日前(qian)，攀(pan)鋼集(ji)團（攀(pan)枝花(hua)）鈦金屬材料有限(xian)公司參與研發(fa)的《航空領域(yu)用超軟海綿鈦制備關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)(shu)開發(fa)及應(ying)用》成(cheng)果(guo)，獲得2023年度中(zhong)國有色(se)金屬工業(ye)科學技(ji)術(shu)(shu)獎(jiang)一等獎(jiang)。

該項成果(guo)攻克了超(chao)軟海綿鈦(tai)制備過程(cheng)中雜質元素(su)協同控制和(he)致密結構(gou)調控等行(xing)業共性技術(shu)難題，實現(xian)了航空領域用關鍵鈦(tai)金屬材料(liao)進口替代。

“精四氯化鈦(tai)雜(za)質含量是(shi)多(duo)少(shao)？海綿鈦(tai)的HB是(shi)多(duo)少(shao)？”這(zhe)是(shi)新生產(chan)線試生產(chan)以來(lai)，攀(pan)鋼集團攀(pan)枝(zhi)花(hua)鋼鐵研究院有(you)限公(gong)司特級(ji)研究員李開華(hua)與攀(pan)鋼集團（攀(pan)枝(zhi)花(hua)）鈦(tai)金屬(shu)材(cai)料有(you)限公(gong)司（以下簡稱“攀(pan)鋼鈦(tai)材(cai)”）制造部產(chan)品質量工程(cheng)師張敏，每天都要溝(gou)通的問(wen)題。

3月(yue)8日(ri)，走進位于攀枝花釩鈦高新區的(de)攀鋼鈦材廠區，記者在張(zhang)敏帶領下參觀了3.5萬噸海綿鈦擴能項(xiang)目(mu)試(shi)生(sheng)產現場，而這(zhe)條生(sheng)產線(xian)也(ye)是其(qi)所在科(ke)研團隊正在攻關的(de)重點產線(xian)。

攀鋼鈦材的生產線

克難關“核心技術必(bi)須掌握在自己手里(li)”

鈦及鈦合金具有強度高(gao)、重量輕、耐腐蝕、耐高(gao)溫、無磁性等(deng)特點，可被廣泛應用于航空、航天、醫療、海洋工程等(deng)領域。但(dan)在(zai)攀西地(di)區，這種金屬長(chang)期遭遇尷尬：一方面品質搞不上去，一方面價格成本降不下來(lai)。

“鈦在(zai)自然界中(zhong)存在(zai)非常分散，提(ti)取到純鈦金屬非常艱難(nan)，想(xiang)要進行大批量的工業化生產(chan)更是(shi)難(nan)上(shang)加(jia)難(nan)。提(ti)純后的鈦像海綿(mian)(mian)形(xing)狀一樣，有很多小孔。所以(yi)人們一直稱這種較為純正(zheng)的鈦為海綿(mian)(mian)鈦。”李開(kai)華(hua)回憶說，2011年6月11日(ri)，攀枝花生產(chan)出了(le)第一塊海綿(mian)(mian)鈦，開(kai)啟了(le)攀西鈦資源(yuan)高端應用。

李開華、張敏(min)所在科研團隊在海綿鈦(tai)技術領域已深耕16載，獲得省部級科技進步獎10項，全國(guo)發明展覽會(hui)金獎5項，獲中國(guo)授權發明專利40余項。

超軟海(hai)綿鈦

為何近年來將研究方向(xiang)錨定超軟海(hai)綿(mian)鈦？李開(kai)(kai)華告訴記者，超軟海(hai)綿(mian)鈦是高品質(zhi)海(hai)綿(mian)鈦，具有低雜質(zhi)含量、低布氏硬度、高疏(shu)松性(xing)等顯著特性(xing)。由于(yu)其安全性(xing)和韌(ren)性(xing)強、加工塑性(xing)好，是制造航(hang)空領域(yu)核心零部件的(de)(de)重要基(ji)礎(chu)材料。但由于(yu)超軟海(hai)綿(mian)鈦制備(bei)的(de)(de)核心技術(shu)長期被國外壟斷，國內主(zhu)要依賴于(yu)進口。“以國家(jia)戰略需求為導(dao)向(xiang)，我們開(kai)(kai)展(zhan)了航(hang)空領域(yu)用超軟海(hai)綿(mian)鈦制備(bei)關鍵技術(shu)開(kai)(kai)發及應用的(de)(de)課題(ti)攻關。”

歷時7年，該(gai)科研團隊先后(hou)攻克了超(chao)軟海綿鈦(tai)制備過程中雜質元素協同控制和(he)致密結構(gou)調控等行業(ye)(ye)共性技(ji)術難題，形成(cheng)了基于攀西資源生產(chan)高品質海綿鈦(tai)的成(cheng)套(tao)產(chan)業(ye)(ye)化技(ji)術，并成(cheng)功運用于批量生產(chan)。看(kan)到實驗室(shi)里一個(ge)個(ge)數據(ju)，變為車間里的一桶桶超(chao)軟海綿鈦(tai)，李開(kai)華感慨(kai)說(shuo)：“新質生產(chan)力(li)持(chi)續(xu)發展要求我們必須將核心技(ji)術掌握(wo)在自己(ji)手里。”

記者(zhe)參(can)觀(guan)攀鋼鈦材的產品倉(cang)庫

產業化“新(xin)的挑戰已經到來”

記者(zhe)來(lai)到攀鋼鈦(tai)材2萬噸/年海(hai)綿(mian)鈦(tai)生產(chan)線，目之所(suo)及，一片熱火朝天，工人們聚精(jing)會神(shen)、精(jing)細操作，起重機、叉車等相互配合、緊密(mi)協作。

“2023年公司高品質(zhi)海(hai)綿(mian)鈦(tai)的(de)(de)產量已占到總(zong)產量的(de)(de)34%，去(qu)年全年實現科技創效5995萬元。”張敏介(jie)紹說，他們(men)生(sheng)產的(de)(de)超軟(ruan)海(hai)綿(mian)鈦(tai)，已在國內關(guan)鍵(jian)核心(xin)領域得到批量應用(yong)，并(bing)于2023年實現外貿出口。

他(ta)告訴(su)記者，超(chao)軟(ruan)海綿鈦的(de)批量生產，意味著不僅(jin)是在航(hang)空(kong)航(hang)天領域，在3D打印(yin)、醫療(liao)器(qi)械、冶金化工(gong)、體育等領域的(de)超(chao)軟(ruan)海綿鈦使用(yong)成本都將得到大(da)幅度(du)的(de)降低。

但(dan)科(ke)技成果產(chan)業化的過程并(bing)非一(yi)路坦途，李(li)開華、張敏(min)等(deng)人也遇(yu)到(dao)了不少新的挑戰。2023年8月，攀鋼鈦(tai)材3.5萬噸(dun)海(hai)綿鈦(tai)擴能項目開始試生產(chan)，但(dan)這(zhe)(zhe)條生產(chan)線還未(wei)實(shi)現超軟海(hai)綿鈦(tai)批量生產(chan)，這(zhe)(zhe)是什么(me)原因呢？

“新生產線(xian)(xian)采取(qu)了(le)不(bu)少新的(de)工藝(yi)。老線(xian)(xian)采取(qu)鋁(lv)粉除釩、新線(xian)(xian)采取(qu)礦物油除釩，老線(xian)(xian)采取(qu)流水(shui)線(xian)(xian)式鎂電解(jie)工藝(yi)，新線(xian)(xian)采取(qu)多極性鎂電解(jie)工藝(yi)……”張敏舉例說。想(xiang)用新線(xian)(xian)生產出超軟海(hai)綿鈦(tai)，照搬(ban)老線(xian)(xian)的(de)制(zhi)備技術(shu)就行不(bu)通了(le)，還需要開展精四(si)氯化鈦(tai)雜質(zhi)控制(zhi)技術(shu)研究等。

于是，就出現(xian)了(le)文章開(kai)頭一幕——生產(chan)線上的張敏與實驗室(shi)中的李開(kai)華每天電話溝通著(zhu)生產(chan)質量情況。他(ta)們對突(tu)破更多關鍵技術難題充滿信心，張敏說：“奮斗不止(zhi)，創新不止(zhi)，希(xi)望通過我們的努力，盡快(kuai)實現(xian)3.5萬噸海綿鈦(tai)(tai)擴能(neng)項目(mu)的超(chao)軟海綿鈦(tai)(tai)批量生產(chan)。”李開(kai)華則(ze)表示(shi)，想進(jin)一步突(tu)破超(chao)軟海綿鈦(tai)(tai)制備(bei)過程(cheng)中的純凈性、均勻性和(he)穩定性技術難題，繼續為(wei)保障國家高端鈦(tai)(tai)金屬材(cai)料的自主供給和(he)鈦(tai)(tai)產(chan)業高質量發(fa)展貢(gong)獻智慧和(he)力量。