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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，鞍鋼集團攀鋼集團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90年代，美國壟斷了釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術，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，每年要大量進口釩氮合金。當時，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。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。在攀鋼研究院學術報告廳，當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，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。”攀鋼對這項新技術表現(xiàn)出了濃厚的興趣，但當試探說希望引進該技術時，立即遭到對方拒絕，對方只撂下一句話：“技術轉讓和合資生產(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。他帶領課題組成員跑遍大江南北，與多所高校開展交流合作，反復進行各種試驗。在不到半年的時間里，課題組應用間歇式技術，并采用創(chuàng)造性的催化技術在實驗室制備出10克樣品。然而，經(jīng)過檢測，樣品化學成分不夠穩(wěn)定、密度更是不能保證，這樣的檢測結果猶如一盆冷水，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，逐漸找準了原料配方與產(chǎn)品成分、溫度控制與產(chǎn)品質量的定量關系，樣品質量和成分明顯改善。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)模進一步擴大，產(chǎn)品質量越來越難控制，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，攀鋼領導聽完課題組匯報后還是斬釘截鐵地做出決定：“繼續(xù)推進研發(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，反復地復盤思考：難道只有在真空條件下才能進行？能不能通過技術研究實現(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能行，美國人為什么還采用真空技術？難道美國人比中國人笨？”當時，不少人認為這純粹是異想天開、癡人說夢，甚至有的人說課題組是“盲目出風頭”。
美國釩公司的生產(chǎn)設備和工藝完全保密，攀鋼沒有任何技術可借鑒，因此主體設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計、制造滿足釩氮合金連續(xù)式生產(chǎn)工藝要求的主體設備合作伙伴。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封鎖，當即表示要共擔風險，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，設備生產(chǎn)廠家由于一些客觀原因未能按合同約定進度制造并發(fā)運設備，攀鋼了解情況后立即派人長駐生產(chǎn)廠家催貨，終于在當年12月份將釩氮合金生產(chǎn)主體設備運回了攀鋼。
2001年1月份，一條12米長的推板窯在攀鋼研究院安裝完畢，進入調試期，同年2月5日開始了第一次試驗，同年3月10日進行了第二次試驗，并制備出產(chǎn)品39.57千克。然而，最擔心的狀況還是發(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：“搞出樣品容易，但要規(guī)?；a(chǎn)就困難了，就憑你們也能搞得出來？”
當時，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。“不管用什么代價，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，孫朝暉帶領課題組毅然進行了第三次試驗。他們沒有休息室，更沒有空調，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米推板窯終于達到了設計水平，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。設備的擴大帶來了新的技術問題，窯體關鍵部位粉化嚴重，嚴重堵塞，無法運行，窯齡又回到了40多天。為徹底解決這一不可預知的高溫腐蝕技術難題，課題組成員全天跟蹤試生產(chǎn)，詳細記錄所有試驗數(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)新紀錄，產(chǎn)出率和產(chǎn)品質量節(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認定和專利授權，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)技術更先進、更環(huán)保。
2004年，攀鋼釩氮合金在國內(nèi)的市場占有率達到了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？”
“我們既要占領亞洲市場，還要挺進歐洲市場，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)權且國際領先的釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術及裝備，產(chǎn)品質量和產(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項目，成功融合了信息、制造、控制、通信、人工智能和5G等先進技術，率先在國內(nèi)釩制造領域實現(xiàn)智慧物聯(lián)傳輸、生產(chǎn)物料自主運轉、產(chǎn)品自動包裝、全線集中遠程控制和物流連續(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、雜質低、化學成分穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，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)應用整體水平，推動了鋼鐵、建筑、汽車等相關行業(yè)的技術進步，為我國建設制造強國做出了突出貢獻。
冠軍檔案
中國釩氮合金之冠
攀鋼釩氮合金
生產(chǎn)廠：鞍鋼集團攀鋼集團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90年代，釩氮合金產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術被國外壟斷，給每年需要大量進口釩氮合金的中國造成了較大影響。為突破技術瓶頸，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)化技術攻關。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)市場占有率達到50%左右。攀鋼生產(chǎn)的釩氮合金釩含量高、雜質低、化學成分穩(wěn)定，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，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”、國家技術發(fā)明獎、冶金科學技術獎等獎項，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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