新中国转炉炼钢自主创新之路 | 科技自立自强之路甘晓 中科院之声 2024-07-15 17:01:08收录于话题#科技自立自强之路 “钢铁经历烈火的熔炼与急剧的冷却方能铸就其坚韧不屈的品性”保尔·柯察金的深邃阐述同样是我国发展钢铁冶炼技术的真实写照。
20世纪50年代开始，在叶渚沛先生带领下，中国科学院化工冶金研究所（简称化冶所，后更名为过程工程研究所简称过程工程所）科研人员在困难年代面向国家钢铁冶炼的重大需求，瞄准世界化工冶金前沿发展“三高”理论，依靠自主研发完成当时世界先进的“氧气顶吹转炉”炼钢技术。筚路蓝缕，以启山林，我们的钢铁是这样炼成的。
1949年，当时在联合国任职的叶渚沛获知新中国成立的消息时欣喜万分：“我们这些长期漂泊海外的游子从此有了自己的国家，为祖国争荣誉、振兴中华的抱负可以实现了。”年近半百的叶渚沛在钢铁、冶金、经济等领域已颇有建树，为国际科学界瞩目，但他毅然辞去联合国的职务，辗转回国。
新中国成立之初，钢铁曾一度是国家建设最紧缺的物资。“中国的富强太需要钢铁了！”叶渚沛矢志践行久藏于心的“钢铁报国”情怀，一心想为新中国改变钢铁工业落后的面貌尽一份力。1953年，叶渚沛给毛泽东主席写信：“请您给我一个研究机构，使我能有机会做有系统的研究发展重工业的方法。”不久后，中国科学院迅速响应，开始筹建“化工冶金研究所”，由叶渚沛担任首任所长。
化冶所的成立不仅及时响应了国家对于钢铁产业的迫切需求，更为以化学工程学为视角开展冶金研究提供了坚实的组织化保障，用化工“强化”冶金从此有了具体而有效的载体。叶渚沛率先提出“三传一反”认识框架，他认为一切化工、冶金工业过程都包含着动量、热能、物质传递（“三传”）和化学反应（“一反”）。
科学家们开始在这一框架指导下着手解决钢铁冶炼过程中的科学问题。在理论上，很多人认为“大风量”和“富氧鼓风”可以提高产量，但叶渚沛并不认同，他基于科学实验给出答案，提出“三高”理论：高压炉顶、高风温、高湿度鼓风。
对于急需钢铁的中国来说，采用哪种技术路线发展炼钢工业一时成为工业部门关注的焦点。当时的炼钢技术路线主要分为“转炉”和“平炉”两种，传统上多采用平炉炼钢，转炉是逐渐发展起来的新技术。冶金部聘请了一批苏联专家担任顾问，他们根据苏联国内的生产情况纷纷主张采用平炉，冶金部也就顺理成章地确认我国要优先发展大平炉的技术路线。
“中国叶”却提出了截然不同的意见，“我不赞成盖平炉！”早在1952年，国际上纯氧顶吹转炉炼钢技术在奥地利还在中试阶段，叶渚沛就敏锐地意识到氧气转炉必将取代平炉成为主要的炼钢方法，他深知中国没有盖平炉所需要的天然气，采用氧气转炉炼钢就不需要天然气。然而“胳膊”拧不过“大腿”，叶渚沛一度败下阵来，没能改变炼钢技术路线的决策。
转机在1955年到来，苏联科学院副院长巴尔金受邀来华访问，在为期两个月的访问期间，巴尔金了解到中国冶金界的这场争论后，赞成并积极支持中国发展氧气顶吹转炉炼钢。为了验证“三高”理论和发展新技术，由中国科学院拨款在石景山钢铁厂建成了 “中国科学院化工冶金研究所实验高炉”（即石钢018车间）。
从1958年开始，他们投入氧气顶吹转炉试验，从30公斤开始逐步放大到300公斤，再到1.5吨，经过无数次的试验和失败，他们终于在小试中取得成功，这让叶渚沛和科研团队信心倍增。此后，国家科委从“两弹一星”经费里拨出一笔科研项目款，专门用来兴建30吨工业化氧气顶吹转炉，其后于1962年在石景山钢铁厂内开工建设，1964年12月24日试车成功，我国第一座30吨工业化氧气转炉炼钢车间正式投产。
不久后，国家通过决议，我国建立炼钢厂不再建平炉，都改为建氧气顶吹转炉。如今，我国的钢铁产业已傲立世界之巅，成为无可争议的钢铁大国。回望当年那段确定钢铁炼成之路的历史，充满了科研团队求真务实的精神，坚如磐石的信念与锲而不舍的实践。