中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
通訊員 李偉 記者 孟祥林 報(bào)道
不久前，工信部、中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合發(fā)布第七批制造業(yè)單項(xiàng)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(guó)著名的釩鈦之都。自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，攀鋼相繼開(kāi)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(shí)產(chǎn)權(quán)的釩系列產(chǎn)品，一舉打破了國(guó)外壟斷，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)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(jī)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(guó)壟斷了釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，在國(guó)際市場(chǎng)上肆意左右釩氮合金價(jià)格。彼時(shí)的中國(guó)已是全球最大的鋼材生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，每年要大量進(jìn)口釩氮合金。當(dāng)時(shí)，攀鋼有著豐富的釩資源，卻沒(méi)有頂級(jí)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(shí)，攀鋼對(duì)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(guó)釩公司第一次來(lái)到中國(guó)推銷釩氮合金產(chǎn)品。在攀鋼研究院學(xué)術(shù)報(bào)告廳，當(dāng)時(shí)國(guó)際著名的微合金鋼專家考琴斯基（Korehynsky）介紹說(shuō)：“釩氮合金生產(chǎn)技術(shù)，德國(guó)、俄羅斯、日本都研究過(guò)，但20多年過(guò)去了，目前能商業(yè)化生產(chǎn)的只有我一家。”攀鋼對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，但當(dāng)試探說(shuō)希望引進(jìn)該技術(shù)時(shí)，立即遭到對(duì)方拒絕，對(duì)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(gòu)產(chǎn)品，需要多少，我們就供應(yīng)多少，你們要開(kāi)發(fā)出來(lái)了，我們買你們的。”
這幾句話沒(méi)能唬住攀鋼人。攀鋼隨即組織起了以當(dāng)時(shí)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(kāi)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(gè)釩氮合金研發(fā)的原始理念外，什么都沒(méi)有。攀鋼人身上那股不服輸?shù)木髣艃海?lì)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(kāi)展交流合作，反復(fù)進(jìn)行各種試驗(yàn)。在不到半年的時(shí)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(shí)驗(yàn)室制備出10克樣品。然而，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，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(cè)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(kāi)綠燈”，全力支持課題組籌備開(kāi)展1000克規(guī)模的擴(kuò)大試驗(yàn)。
1999年1月20日—3月12日，在這50多個(gè)日日夜夜里，課題組先后在實(shí)驗(yàn)室制備出128個(gè)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(kāi)展了20千克/爐和120千克/爐的試驗(yàn)。但隨著試驗(yàn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越難控制，特別是產(chǎn)品表面時(shí)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(tīng)完課題組匯報(bào)后還是斬釘截鐵地做出決定：“繼續(xù)推進(jìn)研發(fā)，讓問(wèn)題充分體現(xiàn)，不成功決不罷休！”
異想天開(kāi)？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(pán)思考：難道只有在真空條件下才能進(jìn)行？能不能通過(guò)技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)常壓連續(xù)式生產(chǎn)？帶著這些疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)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(guó)生產(chǎn)釩氮合金采用的真空生產(chǎn)工藝完全是兩碼事。“要是常壓技術(shù)能行，美國(guó)人為什么還采用真空技術(shù)？難道美國(guó)人比中國(guó)人笨？”當(dāng)時(shí)，不少人認(rèn)為這純粹是異想天開(kāi)、癡人說(shuō)夢(mèng)，甚至有的人說(shuō)課題組是“盲目出風(fēng)頭”。
美國(guó)釩公司的生產(chǎn)設(shè)備和工藝完全保密，攀鋼沒(méi)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(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
2000年元月起，課題組先后考察了多家國(guó)內(nèi)爐窯行業(yè)知名企業(yè)，目的就是要尋求一個(gè)有能力設(shè)計(jì)、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(kāi)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(guò)程中，對(duì)方聽(tīng)到攀鋼是為了打破國(guó)外技術(shù)封鎖，當(dāng)即表示要共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，大力支持攀鋼研發(fā)釩氮合金。同時(shí)，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(yùn)設(shè)備，攀鋼了解情況后立即派人長(zhǎng)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(yùn)回了攀鋼。
2001年1月份，一條12米長(zhǎng)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(kāi)始了第一次試驗(yàn)，同年3月10日進(jìn)行了第二次試驗(yàn)，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(wèn)題接踵而至……就在那時(shí)，大洋對(duì)面的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手吹來(lái)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(lái)？”
當(dāng)時(shí)，課題組感受到了前所未有的沉重壓力。如果第三次試驗(yàn)再不成功，所有的投資就會(huì)化為烏有，甚至還會(huì)被扣上“生產(chǎn)不了釩氮合金”的帽子。“不管用什么代價(jià)，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(lái)！”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(mèng)
2001年5月份，攀枝花驕陽(yáng)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(yàn)。他們沒(méi)有休息室，更沒(méi)有空調(diào)，熱得受不了就用涼水洗把臉，每天24小時(shí)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(diǎn)安慰。
紅彤彤的爐膛一直燒了3個(gè)月，12米推板窯終于達(dá)到了設(shè)計(jì)水平，重新點(diǎn)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(yàn)生產(chǎn)線。設(shè)備的擴(kuò)大帶來(lái)了新的技術(shù)問(wèn)題，窯體關(guān)鍵部位粉化嚴(yán)重，嚴(yán)重堵塞，無(wú)法運(yùn)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(yàn)數(shù)據(jù)。幾個(gè)月下來(lái)，光是記錄本就摞了1米多高。
功夫不負(fù)有心人，一個(gè)又一個(gè)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(kāi)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(tái)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(xiàng)專有技術(shù)認(rèn)定和專利授權(quán)，其自動(dòng)連續(xù)、常壓生產(chǎn)、無(wú)“三廢”排放的特點(diǎn)，還使其比美國(guó)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(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率達(dá)到了50%左右，美國(guó)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(chǎng)，還要挺進(jìn)歐洲市場(chǎng)，還要把產(chǎn)品賣到你們美國(guó)去！”攀鋼人底氣十足、鏗鏘有力地回答。
攀鋼沒(méi)有停止創(chuàng)新的步伐。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)不懈努力，攀鋼形成了一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且國(guó)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(tái)階。2012年，攀鋼啟動(dòng)釩氮合金第一期擴(kuò)能改造，產(chǎn)能提升至4000噸/年。2015年，攀鋼實(shí)施釩氮合金主體生產(chǎn)設(shè)備推板窯由單推升級(jí)為雙推的改造，在產(chǎn)能大幅提升的同時(shí)，能源消耗降低近50%，并一直保持國(guó)內(nèi)產(chǎn)能第一、市場(chǎng)占有率第一的成績(jī)。
2020年，攀鋼創(chuàng)新實(shí)施了釩氮合金兩化融合示范線建設(shè)項(xiàng)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(guó)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(yùn)轉(zhuǎn)、產(chǎn)品自動(dòng)包裝、全線集中遠(yuǎn)程控制和物流連續(xù)自動(dòng)運(yùn)輸?shù)裙δ埽ǔ闪藝?guó)內(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(jī)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(jī)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(huì)效益，備受國(guó)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(dòng)尋求合作遭拒，到通過(guò)自主研發(fā)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；從面對(duì)國(guó)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(jí)到雙推板窯，再到建成國(guó)內(nèi)首條釩氮合金數(shù)字化生產(chǎn)線，攀鋼不斷提高中國(guó)釩產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用整體水平，推動(dòng)了鋼鐵、建筑、汽車等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，為我國(guó)建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)做出了突出貢獻(xiàn)。
冠軍檔案
中國(guó)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(jī)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(guó)外壟斷，給每年需要大量進(jìn)口釩氮合金的中國(guó)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(kāi)釩氮合金國(guó)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(yàn)生產(chǎn)線，成功打破了國(guó)外長(zhǎng)期對(duì)釩氮合金市場(chǎng)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(huì)效益，備受國(guó)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(guó)工業(yè)大獎(jiǎng)表彰獎(jiǎng)”、國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、冶金科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，以及“四川省名牌產(chǎn)品”等稱號(hào)。
