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為石墨。這激發了人們的逆向思維，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利潤和工業價值，不少的公司、企業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。

涅槃重生一飛沖天

走進群山環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企業聯系起來。

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，曾為我國國防建設做出過重大貢獻。那時，軍工企業端的是鐵飯碗，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，企業近半數職工自謀職業，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級企業和企業信用AAA級企業。

公司擁有國家認定企業技術中心、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”，2012年被國家工業和信息化部評定為“國家技術創新示范企業”。

科技創新 金剛石賣出“白菜價”

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

中南鉆石公司始終堅持勤勉的態度和務實的作風，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良好的管理基礎，不斷創新，已經形成了一套科學、完善、有效的節能環保管理運行機制，涵蓋了制度、研發、項目建設、公司形象、企業文化等各個領域，取得了良好的效果，為企業多年來實現可持續健康發展、積極履行企業社會責任、降本增效做出了突出的貢獻。2013年公司被認定為“河南省節能減排科技創新示范企業”。

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

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、壓機功率因數補償技術等都居國內同行先進水平。“十一五”期間，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，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新，他們深知科技創新始終是企業發展的靈魂，中南鉆石公司一直十分重視節能減排方面的科技創新，始終堅持在節能減排中要效益的戰略方針，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體系和濃厚的創新氛圍，以2013年為例，公司重點科研項目14項，其中節能減排項目3項，全年研發費用投入7200萬元，節能減排研發投入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明及實用新型專利并獲受理，其中節能減排方面技術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能減排效果，并逐步被同行企業效仿，有效地推動了整個超硬材料行業節能減排工作的推廣進程。

公司研發成果的不斷突破，是開展節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能減排工作降低成本，充分履行社會責任，增強企業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能產品，能耗小，功率因數高，故障率低，非補償狀態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約用電18萬度以上，節電效果顯著。

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平均水平的20%左右，處于行業領先水平，公司在節能減排技術和措施方面一直是同行效仿的對象。通過節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。

發展循環經濟 向減排要效益

粉塵污染一直是工業企業被人詬病的中心，中南鉆石公司將噴淋除塵系統改造為脈沖布袋除塵系統。該系統不需通過供水噴淋除塵，而是采用了更為環保、節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再利用，實現了原料資源的循環利用，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年就實現銷售收入9200萬元，效益顯著。

人造金剛石企業對于水資源的利用率也是行業內部關注的焦點，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、調節池、事故應急池、循環水池等設施，將產生的廢水處理后全部回用。通過改進設備冷卻水循環系統和后處理生產線雙循環系統，使公司循環水比例達到80%以上，新鮮水用量大幅減少，有效達到了節水的目的。

因公司的節能減排工作能有效降低成本，市場競爭優勢地位明顯，公司的一些節能減排做法與理念紛紛被其他同行企業效仿和學習，直接促進了整個超硬材料行業節能減排水平的迅速提高，行業示范引領作用明顯。公司基于節能減排方面的成績，連續多年被評為“環境保護工作先進單位”，環境管理體系通過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”。

回顧過去，中南鉆石公司一直以勤勉務實的態度開展節能減排工作，節能減排工作也一直有效地引領企業可持續健康發展。對于未來的中南鉆石，我們有理由期待！