手捧“科学与技术创新奖”, 跻身62 名获奖科技工作者之列, 攀钢研究院钒研究所所长孙朝晖抑制不住内心的激动, 眼中泛起了喜悦的泪光, 多年来致力于钒氮合金研究开发的一幕幕往事浮现在眼前……

发愤图强 逼出来的选择

作为全球最大的钢材生产和消费国, 如何经济有效地提高钢材强度, 缩小与发达国家的差距, 进而减少钢材用量,节约资源、能源并降低污染程度, 这是中国面临的重大战略课题。

钒氮合金是钒的一种碳氮化合物,主要用途是代替钒铁作为含钒微合金钢添加剂, 使钢材具有良好的综合机械性能和焊接性能, 因而有“工业味精”别称。

“采用钒氮合金作为钢的添加剂, 可使钢材生产企业节约20%—40%的钒消耗量, 钢材用户节省10%—15%的钢材用量。以每年全国消耗5000 多万吨钢筋计算, 如果建筑行业使用钒氮合金技术生产的钢筋, 全国每年可少用钢筋800万吨, 少开采铁精矿1240 万吨, 节约煤炭660 万吨, 同时大量减少二氧化碳、二氧化硫和废渣排放。而事实上, 2007 年中国的钢筋产量已经超过1 亿吨。”孙朝晖以通俗的语言和详实的数据诠释着自己工作的意义。

中国在钒氮合金产品开发上起步较晚, 直到20 世纪90 年代后期才正式介入研究开发, 原因何在?“关键在于钒氮合金技术含量高、生产难度太大了。世界上很多国家, 如美国、德国、日本、俄罗斯等, 都对这一技术进行过大量的研究。然而, 直到上个世纪90 年代后期, 只有美国战略矿物公司下属的钒公司实现了钒氮合金商业化生产, 他们可以在价格上随心所欲左右国际市场, 真是名副其实的独家垄断生意。”孙朝晖对钒氮合金领域了如指掌。

时值莺飞草长的4 月, 孙朝晖的娓娓叙述将记者带到了13年前那个让他心绪复杂的春天。

1998 年4 月, 美国钒公司第一次来中国推销钒氮合金产品。在攀钢研究院的学术报告厅, 国际著名微合金钢专家、号称“钒钢之父” 的考琴斯基( Korehynsky)特别强调: 美国从1968 年就开始进行研究, 用了20 多年时间才实现商业化生产, 而德国、俄罗斯、日本等国始终没有实现商业化生产。

攀钢对这项新技术表示出浓厚兴趣, 当试探着希望引进该技术时, 却被对方当即拒绝。于是, 攀钢又建议由对方提供指导, 双方合作将生产企业建在中国。美方仍不同意, 并撂下一句话:“技术转让和合资生产均不可能, 你们只有采购产品, 需要多少, 就供应多少。”

“美国人的高傲深深剌伤了大家的自尊心, 但也激发我们下决心一定要干出名堂让他们瞧瞧! ”想起往事, 孙朝晖心情久久难以平静。

艰难探索 在挫折中前行

合作的大门被独家垄断技术的对方严严实实地关上了, 然而开放的中国有着巨大的市场需求, 美国战略矿物公司的钒氮产品正源源不断进入我国市场,影响着国内相关产业的结构。

“如果攀钢不能尽快开发出钒氮合金产品, 将钒资源优势转化为市场优势,势必在竞争中处处受制于人, 从而彻底丧失这一潜力巨大的市场。”攀钢人深刻认识到开发钒氮合金产品对国家钒产业安全的重大意义。

攀钢人决心在钒氮产业领域取得突破, 研究院随即抽调精兵强将成立了课题组进行攻关。从东北大学冶金物理化学专业毕业后, 一直在院内从事钒钛研究的高级工程师孙朝晖于1998 年底加盟攻关组, 不久又担任负责人, 那一年,他刚刚36 岁。

起步阶段异常艰难, 孙朝晖和课题组人员在白手起家的情况下投入实验,得不到国外相关技术和信息, 他们就跑遍大江南北, 和国内科研院校密切合作,反复进行各种试验, 从中获得准确数据。

经过一系列的试验后, 孙朝晖带领的课题组在催化技术上取得了突破性进展。在反复论证的基础上, 他大胆提出了“采用连续式常压工艺, 进行钒氮合金产业化生产”的思路!

孙朝晖的思路与美国的生产工艺大相径庭, 很多人认为他纯粹是异想天开:“要是常压技术能行, 美国人凭什么采用真空技术? 难道美国人不比我们聪明? ”有关专家对其思路进行了研究, 也认为风险太大, 不值得投资。

但是, 孙朝晖坚信自己的推理: 不吃螃蟹, 怎么知道究竟是什么味道? 再说,真空技术生产成本太高, 即使获得成功,将来效益也会大打折扣。关键时刻, 攀钢公司领导旗帜鲜明,支持孙朝晖大胆创新, 并专门投资200多万元, 在攀钢钢研院建成了年产100吨的钒氮合金中试线。

“200 多万元的投资, 对正处于3 年解困时期的公司可不是小数目啊, 我感到了信任的动力, 也深深体会到责任的重大! ”公司的支持, 极大地鼓舞了孙朝晖的科研热情, 同时也给了他巨大的压力。

创新艰难, 出师不利! 第一次试验运行11 天, 炉体就发生严重堵塞;改进后,第二次试验仅运行了3 天, 又严重堵塞……以后的日子里, 遭受挫折对孙朝晖成了家常便饭: 不是产品质量不稳定, 就是炉龄周期偏短, 始终达不到理想的试验效果。

就在这时, 大洋彼岸的竞争对手又吹来冷风:“搞出样品容易, 但要实现规模化生产就困难了, 不然的话, 为什么德国、日本搞了几十年还是停留在实验室阶段, 全世界只有我们一家能拿得出来产品? ”

倔犟的孙朝晖对此不屑一顾, 他暗暗在心里叫板: 等着瞧吧, 你们美国人弄得出来的东西, 我们中国人也一定搞得出来!

笑在最后 执著者终圆梦

孙朝晖和同事们又回到实验室, 对可能存在的问题逐一进行排查, 最后锁定在工艺优化及关键设备这两个重点目标上。为了确保万无一失, 他们详细记录各种试验现象及产品物性的细微变化,并根据试验情况对设备和材质提出了技术改进建议, 直至完全达到要求。

2001 年5 月, 孙朝晖和同事们又一次点燃了工业试验的炉火。看着红彤彤的炉膛, 孙朝晖一改往日的平静, 在炉体周围久久地徘徊, 被灼热空气煎熬也浑然不觉。每一次键钮跳动的声音, 每一次开膛出炉的声音, 都“揪”动着他的心。一天、两天、三天……每多熬一天, 孙朝晖的心也就多一点安慰。

红彤彤的炉火, 燃烧着孙朝晖和同事们的全部希望, 整整持续了3 个月! 3个月的不灭之火, 绽放出连续式常压生产工艺成功的耀眼光芒, 点燃了公司及投资商的希望, 打消了人们的疑虑, 成就了世界领先的钒氮合金商业化生产技术。

钒氮合金的成功开发及应用, 不仅提高了中国钒产业的整体水平、增强了国际竞争力, 而且有力地推动了钢铁、建筑、汽车及石油等相关行业的技术进步,并连连获得殊荣:2004 年底, 获得中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术特等奖和四川省科技进步一等奖。2006 年1 月, 获得国家技术发明奖二等奖。2007 年10 月31 日, 何梁何利基金颁奖大会在北京隆重举行, 孙朝晖荣获“科学与技术创新奖”。

更让人扬眉吐气的是, 如今攀钢已形成年产钒氮合金2500 吨的生产能力,拥有全世界50%的市场占有率, 不但进军欧洲、大洋洲, 而且已经进入美国市场, 昔日一家独大的美国钒氮合金产品则基本退出了中国市场。

成功和荣誉没有让孙朝晖止步, 他决心依托国家级企业技术中心等载体,造就大批钒研究技术领域的高素质人才, 推动我国钒资源研发技术保持世界先进水平, 取得更大成绩……