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王太炎:30载情系“直接还原铁”

  ●他曾任鞍钢副总工程师,是中国炼焦行业顾问、首钢焦化、炼铁技术高级顾问……

   ●只因关注环保,他开始研究“直接还原铁”(以氢气做还原剂除掉铁精矿中氧成分而生产出来的铁)。在他眼中,中国应该走生产“直接还原铁”的道路。在中国钢铁行业迎来寒冬之际,这或许是一个不错的办法。

   ●在中国,他并不是惟一一个研究“直接还原铁”的专家,却是研究较早而且实践颇多的人…… 50岁时学英语 王太炎的人生颇为精彩。 1935年,王太炎出生于鞍山一个普通的工人家庭。年幼的他酷爱学习,1951年,被保送到鞍山高职(第一钢校前身)学习化工,之后进入鞍钢化工总厂做技术员。工作后的王太炎嫌“知识不够用”,遂于1955年考入鞍山钢铁学院。他本打算继续深造化工专业,无奈鞍山钢铁学院没有此专业,他只好改学炼铁专业。就这样,王太炎极为罕见地学到了和钢铁生产有关的两个专业——化工和炼铁,为他日后的技术生涯打下了坚实的基础。 1961年,大学毕业后的王太炎重回鞍钢化工总厂。从技术员到工程师,从高级工程师再到厂长,王太炎一路升迁。鞍钢化工总厂不仅是世界第六大化工厂,还是中国最大的化工企业,专门为鞍钢高炉生产焦炭,并连带生产几十种化工产品。王太炎在化工总厂呆了32年,前前后后当了13年厂长。能在大型化工企业做13年厂长,这在中国化工史上并不多见。不仅如此,王太炎的俄文极好,好到可以做同步翻译的程度。原来王太炎是“跟过前苏联专家的”,“跟过前苏联专家”的概念是:王太炎曾在化工总厂专家室呆过,专家室里有6个前苏联专家,专家说点什么技术建议,王太炎都要认真记录下来,并且要及时翻译整理出来。 1986年,第一届国际炼焦炼铁会议即将在德国召开,大会特邀王太炎参加。王太炎高兴之余又犯难了:按照大会要求,不能带翻译,又要用英文主持分会场并且宣读自己所写的论文,可王太炎一个英文字母都不认识,那时他已经50岁了。王太炎一心想参加这次会议,思来想去,干脆找到鞍钢总经理:“厂长不当了,想去学英语。”总经理甚是为难,但见王太炎去意已决,只好批准。 某些时候,人生机遇总是来得恰到好处。此时,鞍钢开设一个千人学习班,鞍钢所有工程技术人员都在这个班里学英语,王太炎顺理成章地成为千人班中的一员。50岁学英语,在当时的中国凤毛鳞角。的确,即便是今天,又有多少50岁的人甘愿“从头再来”?一年后,王太炎如愿参加了第一届国际炼焦炼铁会议。之后,他又连续参加了三届国际炼焦炼铁会议。结果,王太炎的英语越来越好,不仅能看英语技术文章,还能流利地撰写英语技术论文,英语熟练得跟汉语似的,走到哪儿都不用带翻译。一门外语,实际上改变了王太炎的人生。王太炎可以随时掌握西方技术动态,从而站在一个更高的平台上远眺。及至研究“直接还原铁”时,他更是受益颇多。 “王太炎法宝” 王太炎天生对技术感兴趣,做厂长时,化工总厂不少技术改造都与他有关。 上个世纪六七十年代,化工总厂产能有限,导致鞍钢的焦炭总不够用。究其原因,罪魁祸首是焦炉太小,只有4.3米高。王太炎开始搞试验——把厂里的焦炉扒了,只剩下一个底板,再在底板上重建焦炉。虽然只比原先高出0.7米,但5米的高度刚好属于大型焦炉。这件看似很简单的事情,被闻讯赶来参观的前苏联专家惊呼为:“胆子太大了!”胆大也好,胆小也罢,总之王太炎成功了。成功引发连锁效应,全中国的化工厂都争先恐后地跟着搞小焦炉大型化。轻松间,王太炎引领了一场变革。 变革在继续。化工总厂有一项复杂的技术——利用煤气中的氨生产硫酸氨,生产硫酸氨的设备叫饱和器。可化工总厂的饱和器相当落后,严重制约生产。王太炎一直打算换掉。 机会来了。 1986年,王太炎参加第一届国际炼焦炼铁会议时,结识了法国马林诺炼焦研究所所长,会议结束后又跟着所长到法国考察。马林诺炼焦研究所紧邻一家大型炼焦厂,炼焦厂正好倒闭,出售生产设备。王太炎本想买捣固机,捣固机没买成却发现两台饱和器。王太炎这样形容刹那间的心境:“搞了这么多年的化工,还没看过这么好的饱和器,设计完全和我们不同,还是不锈钢的。”王太炎当机立断买下两台饱和器,回国投入生产后,一举解决了化工总厂的老大难问题。一石激起千层浪,全国各焦化厂纷纷效仿,转瞬间,全中国共改装了325台饱和器。有意思的是,王太炎后来离开化工总厂担任鞍钢副总工程师,再回化工总厂车间时,工人们都笑嘻嘻地问他:“又来看你的法宝啦?”王太炎一头雾水,工人们一语道破天机:“就是你从法国引进的饱和器呀。”“王太炎法宝”自此传开,全国更换的所有饱和器,不论从哪国进口的,一律被称作“王太炎法宝”。王太炎去各地做技术报告,大家见了他,都要和他聊聊“王太炎法宝”。 化工总厂每年要生产2万吨萘。萘是各种染料的基本原料,很重要,可污染也大。一天,萘车间的一位工人找到王太炎:“萘进到我皮肤里了”,说罢,工人掀起裤角,露出的皮肤全是黑的,布满了一个又一个小泡,用手一挤全是脓水。王太炎当时就“掉泪了”。一个月后,萘车间停产,王太炎的理由有些悲壮:“我就是厂长不当了,也不能‘拿人换萘’。”旋即,当时的国家化工部部长专程赴鞍找到王太炎。争执中,部长撂下一句话:“你不给萘,全国染料厂都得停产,到时候我让全国人民都穿白色衣服。” 王太炎还是“妥协”了——但,不是萘车间恢复生产,而是转型升级。王太炎特意找到吉林一家大型染料厂,推心置腹地问人家:“想不想要2万吨好萘?”对方受宠若惊,王太炎这才说出心里话:“你们给我500万美元,我搞技术改造为你们生产。”拿着500万美元,王太炎风风火火地去了瑞士,在那里做了半工业性试验,成功之后,这项名为“分步结晶”的技术被应用于化工总厂萘车间,终于生产出王太炎所说的“好萘”。这也是世界化工史上的一次革新,整个流程没有一丁点儿污染。 这项技术,今天还在使用。 环保的“直接还原铁” 出任鞍钢集团公司副总工程师,主抓鞍钢的铁焦烧(炼铁、焦化、烧结)。铁焦烧可谓鞍钢生产的脊梁,王太炎就是这个脊梁的掌舵人。做掌舵人的8年间,王太炎还做了一件事儿——研究“直接还原铁”。在王太炎看来,中国必须走生产“直接还原铁”的道路。 铁的生产原理是利用还原剂除掉铁精矿中的氧,生产出铁。传统的方法是在铁精矿中加入焦碳,利用焦碳产生的一氧化碳做还原剂。由于焦碳必须先变成一氧化碳才能做还原剂,这种冶炼方法就叫间接还原法,炼出来的铁叫高炉铁。“直接还原铁”则简单得多,直接使用氢气做为还原剂,因此这种冶炼方法就叫直接还原法,生产出来的铁叫“直接还原铁”。“直接还原铁”既不经高炉也没有焦化,十分环保,而且,把“直接还原铁”放入电炉中可以炼出纯净钢,整套生产过程比传统方法简洁经济,因此叫短流程工艺。 那一刻,王太炎醍醐灌顶:中国也应该走生产“直接还原铁”的道路。可接下来的一个问题是:国外生产“直接还原铁”时,使用的是天然气(天然气经过处理可以产生大量氢气)。中国天然气储量少,大量进口又不现实。没有天然气就不能生产“直接还原铁”吗?王太炎遂进行研究,这一研究,就是漫长的30年,即便1993年退休后,他也一天没闲着。 研究中,所学化工和炼铁“1+1大于2”的效应、长期的一线经历以及无障碍翻阅最新英文技术资料,都使王太炎可以大展拳脚,王太炎慨叹命运的莫测与奇妙。最终,对钢铁生产工艺了然于心的王太炎想到了焦炉煤气。高炉炼铁过程中会产生大量焦炉煤气,焦炉煤气本身就含有不少氢气。一个大胆的设想产生了:焦炉煤气能否替代天然气用于生产“直接还原铁”?为此,王太炎做了多次试验,包括他曾去墨西哥这个世界上最早生产“直接还原铁”的国家进行半工业性实验。显微镜下,王太炎看到:用焦炉煤气生产出来的铁,内部是一个个小孔,有如海绵一般,王太炎知道,那是氢气穿进铁精矿内部还原后形成的。他的判断被证实了:焦炉煤气可以替代天然气,并且比天然气更适合生产“直接还原铁”。王太炎欣喜若狂。 因为环保,王太炎研究“直接还原铁”,沿途所见,却超越了他的初衷。生产一吨高炉铁,二氧化碳排放量是1600公斤,“直接还原铁”只是高炉铁的一半——800公斤。能耗上,每吨“直接还原铁”是高炉铁的一半。成本上,每吨“直接还原铁”比高炉铁少42.6美元。最重要的还在于,“直接还原铁”杂质少,用它生产出来的纯净钢比普通钢昂贵数倍乃至数十倍,这是不可小觑的经济价值。最触动王太炎的还是一件小事。大概十年前,王太炎突然接到一位前冶金部领导的电话:“你赶快写一篇文章,说明中国钢铁不能搞得太多……”那时,整个中国钢铁行业正处于疯狂扩张阶段,外行人认为是红红火火的大发展,惟有行家才能洞见其间蕴藏的危机。王太炎着手撰文,收集数据时竟意外发现:再过25年,全世界的焦煤有可能枯竭,而中国钢铁工业又离不开焦煤。如果没有焦煤,中国钢铁工业用什么“下炊”呢?王太炎坐不住了——中国生产“直接还原铁”(“直接还原铁”不用焦炭而用焦炉煤气)迫在眉睫。 世界向前跑 在王太炎的观念中:中国必须走“生产‘直接还原铁’的道路”,又不能完全走“生产‘直接还原铁’的道路”。走“生产‘直接还原铁’的道路”,是扒高炉;不完全走“生产‘直接还原铁’的道路”,是保留部分高炉用来生产焦炉煤气,为生产‘直接还原铁’服务。 2003年,68岁的王太炎以首钢焦化炼铁高级顾问的身份前往首钢。他忙可行性研究、忙生产设计、忙引进国外设备……所有这一切,都与本应颐养天年的退休生活背道而驰。王太炎却乐在其中。希望,终于清晰可见:首钢决定筹建一个50万吨级的“直接还原铁”生产厂,这也是中国第一个生产“直接还原铁”的钢铁厂。王太炎兴奋至极。孰料筹建之际,正值中国钢铁行业疯狂扩张之时,各大钢铁企业都在紧锣密鼓地扩大生产规模。扩大生产规模,意味着生产更多的钢铁也意味着消耗更多的焦炉煤气,焦炉煤气供不应求,还有谁肯为王太炎“分一杯羹”?没有焦炉煤气,就无法生产“直接还原铁”,中国第一个“直接还原铁”生产厂终至夭折。王太炎又无意后退,因为他的人生早已与中国钢铁工业休戚相关。心已决,哪怕山高路远! 王太炎继续奔走呼号,他写了一百多篇文章,篇篇都在宣传“直接还原铁”。王太炎还经常出国,考察国外“直接还原铁”发展情况。王太炎出国的频率最高达每年六七次,足迹遍布世界。越出国,王太炎就越着急,因为他发现:生产“直接还原铁”已成为世界钢铁工业发展的趋势。在天然气丰富的中东,不少国家都在生产“直接还原铁”,发展最好的是伊朗,年生产能力已高达1300万吨。在印度,“直接还原铁”的产量已占钢铁总产量的一半。王太炎还重点研究了美国。美国最大的钢铁厂是美国钢铁公司,年产粗钢约占美国钢铁总产量的一半,在美国的地位相当于中国的鞍钢。多年来,美国钢铁公司固守传统工艺,结果江河日下。绝境中,美国钢铁公司意外发现:身旁两家小钢铁公司竟如日中天。两家小公司分别是纽柯钢铁公司和AK钢铁公司,二者钢铁产量加在一起,仅为美国钢铁公司的一半。可就是这两家小公司,因为早早采用了短流程工艺生产“直接还原铁”,所以,尽管原材料靠进口,气体资源绝大部分也靠进口,可还是赢利。美国钢铁公司如梦初醒,急忙转型升级采用短流程工艺。据《世界金属导报》2015年10月报道:美国钢铁公司计划关闭年产240万吨的高炉设施,并投资2.3亿美元建立年产160万吨的电弧炉设施……一项数据还显示,2014年,全世界“直接还原铁”的年产量已达7455万吨,“世界在向前跑,中国却在原地跳”,王太炎心急如焚。 如今,中国钢铁行业进入寒冬。“目前,每吨钢材的利润已降到4角3分钱,两吨才8角6分钱,不够买一根冰果的”,王太炎说道。于是,他越发觉得:“是到了生产“直接还原铁”的时候了”。王太炎告诉记者:“现在总提倡转型升级,啥叫转型升级?就是抛弃传统工艺改为先进工艺。”王太炎眼中的先进工艺就是“短流程工艺”,也就是生产“直接还原铁”——他忙了三十年的事情。 值得一提的是,在中国,王太炎并不是惟一一个研究“直接还原铁”的专家。不过,他却是研究较早而且实践颇多的人,堪称中国“直接还原铁”(气基竖炉工艺)第一人。而今,这个中国“直接还原铁”