隨著歷史的推進(jìn)與社會發(fā)展的不斷進(jìn)步，人們腦海中的金屬名稱不再只有金、銀、銅、鐵、鋁……，“貴”金屬同樣不再只有金與銀。取而代之，具有超高“出鏡率”的鈦合金成為金屬中的“翹楚”。從網(wǎng)絡(luò)用語到航天航空、人造骨骼、眼鏡、手機(jī)……，只要與“鈦”有關(guān)聯(lián)可謂與高關(guān)注度、昂貴的價格和先進(jìn)性劃上了“等號”。
由于鈦穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿，以及高強(qiáng)度、低密度，被美譽(yù)為“太空金屬”，各行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。
物以稀為貴，鈦及鈦合金如此“吸睛”在于其是分散并難于提取的稀有金屬，鈦和鈦合金的加工、生產(chǎn)工藝難度大，成本高，在國內(nèi)生產(chǎn)核心技術(shù)、設(shè)備只能依靠國外支撐，許多高端產(chǎn)品也只能國外進(jìn)口，終究受制于人。

(KV-TITAN BMO-01型EB爐。)
也正是如此，青海省唯一一家專業(yè)從事鈦及鈦合金生產(chǎn)加工的企業(yè)——青海聚能鈦業(yè)股份有限公司，堅定不移地走技術(shù)創(chuàng)新的道路，不僅打破了國外技術(shù)的壟斷，更在該行業(yè)取得了前所未有的突破，連續(xù)數(shù)個“首次”與“第一”為自己搶占了未來發(fā)展先機(jī)。
設(shè)備國產(chǎn)化，企業(yè)生產(chǎn)不再受制于人
電子束冷床熔煉爐(簡稱EB爐)設(shè)備是鈦及鈦合金生產(chǎn)的主要裝備，隨著“鈦”作為重要的戰(zhàn)略金屬在國民經(jīng)濟(jì)以及國防領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用，鈦金屬的熔煉提純也直接影響著航空飛行核武器裝備的質(zhì)量安全。
但長久以來，只有德國、英國、法國、烏克蘭等國家對EB爐熔煉設(shè)備有較深的研究，由于技術(shù)的限制，國內(nèi)鈦金屬生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備均來自國外進(jìn)口，也正因如此給我國企業(yè)帶來了一系列發(fā)展阻礙。
2010年的夏季，聚能鈦業(yè)生產(chǎn)廠房里人頭攢動，原來烏克蘭進(jìn)口的EB爐，其“心臟”核心技術(shù)設(shè)備電子槍電源出現(xiàn)故障，國內(nèi)工程師面對復(fù)雜的技術(shù)一時間束手無策，只能聯(lián)系國外售后前來維修，企業(yè)生產(chǎn)被迫停止。

(ONH-2000分析儀。)
從聯(lián)系廠商再到廠商聯(lián)系俄羅斯配件生產(chǎn)商再到人員派出抵達(dá)中國維修成功整整花費了1個月的時間。這段時間里除了另購電子槍花費了19萬美金，維修人員的吃住花費6萬美金，最為嚴(yán)重的是1個月的停產(chǎn)導(dǎo)致企業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失400萬元人民幣。
“如果一年內(nèi)有幾次這樣的事故，企業(yè)就等于白生產(chǎn)。”企業(yè)生產(chǎn)副總、工程師張志斌說。
也正是這次機(jī)器故障的出現(xiàn)讓聚能鈦業(yè)下定了決心。
自此，聯(lián)系各方專家，加大科研力度，經(jīng)各方面專家及技術(shù)人員近兩年的努力，2014年年底企業(yè)終于成功突破關(guān)鍵技術(shù)“電子槍”及“大功率高頻高壓電源”核心瓶頸技術(shù)，成功制造出樣機(jī)。通過在國外引進(jìn)設(shè)備上，把樣機(jī)進(jìn)行替換運行試驗性使用，其能力完全能達(dá)到國外引進(jìn)設(shè)備的效果。
但最為重要的是國產(chǎn)化的“電子槍”及“大功率高頻高壓電源”的成本只有國外設(shè)備的20%。效益明顯，費用大幅度低于項目預(yù)計劃支出。
EB爐國產(chǎn)化項目的成功實施，使公司擺脫了對外方的依賴，保障了設(shè)備的正常運行和生產(chǎn)，極大降低了設(shè)備維修費用和生產(chǎn)成本。
為此張志斌算了這樣一筆賬：2015年根據(jù)生產(chǎn)消耗需求，自主制造20套電子槍，按國外引進(jìn)時86萬人民幣的80%計算，合計節(jié)省支出1，376萬人民幣。
2016年度，在該公司1號EB爐國產(chǎn)化工作成功經(jīng)驗引導(dǎo)下，聚能鈦業(yè)主要圍繞2號EB爐展開核心部件易損件和易耗品，以及易損設(shè)備的國產(chǎn)化研發(fā)工作。
截至去年10月底，2號EB爐所有的國產(chǎn)化研發(fā)部件及材料經(jīng)長期、多次的生產(chǎn)試用，全部達(dá)到進(jìn)口件的品質(zhì)要求，滿足生產(chǎn)工藝需求，完全替代進(jìn)口需求，解決了進(jìn)口備品備件耗材價格昂貴，采購周期長的問題，有效保障了生產(chǎn)。綜合2017年所更換的備件數(shù)量，與進(jìn)口備件的價格比較，至少會節(jié)約80萬元人民幣。
更讓人自豪的是，自主研發(fā)的三臺深冷真空過濾設(shè)備經(jīng)過一年的運行，效果顯著，大幅度降低了油耗和真空泵的故障率，最主要是EB爐機(jī)械真空泵使用壽命增加了近4倍，節(jié)約設(shè)備更新采購費約84萬元人民幣。此項成果取得的專利填補(bǔ)了世界真空領(lǐng)域過濾器的空白。
首創(chuàng)新產(chǎn)品，提高附加值、提升競爭力
“目前，國內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)形勢復(fù)雜多變，基本金屬產(chǎn)能仍然以過剩為主，價格回升動力仍然不足，再加之要素成本持續(xù)上升，廉價勞動力優(yōu)勢明顯減弱，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本上升，為了有所突破，企業(yè)加大創(chuàng)新力度，生產(chǎn)高附加值的高端產(chǎn)品為企業(yè)提供強(qiáng)有力的競爭。”企業(yè)常務(wù)副總經(jīng)理、工程師唐增輝介紹。

（國產(chǎn)化的電子槍。）
2016年12月初，企業(yè)在前期生產(chǎn)的全國乃至亞洲規(guī)格最大的20噸鈦錠單體的基礎(chǔ)上試制成功了500㎜厚超大規(guī)格鑄錠不經(jīng)過鍛造、刨銑等環(huán)節(jié)，可直軋為200㎜卷帶板坯，進(jìn)而直接軋制出大于1.8m寬度的寬幅板，從而顛覆了傳統(tǒng)的軋制工藝，填補(bǔ)了國際技術(shù)空白。
“《國務(wù)院辦公廳關(guān)于營造良好市場環(huán)境促進(jìn)有色金屬工業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)促進(jìn)轉(zhuǎn)型增效益的指導(dǎo)意見》中重點指出：要著力發(fā)展大尺寸鈦及鈦合金鑄件及其卷帶材的工藝研究。為了響應(yīng)國家方針，企業(yè)加大研發(fā)力度，直軋試驗成功后，只需將大型錠一次性簡單處理即可直接軋制，并且企業(yè)將能提供市場更加期待的2.2～2.54 m×4 mm以上的鈦卷，同時可采用開平方式直接加工出任意尺寸的寬厚板。如此以來，既能大大縮短加工周期，減少加工環(huán)節(jié)，提高成材率，又能降低加工成本，擴(kuò)大產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，充分發(fā)揮聚能鈦業(yè)的產(chǎn)能優(yōu)勢。”唐增輝說。
直軋工藝的研發(fā)雖然為企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢，但在企業(yè)的諸多新產(chǎn)品中這只是冰山一角。
近日，該企業(yè)高潔凈度的TC4合金鑄錠熔鑄技術(shù)通過了項目驗收，利用EB爐單次熔煉得到TC4合金鑄錠，并執(zhí)行后續(xù)軋制、性能測試的全套工藝流程，在國內(nèi)還是首次，這對于TC4合金板/帶材產(chǎn)品的短流程成形工藝來說意義重大。
“EB爐熔煉技術(shù)有效地解決了常規(guī)真空自耗爐熔煉無法去除高密度和低密度夾雜的問題，除獲得細(xì)晶均質(zhì)鑄錠外，還可以大幅度降低鈦合金材的生產(chǎn)成本。”張志斌介紹道。
美國是世界上最先進(jìn)利用EB爐產(chǎn)出TC4合金的國家之一，他們能將TC4合金鑄錠化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在0.15%以內(nèi)，而聚能鈦業(yè)的TC4合金鑄錠不僅成分良好，其標(biāo)準(zhǔn)偏差基本能控制在0.20%以內(nèi)，這足以證明聚能鈦業(yè)的TC4鑄錠均勻性良好。
回收循環(huán)化，“貴”金屬實現(xiàn)綠色發(fā)展
青海作為長江、黃河和瀾滄江的發(fā)源地，我國淡水資源的重要補(bǔ)給地，生態(tài)保護(hù)的地位十分特殊，聚能鈦業(yè)作為青海本土企業(yè)不僅以身作則貫徹綠色發(fā)展理念，更重要的是，它用技術(shù)創(chuàng)新帶動整個行業(yè)的綠色循環(huán)發(fā)展。
“鈦的提取與合金加工成本較高，但因為國內(nèi)回收工藝空白，每年有上萬噸的鈦合金殘廢料當(dāng)成廢鐵簡單處理，造成了極大地浪費。”張志斌說。
2016年度，企業(yè)在TC4合金鑄錠熔鑄結(jié)果良好的基礎(chǔ)上，采用“Al板+廢料”疊加的方式，完成了18噸TC4廢料和2.8噸TC11屑料回收重熔，解決了現(xiàn)有條件下元素鋁揮發(fā)率難以控制及物料細(xì)小無法正常推料等困難。最終所得鑄錠成分符合國標(biāo)且均勻性良好。且電子束冷床爐回收重熔TC4和TC11殘廢料的技術(shù)尚未見諸報道，這在中國鈦合金冶煉史上也是一次重大突破。
據(jù)了解，原本高價值提煉的鈦金屬因加工所致的廢料只能賣廢鐵的價格，而經(jīng)過回收重熔每噸價值直接飆升至八九萬元，不僅實現(xiàn)了綠色循環(huán)發(fā)展，更提高的企業(yè)的利潤。
延伸產(chǎn)業(yè)鏈，借本省優(yōu)勢資源做強(qiáng)企業(yè)
《青海人民政府關(guān)于印發(fā)中國制造2025青海行動方案的通知》中指出：攻克高純度海綿鈦工藝，研發(fā)高溫鈦合金材料的制備工藝，發(fā)展鈦合金的3D打印技術(shù)，形成鈦礦—高鈦渣—海綿鈦—鈦錠—鈦合金及鈦材料加工產(chǎn)業(yè)鏈，加快實施大功率電子束冷床爐設(shè)備的國產(chǎn)化制造。努力將我省建成國內(nèi)高端鈦及鈦合金專業(yè)化生產(chǎn)基地……
基于鈦行業(yè)廣闊的發(fā)展前景和全省的定位，聚能鈦業(yè)制定了“從金屬鈦鑄錠做起，做專做精做強(qiáng)鈦金屬EB爐熔鑄，夯實基礎(chǔ)，實現(xiàn)企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的立足，而后借助我省在電價、鈦礦資源、海西蒙古族藏族自治州鹽化工業(yè)富裕的氯氣以及大型制造裝備等方面的優(yōu)勢，向上下游產(chǎn)業(yè)鏈延伸”的戰(zhàn)略目標(biāo)。
新的一年已經(jīng)開啟，新的征程已經(jīng)出發(fā)，期待聚能鈦業(yè)的下一個“創(chuàng)新”，另一個“奇跡”，將青海打造成為鈦產(chǎn)業(yè)高地。