近日，2023年中國(guó)有色金屬工業科學(xué)技術獎公布，由鞍鋼集團攀鋼牽頭完成(chéng)的“航空領域用超軟海綿钛制備技術開(kāi)發(fā)及應用”獲一等獎，該項目負責人正是前不久榮獲第十三屆中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金青年科技獎的李開(kāi)華。

李開(kāi)華，攀鋼集團研究院有限公司（簡稱攀鋼研究院）釩钛化工技術研究所正高級工程師，工作勤勉敬業，在攀西钛資源制備高品質海綿钛技術領域辛勤耕耘15載，獲得省部級科技進(jìn)步獎10項，中國(guó)發(fā)明展“金獎”5項，獲中國(guó)授權發(fā)明專利40餘項，發(fā)表科技論文40餘篇。先後(hòu)被(bèi)評爲四川省第十二批學(xué)術與技術帶頭人後(hòu)備人選、攀枝花市第八批學(xué)術與技術帶頭人、鞍鋼集團英才計劃“技術拔尖人才”，爲攀西钛資源高值*利用作出了貢獻。

紮根産線解難題

2008年，李開(kāi)華大學(xué)畢業來到攀鋼研究院工作，正趕上攀鋼新建1.5萬噸/年海綿钛生産線，他被(bèi)安排到項目部學(xué)習，每天忙著(zhe)現場生産跟蹤、工藝理論計算、設備圖紙設計、試驗方案論證，很快就(jiù)熟悉了工藝流程。

還(hái)原蒸餾是海綿钛生産的核心工序，直接決定海綿钛産品的*終質量。攀鋼引進(jìn)烏克蘭工藝，采用7.5噸大型“I”型爐生産海綿钛。投産不久，生産中存在還(hái)原排料閥故障率高、蒸餾通道(dào)易堵塞、海綿钛産品質量不佳等問題，嚴重影響海綿钛生産的順行。

爲盡快解決難題，李開(kāi)華到現場蹲點守候，一出故障就(jiù)從工藝、設備和操作等方面(miàn)*分析，很快摸清并找準了排料閥設計缺陷和問題解決思路，又一刻不停地開(kāi)展工藝優化、材質優化、結構改進(jìn)等研究，成(chéng)功解決了還(hái)原排料技術難題。

新型排料閥的試驗，需承擔10餘噸高溫熔體鎂洩漏的安全風險，經(jīng)濟損失可達40多萬元。李開(kāi)華承壓前行，他說：“雖然擔心，但做科研就(jiù)是要有一股拼勁，要找準方向(xiàng)，嘗試别人不願做、不敢做、不能(néng)做的事(shì)，這(zhè)樣(yàng)才能(néng)體現出科研的價值。”

正是在一次次的勇敢前行中，他帶領團隊成(chéng)功解決了還(hái)原——蒸餾過(guò)程溫度控制不穩定、蒸餾通道(dào)堵塞、海綿钛品質不穩定等多項技術難題。排料閥故障率降低40%，通道(dào)堵塞率降低至0.5%以内，每爐還(hái)原蒸餾電耗減少22475kWh……爲攀鋼海綿钛産線增産、提質、降耗提供了可靠的技術支撐。該項目獲得2017年四川省科技進(jìn)步二等獎、2019年度中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金科學(xué)技術獎二等獎、2019年鞍鋼集團科技進(jìn)步二等獎。

自主創新填空白

氯化工藝一般要求含钛原料TiO2含量達到85%以上，攀鋼海綿钛産線熔鹽氯化設計使用钛渣TiO2含量爲78%。爲提高攀西钛資源綜合利用水平，加大攀西钛資源在高端钛領域的應用比例，攀鋼嘗試使用100%攀西钛精礦冶煉的TiO2含量爲74%的低品位钛渣來制備四氯化钛，該钛渣TiO2含量低、鈣鎂含量高，雜質分離困難，對(duì)熔鹽氯化爐工藝穩定控制、四氯化钛産品質量都(dōu)是極大考驗。

李開(kāi)華帶領團隊從*初的原料質量入手，全程跟蹤試驗過(guò)程，及時調整試驗方案。通過(guò)開(kāi)發(fā)熔鹽組分監測模型及穩定調控方法等技術，解決了氯化爐内物料偏析、溫度控制偏離、熔鹽成(chéng)分失衡、雜質分離等難題，助力熔鹽氯化爐實現連續穩定運行，使攀鋼成(chéng)爲*使用100%攀西钛資源熔鹽氯化生産精四氯化钛和高品質海綿钛的企業。該項目獲得2016年四川省科技進(jìn)步三等獎。

實現了本土钛原料的穩定應用後(hòu)，李開(kāi)華又琢磨將(jiāng)熔鹽氯化爐産能(néng)由120t/d提高到160t/d，這(zhè)在國(guó)内外尚屬首創。新爐子的設計需要考慮流場、溫度場、物料熱量平衡等一系列問題，技術難度很大。李開(kāi)華及團隊查閱大量文獻，數值仿真模拟、實驗室冷态模拟及生産現場驗證等手段，對(duì)整個過(guò)程進(jìn)行反複論證。

*終160t/d氯化爐成(chéng)功上線應用，新建的年産3.5萬噸生産線也采用160t/d氯化爐，在使用全攀枝花低品位钛原料前提下實現了氯化爐單爐産能(néng)突破和穩定運行，幫助攀鋼單台氯化爐四氯化钛産能(néng)提升30%—50%。該項目獲得2020年四川省科技進(jìn)步二等獎、2021年度中國(guó)金屬學(xué)會(huì)冶金科學(xué)技術獎二等獎、2020年鞍鋼集團科技進(jìn)步一等獎。

精益求精提品質

在全流程實現達産達效和穩定運行後(hòu)，生産出高端産品，提升市場競争力和影響力，成(chéng)爲攀鋼海綿钛産線的重要任務。超軟海綿钛是攀鋼率先推出的高端産品，對(duì)布氏硬度和雜質含量控制水平都(dōu)有高要求，要利用全攀西釩钛礦冶煉的低品位钛渣來生産高品質超軟海綿钛無疑又是一項巨大的挑戰。

李開(kāi)華帶領團隊從海綿钛雜質來源、走向(xiàng)、分布規律一一剖析，開(kāi)發(fā)關鍵雜質元素控制技術，生産過(guò)程的關鍵工藝及裝備技術，成(chéng)功生産出低氧氮雜質含量、低布氏硬度的優質超軟海綿钛産品。

2020年，用戶提出需要結構疏松、粒徑均勻、品質高的小粒度海綿钛。當時攀鋼生産的海綿钛存在産品結構緻密問題，不能(néng)滿足客戶需求。就(jiù)在全公司一籌莫展無法解決問題時，李開(kāi)華勇于揭榜挂帥，承擔起(qǐ)疏松小粒钛的研發(fā)重任。“雖然技術難度大，但是爲了攀鋼發(fā)展，*硬著(zhe)頭皮嘗試”。李開(kāi)華立下了軍令狀，全身心地投入到科技攻關工作中。

當時正值新冠肺炎疫情期間，他被(bèi)隔離在湖北老家，心急如焚，隻能(néng)反複琢磨設計試驗方案。隔離一解除，他就(jiù)立馬回到單位與現場技術人員協商組織試驗。要生産該種(zhǒng)疏松的*産品，*穩定控制反應過(guò)程，勢必犧牲一部分生産效率。

李開(kāi)華耐心溝通，大膽假設，逐步推進(jìn)，*終生産出滿足企業高端應用需求的疏松小粒钛産品，獲得了用戶認可，也推動了攀鋼下定決心投資年産3000噸小粒钛生産線，將(jiāng)海綿钛産能(néng)提升至2萬噸/年，增強了整體科技創新實力和市場競争力。該項目獲得2023年中國(guó)有色金屬工業科學(xué)技術一等獎、2023年鞍鋼集團科技進(jìn)步一等獎。

目前，李開(kāi)華正在全力開(kāi)展高品質海綿钛制備技術研發(fā)和240噸大型熔鹽氯化爐成(chéng)套技術攻關。他表示，將(jiāng)始終堅守科技報國(guó)初心，發(fā)揚“艱苦奮鬥、勇攀高峰”的攀鋼精神，強力支撐鞍鋼集團打造“第三極”，爲保障國(guó)家高端钛金屬材料的自主供給和钛産業高質量發(fā)展貢獻智慧和力量。