近日，2023年中(zhōng)國有色金屬工(gōng)業科學技術獎公布，由鞍鋼集團攀鋼牽頭完成的“航空領域用超軟海綿钛制備技術開(kāi)發及應用”獲一(yī)等獎，該項目負責人正是前不久榮獲第十三屆中(zhōng)國金屬學會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(gōng)技術研究所正高級工(gōng)程師，工(gōng)作勤勉敬業，在攀西钛資(zī)源制備高品質海綿钛技術領域辛勤耕耘15載，獲得省部級科技進步獎10項，中(zhōng)國發明展“金獎”5項，獲中(zhōng)國授權發明專利40餘項，發表科技論文40餘篇。先後被評爲四川省第十二批學術與技術帶頭人後備人選、攀枝花市第八批學術與技術帶頭人、鞍鋼集團英才計劃“技術拔尖人才”，爲攀西钛資(zī)源高值高效利用作出了貢獻。

紮根産線解難題

2008年，李開(kāi)華大(dà)學畢業來到攀鋼研究院工(gōng)作，正趕上攀鋼新建1.5萬噸/年海綿钛生(shēng)産線，他被安排到項目部學習，每天忙着現場生(shēng)産跟蹤、工(gōng)藝理論計算、設備圖紙(zhǐ)設計、試驗方案論證，很快就熟悉了工(gōng)藝流程。

還原蒸餾是海綿钛生(shēng)産的核心工(gōng)序，直接決定海綿钛産品的最終質量。攀鋼引進烏克蘭工(gōng)藝，采用7.5噸大(dà)型“I”型爐生(shēng)産海綿钛。投産不久，生(shēng)産中(zhōng)存在還原排料閥故障率高、蒸餾通道易堵塞、海綿钛産品質量不佳等問題，嚴重影響海綿钛生(shēng)産的順行。

爲盡快解決難題，李開(kāi)華到現場蹲點守候，一(yī)出故障就從工(gōng)藝、設備和操作等方面全方位分(fēn)析，很快摸清并找準了排料閥設計缺陷和問題解決思路，又(yòu)一(yī)刻不停地開(kāi)展工(gōng)藝優化、材質優化、結構改進等研究，成功解決了還原排料技術難題。

新型排料閥的試驗，需承擔10餘噸高溫熔體(tǐ)鎂洩漏的安全風險，經濟損失可達40多萬元。李開(kāi)華承壓前行，他說：“雖然擔心，但做科研就是要有一(yī)股拼勁，要找準方向，嘗試别人不願做、不敢做、不能做的事，這樣才能體(tǐ)現出科研的價值。”

正是在一(yī)次次的勇敢前行中(zhōng)，他帶領團隊成功解決了還原——蒸餾過程溫度控制不穩定、蒸餾通道堵塞、海綿钛品質不穩定等多項技術難題。排料閥故障率降低40%，通道堵塞率降低至0.5%以内，每爐還原蒸餾電(diàn)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年四川省科技進步二等獎、2019年度中(zhōng)國金屬學會冶金科學技術獎二等獎、2019年鞍鋼集團科技進步二等獎。

自主創新填空白(bái)

氯化工(gōng)藝一(yī)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(zī)源綜合利用水平，加大(dà)攀西钛資(zī)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(zá)質分(fēn)離(lí)困難，對熔鹽氯化爐工(gōng)藝穩定控制、四氯化钛産品質量都是極大(dà)考驗。

李開(kāi)華帶領團隊從最初的原料質量入手，全程跟蹤試驗過程，及時調整試驗方案。通過開(kāi)發熔鹽組分(fēn)監測模型及穩定調控方法等技術，解決了氯化爐内物(wù)料偏析、溫度控制偏離(lí)、熔鹽成分(fēn)失衡、雜(zá)質分(fēn)離(lí)等難題，助力熔鹽氯化爐實現連續穩定運行，使攀鋼成爲唯一(yī)使用100%攀西钛資(zī)源熔鹽氯化生(shēng)産精四氯化钛和高品質海綿钛的企業。該項目獲得2016年四川省科技進步三等獎。

實現了本土钛原料的穩定應用後，李開(kāi)華又(yòu)琢磨将熔鹽氯化爐産能由120t/d提高到160t/d，這在國内外(wài)尚屬首創。新爐子的設計需要考慮流場、溫度場、物(wù)料熱量平衡等一(yī)系列問題，技術難度很大(dà)。李開(kāi)華及團隊查閱大(dà)量文獻，數值仿真模拟、實驗室冷态模拟及生(shēng)産現場驗證等手段，對整個過程進行反複論證。

最終160t/d氯化爐成功上線應用，新建的年産3.5萬噸生(shēng)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(xià)實現了氯化爐單爐産能突破和穩定運行，幫助攀鋼單台氯化爐四氯化钛産能提升30%—50%。該項目獲得2020年四川省科技進步二等獎、2021年度中(zhōng)國金屬學會冶金科學技術獎二等獎、2020年鞍鋼集團科技進步一(yī)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，生(shēng)産出高端産品，提升市場競争力和影響力，成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，對布氏硬度和雜(zá)質含量控制水平都有高要求，要利用全攀西釩钛礦冶煉的低品位钛渣來生(shēng)産高品質超軟海綿钛無疑又(yòu)是一(yī)項巨大(dà)的挑戰。

李開(kāi)華帶領團隊從海綿钛雜(zá)質來源、走向、分(fēn)布規律一(yī)一(yī)剖析，開(kāi)發關鍵雜(zá)質元素控制技術，生(shēng)産過程的關鍵工(gōng)藝及裝備技術，成功生(shēng)産出低氧氮雜(zá)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(xiǎo)粒度海綿钛。當時攀鋼生(shēng)産的海綿钛存在産品結構緻密問題，不能滿足客戶需求。就在全公司一(yī)籌莫展無法解決問題時，李開(kāi)華勇于揭榜挂帥，承擔起疏松小(xiǎo)粒钛的研發重任。“雖然技術難度大(dà)，但是爲了攀鋼發展，必須硬着頭皮嘗試”。李開(kāi)華立下(xià)了軍令狀，全身心地投入到科技攻關工(gōng)作中(zhōng)。

當時正值新冠肺炎疫情期間，他被隔離(lí)在湖北(běi)老家，心急如焚，隻能反複琢磨設計試驗方案。隔離(lí)一(yī)解除，他就立馬回到單位與現場技術人員(yuán)協商(shāng)組織試驗。要生(shēng)産該種疏松的高檔産品，必須穩定控制反應過程，勢必犧牲一(yī)部分(fēn)生(shēng)産效率。

李開(kāi)華耐心溝通，大(dà)膽假設，逐步推進，最終生(shēng)産出滿足企業高端應用需求的疏松小(xiǎo)粒钛産品，獲得了用戶認可，也推動了攀鋼下(xià)定決心投資(zī)年産3000噸小(xiǎo)粒钛生(shēng)産線，将海綿钛産能提升至2萬噸/年，增強了整體(tǐ)科技創新實力和市場競争力。該項目獲得2023年中(zhōng)國有色金屬工(gōng)業科學技術一(yī)等獎、2023年鞍鋼集團科技進步一(yī)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和240噸大(dà)型熔鹽氯化爐成套技術攻關。他表示，将始終堅守科技報國初心，發揚“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”，爲保障國家高端钛金屬材料的自主供給和钛産業高質量發展貢獻智慧和力量。