新产线还蒸工序生产出的第一坨海绵钛。通讯员 张金秋 摄
攀钢记者站 胡毅 通讯员 王文 特聘记者 程铁波
高起点布局钛金属产业
3.5万吨海绵钛扩能项目落地实施,创下国内最大单体海绵钛工厂建设最快纪录
攀钢,坐落在闻名世界的钒钛之都——攀枝花市。依托得天独厚的资源优势,攀钢成为中国“三线建设”最理想的钢铁工业基地,承担了攀西钒钛资源开发利用国家使命。历经半个多世纪的发展,攀钢拥有全球最大的单体海绵钛工厂,是全球唯一具备将含钛高炉渣转化为海绵钛能力的企业、国内唯一一家100%使用低品位高钙镁钛精矿生产海绵钛的企业,开发了国标海绵钛、超软钛、小粒钛等特色产品,为我国钛金属发展作出了积极贡献。
新的历史时期,在鞍钢集团统一部署下,攀钢高起点布局钛金属产业发展,着手在攀枝花、西昌、江油、成都等地建设钛资源、钛板材、钛特材及高端零部件四大基地,其中,攀枝花作为钛资源基地,主要任务是做大海绵钛产量,把超软钛、小粒钛培育成拳头产品。基于市场需求和企业高质量发展需要,3.5万吨海绵钛扩能项目应时而生,其配套项目高端钛及钛合金生产线于2019年12月31日在攀枝花钒钛高新区开工建设,2022年8月首次成功熔炼出8米钛锭,填补了攀枝花市钛型材生产、加工空白。至此,攀钢成为同时拥有“VAR炉冶炼+锻造工艺”和EB炉冶炼两条钛材生产线的企业。
在完成项目可研编制,确定工艺方案,开展项目能评、安评、环评、职评、水保、维稳、地质灾害报告编制等一系列工作后,攀钢3.5万吨海绵钛扩能项目及配套7.5万吨/年氯碱系统于2022年4月正式开工建设。
按照鞍钢集团批复,3.5万吨海绵钛扩能项目建设工期为18个月。工期紧,仅是攀钢面临的压力之一,攀枝花雨季给土建施工带来严峻考验。同时,在建项目部分区域,位于原液氯库、空压站、冷冻站、修泵间场地上,需要先完成该部分设施的还建和投用,才能开始新氯化精制的建设……重压之下,攀钢将3.5万吨海绵钛扩能项目建设作为“五项重点攻坚”之一,主要领导靠前指挥,分管领导具体推进,产业发展部等部门狠抓落实,明确“指挥部+项目经理部”的工程组织管理模式。
攀钢钛材公司、工程公司、工科咨询和中铝国际、重庆化工设计院等参战的内外部单位各司其职、通力协作,通过编制工程实施网络图、倒排工期等措施,严格管控工程进度。定期召开设计、施工、建设、监理“四方”联席会,及时解决施工进程中出现的各类问题。
在还原蒸馏作业区及镁电解精炼作业区施工时,屋架最大跨度30米、高度约30米,部分构件吊装重量45吨以上,需采用大型吊车吊装。在打防护桩的时候,地下出现了钻头也无可奈何的大石头,必须通过膨胀炸药把石头炸裂,打碎后再用挖具、大吊车,把大石头吊出。为确保安全施工,施工方工程公司和建设方钛材公司建立专项施工、专项吊装、专项保护方案……参战单位群策群力、拼搏奋斗,确保了项目进度和质量。
2023年8月30日,攀钢3.5万吨海绵钛扩能项目3号还蒸工序生产出第一坨海绵钛,标志着项目顺利建成投产,创下国内最大单体海绵钛工厂建设最快纪录。
打响达产达效攻坚战
从攀钢各单位抽调376人补充生产力量,项目创下国内最大单体海绵钛工厂达产和技经指标达标的最快纪录
2024年6月,3.5万吨海绵钛扩能项目实现达产,9月项目实现质量、技经指标、成本全面达效。新产线2024年海绵钛产量达27010吨,连续6个月实现达产,连续3个月的质量指标和技经指标达设计目标。该项目创下国内最大单体海绵钛工厂达产和技经指标达标的最快纪录。
只有参与过这场达产攻坚战的人才能深深体会到,达产达效的背后浸透干部职工多少汗水和泪水。攀钢3.5万吨海绵钛扩能项目设有氯化工序、精制工序、还蒸工序、镁电解工序、加工工序、氯碱工序、废盐工序,是一条完整的生产线。早在项目建设时期,钛材公司就从内部调拨16名经验丰富的技术人员参与项目建设。但全线启动3.5万吨海绵钛新产线生产,人手难免“捉襟见肘”。
关键时刻,攀钢从各子分公司(单位)抽调人员充实到3.5万吨海绵钛新产线。自2022年8月开始,先后2批共计112名新毕业大学生及4批共计376名攀钢职工转岗到3.5万吨海绵钛新产线。他们来自炼铁、炼钢、轧钢、保卫等不同岗位,对海绵钛生产工艺完全不懂,更谈不上操作经验。
不懂,就培训。钛材公司各工序立足不同岗位技术需求,分批次开展新职工理论和实践培训。各级管理人员、技术员、班组长纷纷走上讲台,为新职工讲发展前景、厂规厂纪、工艺流程、操作规程;全面分析新职工年龄、工作经历、个人特长,把每名新职工放在最合适的位置,确保人岗匹配;开展“导师带徒”和技术比武,把新职工放在老产线各个岗位历练,挖掘和培育一批班组长和技能人才……一系列培训“组合拳”打出了新意,也打出了效果,新职工岗位技能逐步得到提升,成为3.5万吨海绵钛新产线生产的主力军。
然而,对于一条新投运的产线来说,解决“人”的问题仅是“万里长征”第一步。现场人员与新设备的磨合、解决现场问题的能力,以及设备稳定运行等,都是需要攻克的难关。
钛材公司把3.5万吨海绵钛新产线达产达效工作作为“一把手”工程,周密部署、强力推动。开展技术准备,着手制定操作规程、岗位规程、安全规程、技术规程等规章制度,准备全系统生产岗位、工艺故障、应急预案等技术资料。开展生产准备,按期完成原辅材料、工器具、水电气等供应,确保污水排放、园区环保达标,以及项目、规划、施工许可证办理和叉车、吊车、压力燃气等特种作业证办理。
在开展设备稳定运行攻关进程中,工程公司钒钛化工检修分公司与钛材公司共同组建设备维护精细化管理群,及时通达日常隐患及维修改进要点和管理建议,指导操作工摸清摸透控制仪器、仪表、机械、电气等设备性能和常见的故障排查,确保设备日常维护精准到位。同时,对还蒸等重点区域的重点设备开展专项研究。
3.5万吨海绵钛新产线引进了部分新工艺和新设备,现场仪器仪表种类众多,导致日常检维修中存在维修作业及故障时间较长、维修频次高、劳动强度大等维修技术难题。钒钛化工检修分公司以“海绵钛还蒸炉基于和利时DCS控制系统高效维修技术研究”为题,协同生产方开展专项研究,全面提升现场维修技术人员技能水平,进一步降低现场电仪设备故障频次,完善现场设备的自动化控制功能和稳定性等。
为助力项目达产达效,钛材公司党委在全公司开展“揭榜挂帅”攻关活动。机关职能部门聚焦3.5万吨海绵钛新产线达产达效过程中技经指标优化、质量提升、高端钛产出、装备升级、节能降耗等方面,梳理出16项关键性、紧迫性的课题,以“揭榜”的形式面向全公司干部职工发布,吸引广大干部职工参与。各党支部以个人或团队形式踊跃揭榜,定榜9个“揭榜挂帅”重难点攻关项目,其中,3.5万吨海绵钛新产线还原蒸馏作业区党支部聚力攻关“降低2号还蒸加料阶段周期”;加工作业区党支部实施“3.5万吨海绵钛新产线产品粒径合格率”;氯化精制作业区党支部开展“降低精钛碳含量攻关”……
随着一系列攻关措施落实,精制矿物油除钒、还原温度自动控制、氯化镁排放等关键工艺技术难点被先后攻克,3.5万吨海绵钛新产线工艺流程打通;“钛、镁、氯、碱、盐”五大资源平衡体系初步建立;精四氯化钛碳含量控制、3号线镁电解质成分控制、降低2号线还蒸加料阶段周期等攻关项目节点目标按期兑现,为新产线达产达效创造条件,保持了高昂的生产态势。
2025年一季度,3.5万吨海绵钛新产线海绵钛产量达8397吨,完成季度目标……
全力提升高端钛占比
产研结合攻坚克难,小粒钛、超软海绵钛等高端钛在3.5万吨海绵钛新产线实现量产
习近平总书记强调,中央企业等国有企业要勇挑重担、敢打头阵,勇当原创技术的“策源地”、现代产业链的“链长”。
钛及钛合金具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐高温、无磁性等特点,广泛应用于航空航天、化工石化、交通运输、医疗等领域。虽然我国已成为当之无愧的钛金属大国,但仍非钛金属强国,主要体现在原料供应受制于人、关键装备依赖进口等方面。海绵钛,作为钛合金生产基料,其生产工艺复杂,质量与成本控制一直是行业内的难题。特别是超软海绵钛等高品质海绵钛制备的核心技术长期被国外垄断,产品主要依赖进口。
以需求为导向,攀钢开展产研销“一体化”管控,科技创新部和研究院、钛材公司协同开展航空领域用超软海绵钛制备关键技术开发及应用的课题攻关。历时7年,攀钢先后攻克超软海绵钛制备过程中杂质元素协同控制和致密结构调控等行业共性技术难题,形成基于攀西资源生产高品质海绵钛的成套产业化技术,并成功运用于批量生产。“航空领域用超软海绵钛制备关键技术开发及应用”项目获得2023年度中国有色金属工业科学技术奖一等奖。
然而,3.5万吨海绵钛新产线投运以后,小粒钛、超软海绵钛等高端钛一直未实现批量生产。究其原因,是新生产线和老产线的工艺不同。比如,老产线用铝粉除钒,而新产线用矿物油除钒;老产线是流水线式镁电解工艺,新产线是多极性镁电解工艺。工艺不同,也就无法完全移植老产线技术,必须开展针对新产线的技术攻关。
生产高品质海绵钛离不开高品质的原料,控制四氯化钛杂质成为首要攻关任务。钛材公司联合鞍钢集团钒钛(钢铁)研究院开展精四氯化钛碳氧等杂质的分析方法及装备研究,找到较优的检测方法(系统),能快速、准确检测出精四氯化钛中碳氧含量,为产线提质提供技术支撑。钛材公司精制工序攻克熔盐氯化炉使用矿物油除钒新工艺的技术难点,提升精四氯化钛总碳含量控制技术,碳元素满足0级批次占比从46.2%提高到99%以上;镁电解精炼工序优化氯化镁排放方式,产品氮元素满足0级批次占比由71.7%提高到97%……随着一道又一道难关逐步攻破,小粒钛、超软海绵钛等高端钛在3.5万吨海绵钛新产线实现批量生产。
目前,攀钢3.5万吨海绵钛新产线正按照产能最大化组织生产,重点做好装备改造升级、工艺参数优化,实现操作、设备、工艺“三位一体”全面提升,建立钛镁系统生产平衡,全面提高生产效率和效益,不断加强钛金属产品的开发力度,向着建设中国产品种类最全、生产规模最大的钛材生产企业稳步迈进,为全面落实鞍钢集团“双核+第三极”战略作出新的贡献。