“三石”之树的浇灌者

时间:2022-08-08 04:12:09

“三石”是硅钱石、红柱石、蓝晶石的简称。它是耐火材料尤其铝硅质耐材重要的原料。上世纪八十年代初,上海宝钢的建设,促使国人更重视“三石”的找矿、勘探、选矿、研究和开发应用。时至今日,经过卅多年的发展,已经形成一定的产业规模,市场迅猛发展,亦缩短了与国外先进国家的差距。无疑,一个产业的开拓、成长、壮大、发展,需要无数人艰辛的付出。武汉科技大学、巩义五耐总厂林彬荫高工、总工,是其中的一员,他是我国“三石”研发的先行者、开拓者。

与“三石”结缘 人生重大转折

上海宝钢建设在耐材原料中,外方提出使用“三石”,用量不多,当时因我国底子薄、发展缓慢,未能解决。之后,林老师获知此事,心灵深受震憾,立志从自己作起,做些有益的工作,改变落后局面。1985年原黑龙江鸡西非金属矿业公司建成了我国首条硅线石选矿生产线,年产4500吨精矿。他即与该公司合作研发硅线石,并很快调整了科研选题方向。在此之前,林老师与武科大同仁、弟子或别单位合作,从事菱镁矿、镁质白云石砂、镁橄榄石、广西某地粘土、鳞片石墨等的研究。1986年,原冶金工业部拨专款3万元给林彬荫课题组,对我国“三石”的性能、特点、产品开发等进行研究。有了上级的大力支持、帮助,他更坚定把“三石”作为研究方向,加大研发力度。高年级学生、本科生、研究生的论文选题,都围绕“三石”有计划进行。

与此同时,国家决策要在武钢新建一座大型高炉(即现在武钢5#高炉)容积3200M3。耐火材料要求国产化,而技术指标参照宝钢(容积4063 M3)的要求。显而易见,要求高,要求严。高炉热风炉用的硅线石低蠕变砖,核心指标是抗蠕变性。所谓高温蠕变性是指材料在恒温恒压下,材料的变形与时间的关系,如果耐材在恒温恒压下变形很小,表征此耐材质量好,有利于窑炉长寿。而当时我国对高炉热风炉用耐材的指标要求不是抗蠕变性,企业对此指标也还陌生。据述,筹建高炉指挥部,曾委派专人在国内各地考察,没有找到承担生产低蠕变砖的厂家,十分为难,就在此时,指挥部领导得知武科大林彬荫老师带学生(本科生、研究生)作这方面的研究,于是前去了解、考查。林老师从原料、生产工艺、各种数据、砖样品、显微结构等内容详细陈述,如此反复多次。经过严格考核最终认定林老师及其团队研究项目的可行性。林老师迎难而上,果断承担了这项任务。

1986年未,林老师将技术转让给巩义五耐,受聘任总工程师,负责低蠕变砖生产的技术指导与监督。他把心血、精力都投到生产上来,以确保完成国家赋予的光荣任务。

从教师到总工程师,从学校到生产厂,从科研到现场指导监督生产,角色的转换,是他人生的重大转折,是对他的重大挑战。

第一个吃螃蟹的人

有了林老师的技术和担保后,五耐厂顺利与武钢5#高炉建设指挥部签订约4000吨的低蠕变砖合同,牌号为:H23、H31,要求三年内(1989年底)交完货。H23低蠕变砖主要指标:1450℃(0.2Mpa,50h)蠕变率≤1.0%

林老师自信低蠕变砖的技术已成熟,然而,要投入生产完成生产任务,难度相当大,主要问题是:1、低蠕变砖生产国内还是空白,没有借鉴,只有自己去探索;2、时间紧,任务重,要在三年内陆续交完货。当时他在学校还有教学任务,尚离不开;3、巩义五耐原是村办小厂,仅生产普通粘土砖,要生产低蠕变砖,各方面条件欠佳,在人材、设备、厂房、实验室等急需引进、扩大、新建、原料尤其特色硅线石要落实,这些都需要大量资金,筹款成为当务之急。

强烈的使命感,林老师没有退缩,也没有抱怨,而是投身困难之中,与五耐厂的同志们并肩战斗。为了落实硅线石原料,林彬荫和李居周技术厂长、郝村长等,一起奔走在全国各地,可以说历经千难万险。林彬荫回忆说:“记得当时是1986年底,我与李厂长赶往黑龙江鸡西,当时正值寒冬,天寒地冻气温近零下三十度,但是我们坚持下来了;与郝村长一起上山东、山西。当时交通很不发达,上北京时还自带小凳子。晚上没有地方可住,就住浴池里。而浴池只有在午夜清场之后,才能入住,一大早就要起来。想起这段往事虽苦犹甜,倍感亲切难忘。为了解决人才不足的问题,他带领学生来厂进行课题研究。有时候一来就是6~8个人,在厂里呆2~3个月,帮助厂方完善生产工艺参数,各项规程,顺利生产。

1989年合同到期,五耐厂按质按量交完产品。1990年砌到5#高炉试运行,1991年正式投产,至2007年5月,5#高炉按计划停炉大修。林老师突出的贡献主要体现在:1、低蠕变砖研发技术为国内首创,成功应用在我国首座国产化的大型高炉(武钢5#高炉)上;2、产品使用寿命长,连续使用16年余,达到原设计要求。停炉后对热风炉砖检测,其外形基本完好,格子砖尺寸变化很小。(见图)砖的使用寿命目前仍是国内外领先水平;3、低蠕变砖在使用前经过北京冶金工业信息标准研究院检索认为:综合水平达到国际先进水平,可替代进口产品;连续使用16年后,质量仍上乘,进一步表明中国有了自己的低蠕变砖品牌,终结了此类产品靠进口的历史;4、为今后我国建造大型高炉热风炉用耐材提供了有价值的参考,有益于窑炉的长寿,并推动、引领中国耐材的发展与进步;5、由于科技创新驱动,五耐厂以低蠕变砖带动,开启了企业发展史的新篇章。产值由当时约100万元人民币的小厂,至2000年递增超4亿元,由一个村办小厂发展为有8个分厂、一个技术研发中心和一个理化检测中心,年生产各种耐火材料20余万吨的大型企业。

大型高炉用硅线石砖(H23、H31)研制与应用,于1988年、1989年分别获武汉钢铁学院(现名武汉科技大学)科技进步一等奖、河南建材厅科技一等奖,1992年获国家教委科技进步三等奖,2011年获国家专利一项。

林彬荫的加法技术路线

林彬荫把自己对“三石“研发的技术路线(尤其是对铝硅质耐材的实践)称为加法技术路线。表述如下:

A、焦宝石,或矾土或莫来石或刚玉

B、焦宝石、矾土、莫来石、刚玉的混合

这条路线简明、实用、有效。在实际应用中要根据耐材的技术指标,性价比,对原料(含“三石”)种类、含量的选择应有所不同。实践表明,对普通粘土砖、普通高铝砖只要在生产该砖时,适量加入“三石”,该砖的品质将得到改善、提高,随着“三石”加入量的增加,产品性能有新的突破,产品质量提高更明显,由量变到质变,开发出新的耐材来。

林老师根据加法路线,除了前面提到的低蠕变砖之外,他和他的团队(武科大、巩义五耐共30余人)又先后开发多项新产品:

1、抗热震低蠕变砖,共四大类十二个品牌。该砖是在抗蠕变指标的基础上增加抗热震性,主要应用在高炉热风炉温度波动频繁的区段,如管道部位。热风炉用耐材应同时具有抗蠕变和抗热震性,这是林老师形成的热风炉耐材观,与国外某些公司仅强调抗蠕变性不提抗热震观点不同,实践已表明,林老师观点更符合生产现实。抗热震低蠕变系列砖,2003年通过河南省科技厅技术鉴定,2004年荣获国家冶金科技进步三等奖;2、红柱石-Sic-C砖,用在原首钢150吨、260吨鱼雷铁水罐上,(未脱S、P、Si).1990年投入生产,垄断十余年,现今仍生产供有关单位;3、低气孔高荷软特种粘土砖。该砖利用某地新发现硅线石与红柱石复合粉料,使普通粘土砖性能有了新突破。2009年通过河南省科技厅鉴定,之前获国家专利(授权)一项;4、工业窑炉用抗热震砖系列。适用不同领域的一般工业窑炉对抗热震耐材的要求,涵盖面广,更具普遍性。是经济发展新的增长点;5、应用“三石”开发新型高铝均化料、莫来石原料等。

林老师践行加法技术路线,从中更感悟到“三石”的价值,对铝硅质耐材发展的重要意义,它不但能提高粘土砖、高铝砖的档次,而且可以人为设计耐材新的性能如抗蠕变性、抗热震性、抗侵蚀性、致密度、高温强度等。主要机理是“三石”的莫来石化。他将他对“三石”价值的认识,与同行分享。他受邀或与某公司一道,曾到全国十多个省、(区)、市巡宣讲;协助《中国耐材协会》、《中国耐材市场》杂志社,自2007年到2010年,每年组织一次全国“三石”科研、生产、应用研讨会;2009年协助北京冶金工业信息标准研究院修订“三石”新标准,任顾问、第一起草人;以“三石”为题材约有十篇论文入选国际学术会议;著作(含合作)有六本,其中有三本是“三石”的专著。均是冶金工业出版社出版

林老师的贡献和成就,获得了业内和权威机构的肯定。2008年,他获巩义市劳动模范;2010年,获创业中国十大创新人物,并在北京大学发表演讲;2011年,出席全国劳动英模与先进人物五一座谈会。被授予全国劳动英模称号;2013年荣获《辉煌中国・时代精英人物》荣誉称号。

如果说“三石”是一棵树,那么林老师就是那位悉心呵护的园丁。他数十年如一日,用汗水浇灌着它,从幼小到长成,直到花开满树,果实累累。如今,他年过古稀,老骥伏枥,壮心不已,仍然关注着“三石”的发展,他期待着“三石”能百尺竿头更进一步。

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