近日，2023年中(zhong)國(guo)有色金(jin)(jin)屬工業科學(xue)技術獎公布，由(you)鞍(an)鋼集(ji)團攀鋼牽(qian)頭完成的“航空(kong)領域用超軟海綿鈦制備技術開發(fa)及應用”獲一等獎，該(gai)項目負責(ze)人正是前不(bu)久榮(rong)獲第十三(san)屆中(zhong)國(guo)金(jin)(jin)屬學(xue)會(hui)冶金(jin)(jin)青年科技獎的李開華。

李開華，攀(pan)鋼(gang)集團研(yan)究(jiu)(jiu)院有限公司（簡(jian)稱攀(pan)鋼(gang)研(yan)究(jiu)(jiu)院）釩鈦(tai)化(hua)工(gong)技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)(jiu)所正高(gao)級(ji)工(gong)程師(shi)，工(gong)作勤(qin)勉敬業，在攀(pan)西(xi)鈦(tai)資源(yuan)制(zhi)備高(gao)品質海綿鈦(tai)技(ji)(ji)術領域辛勤(qin)耕耘15載，獲得省(sheng)部(bu)級(ji)科技(ji)(ji)進(jin)步獎10項，中國(guo)發明(ming)展“金獎”5項，獲中國(guo)授權發明(ming)專利40余項，發表科技(ji)(ji)論文40余篇(pian)。先后被評(ping)為四川省(sheng)第十二(er)批學(xue)術與技(ji)(ji)術帶頭人(ren)后備人(ren)選、攀(pan)枝(zhi)花市第八批學(xue)術與技(ji)(ji)術帶頭人(ren)、鞍鋼(gang)集團英才計劃(hua)“技(ji)(ji)術拔尖(jian)人(ren)才”，為攀(pan)西(xi)鈦(tai)資源(yuan)高(gao)值(zhi)高(gao)效(xiao)利用(yong)作出(chu)了貢獻。

扎根產線解(jie)難(nan)題

2008年(nian)，李開華大學畢業來(lai)到攀(pan)鋼(gang)研究院工(gong)作，正趕上攀(pan)鋼(gang)新建1.5萬噸(dun)/年(nian)海綿鈦生產(chan)線，他被(bei)安排(pai)到項目(mu)部學習(xi)，每(mei)天忙著(zhu)現場(chang)生產(chan)跟(gen)蹤、工(gong)藝理論計(ji)算、設備圖紙(zhi)設計(ji)、試驗方案論證，很快(kuai)就熟悉了工(gong)藝流(liu)程。

還原蒸餾(liu)是海綿鈦(tai)生(sheng)產的(de)核(he)心工(gong)序(xu)，直接決定海綿鈦(tai)產品的(de)最終(zhong)質量。攀鋼引進烏克蘭工(gong)藝，采用(yong)7.5噸大型“I”型爐生(sheng)產海綿鈦(tai)。投產不久，生(sheng)產中存在還原排料(liao)閥故(gu)障率高、蒸餾(liu)通道易堵塞(sai)、海綿鈦(tai)產品質量不佳等(deng)問題(ti)，嚴重影響海綿鈦(tai)生(sheng)產的(de)順(shun)行。

為(wei)盡快(kuai)解(jie)決難(nan)題，李開華到現(xian)場蹲點(dian)守(shou)候，一出故障就從(cong)工(gong)藝、設備和操作(zuo)等(deng)方面全方位分析，很快(kuai)摸清并找(zhao)準了排料閥設計(ji)缺陷和問(wen)題解(jie)決思路，又(you)一刻不停地開展工(gong)藝優(you)化(hua)(hua)、材質(zhi)優(you)化(hua)(hua)、結構(gou)改進(jin)等(deng)研(yan)究，成功(gong)解(jie)決了還(huan)原排料技(ji)術難(nan)題。

新型排料(liao)閥(fa)的(de)試(shi)(shi)驗(yan)，需承(cheng)擔10余噸(dun)高(gao)溫(wen)熔體(ti)鎂泄漏的(de)安全風險(xian)，經濟(ji)損失可達40多萬(wan)元。李開華承(cheng)壓前行(xing)，他說：“雖然擔心，但(dan)做(zuo)科研(yan)就是要(yao)有一(yi)股(gu)拼勁，要(yao)找準方向，嘗(chang)試(shi)(shi)別人不愿做(zuo)、不敢做(zuo)、不能做(zuo)的(de)事，這樣(yang)才(cai)能體(ti)現出科研(yan)的(de)價值。”

正是在一(yi)次次的勇敢前行中，他帶領團(tuan)隊成(cheng)功解決了還原——蒸餾過程溫度控制(zhi)不穩定、蒸餾通(tong)道堵塞(sai)、海(hai)綿鈦品質不穩定等(deng)(deng)(deng)多項技術難(nan)題。排(pai)料閥故障率(lv)降(jiang)低40%，通(tong)道堵塞(sai)率(lv)降(jiang)低至0.5%以內，每爐還原蒸餾電耗減少22475kWh……為攀鋼海(hai)綿鈦產(chan)線增產(chan)、提質、降(jiang)耗提供了可靠的技術支撐。該項目獲得2017年四(si)川省科技進步(bu)二等(deng)(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)、2019年度中國金(jin)屬學(xue)會冶(ye)金(jin)科學(xue)技術獎(jiang)(jiang)二等(deng)(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)、2019年鞍鋼集團(tuan)科技進步(bu)二等(deng)(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)。

自主(zhu)創新填(tian)空白

氯(lv)(lv)化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)(yi)一(yi)般要求含鈦(tai)原料TiO2含量(liang)達到85%以上，攀(pan)(pan)(pan)鋼(gang)海綿(mian)鈦(tai)產(chan)(chan)線熔(rong)鹽(yan)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)設(she)計使用(yong)鈦(tai)渣(zha)(zha)(zha)TiO2含量(liang)為78%。為提高(gao)(gao)攀(pan)(pan)(pan)西(xi)鈦(tai)資源(yuan)綜合(he)利用(yong)水平，加大攀(pan)(pan)(pan)西(xi)鈦(tai)資源(yuan)在(zai)高(gao)(gao)端鈦(tai)領(ling)域的應(ying)用(yong)比例(li)，攀(pan)(pan)(pan)鋼(gang)嘗(chang)試使用(yong)100%攀(pan)(pan)(pan)西(xi)鈦(tai)精礦冶煉的TiO2含量(liang)為74%的低(di)品位鈦(tai)渣(zha)(zha)(zha)來制備四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)，該鈦(tai)渣(zha)(zha)(zha)TiO2含量(liang)低(di)、鈣鎂含量(liang)高(gao)(gao)，雜質分離(li)困(kun)難，對熔(rong)鹽(yan)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)爐工(gong)藝(yi)(yi)穩定控制、四氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)產(chan)(chan)品質量(liang)都是(shi)極大考驗。

李開華帶領團隊從最初(chu)的原料(liao)質(zhi)量入手(shou)，全程(cheng)跟蹤試(shi)驗(yan)過程(cheng)，及時調整試(shi)驗(yan)方(fang)案。通過開發熔(rong)(rong)鹽組分(fen)監(jian)測模型及穩定調控方(fang)法等技(ji)術，解決(jue)了氯(lv)(lv)化爐內(nei)物料(liao)偏(pian)(pian)析(xi)、溫(wen)度控制偏(pian)(pian)離(li)、熔(rong)(rong)鹽成分(fen)失衡、雜(za)質(zhi)分(fen)離(li)等難(nan)題，助(zhu)力(li)熔(rong)(rong)鹽氯(lv)(lv)化爐實現(xian)連續(xu)穩定運行，使(shi)(shi)攀鋼成為唯一使(shi)(shi)用100%攀西鈦(tai)資源熔(rong)(rong)鹽氯(lv)(lv)化生(sheng)產精四(si)氯(lv)(lv)化鈦(tai)和高品質(zhi)海綿鈦(tai)的企業(ye)。該項(xiang)目獲得2016年四(si)川省科技(ji)進步(bu)三等獎。

實現了本土鈦原料的穩定應用后，李開(kai)華(hua)又琢(zhuo)磨將熔鹽氯化爐(lu)產能由(you)120t/d提(ti)高(gao)到(dao)160t/d，這在(zai)國(guo)內外尚屬首創。新爐(lu)子的設計(ji)需要考慮(lv)流場、溫度場、物(wu)料熱量(liang)平衡等一系列問題，技術(shu)難度很(hen)大(da)。李開(kai)華(hua)及團隊查(cha)閱大(da)量(liang)文獻，數值仿(fang)真模擬、實驗室冷(leng)態模擬及生(sheng)產現場驗證等手(shou)段(duan)，對整個(ge)過程進(jin)行反復論證。

最終160t/d氯(lv)化爐(lu)(lu)(lu)成功上線應用(yong)，新(xin)建的(de)年產(chan)3.5萬噸生(sheng)產(chan)線也采用(yong)160t/d氯(lv)化爐(lu)(lu)(lu)，在使用(yong)全攀枝花低品位鈦原料前提下(xia)實現了氯(lv)化爐(lu)(lu)(lu)單(dan)爐(lu)(lu)(lu)產(chan)能突破和穩(wen)定運行，幫助(zhu)攀鋼單(dan)臺氯(lv)化爐(lu)(lu)(lu)四氯(lv)化鈦產(chan)能提升30%—50%。該項目獲得2020年四川省科(ke)技(ji)進步二等(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)、2021年度中國金(jin)屬學會冶金(jin)科(ke)學技(ji)術獎(jiang)(jiang)二等(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)、2020年鞍鋼集(ji)團科(ke)技(ji)進步一等(deng)(deng)獎(jiang)(jiang)。

精(jing)益求(qiu)精(jing)提品質

在全(quan)流(liu)程實現達(da)產(chan)(chan)(chan)達(da)效和穩定運行后，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)出(chu)高(gao)(gao)端產(chan)(chan)(chan)品(pin)，提升市場競(jing)爭力(li)和影響力(li)，成為攀(pan)(pan)鋼海(hai)綿(mian)鈦(tai)產(chan)(chan)(chan)線的重(zhong)要(yao)任務。超(chao)軟(ruan)海(hai)綿(mian)鈦(tai)是攀(pan)(pan)鋼率先推出(chu)的高(gao)(gao)端產(chan)(chan)(chan)品(pin)，對布氏硬(ying)度和雜質(zhi)含量控制水平都有(you)高(gao)(gao)要(yao)求，要(yao)利用全(quan)攀(pan)(pan)西(xi)釩鈦(tai)礦(kuang)冶煉(lian)的低(di)品(pin)位鈦(tai)渣來生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)品(pin)質(zhi)超(chao)軟(ruan)海(hai)綿(mian)鈦(tai)無疑又(you)是一項巨大的挑戰(zhan)。

李(li)開華帶領團(tuan)隊從海綿鈦雜質(zhi)來源、走向、分布規律(lv)一(yi)一(yi)剖析，開發關(guan)鍵雜質(zhi)元素控制(zhi)技(ji)術，生產(chan)過程的關(guan)鍵工藝及裝備(bei)技(ji)術，成功生產(chan)出(chu)低氧氮(dan)雜質(zhi)含量、低布氏硬度的優質(zhi)超軟海綿鈦產(chan)品。

2020年，用(yong)戶提出(chu)需(xu)要結構(gou)疏松、粒(li)(li)徑均勻、品質高的小粒(li)(li)度海綿鈦。當時攀鋼生產的海綿鈦存在產品結構(gou)致(zhi)密問題(ti)(ti)，不能滿足客戶需(xu)求。就(jiu)在全公司一籌(chou)莫(mo)展無(wu)法解決問題(ti)(ti)時，李開華勇于揭榜掛帥，承(cheng)擔起疏松小粒(li)(li)鈦的研(yan)發重(zhong)任。“雖然技術難度大，但是(shi)為了攀鋼發展，必須硬著頭皮嘗試(shi)”。李開華立下了軍令狀，全身心地(di)投(tou)入(ru)到(dao)科技攻關(guan)工作(zuo)中(zhong)。

當時正(zheng)值新冠肺炎疫情(qing)期間(jian)，他(ta)被(bei)隔離在湖北(bei)老家，心急如焚，只能反復琢磨設(she)計試驗方案。隔離一解除(chu)，他(ta)就立馬(ma)回到(dao)單位與現場技術人員協(xie)商組織試驗。要生(sheng)產該種(zhong)疏松的(de)高檔(dang)產品，必(bi)(bi)須穩(wen)定控制(zhi)反應過程，勢必(bi)(bi)犧牲一部分生(sheng)產效率。

李開(kai)華耐心溝通，大(da)膽假設，逐步(bu)推進，最(zui)終生(sheng)產(chan)出滿足企業(ye)高端(duan)應用需求的疏松小(xiao)粒(li)鈦(tai)產(chan)品(pin)，獲(huo)得了(le)用戶認可，也推動了(le)攀鋼(gang)下定決(jue)心投資年(nian)(nian)產(chan)3000噸小(xiao)粒(li)鈦(tai)生(sheng)產(chan)線，將海綿(mian)鈦(tai)產(chan)能提升(sheng)至2萬噸/年(nian)(nian)，增強(qiang)了(le)整體科技創新實力和市場競爭力。該(gai)項目(mu)獲(huo)得2023年(nian)(nian)中(zhong)國有色金屬工(gong)業(ye)科學技術一等獎(jiang)、2023年(nian)(nian)鞍鋼(gang)集團科技進步(bu)一等獎(jiang)。

目前，李(li)開華正在(zai)全力(li)開展高(gao)品質(zhi)海綿鈦(tai)制(zhi)備技術(shu)研發(fa)和(he)240噸大型熔鹽氯(lv)化爐成套技術(shu)攻關。他表示，將始終堅守科技報國初心，發(fa)揚“艱苦奮斗、勇攀(pan)高(gao)峰”的攀(pan)鋼精神，強力(li)支撐鞍鋼集(ji)團打造“第(di)三極(ji)”，為(wei)保障國家高(gao)端鈦(tai)金(jin)屬材料的自主(zhu)供給(gei)和(he)鈦(tai)產業高(gao)質(zhi)量發(fa)展貢獻(xian)智慧和(he)力(li)量。