日(rì)前,攀鋼集團(攀枝花(huā))鈦金屬材料(liào)有限公司參與研發的《航空領域用超軟海綿(mián)鈦(tài)製備(bèi)關鍵技術開發及應用》成果,獲得2023年度中國有色金屬工業(yè)科學技術獎一等獎。
該項成果攻克(kè)了超軟海綿鈦製備過程(chéng)中(zhōng)雜質元素協同控製和致密結構調控等行業共性技(jì)術難題,實現了航空領域用關鍵鈦金屬材料進口替代。
“精四氯化(huà)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(chǎn)以來,攀鋼集團(tuán)攀(pān)枝花鋼鐵研究院有限公司特級(jí)研究員李開華與攀(pān)鋼集團(攀枝花)鈦金屬材料(liào)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“攀鋼鈦材”)製造部產品質量工程師張(zhāng)敏,每天(tiān)都要溝通的問(wèn)題。
3月8日,走進位於攀枝花釩鈦高新區(qū)的攀鋼鈦材廠區,記者在張敏(mǐn)帶(dài)領下參觀了3.5萬(wàn)噸海綿鈦擴能項目試生(shēng)產現場,而(ér)這條生產線也是其所在(zài)科研團隊正在攻(gōng)關的重點產(chǎn)線。
攀(pān)鋼鈦材的生產線
克難關(guān)“核心技術必須掌握在自己手(shǒu)裏(lǐ)”
鈦及鈦合金具(jù)有強度高、重量輕、耐腐蝕(shí)、耐(nài)高溫、無磁性等特點,可被廣泛應(yīng)用(yòng)於航空、航天、醫療、海洋工程等領域(yù)。但(dàn)在攀西地區,這種金屬長期遭遇尷尬:一(yī)方麵品質搞不上去,一方麵價格成(chéng)本降不下來。
“鈦在(zài)自(zì)然界中存在非常分散(sàn),提取到純鈦(tài)金屬非常艱(jiān)難,想要進行大批量的工(gōng)業化生產更是難上加難。提純後的鈦像海綿形狀一樣,有很多小孔。所以人們一直稱這種較為純正的鈦為海(hǎi)綿鈦(tài)。”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(qǐ)了攀西鈦資源(yuán)高端應用。
李開華、張(zhāng)敏所在科研團隊在海綿鈦技術領域已深耕16載,獲得(dé)省部級科技進步獎10項,全國(guó)發明展(zhǎn)覽會金獎5項,獲中國授權發明專利40餘項。
超軟(ruǎn)海綿(mián)鈦
為何近年來將研究(jiū)方向錨定超軟海綿鈦?李開華告訴記者,超軟海綿鈦是高品質海綿鈦,具有低(dī)雜質含量、低布氏硬(yìng)度、高疏鬆性等顯著特性(xìng)。由於其安全(quán)性和韌性強、加工塑性好,是(shì)製造航空領域核心零部件的重要基礎材料。但由於超軟海綿鈦製備的(de)核心技術長期被國外壟(lǒng)斷,國內主要依(yī)賴(lài)於進口。“以國家戰略需(xū)求為導向,我(wǒ)們開展了航空領域用超(chāo)軟海綿鈦製備關鍵技術(shù)開發(fā)及應用的課題攻關。”
曆時7年(nián),該科研團隊先後攻克了超軟海(hǎi)綿鈦製備過程中雜質元素(sù)協(xié)同控製和(hé)致密結構調控等行業共性技術難題,形(xíng)成了基於攀西資源生產高(gāo)品質海綿鈦的成套產業化技術,並成功運用於批量生產。看到實驗室裏一個個(gè)數據,變為車間裏的一桶桶超軟海綿鈦,李開華感慨說:“新質生產力(lì)持續發(fā)展要求我們必須將核心技術掌握(wò)在自己手裏。”
記者參觀攀鋼鈦材的產品倉庫
產業化“新(xīn)的挑戰已經到來(lái)”
記(jì)者來到攀鋼鈦材2萬噸/年海綿鈦生產線,目之(zhī)所及,一片熱火朝天,工人們聚(jù)精會(huì)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(mián)鈦的產量(liàng)已占(zhàn)到(dào)總產量的34%,去年全年實現科技創效5995萬元。”張敏介紹說,他們生產的超軟海綿鈦,已在國內關鍵核心領域得到(dào)批量應用,並於2023年實(shí)現(xiàn)外貿出口。
他告訴(sù)記(jì)者,超軟海綿鈦的批量生產,意(yì)味著不僅(jǐn)是在航(háng)空航(háng)天(tiān)領域,在(zài)3D打印、醫(yī)療器械(xiè)、冶金化工、體育等領域的超軟海綿鈦使用成本都將得到(dào)大幅度的降低。
但(dàn)科技成果產業化的過程並非一路坦途,李開華、張敏等(děng)人也遇到了不少新的挑戰。2023年8月,攀鋼鈦(tài)材3.5萬噸海綿鈦擴能項目開始試(shì)生產,但這條生產線還(hái)未實現(xiàn)超軟海綿鈦批量生產,這是什麽原因呢?
“新生產線采取了不少新的工藝(yì)。老線采取鋁粉除釩、新線采取(qǔ)礦(kuàng)物油(yóu)除(chú)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,照搬老線的製備技術就(jiù)行不通了,還需要開展精四氯化鈦雜質控製技術研究等(děng)。
於(yú)是,就(jiù)出現了文章開頭一幕——生產線上(shàng)的張(zhāng)敏與實驗室(shì)中的李開華每天電話溝通著生產質(zhì)量(liàng)情況。他們對突破更(gèng)多關鍵技術難題充滿信心,張敏說:“奮鬥不止,創新不止,希望(wàng)通過我們的努力,盡快實現3.5萬(wàn)噸海綿鈦擴能項目的超軟海綿鈦批量生產。”李開華則表(biǎo)示,想進一步突破超軟海綿鈦製備過程中(zhōng)的純淨性、均勻性和穩定性技術難題,繼續為保(bǎo)障(zhàng)國家(jiā)高端鈦金屬材料的自(zì)主供給和鈦產業(yè)高質量發展貢獻智慧和力量。
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