近日，2023年中國有色金(jin)屬(shu)工業科學技(ji)術(shu)獎(jiang)公布，由鞍鋼集團攀鋼牽頭完成的(de)“航空領域用超(chao)軟海綿鈦制備(bei)技(ji)術(shu)開發及應用”獲一等獎(jiang)，該(gai)項目(mu)負責人正是(shi)前(qian)不久(jiu)榮(rong)獲第十三屆(jie)中國金(jin)屬(shu)學會冶金(jin)青(qing)年科技(ji)獎(jiang)的(de)李(li)開華。

李開華，攀(pan)鋼集(ji)團研究院有限(xian)公司（簡(jian)稱攀(pan)鋼研究院）釩鈦(tai)(tai)化(hua)工技(ji)(ji)術(shu)(shu)研究所正(zheng)高級工程師，工作(zuo)勤勉敬業，在(zai)攀(pan)西(xi)(xi)鈦(tai)(tai)資(zi)源制備(bei)高品質(zhi)海綿鈦(tai)(tai)技(ji)(ji)術(shu)(shu)領域辛勤耕耘15載，獲得(de)省部級科技(ji)(ji)進(jin)步獎10項，中國發(fa)(fa)明展“金(jin)獎”5項，獲中國授(shou)權發(fa)(fa)明專利40余項，發(fa)(fa)表科技(ji)(ji)論文40余篇。先后(hou)被評為四川省第(di)十二(er)批(pi)學術(shu)(shu)與(yu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)帶頭人后(hou)備(bei)人選、攀(pan)枝花(hua)市第(di)八(ba)批(pi)學術(shu)(shu)與(yu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)帶頭人、鞍鋼集(ji)團英才計劃“技(ji)(ji)術(shu)(shu)拔尖(jian)人才”，為攀(pan)西(xi)(xi)鈦(tai)(tai)資(zi)源高值(zhi)高效利用作(zuo)出(chu)了貢獻。

扎根(gen)產(chan)線解(jie)難題

2008年，李開華(hua)大(da)學畢業(ye)來到(dao)攀鋼(gang)(gang)研究(jiu)院工(gong)作(zuo)，正趕上(shang)攀鋼(gang)(gang)新(xin)建1.5萬噸(dun)/年海綿鈦(tai)生產線，他被安排到(dao)項目部學習，每天忙著現場生產跟(gen)蹤、工(gong)藝理論(lun)計算、設(she)備圖紙設(she)計、試驗(yan)方案論(lun)證，很快就熟悉了工(gong)藝流(liu)程。

還(huan)原蒸餾是海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)生(sheng)產(chan)的(de)(de)核心工序(xu)，直(zhi)接(jie)決定海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)產(chan)品的(de)(de)最終質量(liang)。攀鋼引進烏克(ke)蘭工藝，采用7.5噸大型“I”型爐生(sheng)產(chan)海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)。投產(chan)不久，生(sheng)產(chan)中存(cun)在還(huan)原排料閥故障率(lv)高、蒸餾通道易堵塞、海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)產(chan)品質量(liang)不佳等問(wen)題，嚴重影(ying)響(xiang)海(hai)(hai)綿(mian)鈦(tai)(tai)生(sheng)產(chan)的(de)(de)順(shun)行。

為盡快解決(jue)(jue)難題，李開華到現場(chang)蹲(dun)點守候，一(yi)出故障(zhang)就(jiu)從工藝、設(she)備和操作等(deng)方面全方位分(fen)析(xi)，很快摸清并找準了排料閥設(she)計缺陷和問(wen)題解決(jue)(jue)思路(lu)，又一(yi)刻不停地(di)開展工藝優化、材(cai)質優化、結構(gou)改進等(deng)研究，成功解決(jue)(jue)了還原(yuan)排料技術(shu)難題。

新型排料閥的試(shi)驗，需承(cheng)擔10余噸高溫熔體鎂泄漏的安全風險(xian)，經濟(ji)損失可達40多萬元。李(li)開華承(cheng)壓前(qian)行，他說：“雖然擔心，但(dan)做(zuo)科研就是要有一(yi)股拼勁，要找(zhao)準方(fang)向，嘗試(shi)別人不(bu)(bu)愿做(zuo)、不(bu)(bu)敢做(zuo)、不(bu)(bu)能做(zuo)的事，這樣才能體現出科研的價值。”

正是在一次(ci)(ci)次(ci)(ci)的勇敢前(qian)行中，他帶領團隊成功解決了還原——蒸餾過(guo)程溫(wen)度(du)控制不穩(wen)定、蒸餾通道堵塞、海綿鈦(tai)品(pin)質不穩(wen)定等多項(xiang)技術難題。排料閥故障率降(jiang)低40%，通道堵塞率降(jiang)低至(zhi)0.5%以內，每爐還原蒸餾電耗(hao)(hao)減(jian)少22475kWh……為攀鋼海綿鈦(tai)產線增產、提(ti)質、降(jiang)耗(hao)(hao)提(ti)供了可靠的技術支撐。該項(xiang)目獲得2017年四川省科(ke)技進步二(er)等獎(jiang)、2019年度(du)中國金(jin)屬學(xue)會(hui)冶金(jin)科(ke)學(xue)技術獎(jiang)二(er)等獎(jiang)、2019年鞍鋼集團科(ke)技進步二(er)等獎(jiang)。

自主創新(xin)填空白(bai)

 氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)工藝一般要(yao)求含鈦(tai)原料TiO2含量達到85%以上，攀(pan)鋼海(hai)綿(mian)鈦(tai)產線熔鹽氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)設計(ji)使用(yong)(yong)鈦(tai)渣(zha)TiO2含量為(wei)(wei)78%。為(wei)(wei)提高攀(pan)西(xi)鈦(tai)資(zi)源(yuan)綜(zong)合利(li)用(yong)(yong)水(shui)平，加大攀(pan)西(xi)鈦(tai)資(zi)源(yuan)在高端(duan)鈦(tai)領域的(de)(de)應用(yong)(yong)比例，攀(pan)鋼嘗試使用(yong)(yong)100%攀(pan)西(xi)鈦(tai)精礦冶煉的(de)(de)TiO2含量為(wei)(wei)74%的(de)(de)低(di)(di)品(pin)位鈦(tai)渣(zha)來制(zhi)備四(si)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)，該(gai)鈦(tai)渣(zha)TiO2含量低(di)(di)、鈣鎂含量高，雜質分離困難，對熔鹽氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)工藝穩定控制(zhi)、四(si)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)鈦(tai)產品(pin)質量都是極大考驗。

李開華(hua)帶(dai)領團(tuan)隊從最初的(de)原料質(zhi)量入(ru)手，全程跟蹤試(shi)驗過程，及(ji)時調(diao)整(zheng)試(shi)驗方(fang)(fang)案(an)。通過開發熔(rong)鹽(yan)(yan)組分(fen)(fen)監測模型及(ji)穩定(ding)調(diao)控(kong)方(fang)(fang)法等(deng)技(ji)(ji)術(shu)，解決了氯(lv)化(hua)(hua)爐內物料偏(pian)析、溫度控(kong)制偏(pian)離(li)(li)、熔(rong)鹽(yan)(yan)成(cheng)分(fen)(fen)失(shi)衡、雜質(zhi)分(fen)(fen)離(li)(li)等(deng)難(nan)題，助力(li)熔(rong)鹽(yan)(yan)氯(lv)化(hua)(hua)爐實現連(lian)續(xu)穩定(ding)運行(xing)，使(shi)攀鋼(gang)成(cheng)為(wei)唯一使(shi)用100%攀西鈦(tai)資(zi)源熔(rong)鹽(yan)(yan)氯(lv)化(hua)(hua)生產精四氯(lv)化(hua)(hua)鈦(tai)和高(gao)品質(zhi)海綿鈦(tai)的(de)企業。該項目獲得2016年(nian)四川省科技(ji)(ji)進步三(san)等(deng)獎。

實(shi)現了本(ben)土鈦原料(liao)的穩定應用后，李開華又琢磨將熔鹽(yan)氯化爐產能由120t/d提高到(dao)160t/d，這在國內外(wai)尚屬(shu)首(shou)創。新爐子的設(she)計需要考慮(lv)流場、溫度(du)場、物(wu)料(liao)熱量(liang)平衡(heng)等一系列問題，技術難(nan)度(du)很大。李開華及(ji)團隊查閱大量(liang)文(wen)獻，數值(zhi)仿真模(mo)擬、實(shi)驗(yan)室冷態模(mo)擬及(ji)生產現場驗(yan)證等手(shou)段(duan)，對(dui)整個過程進行反復論證。

最終160t/d氯化爐(lu)成功上線應用，新建的年產3.5萬(wan)噸生產線也采用160t/d氯化爐(lu)，在使用全攀枝花低品位(wei)鈦(tai)原料前提下實現(xian)了氯化爐(lu)單(dan)爐(lu)產能突破和(he)穩定運行，幫助攀鋼單(dan)臺氯化爐(lu)四氯化鈦(tai)產能提升30%—50%。該項(xiang)目獲得2020年四川省科技進步二等獎、2021年度中國金屬學(xue)會冶金科學(xue)技術獎二等獎、2020年鞍鋼集(ji)團科技進步一等獎。

精益求精提(ti)品質

在全流程(cheng)實現達產達效和(he)穩定(ding)運行后，生(sheng)產出高端產品(pin)，提升市場競爭力和(he)影(ying)響力，成為攀鋼(gang)海綿(mian)鈦(tai)產線的(de)重要(yao)任務。超軟(ruan)海綿(mian)鈦(tai)是(shi)攀鋼(gang)率(lv)先推出的(de)高端產品(pin)，對(dui)布氏硬(ying)度和(he)雜質含量控(kong)制水(shui)平(ping)都有高要(yao)求，要(yao)利用全攀西釩鈦(tai)礦冶(ye)煉的(de)低品(pin)位(wei)鈦(tai)渣來生(sheng)產高品(pin)質超軟(ruan)海綿(mian)鈦(tai)無疑又(you)是(shi)一項(xiang)巨大的(de)挑(tiao)戰。

李開華(hua)帶領(ling)團隊從海綿鈦雜質來源、走向(xiang)、分布規(gui)律一一剖(pou)析，開發關鍵雜質元素控制(zhi)技術，生產(chan)過程的(de)關鍵工藝及裝備技術，成功生產(chan)出低氧氮雜質含量、低布氏(shi)硬度(du)的(de)優(you)質超軟海綿鈦產(chan)品。

2020年，用戶提(ti)出需要結(jie)構(gou)疏松(song)、粒(li)徑均勻、品質高的(de)(de)小粒(li)度海綿鈦(tai)。當時(shi)(shi)攀鋼(gang)生產(chan)的(de)(de)海綿鈦(tai)存在(zai)產(chan)品結(jie)構(gou)致密問題，不能(neng)滿足客戶需求。就在(zai)全公司一籌莫展(zhan)無法(fa)解決(jue)問題時(shi)(shi)，李(li)(li)開(kai)華勇于揭榜掛帥，承擔起疏松(song)小粒(li)鈦(tai)的(de)(de)研發重任。“雖然技(ji)(ji)術難度大，但是為了攀鋼(gang)發展(zhan)，必須硬著頭皮嘗(chang)試”。李(li)(li)開(kai)華立下了軍令(ling)狀，全身心地投(tou)入到科技(ji)(ji)攻關工作中。

當(dang)時正值新冠肺炎疫情期間，他(ta)被隔離在湖北老家，心急如焚(fen)，只能反復(fu)琢磨設計試驗(yan)方案。隔離一(yi)解除，他(ta)就立(li)馬回到單(dan)位(wei)與現場(chang)技(ji)術人員協商(shang)組織試驗(yan)。要生(sheng)產(chan)該種疏松的(de)高(gao)檔產(chan)品(pin)，必須穩定控制反應過程，勢必犧牲一(yi)部(bu)分生(sheng)產(chan)效率。

李開華耐心溝通(tong)，大膽假設，逐(zhu)步推進(jin)，最終(zhong)生(sheng)產(chan)出(chu)滿足企(qi)業(ye)高(gao)端應用需求的疏松小(xiao)(xiao)粒鈦產(chan)品，獲得了(le)用戶(hu)認可，也推動(dong)了(le)攀鋼(gang)下定決心投(tou)資年(nian)(nian)產(chan)3000噸(dun)小(xiao)(xiao)粒鈦生(sheng)產(chan)線，將海綿鈦產(chan)能提升至2萬噸(dun)/年(nian)(nian)，增強了(le)整體科技創新實力和市場(chang)競爭力。該項目獲得2023年(nian)(nian)中國有色(se)金(jin)屬工業(ye)科學技術一(yi)等獎、2023年(nian)(nian)鞍(an)鋼(gang)集團科技進(jin)步一(yi)等獎。

目前，李開(kai)華正(zheng)在全力開(kai)展(zhan)高品質海綿(mian)鈦(tai)制備技(ji)(ji)術研發(fa)和(he)(he)240噸大型熔鹽(yan)氯化爐成套(tao)技(ji)(ji)術攻關。他表示，將始終(zhong)堅守科(ke)技(ji)(ji)報國初(chu)心，發(fa)揚“艱苦奮(fen)斗、勇攀高峰”的攀鋼精(jing)神，強力支撐鞍鋼集團(tuan)打造“第三(san)極”，為保障國家高端鈦(tai)金屬材料的自主供給和(he)(he)鈦(tai)產業高質量發(fa)展(zhan)貢獻智慧和(he)(he)力量。