鉆研生產工藝 中南鉆石成就鉆石之王

文/本刊記者 歐陽曦

鉆研生產工藝 中南鉆石成就鉆石之王

文/本刊記者 歐陽曦

金剛石也就是我們常說的鉆石，它是一種由純碳組成的礦物質，也是自然界中最堅硬的物質。晶瑩透明、硬度第一的金剛石，特別惹人喜愛。如經工匠琢磨成鉆石，更是世間之奇珍異寶，人類雖然在五千年前就從自然界獲取了金剛石，但一直不知道它是由什么元素構成的。直到1704年，英國科學家牛頓才證明了金剛石具有可燃性。之后法國科學家拉瓦錫、英國科學家騰南脫用實驗證明了金剛石和石墨是碳的同素異形體，至此金剛石的神秘面紗才被掀開。1799年，法國化學家摩爾沃把一顆金剛石轉變?yōu)槭＿@激發(fā)了人們的逆向思維，能不能把石墨轉化成金剛石呢？自此以后，人們對于怎樣把石墨轉化為金剛石，表現(xiàn)了極大的興趣。

1955年，美國科學家霍爾等在1650℃和95000個大氣壓下，合成了金剛石。并在類似的條件下重復多次亦獲成功，產品經各種物理的、化學的檢測，確認為金剛石。這是人類歷史上第一次成功合成人造金剛石。

由于金剛石具有巨大的商業(yè)利潤和工業(yè)價值，不少的公司、企業(yè)紛紛組織科學家重復莫氏的合成金剛石試驗，希望把科研成果轉化為工業(yè)生產。

我國自20世紀60年代初開始進行人工合成金剛石的研究，并于1963年成功合成出金剛石。60年代中期轉入中試，隨后投入工業(yè)生產。從80年代中期開始，年產量開始突破1000萬克拉，進入新世紀以來產量進一步實現(xiàn)跨越，2000年產量已達10億克拉，成為世界第一人造金剛石生產大國。而位于河南省方城縣廣陽鎮(zhèn)境內的中南鉆石有限公司，目前以43%的市場占有率傲視中國人造金剛石生產行業(yè)。

涅槃重生一飛沖天

走進群山環(huán)抱與綠樹掩映下的中南鉆石股份有限公司，如果不是一座座分布有序的現(xiàn)代化標準廠房映入眼簾，仿佛讓人置身于森林公園之中，綠樹成蔭，鳥兒林中飛舞，讓記者很難與一家工業(yè)企業(yè)聯(lián)系起來。

辦公樓前，中國兵器豫西集團中南鉆石股份有限公司的招牌，在太陽光的照射下，熠熠生輝。

中南公司前身是成立于1980年的河南中南機械廠，屬國家重點軍工企業(yè)，曾為我國國防建設做出過重大貢獻。那時，軍工企業(yè)端的是鐵飯碗，生產計劃由國家下達，產品由國家收購，根本不知道市場為何物。1989年，中南機械廠開始轉產民品，曾先后上馬了服裝加工、煙花爆竹、液壓油缸等項目，最終都以失敗告終。最困難的時候，企業(yè)近半數(shù)職工自謀職業(yè)，留下的職工開荒種地。

為盡早擺脫困境，1993年，中南公司開始把人造金剛石生產作為突破口。經過8年攻關，2001年，中南公司金剛石生產關鍵技術取得重大突破，試驗成功粉末觸媒合成芯柱制造技術，打破了六面頂壓機不能合成高品級人造金剛石的魔咒，從而結束了中國幾十年片狀觸媒工藝的時代，使得中國金剛石產品的整體實力迅速提高。

中南鉆石在2009年8月變更為股份制公司，并于2013年與湖南江南紅箭股份有限公司重組上市成功，成為豫西集團控股的上市公司——湖南江南紅箭股份有限公司的全資子公司，更名為“中南鉆石有限公司”。注冊資本1719988011元，注冊商標“中南”。公司主營超硬材料產品，主要產品人造金剛石在全球市場占有率和綜合競爭實力排名第一，另一主要產品立方氮化硼的產銷量也居全國首位。公司擁有資產總額29億元，是納稅信用A級企業(yè)和企業(yè)信用AAA級企業(yè)。

公司擁有國家認定企業(yè)技術中心、河南省金剛石及制品工程技術研究中心、國家認可實驗室。2010年，公司被認定為“國家級高新技術企業(yè)”，2012年被國家工業(yè)和信息化部評定為“國家技術創(chuàng)新示范企業(yè)”。

科技創(chuàng)新 金剛石賣出“白菜價”

中南鉆石有限公司作為軍工企業(yè)，一向注重履行節(jié)能減排的社會責任；公司作為中國超硬材料行業(yè)的主導與領軍企業(yè)，一向以引領民族超硬材料行業(yè)朝著健康、節(jié)能、低碳、環(huán)保方向發(fā)展為己任；同時，公司作為典型的工業(yè)企業(yè)，還一向堅持利用節(jié)能減排為企業(yè)直接創(chuàng)造經濟的探索與實踐。

中南鉆石公司始終堅持勤勉的態(tài)度和務實的作風，不斷加強管理，提高能源利用效率和經濟效益，減少污染物排放。目前，公司依托于軍工系統(tǒng)良好的管理基礎，不斷創(chuàng)新，已經形成了一套科學、完善、有效的節(jié)能環(huán)保管理運行機制，涵蓋了制度、研發(fā)、項目建設、公司形象、企業(yè)文化等各個領域，取得了良好的效果，為企業(yè)多年來實現(xiàn)可持續(xù)健康發(fā)展、積極履行企業(yè)社會責任、降本增效做出了突出的貢獻。2013年公司被認定為“河南省節(jié)能減排科技創(chuàng)新示范企業(yè)”。

中南鉆石的能源與環(huán)保工作實行公司、處室、車間三級管理，成立了以總經理為組長的環(huán)境保護暨節(jié)能減排工作領導小組，下設辦公室負責環(huán)境保護和能源管理日常工作。各車間均設有專兼職節(jié)能環(huán)保管理人員，負責車間內部的環(huán)境保護、節(jié)能減排管理工作。技術中心下設計量室、理化室，分別負責公司日常計量工作、污染物的監(jiān)測工作。公司還委托地方環(huán)境保護局每年對公司廢水、廢氣、噪聲、固廢進行兩次監(jiān)督檢測。

目前，中南公司的大缸徑壓機制造技術、智能化控制技術、粉末觸媒合成技術、大顆粒高品級金剛石合成技術、全自動零部件生產技術、粉體芯柱活化還原技術、電解替代酸處理金剛石提純技術、壓機功率因數(shù)補償技術等都居國內同行先進水平?！笆晃濉逼陂g，公司就獲得專利授權30項，其中利用粉末觸媒合成技術生產粗顆粒高品級金剛石國內首創(chuàng)，世界領先，全部技術工藝具有自主知識產權，成為公司的核心競爭力之一。

作為人造金剛石的領航者，中南鉆石始終堅持科技創(chuàng)新，他們深知科技創(chuàng)新始終是企業(yè)發(fā)展的靈魂，中南鉆石公司一直十分重視節(jié)能減排方面的科技創(chuàng)新，始終堅持在節(jié)能減排中要效益的戰(zhàn)略方針，這其中最聞名的就要算自制烘干窯替代小烘箱改進了。公司零部件生產線產品烘干工序，利用自主設計研發(fā)出的大型烘干窯替代原有小烘箱，窯內溫度均勻，通風合理，有效保證產品質量，一個窯能替代30余個小烘箱。大幅節(jié)約了電能的同時，還降低了成本，從而如今的中南人造金剛石賣出了“白菜價”。

這一切喜人的景象都源于中南鉆石完善的科技研發(fā)體系和濃厚的創(chuàng)新氛圍，以2013年為例，公司重點科研項目14項，其中節(jié)能減排項目3項，全年研發(fā)費用投入7200萬元，節(jié)能減排研發(fā)投入1300萬元。目前，公司共有70多項技術及裝置設計申報了國家發(fā)明及實用新型專利并獲受理，其中節(jié)能減排方面技術10余項。公司的“電解提純金剛石工藝技術”榮獲河南省國防科技技術進步一等獎，該技術在公司的推廣應用取得了良好的節(jié)能減排效果，并逐步被同行企業(yè)效仿，有效地推動了整個超硬材料行業(yè)節(jié)能減排工作的推廣進程。

公司研發(fā)成果的不斷突破，是開展節(jié)能減排項目建設和工藝改進的原動力，也是公司近年來不斷依靠節(jié)能減排工作降低成本，充分履行社會責任，增強企業(yè)綜合競爭實力的主要法寶。

中南鉆石率先采用高頻開關電源代替原有的“硅整流器”作為電解電源：變頻開關電源是目前國際公認的節(jié)能產品，能耗小，功率因數(shù)高，故障率低，非補償狀態(tài)下電能利用率可達到90%以上。經計算，替代完成后公司每條電解線每年可節(jié)約用電18萬度以上，節(jié)電效果顯著。

2013年公司人造金剛石產品單耗為0.0498噸標煤/萬克拉，同比下降4.96%。

公司生產的主要能源為電能，因公司人造金剛石產品的國內市場占有率43%以上，產銷量世界第一，所以公司總體電能消耗量較大，但公司單位產品能耗水平低于行業(yè)平均水平的20%左右，處于行業(yè)領先水平，公司在節(jié)能減排技術和措施方面一直是同行效仿的對象。通過節(jié)能減排新技術的應用和項目的實施，公司每年的單位產品能耗都在下降，產品成本進而得到降低，這也是公司近年來在市場競爭中不斷取勝的關鍵原因。

發(fā)展循環(huán)經濟 向減排要效益

粉塵污染一直是工業(yè)企業(yè)被人詬病的中心，中南鉆石公司將噴淋除塵系統(tǒng)改造為脈沖布袋除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)不需通過供水噴淋除塵，而是采用了更為環(huán)保、節(jié)能的干粉袋裝收集方式，將生產過程中不同原材料產生的粉塵分類收集存放，經二次加工造粒后能夠實現(xiàn)再利用，實現(xiàn)了原料資源的循環(huán)利用，變廢為寶，變有害為有益，為公司增加了可觀的經濟效益，真正實現(xiàn)了生產粉塵的零污染、零排放、零浪費。

中南鉆石還大力推進電解線工藝改造。新建電解線使用電解工藝替代原有酸煮工藝，使用電解方法提取合成棒中的重金屬觸媒,使用清潔能源電能替代“三酸”（鹽酸、硫酸、硝酸）的使用。大幅減少了酸的使用量，間接降低了含重金屬酸性廢水的產生量，達到了“減排”的目的。新工藝采用后，還開發(fā)出一重要附屬產品——鎳鐵板，極大地增加了公司的經濟效益，僅此一項，2013年就實現(xiàn)銷售收入9200萬元，效益顯著。

人造金剛石企業(yè)對于水資源的利用率也是行業(yè)內部關注的焦點，中南鉆石從基層管理人員到技術人員無不大膽創(chuàng)新，改進生產工藝，公司還投資100余萬元購置大型自動板框壓濾機，利用電子技術自動控制，該系統(tǒng)生產效率高，容量大，濾泥含水量低，濾除干凈，廢水經一次壓濾后就可以達標排放；新建廢水集水池、調節(jié)池、事故應急池、循環(huán)水池等設施，將產生的廢水處理后全部回用。通過改進設備冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和后處理生產線雙循環(huán)系統(tǒng)，使公司循環(huán)水比例達到80%以上，新鮮水用量大幅減少，有效達到了節(jié)水的目的。

因公司的節(jié)能減排工作能有效降低成本，市場競爭優(yōu)勢地位明顯，公司的一些節(jié)能減排做法與理念紛紛被其他同行企業(yè)效仿和學習，直接促進了整個超硬材料行業(yè)節(jié)能減排水平的迅速提高，行業(yè)示范引領作用明顯。公司基于節(jié)能減排方面的成績，連續(xù)多年被評為“環(huán)境保護工作先進單位”，環(huán)境管理體系通過ISO14001國際認證。2012年通過了展清潔生產審核，被評為南陽市“綠色企業(yè)”。

回顧過去，中南鉆石公司一直以勤勉務實的態(tài)度開展節(jié)能減排工作，節(jié)能減排工作也一直有效地引領企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。對于未來的中南鉆石，我們有理由期待！