本報(bào)記者 孟祥林 通訊員 尹久紅 王笑竹 王文鋒
日前，四川省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)公布了2019年度四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單。其中，鞍鋼集團(tuán)攀鋼報(bào)送的“基于海綿鈦用大型流水線電解鎂關(guān)鍵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得一等獎(jiǎng)。評(píng)委高度評(píng)價(jià)道：“該項(xiàng)目攻克了國(guó)內(nèi)外幾十年懸而未決的流水線電解鎂技術(shù)難題。”
鈦由于具有其他金屬無(wú)可比擬的優(yōu)良特性，如耐高溫、低溫，抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，以及高強(qiáng)度、低密度等，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、海洋、能源、化工、冶金、建筑和醫(yī)療等領(lǐng)域，更被譽(yù)為“國(guó)家戰(zhàn)略金屬”“太空金屬”。鈦產(chǎn)業(yè)因而成為國(guó)家重點(diǎn)支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。
海綿鈦是制取工業(yè)鈦合金的主要原料，在全流程海綿鈦生產(chǎn)中，電解鎂工藝是一項(xiàng)關(guān)鍵工藝。流水線電解鎂是一種先進(jìn)的電解法制鎂技術(shù)，是全流程海綿鈦實(shí)現(xiàn)鎂氯循環(huán)的關(guān)鍵和提質(zhì)降本增效的核心。攀鋼擁有一條電流強(qiáng)度最大達(dá)到200kA（千安培）的大型流水線電解鎂生產(chǎn)線。但由于技術(shù)掌控難度大，該項(xiàng)目從一開(kāi)始運(yùn)行就面臨著電解槽泄漏嚴(yán)重、多臺(tái)槽組成的流水線系統(tǒng)無(wú)法建立和建立起來(lái)后卻無(wú)法連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，以及電流效率低、精鎂質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高等諸多難題。這對(duì)于完全無(wú)先例可循、沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒的攀鋼來(lái)說(shuō)，是極大的挑戰(zhàn)。
明知山有虎，偏向虎山行。攀鋼決心要攻克這個(gè)世界性難題，提升海綿鈦的核心競(jìng)爭(zhēng)力。2013年，攀鋼成立了“高品質(zhì)海綿鈦制備工藝與技術(shù)集成”科研項(xiàng)目組，“基于海綿鈦用大型流水線電解鎂關(guān)鍵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”便是其中最關(guān)鍵的子項(xiàng)目之一。該科研項(xiàng)目組將“開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種適合于流水線系統(tǒng)的電解質(zhì)組分”“研究系統(tǒng)物料平衡與能量平衡，解決系統(tǒng)物質(zhì)流和能量流難以建立及維系難題”“創(chuàng)建電解槽監(jiān)控模型”作為攻關(guān)的重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)2年多的艱苦攻關(guān)，歷經(jīng)上百次試驗(yàn)，該科研項(xiàng)目組于2015年11月20日首次實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)電解槽流水線系統(tǒng)的集約化操控，勞動(dòng)生產(chǎn)率和自控程度顯著提升。
接下來(lái)，便該攻克電解鎂流水線系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行以及精鎂質(zhì)量不佳、能耗高、生產(chǎn)成本高等系列問(wèn)題了。
2016年3月份，攀鋼海綿鈦分公司首席工程師姜寶偉加入該科研項(xiàng)目組，成為項(xiàng)目帶頭人。姜寶偉從事有色金屬研究20多年，有著豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的理論知識(shí)。他和科研項(xiàng)目組成員每天守在現(xiàn)場(chǎng)，監(jiān)測(cè)電解槽電極溫度、電解質(zhì)成分等；每周召開(kāi)2次攻關(guān)會(huì)，查找設(shè)備、操作、工藝等諸多單一問(wèn)題和耦合問(wèn)題，并制訂應(yīng)對(duì)措施。姜寶偉告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者，在最艱難的3個(gè)月時(shí)間里，他都是在凌晨2點(diǎn)過(guò)后才休息。
2016年6月份，該項(xiàng)目再次取得突破性進(jìn)展，電解槽電流強(qiáng)度首次達(dá)到工藝設(shè)計(jì)水平，全面改善了電解鎂流水線系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)，電解槽使用壽命延長(zhǎng)2.75倍，其他指標(biāo)得到大幅優(yōu)化，生產(chǎn)成本得到有效控制。這也標(biāo)志著該項(xiàng)目攻關(guān)達(dá)到了既定目標(biāo)，獲得了成功。隨后，該項(xiàng)目成果應(yīng)用到海綿鈦生產(chǎn)中，對(duì)攀鋼海綿鈦產(chǎn)量連續(xù)4年居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位、提升攀西鈦資源綜合利用水平起到了很大的促進(jìn)作用。
截至目前，該項(xiàng)目獲得國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)21項(xiàng)，極大地提升了我國(guó)電解鎂行業(yè)的整體技術(shù)水平和攀鋼海綿鈦產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2020年07月09日 05版五版）
