日前，攀鋼集團（攀枝花）鈦金屬材料有限公司參與研發(fā)的《航空領(lǐng)域用超軟海綿鈦制備關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用》成果，獲得2023年度中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

該項成果攻克了超軟海綿鈦制備過(guò)程中雜質(zhì)元素協(xié)同控制和致密結構調控等行業(yè)共性技術(shù)難題，實(shí)現了航空領(lǐng)域用關(guān)鍵鈦金屬材料進(jìn)口替代。

“精四氯化鈦雜質(zhì)含量是多少？海綿鈦的HB是多少？”這是新生產(chǎn)線(xiàn)試生產(chǎn)以來(lái)，攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司特級研究員李開(kāi)華與攀鋼集團（攀枝花）鈦金屬材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“攀鋼鈦材”）制造部產(chǎn)品質(zhì)量工程師張敏，每天都要溝通的問(wèn)題。

3月8日，走進(jìn)位于攀枝花釩鈦高新區的攀鋼鈦材廠(chǎng)區，記者在張敏帶領(lǐng)下參觀(guān)了3.5萬(wàn)噸海綿鈦擴能項目試生產(chǎn)現場(chǎng)，而這條生產(chǎn)線(xiàn)也是其所在科研團隊正在攻關(guān)的重點(diǎn)產(chǎn)線(xiàn)。

攀鋼鈦材的生產(chǎn)線(xiàn)

克難關(guān)“核心技術(shù)必須掌握在自己手里”

鈦及鈦合金具有強度高、重量輕、耐腐蝕、耐高溫、無(wú)磁性等特點(diǎn)，可被廣泛應用于航空、航天、醫療、海洋工程等領(lǐng)域。但在攀西地區，這種金屬長(cháng)期遭遇尷尬：一方面品質(zhì)搞不上去，一方面價(jià)格成本降不下來(lái)。

“鈦在自然界中存在非常分散，提取到純鈦金屬非常艱難，想要進(jìn)行大批量的工業(yè)化生產(chǎn)更是難上加難。提純后的鈦像海綿形狀一樣，有很多小孔。所以人們一直稱(chēng)這種較為純正的鈦為海綿鈦?！崩铋_(kāi)華回憶說(shuō)，2011年6月11日，攀枝花生產(chǎn)出了第一塊海綿鈦，開(kāi)啟了攀西鈦資源高端應用。

李開(kāi)華、張敏所在科研團隊在海綿鈦技術(shù)領(lǐng)域已深耕16載，獲得省部級科技進(jìn)步獎10項，全國發(fā)明展覽會(huì )金獎5項，獲中國授權發(fā)明專(zhuān)利40余項。

超軟海綿鈦

為何近年來(lái)將研究方向錨定超軟海綿鈦？李開(kāi)華告訴記者，超軟海綿鈦是高品質(zhì)海綿鈦，具有低雜質(zhì)含量、低布氏硬度、高疏松性等顯著(zhù)特性。由于其安全性和韌性強、加工塑性好，是制造航空領(lǐng)域核心零部件的重要基礎材料。但由于超軟海綿鈦制備的核心技術(shù)長(cháng)期被國外壟斷，國內主要依賴(lài)于進(jìn)口?！耙試覒鹇孕枨鬄閷?，我們開(kāi)展了航空領(lǐng)域用超軟海綿鈦制備關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用的課題攻關(guān)?！?

歷時(shí)7年，該科研團隊先后攻克了超軟海綿鈦制備過(guò)程中雜質(zhì)元素協(xié)同控制和致密結構調控等行業(yè)共性技術(shù)難題，形成了基于攀西資源生產(chǎn)高品質(zhì)海綿鈦的成套產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，并成功運用于批量生產(chǎn)?？吹綄?shí)驗室里一個(gè)個(gè)數據，變?yōu)檐?chē)間里的一桶桶超軟海綿鈦，李開(kāi)華感慨說(shuō)：“新質(zhì)生產(chǎn)力持續發(fā)展要求我們必須將核心技術(shù)掌握在自己手里?！?

記者參觀(guān)攀鋼鈦材的產(chǎn)品倉庫

產(chǎn)業(yè)化“新的挑戰已經(jīng)到來(lái)”

記者來(lái)到攀鋼鈦材2萬(wàn)噸/年海綿鈦生產(chǎn)線(xiàn)，目之所及，一片熱火朝天，工人們聚精會(huì )神、精細操作，起重機、叉車(chē)等相互配合、緊密協(xié)作。

“2023年公司高品質(zhì)海綿鈦的產(chǎn)量已占到總產(chǎn)量的34%，去年全年實(shí)現科技創(chuàng )效5995萬(wàn)元?！睆埫艚榻B說(shuō)，他們生產(chǎn)的超軟海綿鈦，已在國內關(guān)鍵核心領(lǐng)域得到批量應用，并于2023年實(shí)現外貿出口。

他告訴記者，超軟海綿鈦的批量生產(chǎn)，意味著(zhù)不僅是在航空航天領(lǐng)域，在3D打印、醫療器械、冶金化工、體育等領(lǐng)域的超軟海綿鈦使用成本都將得到大幅度的降低。

但科技成果產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程并非一路坦途，李開(kāi)華、張敏等人也遇到了不少新的挑戰。2023年8月，攀鋼鈦材3.5萬(wàn)噸海綿鈦擴能項目開(kāi)始試生產(chǎn)，但這條生產(chǎn)線(xiàn)還未實(shí)現超軟海綿鈦批量生產(chǎn)，這是什么原因呢？

“新生產(chǎn)線(xiàn)采取了不少新的工藝。老線(xiàn)采取鋁粉除釩、新線(xiàn)采取礦物油除釩，老線(xiàn)采取流水線(xiàn)式鎂電解工藝，新線(xiàn)采取多極性鎂電解工藝……”張敏舉例說(shuō)。想用新線(xiàn)生產(chǎn)出超軟海綿鈦，照搬老線(xiàn)的制備技術(shù)就行不通了，還需要開(kāi)展精四氯化鈦雜質(zhì)控制技術(shù)研究等。

于是，就出現了文章開(kāi)頭一幕——生產(chǎn)線(xiàn)上的張敏與實(shí)驗室中的李開(kāi)華每天電話(huà)溝通著(zhù)生產(chǎn)質(zhì)量情況。他們對突破更多關(guān)鍵技術(shù)難題充滿(mǎn)信心，張敏說(shuō)：“奮斗不止，創(chuàng )新不止，希望通過(guò)我們的努力，盡快實(shí)現3.5萬(wàn)噸海綿鈦擴能項目的超軟海綿鈦批量生產(chǎn)?！崩铋_(kāi)華則表示，想進(jìn)一步突破超軟海綿鈦制備過(guò)程中的純凈性、均勻性和穩定性技術(shù)難題，繼續為保障國家高端鈦金屬材料的自主供給和鈦產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻智慧和力量。