10年,一個穿越了年代跨度的整數。從2008年博士畢業來到首鋼,到2018年榮獲“首鋼科學技術特殊貢獻獎”,首鋼技術研究院首席研究員李海波10年堅守,始終奮戰在生產、科研一線,在轉爐吹煉、RH精煉、潔凈鋼生產控制等方面,取得了多項引領型工藝技術創新。他用定力、堅韌、執著、務實,為首鋼鋼鐵事業淬煉本色、鑄魂強基。
技術創新助力高質量發展
2008年,李海波從北京科技大學鋼鐵冶金專業博士畢業。懷揣著創新、創業的夢想,他進入首鋼技術研究院薄板研究所工作。在遷鋼派駐站,他負責煉鋼工藝技術開發。
鋼鐵工業是我國的重要基礎產業,但在消耗資源和廢棄物處理等方面一直沒有新的突破。氧氣轉爐煉鋼是當前最主要的煉鋼工藝,誕生60多年來,有兩大問題一直沒有得到有效解決:一是大量消耗石灰、白云石等不可再生資源;二是產生大量難以回收利用的高堿度爐渣。國內鋼企轉爐每年產鋼6.45億噸以上,要消耗石灰石4400余萬噸、白云石1000余萬噸,產生6200萬噸左右爐渣,其中一半以上爐渣作為廢棄物排放,占用土地資源并污染環境。
為了降低石灰、輕燒白云石消耗,降低爐渣排放,從2011年開始,李海波作為負責人,帶領攻關團隊開發轉爐“留渣 雙渣”煉鋼新工藝技術。
新工藝基于“低溫有利于脫磷”原理,將轉爐冶煉分為脫磷和脫碳兩個工藝階段,每爐鋼冶煉結束后不再將高堿度爐渣倒出廢棄,而是留在爐內供下爐脫磷階段使用,高效脫磷后將60%左右爐渣倒出,繼續脫碳階段冶煉,出鋼留渣再進入下一爐循環;由于爐渣被再次利用,大幅減少了石灰、白云石消耗和爐渣排放量。
這項新工藝設計巧妙,從根本上改變了現有氧氣轉爐煉鋼工藝大量消耗石灰、白云石資源和排放爐渣的生產模式。但是,這項新工藝研發難度非常大,最大的難題有兩個:一是高堿度爐渣留在爐內導致渣的流動性差,倒渣困難,爐內渣量逐爐蓄積,新工藝難以多爐持續循環運行;二是留渣中P2O5含量高,脫磷難度加大,若不能高效脫磷,將嚴重影響產品質量。在攻關開始階段的近半年時間內,這兩個難題一直困擾著攻關團隊。
“科學的入口,正像地獄的入口……這里必須根絕一切猶豫,這里任何怯懦都無濟于事?!边@是馬克思說過的話,李海波對此深有同感:“不搞科研不知道什么叫精神崩潰,不面對難題不知道什么叫嘔心瀝血?!彼g盡腦汁,艱苦探索,在一次聚會倒啤酒的過程中找到了攻關的突破口。轉爐鋼液上面發泡的爐渣就像啤酒上面的泡沫,很難直接倒出來,只有通過調整才能輕松倒出。他及時調整,結合動力學條件,突破了傳統工藝理念,解決了新工藝難以持續足量倒渣和脫磷困難這兩大難題。此后,通過幾百爐的實驗和積累,新工藝終于取得了重大突破,并且在實際生產操作中,首創了“物理冷卻 化學冷卻”相結合的爐內液渣快速固化技術,消除了新工藝留渣兌鐵水易激烈噴濺的重大安全隱患,保證了新工藝安全運行。
采用轉爐“留渣 雙渣”煉鋼新技術工藝后,轉爐煉鋼石灰、輕燒白云石消耗與爐渣排放量分別降低45%、35%、31%以上,年均效益達到1.6億元以上;項目獲得授權發明專利7項,形成企業技術秘密15項,取得了顯著的環保和經濟效益。
面臨鋼鐵生產領域科技迅猛發展的態勢,李海波深知,只有大力促進科技進步與自主創新,才能搶占制高點、贏得主動權,才能緊緊跟上時代前進的腳步。多年來,國內轉爐為了解決底吹風口壽命短的問題,絕大多數鋼廠選擇了低底吹攪拌強度工藝,但由于底吹單支風口氣體流量較低,風口容易堵塞;國內轉爐普遍采用濺渣護爐工藝,轉爐爐齡較高,因此轉爐爐底會“經常性”上漲,也容易造成底吹風口不暢通、部分或完全堵塞,嚴重影響底吹攪拌效果。盡管某些鋼廠研究開發了底吹風口“復通”“爐渣蘑菇頭”等適用于濺渣條件下的底吹方法,但依舊難以保證轉爐爐齡中后期的底吹效果,而底吹效果直接影響轉爐吹煉終點的氧含量,直至影響鋼的質量。
為了降低轉爐終點氧含量,提高鋼水質量,李海波組織攻關團隊開展了底吹風口布置與熔池流場優化的攻關。他們打破傳統模式,提出了新底吹工藝,并與現場生產技術人員緊密配合,開發了底吹風口動態維護技術等,在爐役達到6000爐次以上的條件下,碳氧積平均控制在0.0020以下,轉爐終點氧含量降低0.025%,實現了全爐役碳氧積穩定控制。僅此一項,噸鋼成本降低8.0元。同時,耐火材料侵蝕明顯降低,轉爐脫磷效率明顯提高。目前該工藝已經在首鋼集團內全面推廣。
高新技術對接高端市場
視野的高度,決定著事業的高度。李海波的視線,總是緊盯著鋼鐵科技領域的最前沿,10年來,他一次次攻克了難度大、挑戰性強的科研課題。
管線鋼主要用于加工制造油氣管線,關系著油氣能源的安全供給。作為近年來高端熱連軋品種的代表,管線鋼對質量的要求極為苛刻。在管線鋼開發之初,鋼中非金屬夾雜物超標和硫含量難以控制是困擾鋼種開發的難題,夾雜物的超標比例一度達到7%,硫含量也難以控制到鋼種要求的0.0012%以下。
一向儉省的李海波,此時“鳥槍換炮”購買了一臺iPad,在北京開往遷鋼的班車上,他就用這臺iPad閱讀電子版科研文獻、分析數據,一旦有新的思路或想法,就馬上記錄下來。他認為,每周坐班車加起來至少七八個小時,這些時間能湊成一個完整的工作日,這種大段集中的時間浪費掉太可惜。在李海波和團隊成員的不懈努力下,他們創新性地開發了“轉爐出鋼預精煉 LF高堿度高Al2O3爐渣精煉 RH真空高效去除夾雜物”的技術集成,鋼中硫含量能夠穩定控制到0.0012%以下,并成功將管線鋼中B類夾雜物超標的比例從7%左右降低至0.5%以下,與國外先進技術控制水平相當。管線鋼開發團隊成員、薄板研究所科研員高攀對記者說:“大家現在看到了李海波與我們團隊取得的成績,但是大家看不見成績的背后,有多少技術攻關的思路和方法是來自于班車上他的苦思冥想?!?/p>
在抗硫化氫腐蝕管線鋼開發中,李海波首次提出新方法,避免了管線鋼采用HFW焊接時由于焊縫附近夾雜物導致的抗硫化氫腐蝕性能不滿足要求的問題。目前,首鋼抗硫化氫腐蝕管線鋼產量和品種規格均穩居全國首位;首鋼生產的管線鋼供國家“西氣東輸”二線用X80級管線鋼,在國內外供貨鋼鐵企業中率先通過中石油認證,是該工程最大的卷板供應商;首鋼管線鋼由于質量穩定而遠銷歐洲及中東地區,其中巴基斯坦等國家的抗硫化氫腐蝕管線項目,特別指定“必須采用首鋼產品”。
伴隨世界經濟一體化,中國汽車市場已經成為國際競爭舞臺。國內鋼板,尤其是汽車面板用鋼的表面質量,一段時間難以滿足高端用戶的苛刻要求。為了提高首鋼汽車板生產水平,李海波與團隊成員進行攻關,他們采用適當降低碳、提高氧的工藝,通過RH精煉開始后快速增大真空抽取功率和提升氣體流量,同時從熱力學反應機理研究入手,對RH精煉過程工藝參數進行優化,逐步形成了高效脫碳、爐渣強改質、RH高效供氧等多項關鍵技術,產品達到國際先進水平。這項成果獲得2017年度首鋼科學技術獎一等獎,首鋼成為奔馳、寶馬等國際知名汽車生產廠家供應商。
人才團隊引領創新發展
研發成果的取得、落地和轉化得益于人才團隊的集體智慧。技術研究院煉鋼連鑄工藝研發團隊是一支由博士、碩士組成,平均年齡33歲的年輕隊伍。李海波說,十年前,他加入這個團隊時領導說過的一句話讓他銘記于心:“蹲下身、靜下心,淡泊名利、爭分奪秒?!币赃@樣的信念,李海波總感到時間不夠用,加班加點成了家常便飯,更沒有節假日的概念。當別人游玩、休閑的時候,他在工作;當家人頭疼腦熱需要照顧的時候,他還在工作。李海波的同事、薄板研究所科研員尹娜和王暢說:“他把自己交給了事業?!?/p>
科研工作是一項高強度的腦力勞動,是團隊作戰和擅長不同專業領域的成員之間的合作。良好的心理素質和穩定樂觀的情緒可以使領軍人物更加從容地投身于科技研究,而富有團隊精神則是領軍人物成功帶動團隊成員的首要條件。談到團隊建設,李海波說,關鍵詞在于“包容”?!拔覀兗葰g迎團隊協同能力強的人才,也能接受善于單兵作戰的‘孤狼’,只要你能干?!?/p>
在成為團隊領頭人后,李海波帶動團隊成員堅持“三結合”——科技創新與學習攻關相結合、個人創新與團隊創新相結合、個人追求與公司目標相結合?!叭Y合”扭轉、改變了“煉鋼人只關心煉鋼、煉鋼人只懂煉鋼”的狹隘理念,真正實現了“煉鋼工藝與后道工序、煉鋼工序與產品質量有機結合”,錘煉了煉鋼團隊“顧全大局,有責任意識,勇挑重擔”的優良工作作風?,F在,整個團隊通過承擔重大項目課題研發、現場服務等多種方式,將科研、成果轉化與人才培養相結合,形成“以項目打造團隊、以團隊造就人才、以人才引領創新”的良性循環機制。
十年科研生涯,李海波將個人理想融入鋼鐵冶金科研事業,走上了一條立志煉鋼科技、獻身煉鋼科技的奮進之路。他負責、參與、完成多項重大科技攻關課題的研究工作,多項成果達到國際先進水平,先后獲得“中國鋼鐵協會—中國金屬學會冶金科學技術獎”一等獎和二等獎各1項、“北京市科學技術獎”一等獎1項、“首鋼科學技術獎”11項。工作以來,他發表科技論文30余篇,獲得授權專利42項,在全國性煉鋼連鑄會議上多次作為特邀代表作學術會議發言。李海波先后獲得“首鋼勞動模范”“首都勞動獎章”“北京市勞動模范”“北京市優秀青年工程師標兵”“中國鋼鐵工業協會優秀科技工作者”等榮譽和稱號。
技術研究院領導這樣評價李海波:“學風嚴謹,崇尚實踐,充分發揚了科研人員刻苦鉆研、精益求精的創新精神;他不僅把自己融入首鋼,踐行首鋼精神,也帶出了一支傳承首鋼精神的煉鋼團隊,為首鋼煉鋼工藝的進步和創新作出了突出貢獻。”
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