天道酬勤 点石成金——记中国工程院院士张文海

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  我国是世界铜冶炼的发祥地,早在龙山文化时期已能人工冶炼红铜和铜合金;在夏代就已进入青铜时代,铜的冶炼和铜器的制造十分发达;商代“青铜文化”进入鼎盛时期。但在近百年,由于各种原因,我国的铜工业却远远落后于世界发达国家。
  
  2000年国家科学技术进步一等奖项目《常温变量喷射——动力波洗涤闪速炼铜技术》成果发布,确立了我国清洁、节能的铜冶炼工业格局,并居世界技术前沿。这个项目第一完成人就是南昌有色冶金设计院副总工程师张文海。2003年1月5日,张文海光荣当选为中国工程院院士。作为我国铜强化冶金领域的首位院士、国家工程设计大师,张文海这个名字为越来越多的人所瞩目。
  张院士平日工作忙碌而紧张,大部分时间都在外忙于项目,或者忙于学术交流和讲座。趁着张院士出差刚回来的空当,记者有幸采访了他。交谈中,年近七旬的他总透着年轻人的朝气与活力,特别是当谈到产业的技术创新与升级,谈到有色行业的发展时,他满腔的激情全都迸发出来,让我看到一颗年轻的心在跳动。
  
  火的洗礼:难解冶金情缘
  
  “别人都管我叫‘老表’。我其实是福建人,但是在江西这片红土地上生活工作了四十多年,这里是我的第二故乡。”说起和江西的特殊缘分,张院士心中涌起对红土地炽烈的爱,这里的山山水水,一草一木,在他眼中是那样的亲切。
  1958年,张文海从福州二中考上厦门大学,后因我军炮击金门,海峡两岸一时剑拔弩张,他被转入千里之外长沙的中南矿冶学院。中南矿冶学院坐落于郁郁葱葱的岳麓山下,迎面是“浪遏飞舟”的湘江橘子洲头。抚今追昔,张文海感慨万千。正是在长沙,张文海收获了爱情之花。回忆起当年与老伴的恋爱经历,他戏谑地说:“似乎天意给我那‘湘妹子’夫人送来我这福建‘地瓜’,哈哈……”
  自幼多幻想的张文海,充满着对冶金专业的热爱,并憧憬着有朝一日能实现“点石成金”的梦想。然而,第一次大学实习使张文海体验到冶金工作的艰辛。那是一个飘雪的冬天,张文海到距长沙不远的水口山平罐炼锌厂实习,因为是男生,长得又壮实,就被分配到“特班”做炉前工。那工作可以说是又脏又苦,每天上班全身上下披上涂满湿泥巴的麻布袋,面朝近在咫尺、吐着火舌的炉膛,用铁锹往里抛矿砂,耙平,再翻动,呼吸着滚烫的热浪,胸口隐隐感到灼痛,工作十分艰辛。张文海经过一个月左右的实习,体重明显轻了好几斤,他心想:这就是我热恋的“冶金”工作?当看着工人师傅长年累月的辛苦,张文海耳际响起了大家常爱唱的歌:“同学们,大家起来,担负起天下的兴亡……”
  冶金工作的艰苦深深印刻在张文海脑海中,但这并没有使他知难而退。在火的洗礼中,他更加坚定了改变行业落后面貌的追求,从此与“冶金”结下了不解之缘。
  
  
  孜孜以求:换得青山绿水
  
  1963年,张文海毕业分配到南昌有色冶金设计院,他在冶金科学研究和工程建设第一线一干就是四十多年,历任技术员、工程师、高级工程师、教授级高级工程师、总设计师。张文海不仅立足于本国冶金技术的开拓性研究,更密切关注国外科技的发展。刚参加工作时,他用微薄的工资自费订阅了前苏联、日本等国的有关专业杂志,多方搜寻有关信息资料。因过去没有学过日语,他就一边自学,一边把自学与阅读日文专业杂志结合起来。凭着这股顽强精神,1964年,他编撰了63万字的《闪速熔炼文集》,这是我国最早系统介绍国外铜、镍强化冶金技术的专著。
  1969年,国家决定在赣东北建设中国最大的炼铜厂,并列入“七五”重点工程。最早铜冶炼厂选址在德兴县的香屯(位于乐安江畔),那是山清水秀的好地方。当时在冶炼工艺的选择上分歧很大。主流意见主张采用传统的鼓风炉方案,认为它虽然会产生污染,但技术成熟,没有风险,并且投资较低。在北京的全国论证会上通过了这个方案,并随即开工建设。上千人的队伍开进了德兴的香屯,张文海也是其中的一员。当时另一个被淘汰的方案是闪速熔炼,其优点是节能和环保。它是芬兰的奥托昆普公司1949年首先发明使用的一种强化冶炼新工艺,用富氧空气或热风,将干精矿喷入闪速炉的反应空间,使精矿离子悬浮在高温氧化性气流中,迅速发生硫化矿物的氧化反应,并放出大量的热。由于金属硫化物的氧化反应,使烟气中的二氧化硫浓度提高到10%以上,有利于硫的回收和环境保护;良好的传热、传质条件使熔炼的速度和生产率大幅度提高,燃料的消耗大大降低。我国那时由于处在封闭的年代,多数人对国外闪速技术缺乏了解。所幸的是,在大局已定的情况下,南昌有色冶金设计院的领导和工程技术人员并没有放弃对闪速熔炼技术的研究和探索。“在新厂址不远的地方,就有一座小的鼓风炉炼铜厂,四周山上的原始森林就像经历了一场浩劫,满目疮痍……”这触目惊心的一幕让张文海痛心不已。1972年,张文海发表了《闪速熔炼述评》,并上书国家计委,前瞻性地阐述了落后工艺给环境带来的巨大危害,还对闪速冶金在我国应用的可行性作了全面的论证。1973年,国家计委下拨760万元研究经费,委托南昌有色冶金设计院组建常州实验基地进行闪速熔炼的工业实验。
  张文海被任命为常州项目的技术负责人。他与同事一道,自带棉被和日用品到常州一个偏远的地方,那里条件相当艰苦,一间大厂房既当实验室又当办公室还兼卧室,晚上用木板铺在地上当床睡。缺电,少水,天热时蚊虫叮咬,苦不堪言。在这种恶劣环境下,却没有一人埋怨。大家凭着对事业的执著,克服一切困难,历时四年获得了实验成功。1978年,该项目荣获冶金部重大科技成果奖和全国科学大会奖。
  实验的成功,推进了我国闪速熔炼的发展进程。在业内人士的共同努力下,国务院批准了引进的方案,决定将江西铜冶炼厂鼓风炉改为闪速炉,原工程停建,迁址至江西贵溪。张文海主要负责对芬兰、日本成套技术引进的谈判。1985年,我国第一座现代化闪速炼铜厂——江西贵溪冶炼厂建成并顺利投产,从此拉开了我国铜冶金“清洁生产”的序幕,也为江西这片红土地多保留了一片青山绿水。人们说,若是没有当初的关键性转变和探索创新,就没有今天的“铜都”,江西铜业的辉煌也就无从谈起了。
  
  
  勇于探索:创新熔炼工艺无止境
  
  贵溪冶炼厂建成投产,但闪速熔炼这一先进工艺十多年来却一直未能在国内得到推广。其主要原因是闪速熔炼有多项复杂的工艺技术和专用设备,国家一时无法拿出这么多资金来引进。解决这一难题的最有效办法,就是消化引进技术,尽快实现设备国产化。为此,张文海和他的同事们在技术创新道路上,又开始了新的征程。
  1992年,安徽金隆铜业的改造列入国家“八五”重点计划项目,张文海受命转战安徽,调任安徽金隆工程总设计师,主持以技术攻关与设备国产化为核心的科学研究和工程设计。当时日本专家对他们是否能拿下这个项目表示怀疑,张文海以斩钉截铁的声音回应:“我们能行!”
  金隆铜业是新中国1951年建设的第一座炼铜厂,曾为国家经济和国防建设作出过重大贡献,但它也是二氧化硫污染大户,严重破坏了狼尾湖生态,当地空心菜的砷、铅、铜含量严重超标,89%的儿童患呼吸道疾病。张文海和同事们见此情形,心情都很沉重,就在市中心广场高高竖起了一块“还铜陵人民以蓝天”的巨幅标牌以示完成工程的决心。张文海带领南昌冶院的二十多个专业人员,协力攻关,最多时投入人员达两百多,图纸画了一万余张。他们放弃了与家人团聚,连续两个春节奋战在工地上。张文海一年呆在工地三百余天,病倒了仍坚守在一线,在试车最紧张的时期,晚上就睡在值班室。张文海和他的团队靠着集体的智慧、团结的力量,排除种种困难,仅用了34个月,于1997年4月完成了这一庞大工程的改造建设。原国家有色金属工业局领导称赞道:“这是中国有色冶金建设史上的奇迹!”
  张文海在主持金隆项目的技术攻关中,敏锐地感到“冷风”的价值,决心在冷风闪速冶炼方面寻求突破。他从能源角度对“冷风冶金”做了系统的模拟,并在世界上首次提出“冷风节能”理论。同时,他三次赴美国,深入工厂,经过反复试验,构思出改进方案,最终解决了国外同行悬而未决的“下生料”和“炉瘤”等难题。对此,美国人竖起大拇指说:中国人是NO.1!1997年,冷风冶炼顺利生产,各主要指标达到先进水平,为世界冶金界所瞩目。
  金隆铜业作为我国自行设计的第一座闪速炉炼铜企业,在吸收先进技术的基础上,有十余项实现了大胆的创新,总体技术达到上世纪90年代世界先进水平,连闪速冶金“老祖宗”——芬兰奥托昆普火法冶金技术主席也大加赞誉。这项国产化的设备,投资仅为进口的1/4,相比节约55亿元。这一工程当之无愧地获得全国优秀工程设计金奖。为表彰张文海的突出成就,国家授予他“国家工程设计大师”称号。
  张文海深知当今学科交叉情况相当普遍,他并没有把研究和探索的方向仅仅锁定于本专业。为减轻复杂的冶金计算手工劳动,他决定向计算机软件领域进军。一打定主意,他便像着了魔似的,一天甚至工作近二十个小时,连睡觉做梦也想着编程的事。功夫不负有心人。1982年,他在国内最早的纸带孔计算机121机上开发了世界上最早的闪速冶金工程软件——《铜闪速冶金NCC软件》,这不仅大大提高了工程质量,而且使工程设计计算速度提高了一百多倍。后来,随着闪速冶金新技术不断出现,软件相应需要升级,年过花甲的张文海又拿着放大镜伏案修改过去的程序。张文海就是这样,在科学的道路上一步一个脚印,勇于探索,执著前行。1995年,他参加了国家“八五”重点科技专题——甘肃金川镍闪速炉在线控制项目,成功主持了核心技术“金川数模”的研发,这是我国首次实现镍闪速炉计算机在线控制,这一项目荣获部级科技进步一等奖。
  2001年,海外传来捷报:由我国提供核心技术和装备的我国有色工业最大的境外工程承包项目伊朗哈通阿巴德冶炼厂成功建成。从此,我国成为继芬兰、日本之后,有能力成套出口闪速熔炼技术和装备的第三个国家。在这历史性跨越的背后,正是因为有了像张文海这样的敬业者对冶金事业不懈追求、执著奉献,才使我国的有色冶炼技术冲出国门,走向世界。而面对纷至沓来的各种荣誉,张文海表现得总是那么低调、谦虚,他常挂在嘴边的一句话是:我只是做了自己应该做的,是大家共同努力才能取得那些成绩。
  近两年,从未停止过向科技新高峰攀登的张文海,大部分时间奔波于甘肃与云南两地,忙于西北国家重大产业节能开发专项、中-芬-澳国际合作项目——“短流程连续炼铜工艺”,以及云南“闪速炼铅”项目。张院士说,虽然我们在闪速熔炼方面取得了一些成绩,但是仍然面临着技术需要不断创新和升级的问题,所以我们的探索与研究之路还很长啊!
  
  “敦煌有鱼”:希望无限,祝愿无尽
  
  在张院士家客厅的墙壁上,挂着一幅书写着“敦煌有鱼”的书法,特别醒目。我不解其意,好奇地向张院士询问。张院士说,那是他一位挚友赠与他的,他特别喜欢“敦煌有鱼”四字,其内涵丰富、寓意深远,使人对未来寄予无限希望。友人无尽的勉励和祝愿,不言自明。
  几年前,张文海回了一趟故乡,回到阔别46年的母校福州二中。应小校友的请求,他欣然写下“天道酬勤”四个字作为对小校友的勉励。这不仅寄托了他对小校友的殷切期望,而且这也是他奋斗的人生信条。
  采访结束,我发现张院士家后院的金橘树正挂满黄灿灿的诱人果实,那是张院士和老伴利用闲暇时间悉心打理的结晶。张院士客气地想请我们品尝,因为怕破坏这美景,我们婉言致谢。“敦煌有鱼”,我们衷心祝愿张院士和他的团队在科技征途中再创奇迹,收获更多“金灿灿”的果实,为人类带来更多福祉。
  责编/木艮
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