70年的包鋼發(fā)展史,就是一部科技進步史。
作為新中國首批建設(shè)的三大鋼鐵企業(yè)之一,包鋼結(jié)束了我國不產(chǎn)大口徑無縫鋼管的歷史;開創(chuàng)了我國生產(chǎn)每米60公斤鋼軌和每米75公斤鋼軌的先河;研發(fā)出每米75公斤鈮稀土軌……全球海拔最高的鐵路青藏鐵路,三分之二的鋼軌來自包鋼;國家“西氣東輸”工程、各大油田以及鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,包鋼的無縫鋼管占據(jù)一席之地;“長征”系列運載火箭、“神舟”系列飛船、“中國探月工程”等國家重點工程,也都有包鋼稀土產(chǎn)品的身影。
70年間,包鋼在選礦、煉焦、煉鋼技術(shù)攻關(guān)上取得巨大成功,在稀土永磁材料、稀土輕質(zhì)合金、磁制冷等行業(yè)尖端領(lǐng)域保持國際先進水平,堅持讓科技成為“第一生產(chǎn)力”,推動企業(yè)勇攀高峰,托舉中國工業(yè)強國夢。
攻破“三口一瘤”世界性難題 創(chuàng)造冶煉史“奇跡”
1959年9月26日,包鋼一號高爐爐膛火紅,照亮了中國的工業(yè)強國夢。10月15日,周恩來總理為一號高爐出鐵剪彩。
包鋼一號高爐是中國當(dāng)時最大的高爐,它的一舉一動受到全國關(guān)注。然而一號高爐投產(chǎn)不久后,就碰到了難題——風(fēng)口大量損壞。據(jù)統(tǒng)計,在開爐后的8個月里,風(fēng)口累計損壞高達1700多個。風(fēng)口損壞造成高爐頻頻休風(fēng),出鐵受到嚴(yán)重影響。
經(jīng)技術(shù)人員排查,問題出現(xiàn)在了鐵礦原料。包鋼鋼鐵生產(chǎn)的鐵礦原料來自白云鄂博,而白云鄂博礦是世界罕見的多金屬共生礦,就是這種多金屬共生給高爐冶煉帶來了“三口一瘤”的世界性難題——含氟礦石對風(fēng)口、渣口、鐵口損壞很大,而礦石中堿金屬的影響,導(dǎo)致高爐結(jié)瘤嚴(yán)重。
包鋼2000多名技術(shù)人員,包括鞍鋼和首鋼來支援的技術(shù)人員開始技術(shù)攻關(guān),先后用169種具有各種不同性質(zhì)的新材料,制作了169個不同規(guī)格質(zhì)量的風(fēng)口、渣口,通過多次試驗,終于配置成功3種具有耐酸、抗氧化、導(dǎo)熱等性能的新材料,用這些新材料制成的風(fēng)口、渣口,損壞率顯著降低,使用壽命平均比以前提高了11倍。其中2個風(fēng)口,安裝后使用了612個小時。
1978年,包鋼科技人員帶著9項科研成果登上了全國科學(xué)技術(shù)大會的領(lǐng)獎臺,包鋼和其13個二級單位被同時授予全國科學(xué)大會獎狀。在此后的十幾年,“三口一瘤”難題被徹底攻破,創(chuàng)造了冶煉史上的“奇跡”;凝絮選礦工藝攻關(guān)取得新突破,獲得國家發(fā)明一等獎;稀土選礦用捕收劑H205問世,稀土選礦難題得以破解;以稀土、鈮、鈧、螢石、富鉀板巖等資源綜合回收為重點開展的白云鄂博礦產(chǎn)資源綜合利用研究取得了豐碩的成果。
在包鋼70年發(fā)展史中,技術(shù)能手燦若繁星,他們以自己的雙手,拓荒了一座鋼鐵城市。
接力研發(fā)稀土鋼 鍛造“大國重器”支柱性材料
高潔凈稀土鐵合金制備技術(shù)成了!
2017年12月1日,當(dāng)清晨的第一縷光照進實驗室和中試車間,耳畔是同伴們勝利的歡呼聲,眼前是工業(yè)應(yīng)用試驗成功的火紅鋼坯,多少個深夜的堅守與煎熬,往事如電影畫面般一幀幀回放,包頭稀土研究院副院長劉玉寶感慨萬千:“西部包鋼,千噸鋼水,萬米長坯。望鋼廠內(nèi)外,一片繁忙;轉(zhuǎn)爐電爐,相互轟鳴。兩輪五澆,貳仟噸鋼,誰能與此試比高?”
稀土鋼是我國鍛造“大國重器”必不可少的支柱性材料,在“國之重器”FAST射電望遠鏡觀光橋梁、北京大興國際機場、高鐵軌道等重要建筑設(shè)備設(shè)施中,都蘊含著稀土鋼的神奇力量。而正是包鋼研發(fā)的稀土鋼產(chǎn)品,一舉打破了國外對優(yōu)質(zhì)特種鋼產(chǎn)品的長期壟斷。
每噸鋼中加入0.2公斤左右稀土,就可以提升鋼鐵材料的耐磨、耐腐蝕、耐候(即高溫和低寒)和低溫沖擊等性能。作為稀土鋼先驅(qū),早在上世紀(jì)50年代,包鋼就已經(jīng)開始探索稀土與鋼鐵的結(jié)合。
1958年9月1日,包鋼成立有色金屬廠籌備處,開展稀土試驗工廠的籌建工作,采用硅熱法制取稀土合金,并嘗試在鑄鐵材料中添加稀土合金。
1976年,包鋼軌梁廠在鐵道部科學(xué)研究院、鐵路專業(yè)設(shè)計院的支持下成功試軋出我國第一根每米60公斤重型稀土鋼軌,奠定了包鋼稀土鋼產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)優(yōu)勢,開啟了稀土鋼系列產(chǎn)品的紀(jì)元。人民大會堂、葛洲壩水利樞紐、南京長江大橋等新中國成立初期重點工程都有包鋼稀土鋼的身影。
上世紀(jì)80年代,包鋼采用模鑄吊棒工藝在鋼中加入稀土合金。90年代末期,連鑄工藝代替“模鑄+初軋”工序成為包鋼煉鋼工藝的主流,稀土鋼生產(chǎn)新工藝初具模型。
近年來行業(yè)內(nèi)又掀起了一波新的稀土鋼研究熱潮,稀土如何高效加入、以何種方式加入,成為稀土鋼生產(chǎn)領(lǐng)域世界范圍內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)難點。
劉玉寶帶領(lǐng)科研團隊不斷嘗試,發(fā)現(xiàn)高潔凈的稀土鐵合金更容易加入到鋼液中與鋼液充分合金化,最終開發(fā)了適合稀土鋼工業(yè)生產(chǎn)用的稀土鐵合金產(chǎn)品及其制備技術(shù),并制定了產(chǎn)品和分析檢測方法行業(yè)和團體標(biāo)準(zhǔn)12項。
“高潔凈稀土鐵合金制備技術(shù)成本低,合金雜質(zhì)元素低,在鋼中應(yīng)用稀土收得率穩(wěn)定,鋼材性能得到大幅提升,比如在鑄鐵中加入高潔凈稀土鐵合金后,抗拉強度提高了40%以上、抗壓能力提高了80%以上?!眲⒂駥毥榻B。這項技術(shù)經(jīng)中國稀土學(xué)會和中國稀土行業(yè)協(xié)會聯(lián)合鑒定,整體達到國際領(lǐng)先水平。
如今,包鋼稀土鋼新材料科技成果“落地生金”、加速轉(zhuǎn)化,形成“板、管、軌、線”4大產(chǎn)品系列、62個鋼種、近300個牌號。不久前,包鋼稀土鋼產(chǎn)品線好消息頻傳,1180兆帕級別冷軋雙相鋼試制成功,實現(xiàn)“超高強鋼產(chǎn)品”新突破;贏得中國供烏茲別克斯坦首筆鋼軌訂單,首次自主開展鋼軌裝載試驗;稀土橋梁鋼低溫沖擊性能提高20%以上,得到高寒地區(qū)用戶高度認(rèn)可;熱軋耐腐蝕鋼,應(yīng)用于箱體制造領(lǐng)域,實現(xiàn)了稀土耐蝕領(lǐng)域的產(chǎn)品拓展。
因為有稀土鋼,我國也在全球率先制訂稀土鋼新標(biāo)準(zhǔn),主持修制定了5項中國特鋼企業(yè)協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)、9項稀土鋼產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),獲得稀土鋼方面授權(quán)發(fā)明專利14項,實用新型專利授權(quán)5項。經(jīng)過幾年發(fā)展,稀土鋼品牌價值已達208.37億元,躋身中國品牌價值500強。
200多項科研突破 爭做中國稀土產(chǎn)業(yè)“最強大腦”
從包鋼驅(qū)車向北150公里,一座富饒寶山靜靜矗立在陰山北麓,這里是白云鄂博,是稀土強國夢開始的地方。
1927年,中國地質(zhì)工作者、中瑞西北科學(xué)考察團成員丁道衡發(fā)現(xiàn)白云鄂博礦。
1958年,成立僅4年的包鋼成功開采出中國最早的稀土。
1959年底,包鋼成功煉出第一爐稀土硅鐵合金,中國稀土工業(yè)正式拉開帷幕。
新中國成立初期,國內(nèi)各行各業(yè)百廢待興。稀土作為“工業(yè)維生素”“新材料之母”,對提升國內(nèi)整體工業(yè)水平意義重大,但國外技術(shù)壟斷嚴(yán)重制約稀土行業(yè)發(fā)展。
從1954年包鋼建廠開始,科研工作者、建設(shè)者們在沒有任何外來技術(shù)參照的情況下,圍繞白云鄂博稀土資源開發(fā),獨立自主完成了支撐稀土工業(yè)的基礎(chǔ)研究,先后攻克了白云鄂博礦中稀土的選礦工藝流程、濕法提取工藝流程、火法冶煉工藝流程、稀土在鋼鐵等領(lǐng)域的應(yīng)用等世界性難題。但直到70年代初,提煉高純度稀土礦專利技術(shù)還只掌握在少數(shù)發(fā)達國家的手里。
1975年,徐光憲院士提出了完整的串級萃取法技術(shù),分離出的稀土元素純度達到99.99%,領(lǐng)先世界。在徐光憲院士的引領(lǐng)下,80年代包鋼稀土科技創(chuàng)新連續(xù)取得新突破?!癙507鹽酸體系輕中稀土全萃取連續(xù)分離工藝”“白云鄂博中貧氧化礦浮選——選擇性團聚選礦工藝”“氧化物電解法連續(xù)制取釹鐵合金和金屬釹”相繼研發(fā)成功,礦物選別能力大幅提高,具備了批量生產(chǎn)稀土氧化物和稀土金屬的能力,基本解決了我國白云鄂博礦稀土原料的產(chǎn)業(yè)化問題。
1986年,中國稀土冶煉分離產(chǎn)品產(chǎn)量躍居世界第一,成為世界第一稀土生產(chǎn)國和供應(yīng)國。包鋼也成為傲立于世界之林最大的稀土精礦生產(chǎn)基地。
1997年,包鋼整合所屬稀土產(chǎn)業(yè)資源,成立稀土高科(2015年更名“北方稀土”),在市場搏浪中,稀土高科開始進軍稀土拋光材料、儲氫材料、動力電池稀土深加工產(chǎn)品領(lǐng)域,并為“神五”“神六”“神七”飛船和“嫦娥一號”運載火箭提供重要器件。
黨的十八大以來,中國稀土行業(yè)歷經(jīng)黃金10年。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,國內(nèi)稀土市場更加活躍。乘東風(fēng),行萬里。包鋼重點開展一系列技術(shù)改造工藝實驗,推動稀土生產(chǎn)工藝技術(shù)的劃時代變革。稀土鋼用稀土鐵合金、燒結(jié)釹鐵硼輻射多極磁環(huán)、稀土鎂鋯晶粒細化劑、高純稀土金屬靶材、磁致伸縮促動器、稀土玻璃涂層等一批填補國內(nèi)外空白、打破國外壟斷的標(biāo)志性科研成果如雨后春筍般涌現(xiàn),真正推動稀土資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。
2023年6月,包鋼研制的固態(tài)儲氫系統(tǒng)示范裝置驚艷業(yè)界;2024年3月,運用包頭稀土研究院“新型稀土健康照明用轉(zhuǎn)光材料”生產(chǎn)的稀土防藍光護眼燈面世……稀土抗菌、稀土蓄熱升溫、稀土降溫隔熱等一眾稀土新材料,極大豐富了稀土在日常生活中的應(yīng)用場景,滿足人民對美好生活的向往。
時至今日,包鋼稀土產(chǎn)業(yè)200多項科研成果和產(chǎn)品獲得國家專利優(yōu)秀獎、國家“863”計劃獎及國家科技攻關(guān)重大成果,雄姿勃發(fā)的包鋼早已躋身世界稀土行業(yè)前列。
70年前,從一座高爐技術(shù)攻關(guān)開始攀登,70年間,包鋼提升科技創(chuàng)新能力的腳步從未停止。如今,包鋼研發(fā)投入強度達到5%以上,現(xiàn)有高新技術(shù)企業(yè)48家,擁有包括白云鄂博稀土資源研究與綜合利用全國重點實驗室、2個國家級企業(yè)技術(shù)中心在內(nèi)的14個國家級創(chuàng)新平臺以及4家院士工作站,95人享受國務(wù)院政府特殊津貼,3人入選國家級“百千萬人才工程”,多人獲評“全國有突出貢獻中青年專家”“全國技術(shù)能手”“國家級技能大師”,建立了面向國家、服務(wù)行業(yè)的多層級研發(fā)創(chuàng)新體系,推動一批重大攻關(guān)成果成功示范應(yīng)用,一大批科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化“落地生金”。
今天的包鋼,一個又一個創(chuàng)新成果由“智”變“金”,轉(zhuǎn)化為鍛造“大國重器”的新質(zhì)生產(chǎn)力。包鋼,以科技強企之光托舉中國工業(yè)強國之夢!(記者 高慧)
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