近(jin)日，2023年(nian)中國有色金(jin)屬工業科(ke)學(xue)技術獎(jiang)公布，由鞍鋼集團攀(pan)鋼牽頭(tou)完成的“航空(kong)領域用超軟海綿鈦制備技術開(kai)發及應(ying)用”獲一(yi)等獎(jiang)，該項(xiang)目(mu)負(fu)責人(ren)正是前(qian)不久榮獲第十三屆中國金(jin)屬學(xue)會冶(ye)金(jin)青(qing)年(nian)科(ke)技獎(jiang)的李開(kai)華。

李開華(hua)，攀鋼(gang)(gang)集(ji)團(tuan)(tuan)研(yan)究院有限(xian)公司(si)（簡稱攀鋼(gang)(gang)研(yan)究院）釩(fan)鈦化(hua)工技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)研(yan)究所正高(gao)級工程師，工作(zuo)勤(qin)勉(mian)敬業，在攀西鈦資(zi)源制備高(gao)品質海綿鈦技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)領域辛勤(qin)耕耘(yun)15載，獲(huo)得省部級科技(ji)(ji)(ji)進(jin)步獎10項(xiang)，中(zhong)(zhong)國(guo)發(fa)(fa)明展(zhan)“金獎”5項(xiang)，獲(huo)中(zhong)(zhong)國(guo)授權發(fa)(fa)明專利40余項(xiang)，發(fa)(fa)表科技(ji)(ji)(ji)論文(wen)40余篇。先后被評為(wei)四川(chuan)省第十二(er)批學(xue)術(shu)(shu)(shu)與(yu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)帶頭(tou)人(ren)后備人(ren)選(xuan)、攀枝(zhi)花(hua)市第八批學(xue)術(shu)(shu)(shu)與(yu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)帶頭(tou)人(ren)、鞍鋼(gang)(gang)集(ji)團(tuan)(tuan)英才計劃(hua)“技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)拔尖人(ren)才”，為(wei)攀西鈦資(zi)源高(gao)值高(gao)效利用作(zuo)出了貢獻。

扎根產(chan)線解難題

2008年，李開華大學畢業(ye)來到攀鋼(gang)研究院工作，正(zheng)趕(gan)上攀鋼(gang)新建1.5萬噸/年海綿鈦生產線，他被安排到項目部學習，每(mei)天忙著現場生產跟蹤、工藝理論計算、設備圖紙設計、試驗方案論證(zheng)，很快就熟(shu)悉了(le)工藝流程。

還原(yuan)蒸(zheng)餾是海(hai)綿(mian)鈦(tai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的核心工序(xu)，直接(jie)決(jue)定(ding)海(hai)綿(mian)鈦(tai)產(chan)(chan)(chan)品的最(zui)終質量。攀鋼引進烏克(ke)蘭工藝，采用7.5噸大(da)型“I”型爐生(sheng)產(chan)(chan)(chan)海(hai)綿(mian)鈦(tai)。投產(chan)(chan)(chan)不久，生(sheng)產(chan)(chan)(chan)中存(cun)在還原(yuan)排料(liao)閥故障率高(gao)、蒸(zheng)餾通道易堵塞、海(hai)綿(mian)鈦(tai)產(chan)(chan)(chan)品質量不佳等問(wen)題，嚴重影響海(hai)綿(mian)鈦(tai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的順行(xing)。

為盡快解決難題，李開華(hua)到(dao)現場蹲(dun)點守候，一(yi)出(chu)故障(zhang)就從工藝(yi)、設(she)備和操作等方面(mian)全方位分析(xi)，很快摸清并(bing)找準了排(pai)(pai)料閥設(she)計缺陷和問題解決思(si)路(lu)，又一(yi)刻不停地開展工藝(yi)優化(hua)、材質(zhi)優化(hua)、結構改進等研究，成功解決了還原排(pai)(pai)料技術難題。

新(xin)型排(pai)料閥的(de)試驗，需承擔(dan)10余噸(dun)高溫熔(rong)體鎂(mei)泄漏(lou)的(de)安全(quan)風險，經濟損(sun)失(shi)可達40多萬元。李開(kai)華(hua)承壓前(qian)行，他說：“雖然(ran)擔(dan)心，但做科研就是要(yao)有(you)一股拼勁，要(yao)找準方(fang)向，嘗試別人不愿做、不敢做、不能做的(de)事，這樣才能體現出科研的(de)價(jia)值。”

正是在一次(ci)次(ci)的勇敢前行中，他(ta)帶領團隊成(cheng)功解決了(le)(le)還(huan)原——蒸餾過程溫度控制不穩定、蒸餾通道(dao)堵塞(sai)、海綿鈦(tai)品(pin)質不穩定等(deng)多項技(ji)(ji)術(shu)難題。排料(liao)閥(fa)故障率降低(di)40%，通道(dao)堵塞(sai)率降低(di)至0.5%以(yi)內，每爐(lu)還(huan)原蒸餾電耗(hao)減少22475kWh……為攀鋼海綿鈦(tai)產線(xian)增產、提質、降耗(hao)提供了(le)(le)可靠的技(ji)(ji)術(shu)支撐(cheng)。該(gai)項目獲得2017年四川省科技(ji)(ji)進步二(er)等(deng)獎、2019年度中國(guo)金(jin)屬學會冶金(jin)科學技(ji)(ji)術(shu)獎二(er)等(deng)獎、2019年鞍鋼集團科技(ji)(ji)進步二(er)等(deng)獎。

自主創新填空白

氯(lv)化(hua)工(gong)藝一般要(yao)求含(han)鈦(tai)(tai)原料TiO2含(han)量達到85%以上，攀(pan)鋼海綿(mian)鈦(tai)(tai)產線熔(rong)鹽氯(lv)化(hua)設(she)計使(shi)用鈦(tai)(tai)渣TiO2含(han)量為78%。為提高(gao)攀(pan)西鈦(tai)(tai)資(zi)源綜合利用水平，加大(da)(da)攀(pan)西鈦(tai)(tai)資(zi)源在高(gao)端鈦(tai)(tai)領域(yu)的應用比例，攀(pan)鋼嘗試使(shi)用100%攀(pan)西鈦(tai)(tai)精礦冶(ye)煉的TiO2含(han)量為74%的低(di)品位(wei)鈦(tai)(tai)渣來制備(bei)四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)，該鈦(tai)(tai)渣TiO2含(han)量低(di)、鈣(gai)鎂(mei)含(han)量高(gao)，雜質分離困難(nan)，對熔(rong)鹽氯(lv)化(hua)爐工(gong)藝穩定(ding)控制、四氯(lv)化(hua)鈦(tai)(tai)產品質量都是極大(da)(da)考(kao)驗。

李開(kai)華帶領團隊從最初的原料(liao)質量入手(shou)，全程(cheng)跟蹤試(shi)驗過(guo)(guo)程(cheng)，及(ji)時調(diao)整試(shi)驗方案。通過(guo)(guo)開(kai)發熔(rong)鹽(yan)(yan)組分(fen)監測模型(xing)及(ji)穩定(ding)調(diao)控方法等技術(shu)，解決了氯化(hua)(hua)爐內物(wu)料(liao)偏(pian)(pian)析、溫(wen)度控制偏(pian)(pian)離(li)、熔(rong)鹽(yan)(yan)成分(fen)失衡、雜質分(fen)離(li)等難題，助力(li)熔(rong)鹽(yan)(yan)氯化(hua)(hua)爐實現連續(xu)穩定(ding)運行，使攀鋼(gang)成為唯一使用100%攀西鈦(tai)(tai)資源熔(rong)鹽(yan)(yan)氯化(hua)(hua)生產精四(si)氯化(hua)(hua)鈦(tai)(tai)和高品(pin)質海綿鈦(tai)(tai)的企業。該項(xiang)目獲得2016年四(si)川省科技進步三等獎。

實現(xian)了本土鈦原料的(de)穩定應用后(hou)，李開華(hua)又(you)琢磨將熔(rong)鹽氯化爐(lu)產(chan)能由120t/d提高到160t/d，這在(zai)國內外尚屬首創。新爐(lu)子的(de)設計需要(yao)考(kao)慮流(liu)場(chang)、溫度場(chang)、物料熱量(liang)平衡(heng)等一系列問題，技術難度很大。李開華(hua)及團(tuan)隊查閱大量(liang)文(wen)獻，數值仿真模(mo)擬、實驗室冷(leng)態模(mo)擬及生產(chan)現(xian)場(chang)驗證等手段(duan)，對整個過程進行反復論證。

最終(zhong)160t/d氯(lv)(lv)化爐成功上線(xian)(xian)應用(yong)，新建(jian)的年產3.5萬噸生產線(xian)(xian)也(ye)采用(yong)160t/d氯(lv)(lv)化爐，在使(shi)用(yong)全攀枝花(hua)低品位鈦原料前提下實現了氯(lv)(lv)化爐單爐產能(neng)(neng)突破和穩定(ding)運行，幫(bang)助攀鋼單臺氯(lv)(lv)化爐四氯(lv)(lv)化鈦產能(neng)(neng)提升30%—50%。該項(xiang)目獲得2020年四川省科技進(jin)步(bu)二等獎(jiang)、2021年度(du)中國(guo)金(jin)屬學會(hui)冶(ye)金(jin)科學技術獎(jiang)二等獎(jiang)、2020年鞍鋼集團科技進(jin)步(bu)一等獎(jiang)。

精益求精提(ti)品質

在全(quan)流程實現達產(chan)(chan)達效(xiao)和穩定運行后，生產(chan)(chan)出高端產(chan)(chan)品，提(ti)升市場競(jing)爭力和影(ying)響力，成為攀(pan)鋼(gang)海(hai)綿鈦(tai)產(chan)(chan)線的(de)重要(yao)任務(wu)。超軟海(hai)綿鈦(tai)是(shi)攀(pan)鋼(gang)率先推(tui)出的(de)高端產(chan)(chan)品，對布氏硬度(du)和雜質(zhi)含量控制水平(ping)都(dou)有高要(yao)求，要(yao)利(li)用全(quan)攀(pan)西釩(fan)鈦(tai)礦冶(ye)煉的(de)低品位鈦(tai)渣(zha)來生產(chan)(chan)高品質(zhi)超軟海(hai)綿鈦(tai)無疑又是(shi)一項(xiang)巨(ju)大(da)的(de)挑戰。

 李開(kai)(kai)華帶領團隊從海綿(mian)(mian)鈦(tai)雜(za)(za)質來源、走向、分布規律一一剖析，開(kai)(kai)發關鍵(jian)雜(za)(za)質元素控制技(ji)術，生(sheng)產過程的(de)關鍵(jian)工藝及裝備技(ji)術，成功生(sheng)產出低氧氮雜(za)(za)質含量、低布氏硬度的(de)優(you)質超軟海綿(mian)(mian)鈦(tai)產品。

2020年(nian)，用戶提出需(xu)要(yao)結構疏松、粒徑均勻、品質(zhi)高的(de)小粒度海綿鈦。當時攀鋼(gang)生產的(de)海綿鈦存在產品結構致密問題(ti)，不能滿(man)足客(ke)戶需(xu)求。就(jiu)在全公司一籌莫展無法(fa)解決問題(ti)時，李(li)開華勇于揭(jie)榜掛帥，承擔起(qi)疏松小粒鈦的(de)研發重任。“雖然(ran)技(ji)術難度大(da)，但是為了攀鋼(gang)發展，必(bi)須(xu)硬(ying)著頭皮嘗試”。李(li)開華立下了軍令狀，全身心地投入到科(ke)技(ji)攻關工(gong)作中。

當時(shi)正(zheng)值新(xin)冠肺(fei)炎(yan)疫(yi)情(qing)期間，他被(bei)隔(ge)離在湖北老家，心急如焚，只能反復琢磨設(she)計試驗(yan)方(fang)案。隔(ge)離一解除，他就立馬回到單位與現場技術人員協商組織試驗(yan)。要生產(chan)該種疏(shu)松的高檔產(chan)品，必須穩定(ding)控制反應過程，勢必犧(xi)牲一部分生產(chan)效率。

李開(kai)華耐心溝通(tong)，大(da)膽(dan)假設，逐步(bu)推進，最終生(sheng)產(chan)出(chu)滿足企業(ye)高端應用(yong)需求的(de)疏松小(xiao)粒鈦(tai)產(chan)品，獲得(de)了用(yong)戶認可，也推動了攀鋼下定決心投(tou)資年(nian)(nian)產(chan)3000噸(dun)小(xiao)粒鈦(tai)生(sheng)產(chan)線(xian)，將(jiang)海綿鈦(tai)產(chan)能提(ti)升(sheng)至(zhi)2萬噸(dun)/年(nian)(nian)，增強了整體科(ke)(ke)技(ji)創新(xin)實力(li)和市場(chang)競(jing)爭力(li)。該(gai)項目獲得(de)2023年(nian)(nian)中國有色金屬工業(ye)科(ke)(ke)學技(ji)術一等獎、2023年(nian)(nian)鞍鋼集團(tuan)科(ke)(ke)技(ji)進步(bu)一等獎。

目前，李開(kai)華正在全力(li)開(kai)展高品質海綿鈦(tai)制備(bei)技(ji)術研發和(he)240噸(dun)大型熔鹽氯化爐成套技(ji)術攻關(guan)。他(ta)表(biao)示，將始終(zhong)堅守(shou)科技(ji)報國初心，發揚(yang)“艱苦奮斗(dou)、勇攀(pan)高峰(feng)”的(de)攀(pan)鋼(gang)精神，強力(li)支撐(cheng)鞍鋼(gang)集(ji)團打造“第三極”，為保障國家高端鈦(tai)金屬材料的(de)自主(zhu)供給(gei)和(he)鈦(tai)產業高質量發展貢獻(xian)智慧(hui)和(he)力(li)量。