用在北斗卫星上的“高精尖”钒钛

　2020年6月23日，最后一颗北斗导航卫星拖着长长的尾焰划破苍穹冲向太空，我国北斗导航系统正式完成全球组网，完美收官。
 

　　这项伟大的工程与“高精尖”材料有着密不可分的联系，钒和钛便是其中极为重要的两种。北斗卫星的建造材料使用的是国际通用的高强度航空钛合金。
 

　　“钒和钛是国家重要的战略金属，在航空航天、军工、海洋、化工等领域具有广泛的用途。”钒钛的使用量往往是衡量一个国家国防实力的标志。
 

　　钒和钛在我国主要以伴生矿的形式存在于钒钛磁铁矿中。攀西钒钛磁铁矿资源量已探明90多亿吨，约占全国的95%，蕴藏着储量世界第一的钛、世界第三的钒，改革开放的总设计师邓小平赞誉“这里得天独厚”。
 

  上世纪60年代，党中央作出了三线建设的重大战略部署，拥有独特资源和战略地理位置的攀枝花被确立为三线建设的重中之重。
 

　　历经50年，几代攀西“钒钛人”攻克了普通高炉冶炼高钛型钒钛磁铁矿世界性难题，掌握了高钛型钒钛磁铁矿高炉强化冶炼技术，实现了经济技术指标的优化。
 

　　2、国内钒钛利用率世界领先

　　提高钒钛磁铁矿资源利用率是钒钛产业界、学术界多年来共同努力的方向。为此，业界多次开展“头脑风暴会议”希望解决难题。但这始终是横在钒钛产业面前的一道坎。“钒钛产业利用率不足有钒钛磁铁矿本身固有的特点，也有历史遗留问题。”
 

　　在自然界中，钒、钛属于难以以单一体的形式存在，主要与其他矿物形成共生矿或复合矿。因而它们的分离难度很高，提炼的工艺、流程相对较长。而伴随着每一道提炼工序都会有或多或少的损失。这在一方面直接影响了钒、钛的综合利用率。另一方面，由于早前技术受限等原因，产业面临着深加工不足、产品档次不高、工艺装备落后等问题。

“当时背景也造成了钒钛产业粗放型发展，是一种极大的浪费。但这么多年我们一直在努力，在技术方面寻求突破，也取得了一定的成绩。”在方霖看来，正是在一代代“钒钛人”的努力下，我国钒钛综合利用水平达到国际领先水平。
 

　　1965年，为开发铁矿资源，毛泽东批示同意成立攀枝花特区。那句“攀枝花建不成，我睡不着觉”成为几代攀西“钒钛人”努力的动力。在攀枝花七千平方公里的土地上，“钒钛人”一直在努力。
 

　　50年来，攀枝花靠自主创新先后攻克了一系列钒钛磁铁矿综合利用但技术性难题。
 

　　以攀钢为例，投产50年来，攀钢在钒钛矿高炉富氧鼓风技术、喷煤技术等方面取得了重大突破，形成了独特的钒钛磁铁矿高配比高强度冶炼系统技术。数据显示，2019年攀钢钒炼铁厂高炉平均利用系数已由投产初期几年的0.8上下提高到2.5左右。
 

　　“产业的发展离不开标准，钒钛综合利用领域委员会的成立对钒钛产业的发展将起到标准化战略引领作用，引领钒钛产业健康有序发展。通过标准发现、发掘产业价值链优化产业链。所以说我觉得委员会的成立对现状的改变作用是毋庸置疑的。
 

　　3、培养标准制修订土壤
 

　　材料专业化标准及评价体系的意义在于发挥技术基础要素间的协调互动作用，为材料产业高质量发展提供技术支撑。但制定组织过多、体系不清的标准只会对产业的发展起阻碍作用。

　　“目前，我国钒钛产业标准还是存在一些短板问题。”方霖透露，截止去年，有关“钒”、“钛”备案且现行有效的国际、国家、行业、地方、团体标准共821项，涉及航天、船舶、冶金、有色、医疗、能源建材等领域。
 

　　这“庞大”数额的标准在一定程度上映衬了钒钛行业标准的分散。
 

　　首先，目前标准制修订的组织交叉重复较多，体系机构不是很清晰。其次，在现行标准中，方法、产品的标准占到80%以上，但涉及钒钛综合利用的技术、环保安全、评价等标准严重缺失，这是标准类型方面的缺陷。
 

　　再者，钒钛应用领域广泛，各应用领域技术要求不尽相同，因而现行国标技术归口部门较多，缺乏通用类型标准。最后，在航空航天等高端应用方面，关键技术的引领作用并不显著。
 

　　4、从全产业链视角出发

　　标准也需要在实践中不断发现问题、改进、修订。只有这样才能提高标准的科学性和高质量水平。
 

　　而在此过程中，从全产业链视角出发构建标准体系，填充体系框架，完善上下游之间的衔接配合极为重要。
 

 来源/新材料在线 《大国之材》栏目组
 

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