日前，攀鋼集團（攀枝花）鈦(tai)金(jin)(jin)屬材料有限公司參與研發(fa)的《航空領域用超軟海(hai)綿鈦(tai)制備關鍵技(ji)(ji)術(shu)開(kai)發(fa)及應(ying)用》成果，獲(huo)得2023年(nian)度中(zhong)國有色金(jin)(jin)屬工業科學技(ji)(ji)術(shu)獎(jiang)一等(deng)獎(jiang)。

該(gai)項成果攻克(ke)了超軟海綿鈦(tai)(tai)制備(bei)過程中雜質元素協同控制和致密結構(gou)調(diao)控等行業共性(xing)技術難題，實現了航空領域(yu)用關鍵(jian)鈦(tai)(tai)金屬材料進口替代(dai)。

“精(jing)四(si)氯化鈦(tai)雜質(zhi)含(han)量是(shi)(shi)多(duo)少？海綿鈦(tai)的(de)HB是(shi)(shi)多(duo)少？”這是(shi)(shi)新(xin)生產(chan)線試生產(chan)以來，攀(pan)(pan)鋼集團(tuan)攀(pan)(pan)枝花(hua)鋼鐵研(yan)究(jiu)(jiu)院有(you)限(xian)公司特級研(yan)究(jiu)(jiu)員李開華與攀(pan)(pan)鋼集團(tuan)（攀(pan)(pan)枝花(hua)）鈦(tai)金屬(shu)材料有(you)限(xian)公司（以下簡(jian)稱“攀(pan)(pan)鋼鈦(tai)材”）制造部產(chan)品質(zhi)量工程師張(zhang)敏，每(mei)天都(dou)要溝(gou)通(tong)的(de)問題。

3月8日，走進位于攀枝花釩(fan)鈦(tai)高新區的(de)攀鋼鈦(tai)材廠區，記(ji)者在張敏帶領下參觀了3.5萬噸海(hai)綿(mian)鈦(tai)擴能(neng)項目(mu)試生產現場(chang)，而這條生產線也是其所在科研團隊(dui)正(zheng)在攻關的(de)重點產線。

攀鋼鈦材的生產線(xian)

克難關“核心(xin)技(ji)術必須掌握在自己(ji)手里”

鈦及鈦合金具有強度高、重量(liang)輕、耐(nai)腐蝕、耐(nai)高溫、無磁性等特點，可被廣泛(fan)應用于(yu)航空(kong)、航天(tian)、醫療、海(hai)洋工程等領域。但(dan)在攀西(xi)地區，這(zhe)種金屬長期遭遇尷尬(ga)：一(yi)方面品質搞(gao)不上去，一(yi)方面價格成(cheng)本降不下來。

“鈦在(zai)自然界中存在(zai)非(fei)常(chang)分(fen)散(san)，提取到純鈦金屬(shu)非(fei)常(chang)艱難，想要進行大批量的(de)工業化生(sheng)產更是難上(shang)加難。提純后的(de)鈦像海(hai)綿形狀一樣，有很多小孔。所(suo)以人們一直稱(cheng)這(zhe)種較為純正(zheng)的(de)鈦為海(hai)綿鈦。”李開(kai)華回憶說，2011年(nian)6月(yue)11日，攀枝花生(sheng)產出了(le)第(di)一塊海(hai)綿鈦，開(kai)啟了(le)攀西(xi)鈦資源高(gao)端應用。

李(li)開華(hua)、張敏(min)所在科(ke)研團隊在海綿鈦技(ji)術領域(yu)已深耕(geng)16載，獲(huo)(huo)得省部級(ji)科(ke)技(ji)進步獎(jiang)10項(xiang)，全國(guo)發明展覽會金獎(jiang)5項(xiang)，獲(huo)(huo)中國(guo)授權發明專利40余項(xiang)。

超軟海綿鈦(tai)

為何近(jin)年來將研究方向(xiang)錨定(ding)超軟(ruan)海(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)鈦？李開(kai)華告訴(su)記者，超軟(ruan)海(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)鈦是高品質海(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)鈦，具(ju)有(you)低雜質含量、低布(bu)氏(shi)硬(ying)度、高疏松性(xing)(xing)等顯著特性(xing)(xing)。由于(yu)其安全性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)強、加工塑(su)性(xing)(xing)好，是制(zhi)造航空(kong)領域核心零部件的重要(yao)基礎材料。但由于(yu)超軟(ruan)海(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)鈦制(zhi)備的核心技術長期被國外壟(long)斷，國內主要(yao)依賴于(yu)進(jin)口。“以國家戰略需求為導(dao)向(xiang)，我(wo)們開(kai)展了(le)航空(kong)領域用超軟(ruan)海(hai)綿(mian)(mian)(mian)(mian)鈦制(zhi)備關鍵技術開(kai)發及應用的課題攻(gong)關。”

歷時(shi)7年，該科研團隊先后攻克了(le)超軟海(hai)綿(mian)鈦制(zhi)備過程(cheng)中雜(za)質元(yuan)素協同控(kong)(kong)制(zhi)和致密結構調(diao)控(kong)(kong)等行業共性(xing)技(ji)(ji)術(shu)難題，形成了(le)基于攀(pan)西(xi)資源生(sheng)產(chan)高品質海(hai)綿(mian)鈦的(de)成套產(chan)業化技(ji)(ji)術(shu)，并成功(gong)運(yun)用于批(pi)量生(sheng)產(chan)。看到(dao)實驗室里一(yi)(yi)個個數(shu)據，變為車間里的(de)一(yi)(yi)桶桶超軟海(hai)綿(mian)鈦，李開華感慨說：“新(xin)質生(sheng)產(chan)力持續發展(zhan)要求我們必(bi)須將核(he)心技(ji)(ji)術(shu)掌(zhang)握在自己手里。”

記者參觀攀鋼鈦材的產品倉庫

產業化“新的挑戰已(yi)經到來”

記者(zhe)來到攀(pan)鋼鈦材2萬(wan)噸/年海綿鈦生產線，目之所及，一(yi)片熱火朝(chao)天(tian)，工人們聚(ju)精(jing)(jing)會(hui)神、精(jing)(jing)細操作，起重機、叉車(che)等(deng)相互(hu)配(pei)合、緊密協作。

“2023年公司高(gao)品質(zhi)海(hai)綿鈦的(de)產量已占到總產量的(de)34%，去(qu)年全年實現科(ke)技(ji)創效(xiao)5995萬元。”張敏介紹說，他們生產的(de)超軟海(hai)綿鈦，已在國內關鍵核(he)心領域得(de)到批量應用(yong)，并于2023年實現外貿出口。

他告訴記者，超軟海(hai)綿鈦的批(pi)量生(sheng)產，意味著(zhu)不僅是在(zai)航(hang)空航(hang)天領(ling)域，在(zai)3D打印、醫療器械、冶金化(hua)工(gong)、體育等領(ling)域的超軟海(hai)綿鈦使用成本都(dou)將得到大幅度的降低。

但科技成(cheng)果產業化(hua)的過(guo)程并非(fei)一路坦途，李開(kai)華、張敏等人也遇到了不少(shao)新的挑戰。2023年8月，攀(pan)鋼鈦材3.5萬噸海綿(mian)鈦擴(kuo)能項目開(kai)始試生產，但這(zhe)條(tiao)生產線(xian)還(huan)未(wei)實現(xian)超軟海綿(mian)鈦批(pi)量生產，這(zhe)是(shi)什么原因(yin)呢？

“新(xin)生產線(xian)采(cai)取了(le)不少新(xin)的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。老線(xian)采(cai)取鋁(lv)粉除釩、新(xin)線(xian)采(cai)取礦物油(you)除釩，老線(xian)采(cai)取流水線(xian)式鎂電解工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，新(xin)線(xian)采(cai)取多極性鎂電解工(gong)(gong)藝(yi)(yi)……”張敏舉例說。想用新(xin)線(xian)生產出超軟(ruan)海綿鈦，照搬老線(xian)的制備技術(shu)就行不通了(le)，還(huan)需要開展(zhan)精四氯化鈦雜質(zhi)控制技術(shu)研究等(deng)。

于是，就出現了文(wen)章開頭一幕(mu)——生產線上的(de)(de)張敏與實驗室中(zhong)的(de)(de)李(li)開華每天電話溝通(tong)著生產質量(liang)(liang)情況。他(ta)們(men)(men)對突(tu)破更多關鍵技術難題充滿信心，張敏說：“奮斗不(bu)止(zhi)，創新不(bu)止(zhi)，希望通(tong)過(guo)我(wo)們(men)(men)的(de)(de)努力，盡快實現3.5萬噸海綿(mian)鈦(tai)擴(kuo)能項目的(de)(de)超(chao)軟海綿(mian)鈦(tai)批(pi)量(liang)(liang)生產。”李(li)開華則表示，想進(jin)一步突(tu)破超(chao)軟海綿(mian)鈦(tai)制備過(guo)程中(zhong)的(de)(de)純凈(jing)性、均勻性和(he)穩(wen)定性技術難題，繼續為(wei)保障國家高端鈦(tai)金屬(shu)材料(liao)的(de)(de)自主供給和(he)鈦(tai)產業高質量(liang)(liang)發(fa)展貢獻智慧和(he)力量(liang)(liang)。