。李(li)開華承(cheng)壓(ya)前行(xing)，他說：“雖然擔心，但做(zuo)(zuo)科研就(jiu)是要(yao)有(you)一(yi)股拼(pin)勁，要(yao)找(zhao)準方向，嘗試別(bie)人不愿(yuan)做(zuo)(zuo)、不敢做(zuo)(zuo)、不能做(zuo)(zuo)的(de)事，這樣才能體現出科研的(de)價值(zhi)。”

正是在(zai)一次次的(de)勇敢前行中(zhong)，他帶(dai)領團隊成功解決了(le)還(huan)原(yuan)——蒸(zheng)餾(liu)(liu)過(guo)程(cheng)溫度控制不穩(wen)(wen)定(ding)、蒸(zheng)餾(liu)(liu)通(tong)(tong)道堵塞(sai)、海綿鈦(tai)品質不穩(wen)(wen)定(ding)等多項(xiang)技(ji)術(shu)難(nan)題(ti)。排料閥故障率(lv)降低40%，通(tong)(tong)道堵塞(sai)率(lv)降低至(zhi)0.5%以內，每爐還(huan)原(yuan)蒸(zheng)餾(liu)(liu)電(dian)耗減少22475kWh……為(wei)攀(pan)鋼海綿鈦(tai)產(chan)線增產(chan)、提質、降耗提供了(le)可靠(kao)的(de)技(ji)術(shu)支撐(cheng)。該(gai)項(xiang)目獲得2017年四(si)川省科技(ji)進步二等獎(jiang)、2019年度中(zhong)國金屬(shu)學(xue)會冶金科學(xue)技(ji)術(shu)獎(jiang)二等獎(jiang)、2019年鞍鋼集團科技(ji)進步二等獎(jiang)。

自(zi)主創新填空白

氯化工藝(yi)一般要(yao)求含鈦(tai)(tai)原料TiO2含量(liang)達(da)到85%以上，攀(pan)鋼(gang)海綿鈦(tai)(tai)產線熔(rong)鹽(yan)氯化設計使(shi)用鈦(tai)(tai)渣(zha)TiO2含量(liang)為(wei)78%。為(wei)提(ti)高攀(pan)西鈦(tai)(tai)資(zi)(zi)源綜合利用水平(ping)，加大攀(pan)西鈦(tai)(tai)資(zi)(zi)源在(zai)高端鈦(tai)(tai)領域的應用比(bi)例，攀(pan)鋼(gang)嘗試(shi)使(shi)用100%攀(pan)西鈦(tai)(tai)精礦冶(ye)煉的TiO2含量(liang)為(wei)74%的低品(pin)位鈦(tai)(tai)渣(zha)來制備四氯化鈦(tai)(tai)，該鈦(tai)(tai)渣(zha)TiO2含量(liang)低、鈣(gai)鎂(mei)含量(liang)高，雜質分離困(kun)難，對熔(rong)鹽(yan)氯化爐工藝(yi)穩定控制、四氯化鈦(tai)(tai)產品(pin)質量(liang)都是極大考(kao)驗。

李開(kai)華帶領團隊(dui)從(cong)最初的(de)原料質(zhi)量入(ru)手，全程(cheng)跟蹤試驗(yan)(yan)過程(cheng)，及時調整試驗(yan)(yan)方案。通過開(kai)發(fa)熔(rong)鹽組分監測(ce)模(mo)型及穩定調控(kong)方法(fa)等技(ji)(ji)術，解決了氯化(hua)爐(lu)內物(wu)料偏析、溫度控(kong)制偏離、熔(rong)鹽成分失衡、雜質(zhi)分離等難(nan)題(ti)，助力熔(rong)鹽氯化(hua)爐(lu)實現連(lian)續穩定運行，使攀鋼成為唯(wei)一(yi)使用(yong)100%攀西(xi)鈦(tai)(tai)資源熔(rong)鹽氯化(hua)生產(chan)精四(si)氯化(hua)鈦(tai)(tai)和高品質(zhi)海綿鈦(tai)(tai)的(de)企業。該項目獲得2016年四(si)川省科(ke)技(ji)(ji)進步三(san)等獎。

實現了本土(tu)鈦原料的穩定應用后，李(li)開(kai)華又琢磨將熔鹽氯化爐產能由120t/d提高到(dao)160t/d，這在國內外尚屬首創(chuang)。新(xin)爐子的設計(ji)需要考慮流場、溫度(du)場、物料熱(re)量平(ping)衡(heng)等(deng)一系列(lie)問題，技術難度(du)很大。李(li)開(kai)華及(ji)團隊查閱大量文獻，數值仿真模擬、實驗(yan)室冷態(tai)模擬及(ji)生產現場驗(yan)證(zheng)等(deng)手段，對整個過程進行反復(fu)論證(zheng)。

最終160t/d氯化(hua)(hua)爐(lu)成功上線(xian)應(ying)用，新建的年產(chan)(chan)(chan)3.5萬噸(dun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)線(xian)也采用160t/d氯化(hua)(hua)爐(lu)，在使用全攀枝花低品位鈦(tai)原(yuan)料前提下實現了氯化(hua)(hua)爐(lu)單爐(lu)產(chan)(chan)(chan)能突(tu)破(po)和(he)穩(wen)定(ding)運行，幫(bang)助攀鋼(gang)(gang)單臺氯化(hua)(hua)爐(lu)四氯化(hua)(hua)鈦(tai)產(chan)(chan)(chan)能提升30%—50%。該項(xiang)目獲(huo)得2020年四川省科技(ji)(ji)進(jin)步二(er)等(deng)獎(jiang)、2021年度中國金屬學會冶金科學技(ji)(ji)術(shu)獎(jiang)二(er)等(deng)獎(jiang)、2020年鞍鋼(gang)(gang)集團科技(ji)(ji)進(jin)步一等(deng)獎(jiang)。

精益求(qiu)精提品(pin)質

在全流程實現達產(chan)達效和(he)穩(wen)定運行后，生產(chan)出高端產(chan)品(pin)(pin)，提升市場競(jing)爭(zheng)力(li)和(he)影響力(li)，成為攀(pan)鋼海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)產(chan)線的(de)重要(yao)任務。超軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)是攀(pan)鋼率(lv)先推(tui)出的(de)高端產(chan)品(pin)(pin)，對(dui)布氏硬度(du)和(he)雜質(zhi)含量控制水平都有高要(yao)求，要(yao)利用全攀(pan)西釩鈦(tai)(tai)礦冶煉的(de)低品(pin)(pin)位鈦(tai)(tai)渣來(lai)生產(chan)高品(pin)(pin)質(zhi)超軟海(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)無疑又是一項巨(ju)大的(de)挑戰(zhan)。

李開華帶領團隊從海綿(mian)(mian)鈦雜(za)質(zhi)(zhi)來(lai)源、走向、分(fen)布規律(lv)一一剖析，開發關鍵雜(za)質(zhi)(zhi)元(yuan)素控制(zhi)技術，生產(chan)過程的(de)關鍵工藝(yi)及裝備技術，成功生產(chan)出低氧氮雜(za)質(zhi)(zhi)含量、低布氏硬度的(de)優質(zhi)(zhi)超軟海綿(mian)(mian)鈦產(chan)品。

2020年，用戶提出(chu)需(xu)要結構疏松(song)(song)、粒徑(jing)均勻、品(pin)質高的(de)小粒度海綿鈦(tai)。當時(shi)攀(pan)鋼生產(chan)的(de)海綿鈦(tai)存在(zai)(zai)產(chan)品(pin)結構致密(mi)問(wen)題(ti)，不能滿(man)足客戶需(xu)求(qiu)。就在(zai)(zai)全公司一籌莫展無(wu)法解(jie)決(jue)問(wen)題(ti)時(shi)，李開(kai)華勇于揭榜掛(gua)帥，承擔起疏松(song)(song)小粒鈦(tai)的(de)研發(fa)(fa)重任。“雖然技(ji)術難度大，但是為了攀(pan)鋼發(fa)(fa)展，必須硬著頭(tou)皮嘗試”。李開(kai)華立下了軍令狀，全身心地(di)投入到(dao)科(ke)技(ji)攻關工作中。

當(dang)時正值新冠肺炎疫情期間，他被隔(ge)離在湖(hu)北老(lao)家(jia)，心急如焚(fen)，只能(neng)反復琢(zhuo)磨設計試驗方案。隔(ge)離一(yi)解除，他就(jiu)立馬(ma)回到(dao)單(dan)位與現場技(ji)術人員協商組織試驗。要生產該種疏松的高檔產品，必須穩定控制(zhi)反應過(guo)程(cheng)，勢(shi)必犧牲一(yi)部(bu)分生產效率。

李開華耐心溝通，大(da)膽(dan)假設(she)，逐步推(tui)進，最終(zhong)生產(chan)出滿足企業高端(duan)應用需求的疏(shu)松(song)小(xiao)粒(li)鈦產(chan)品，獲(huo)得了用戶認(ren)可(ke)，也推(tui)動了攀鋼(gang)下定決心投資年(nian)(nian)產(chan)3000噸(dun)小(xiao)粒(li)鈦生產(chan)線，將海綿鈦產(chan)能提升至(zhi)2萬噸(dun)/年(nian)(nian)，增強了整體科技創新實力和市(shi)場競爭力。該項目(mu)獲(huo)得2023年(nian)(nian)中國有(you)色金屬(shu)工業科學技術一等(deng)獎、2023年(nian)(nian)鞍鋼(gang)集(ji)團科技進步一等(deng)獎。

目(mu)前，李開華正(zheng)在(zai)全力(li)開展高(gao)(gao)品質海綿鈦(tai)制(zhi)備(bei)技(ji)術(shu)(shu)研發和(he)(he)240噸大型熔鹽氯化爐成套技(ji)術(shu)(shu)攻關。他(ta)表示，將始終(zhong)堅守科技(ji)報國初心，發揚“艱苦奮(fen)斗、勇攀(pan)高(gao)(gao)峰”的(de)攀(pan)鋼(gang)(gang)精神(shen)，強力(li)支撐鞍鋼(gang)(gang)集團(tuan)打造“第三極”，為保障國家高(gao)(gao)端鈦(tai)金屬材料的(de)自主供給(gei)和(he)(he)鈦(tai)產(chan)業高(gao)(gao)質量發展貢獻智慧和(he)(he)力(li)量。