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通訊員 李偉 記者 孟祥林 報道
不久前，工信部、中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會聯(lián)合發(fā)布第七批制造業(yè)單項冠軍企業(yè)（產(chǎn)品）名單，鞍鋼集團(tuán)攀鋼集團(tuán)釩鈦資源股份有限公司釩氮合金赫然在列。
攀鋼坐落于四川省攀枝花市，全國著名的釩鈦之都。自20世紀(jì)90年代開始，攀鋼相繼開發(fā)出三氧化二釩、高釩鐵、釩鋁合金、釩電解液等具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的釩系列產(chǎn)品，一舉打破了國外壟斷，實現(xiàn)了我國釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。攀鋼是如何做到的？
圖為釩氮智能化產(chǎn)線。（李偉 攝）
圖為管理人員檢查釩氮合金表觀質(zhì)量。（楊浩 攝）
圖為釩氮合金產(chǎn)品展示。（李偉 攝）
拓荒播種，不甘人后的選擇
釩氮合金主要用作含釩微合金鋼添加劑，可以顯著改善鋼材的綜合機械性能和焊接性能，使鋼材生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約20%～40%的釩消耗量，使用戶節(jié)省10%～15%的鋼材用量。
圖為釩氮合金產(chǎn)品展示（李偉 攝）
20世紀(jì)90年代，美國壟斷了釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，在國際市場上肆意左右釩氮合金價格。彼時的中國已是全球最大的鋼材生產(chǎn)國和消費國，每年要大量進(jìn)口釩氮合金。當(dāng)時，攀鋼有著豐富的釩資源，卻沒有頂級的釩產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。老一輩攀鋼人看在眼里、急在心里。
1997年5月份，攀鋼與科技部正式簽訂《用三氧化二釩制取碳化釩和氮化釩的研究》合同。當(dāng)時，攀鋼對釩氮合金的了解和研發(fā)方向都還不夠明確。
1998年4月份，美國釩公司第一次來到中國推銷釩氮合金產(chǎn)品。在攀鋼研究院學(xué)術(shù)報告廳，當(dāng)時國際著名的微合金鋼專家考琴斯基（Korehynsky）介紹說：“釩氮合金生產(chǎn)技術(shù)，德國、俄羅斯、日本都研究過，但20多年過去了，目前能商業(yè)化生產(chǎn)的只有我一家?！迸输搶@項新技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，但當(dāng)試探說希望引進(jìn)該技術(shù)時，立即遭到對方拒絕，對方只撂下一句話：“技術(shù)轉(zhuǎn)讓和合資生產(chǎn)均不可能，你們只能采購產(chǎn)品，需要多少，我們就供應(yīng)多少，你們要開發(fā)出來了，我們買你們的?！?/div>
這幾句話沒能唬住攀鋼人。攀鋼隨即組織起了以當(dāng)時在攀鋼研究院從事釩鈦研究工作的孫朝暉為主要人員的課題組，開始了拓荒播種。
起步階段的工作異常艱難，課題組手里除了有一個釩氮合金研發(fā)的原始理念外，什么都沒有。攀鋼人身上那股不服輸?shù)木髣艃?，激勵著孫朝暉。他帶領(lǐng)課題組成員跑遍大江南北，與多所高校開展交流合作，反復(fù)進(jìn)行各種試驗。在不到半年的時間里，課題組應(yīng)用間歇式技術(shù)，并采用創(chuàng)造性的催化技術(shù)在實驗室制備出10克樣品。然而，經(jīng)過檢測，樣品化學(xué)成分不夠穩(wěn)定、密度更是不能保證，這樣的檢測結(jié)果猶如一盆冷水，瞬間把課題組澆得“透心涼”。
1998年11月份，攀鋼全方位為釩氮合金研發(fā)課題組“開綠燈”，全力支持課題組籌備開展1000克規(guī)模的擴大試驗。
1999年1月20日—3月12日，在這50多個日日夜夜里，課題組先后在實驗室制備出128個樣品，逐漸找準(zhǔn)了原料配方與產(chǎn)品成分、溫度控制與產(chǎn)品質(zhì)量的定量關(guān)系，樣品質(zhì)量和成分明顯改善。這讓他們看到了希望。
1999年3月份—2000年5月份，攀鋼想盡一切辦法開展了20千克/爐和120千克/爐的試驗。但隨著試驗規(guī)模進(jìn)一步擴大，產(chǎn)品質(zhì)量越來越難控制，特別是產(chǎn)品表面時常被氧化。看著寶貴的生產(chǎn)原料變成了廢品，課題組成員寢食難安、如坐針氈。盡管如此，攀鋼領(lǐng)導(dǎo)聽完課題組匯報后還是斬釘截鐵地做出決定：“繼續(xù)推進(jìn)研發(fā)，讓問題充分體現(xiàn)，不成功決不罷休！”
異想天開？生產(chǎn)工藝大相徑庭
為什么釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)這么難？課題組頂著巨大壓力，反復(fù)地復(fù)盤思考：難道只有在真空條件下才能進(jìn)行？能不能通過技術(shù)研究實現(xiàn)常壓連續(xù)式生產(chǎn)？帶著這些疑問，經(jīng)過一系列試驗和反復(fù)論證，課題組大膽提出了常壓連續(xù)式生產(chǎn)釩氮合金的新思路。
圖為釩氮合金產(chǎn)線外景。（楊浩 攝）
一石激起千層浪。常壓連續(xù)式生產(chǎn)工藝與美國生產(chǎn)釩氮合金采用的真空生產(chǎn)工藝完全是兩碼事?！耙浅杭夹g(shù)能行，美國人為什么還采用真空技術(shù)？難道美國人比中國人笨？”當(dāng)時，不少人認(rèn)為這純粹是異想天開、癡人說夢，甚至有的人說課題組是“盲目出風(fēng)頭”。
美國釩公司的生產(chǎn)設(shè)備和工藝完全保密，攀鋼沒有任何技術(shù)可借鑒，因此主體設(shè)備的研究和選型成了釩氮合金開發(fā)的重點。
2000年元月起，課題組先后考察了多家國內(nèi)爐窯行業(yè)知名企業(yè)，目的就是要尋求一個有能力設(shè)計、制造滿足釩氮合金連續(xù)式生產(chǎn)工藝要求的主體設(shè)備合作伙伴。直到2000年3月份，課題組終于找到了具有開發(fā)能力和高水平制造爐窯能力的生產(chǎn)廠家。
2000年4月份，課題組懷著忐忑的心情與生產(chǎn)廠家進(jìn)行了正式談判。在談判過程中，對方聽到攀鋼是為了打破國外技術(shù)封鎖，當(dāng)即表示要共擔(dān)風(fēng)險，大力支持攀鋼研發(fā)釩氮合金。同時，課題組的大膽創(chuàng)新也得到了攀鋼的全力支持，攀鋼投資建設(shè)了100噸/年的釩氮合金中試線。
前期工作比較順利，但在節(jié)骨眼上出了狀況。2000年9月份，設(shè)備生產(chǎn)廠家由于一些客觀原因未能按合同約定進(jìn)度制造并發(fā)運設(shè)備，攀鋼了解情況后立即派人長駐生產(chǎn)廠家催貨，終于在當(dāng)年12月份將釩氮合金生產(chǎn)主體設(shè)備運回了攀鋼。
2001年1月份，一條12米長的推板窯在攀鋼研究院安裝完畢，進(jìn)入調(diào)試期，同年2月5日開始了第一次試驗，同年3月10日進(jìn)行了第二次試驗，并制備出產(chǎn)品39.57千克。然而，最擔(dān)心的狀況還是發(fā)生了，先是煙道堵塞，后又出現(xiàn)推板粉化，一系列問題接踵而至……就在那時，大洋對面的競爭對手吹來冷風(fēng)：“搞出樣品容易，但要規(guī)模化生產(chǎn)就困難了，就憑你們也能搞得出來？”
當(dāng)時，課題組感受到了前所未有的沉重壓力。如果第三次試驗再不成功，所有的投資就會化為烏有，甚至還會被扣上“生產(chǎn)不了釩氮合金”的帽子?！安还苡檬裁创鷥r，我們都要把釩氮合金常壓連續(xù)式工藝產(chǎn)業(yè)化路子打通，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品來！”課題組成員下定決心。
圖為管理人員與當(dāng)班人員探討生產(chǎn)方案。（楊浩 攝）
笑到最后，執(zhí)著者終圓夢
2001年5月份，攀枝花驕陽似火、熱浪灼人，孫朝暉帶領(lǐng)課題組毅然進(jìn)行了第三次試驗。他們沒有休息室，更沒有空調(diào)，熱得受不了就用涼水洗把臉，每天24小時不間斷值守。就這樣，一天、兩天、三天……推板窯每多順暢一天，課題組成員的心里就多一點安慰。
紅彤彤的爐膛一直燒了3個月，12米推板窯終于達(dá)到了設(shè)計水平，重新點燃了課題組的希望。
2002年6月底，攀鋼又投產(chǎn)了1條300噸/年的釩氮合金試驗生產(chǎn)線。設(shè)備的擴大帶來了新的技術(shù)問題，窯體關(guān)鍵部位粉化嚴(yán)重，嚴(yán)重堵塞，無法運行，窯齡又回到了40多天。為徹底解決這一不可預(yù)知的高溫腐蝕技術(shù)難題，課題組成員全天跟蹤試生產(chǎn)，詳細(xì)記錄所有試驗數(shù)據(jù)。幾個月下來，光是記錄本就摞了1米多高。
功夫不負(fù)有心人，一個又一個難題在課題組的不懈努力下被一一攻克，爐齡也一次又一次取得突破，終于達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)條件。攀鋼常壓連續(xù)式生產(chǎn)釩氮合金工藝終于取得成功。
隨后，攀鋼開始了釩氮合金大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量逐年躍上新臺階，窯齡屢創(chuàng)新紀(jì)錄，產(chǎn)出率和產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)節(jié)攀升，能源消耗穩(wěn)步下降。攀鋼常壓連續(xù)式生產(chǎn)釩氮合金工藝不僅取得了多項專有技術(shù)認(rèn)定和專利授權(quán)，其自動連續(xù)、常壓生產(chǎn)、無“三廢”排放的特點，還使其比美國釩公司的生產(chǎn)技術(shù)更先進(jìn)、更環(huán)保。
2004年，攀鋼釩氮合金在國內(nèi)的市場占有率達(dá)到了50%左右，美國釩公司大為震驚，欲與攀鋼“以和為貴”——“你們攀鋼的產(chǎn)品在亞洲賣，我們的產(chǎn)品在歐洲賣，大家互不火拼，OK？”
“我們既要占領(lǐng)亞洲市場，還要挺進(jìn)歐洲市場，還要把產(chǎn)品賣到你們美國去！”攀鋼人底氣十足、鏗鏘有力地回答。
攀鋼沒有停止創(chuàng)新的步伐。近年來，經(jīng)過不懈努力，攀鋼形成了一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)且國際領(lǐng)先的釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)及裝備，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)銷量逐年邁上新臺階。2012年，攀鋼啟動釩氮合金第一期擴能改造，產(chǎn)能提升至4000噸/年。2015年，攀鋼實施釩氮合金主體生產(chǎn)設(shè)備推板窯由單推升級為雙推的改造，在產(chǎn)能大幅提升的同時，能源消耗降低近50%，并一直保持國內(nèi)產(chǎn)能第一、市場占有率第一的成績。
2020年，攀鋼創(chuàng)新實施了釩氮合金兩化融合示范線建設(shè)項目，成功融合了信息、制造、控制、通信、人工智能和5G等先進(jìn)技術(shù)，率先在國內(nèi)釩制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智慧物聯(lián)傳輸、生產(chǎn)物料自主運轉(zhuǎn)、產(chǎn)品自動包裝、全線集中遠(yuǎn)程控制和物流連續(xù)自動運輸?shù)裙δ?，建成了國?nèi)首條釩氮合金數(shù)字化生產(chǎn)線。
圖為釩氮合金生產(chǎn)線智能機械臂正在卸料（宋君 攝）
圖為釩氮合金生產(chǎn)線配置的掃地機器人（楊浩 攝）
攀鋼生產(chǎn)的釩氮合金釩含量高、雜質(zhì)低、化學(xué)成分穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，備受國內(nèi)外用戶的青睞，逐漸成為攀鋼最主要的創(chuàng)效產(chǎn)品之一。
從主動尋求合作遭拒，到通過自主研發(fā)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；從面對國外保密的真空間歇式生產(chǎn)工藝，到創(chuàng)新提出常壓連續(xù)式生產(chǎn)工藝；從單推板窯升級到雙推板窯，再到建成國內(nèi)首條釩氮合金數(shù)字化生產(chǎn)線，攀鋼不斷提高中國釩產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用整體水平，推動了鋼鐵、建筑、汽車等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為我國建設(shè)制造強國做出了突出貢獻(xiàn)。
冠軍檔案
中國釩氮合金之冠
攀鋼釩氮合金
生產(chǎn)廠：鞍鋼集團(tuán)攀鋼集團(tuán)釩鈦資源股份有限公司
品種：包含VN12、VN16、VN19等種類的釩氮合金
攻關(guān)梗概：釩氮合金主要用作含釩微合金鋼添加劑，可以顯著改善鋼材的綜合機械性能和焊接性能，使鋼材生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約20%～40%的釩消耗量，使用戶節(jié)省10%～15%的鋼材用量。20世紀(jì)90年代，釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)被國外壟斷，給每年需要大量進(jìn)口釩氮合金的中國造成了較大影響。為突破技術(shù)瓶頸，攀鋼與科技部簽訂《用三氧化二釩制取碳化釩和氮化釩的研究》合同，并成立課題組展開釩氮合金國產(chǎn)化技術(shù)攻關(guān)。最終，2002年，攀鋼建成1條300噸/年的釩氮合金試驗生產(chǎn)線，成功打破了國外長期對釩氮合金市場的壟斷。
歷經(jīng)多年發(fā)展，攀鋼現(xiàn)有多條釩氮合金生產(chǎn)線，攀鋼釩氮合金的國內(nèi)市場占有率達(dá)到50%左右。攀鋼生產(chǎn)的釩氮合金釩含量高、雜質(zhì)低、化學(xué)成分穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，備受國內(nèi)外用戶的青睞，逐漸成為攀鋼最主要的創(chuàng)效產(chǎn)品之一，先后獲得“中國工業(yè)大獎表彰獎”、國家技術(shù)發(fā)明獎、冶金科學(xué)技術(shù)獎等獎項，以及“四川省名牌產(chǎn)品”等稱號。
來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：張雨恬
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