日前(qián),攀鋼集團(攀枝花)鈦金屬材料有限公司參(cān)與(yǔ)研發的(de)《航空領域用超軟海綿(mián)鈦(tài)製備關鍵技術開發及應用》成果,獲得2023年度中國有色金屬(shǔ)工業科學技術獎一等獎。
該項成果攻克了超(chāo)軟海(hǎi)綿鈦製備過程中雜質(zhì)元素協同控製和致密結構調控等(děng)行業共性技(jì)術難題,實現了航空領域用(yòng)關鍵鈦金屬材料進口替代。
“精(jīng)四氯化鈦雜質含量是多少?海綿鈦的HB是多少?”這是新生產線試生產以來,攀鋼集團攀枝花鋼鐵研(yán)究院有限公司特級研(yán)究員李開華(huá)與攀鋼集團(攀枝花)鈦金屬材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱“攀鋼鈦材”)製(zhì)造部產品(pǐn)質量工程師張敏,每(měi)天都要溝通的問題。
3月8日,走進位於攀枝(zhī)花釩鈦高新區的攀鋼鈦材(cái)廠區(qū),記者在張敏帶領下(xià)參觀了3.5萬噸(dūn)海綿鈦(tài)擴能項(xiàng)目試生產現場(chǎng),而這條生產線也是其所在科(kē)研團隊正在攻(gōng)關的重點產線。
攀鋼(gāng)鈦材(cái)的生(shēng)產線
克難關(guān)“核心技(jì)術必須掌握在自己手裏”
鈦及鈦合(hé)金具有強(qiáng)度高、重量(liàng)輕、耐(nài)腐蝕、耐高溫、無(wú)磁性等特(tè)點,可被廣泛應用(yòng)於航空、航(háng)天、醫療(liáo)、海洋工程(chéng)等領域。但在攀西地區(qū),這種金屬長期遭遇尷尬:一方麵品質搞不上(shàng)去,一方麵價格成本(běn)降(jiàng)不下來。
“鈦在自然界中存(cún)在非常(cháng)分散,提取到(dào)純鈦金屬非常艱難,想要進行大(dà)批量的工業化生產更是(shì)難上加(jiā)難。提(tí)純後的鈦像(xiàng)海綿形狀一樣,有(yǒu)很多小(xiǎo)孔。所以人(rén)們一(yī)直稱(chēng)這種(zhǒng)較為純正的鈦為海綿(mián)鈦。”李開華回憶說,2011年6月11日,攀枝花生產出了第一塊海綿鈦,開啟了攀西鈦資源高端應(yīng)用。
李開華、張敏所在(zài)科研團隊在海綿鈦技術領域已深耕16載,獲得省部級科技(jì)進步獎(jiǎng)10項,全國發(fā)明展覽會金獎5項(xiàng),獲(huò)中國授權發明專利40餘項。
超(chāo)軟海綿鈦
為何近年來將研究方向錨定超軟(ruǎn)海(hǎi)綿鈦?李開華告(gào)訴記者,超軟海綿鈦(tài)是高品質海綿鈦,具有低雜質含量(liàng)、低布氏硬度、高疏鬆性等顯著特性。由(yóu)於其安(ān)全性和韌性強、加工塑性(xìng)好(hǎo),是製造航空領域核心零部件的重(chóng)要基礎材(cái)料。但由於超軟海綿鈦製備的核心技術長期被國外壟斷,國內主要依賴於(yú)進口。“以(yǐ)國家戰略需求為導(dǎo)向,我們開展了航空領域用超軟海綿鈦製備關鍵技術開發及應用的課題攻關。”
曆時7年,該科研團隊先後攻克了超軟海綿鈦製備(bèi)過程中雜質元素協同控製和致密結構調控等行業共性技術難題,形成了基於攀西資源生產高品質海綿鈦(tài)的成(chéng)套產業化技術,並成功運用(yòng)於批量生產。看到實驗(yàn)室(shì)裏一個個數據,變為車間裏的一桶桶超軟海綿鈦,李開華感慨說:“新質(zhì)生產(chǎn)力持續發展要求我們必須將核心(xīn)技術(shù)掌握在自己手裏。”
記者(zhě)參觀攀鋼鈦材(cái)的產品倉庫
產(chǎn)業化“新的挑戰已經到來”
記者來到攀鋼鈦材2萬噸/年海(hǎi)綿鈦生產線,目之所及,一片熱火朝天,工人們聚精會神、精細操作,起重機、叉車等(děng)相互配合、緊密協作。
“2023年公司高品質海綿鈦的(de)產量已占(zhàn)到總產(chǎn)量的34%,去年全年實現(xiàn)科技創效5995萬元。”張敏介紹(shào)說,他們生產的超軟海綿鈦,已在國內關鍵(jiàn)核心領域得到批量應用,並於2023年實現(xiàn)外貿出口。
他告訴記者,超軟海綿鈦的批量生產,意味著不(bú)僅(jǐn)是(shì)在航空(kōng)航天領域,在3D打印、醫療器械、冶金化工、體(tǐ)育等領域的超軟海綿鈦使用成本都將得到大幅度的降低。
但(dàn)科技成果產業化的(de)過程並非(fēi)一路(lù)坦(tǎn)途,李開華(huá)、張敏等人也(yě)遇到了不少新的挑戰(zhàn)。2023年8月,攀鋼鈦材3.5萬噸海綿鈦擴能項目開始試生產,但(dàn)這條生產線還未實現超軟海綿鈦批(pī)量生產,這是什麽原因呢?
“新生產(chǎn)線采取(qǔ)了不少新的工藝。老線采取鋁粉除釩、新線采取礦物油除釩,老線采取流水線式鎂電解工藝,新線采取多極性鎂電解工藝……”張敏舉例說。想用新線生產出超軟海綿鈦,照搬老線的製備技(jì)術就行不通了,還需要開展(zhǎn)精四氯化鈦雜質控製技術研究等。
於是,就出現(xiàn)了文章(zhāng)開頭一幕——生產線上的張敏與實驗室(shì)中的李開華每天電(diàn)話溝通著生產質量情況。他們對突破更多關鍵技術難題充滿(mǎn)信心,張敏說(shuō):“奮鬥不止,創新不止,希望通過我們(men)的努力,盡快實現3.5萬噸海綿鈦擴(kuò)能項目的超軟(ruǎn)海綿(mián)鈦批量生產。”李(lǐ)開華則表示,想進一步突(tū)破超軟海綿鈦製備過程中的純淨性、均勻(yún)性和穩定性技術難題,繼(jì)續為保障國家高端鈦金屬材料(liào)的自(zì)主供(gòng)給和鈦產(chǎn)業高質量發展貢獻智慧和力量。
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