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攻关团队的领军人 ——记首钢科学技术特殊贡献奖获得者李海波

时间:2018年04月09日浏览:134次收藏分享:

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10年,一个穿越了年代跨度的整数。从2008年博士毕业来到首钢,到2018年荣获“首钢科学技术特殊贡献奖”,首钢技术研究院首席研究员李海波10年坚守,始终奋战在生产、科研一线,在转炉吹炼、RH精炼、洁净钢生产控制等方面,取得了多项引领型工艺技术创新。他用定力、坚韧、执着、务实,为首钢钢铁事业淬炼本色、铸魂强基。


技术创新助力高质量发展


2008年,李海波从北京科技大学钢铁冶金专业博士毕业。怀揣着创新、创业的梦想,他进入首钢技术研究院薄板研究所工作。在迁钢派驻站,他负责炼钢工艺技术开发。

钢铁工业是我国的重要基础产业,但在消耗资源和废弃物处理等方面一直没有新的突破。氧气转炉炼钢是当前最主要的炼钢工艺,诞生60多年来,有两大问题一直没有得到有效解决:一是大量消耗石灰、白云石等不可再生资源;二是产生大量难以回收利用的高碱度炉渣。国内钢企转炉每年产钢6.45亿吨以上,要消耗石灰石4400余万吨、白云石1000余万吨,产生6200万吨左右炉渣,其中一半以上炉渣作为废弃物排放,占用土地资源并污染环境。

为了降低石灰、轻烧白云石消耗,降低炉渣排放,从2011年开始,李海波作为负责人,带领攻关团队开发转炉“留渣 双渣”炼钢新工艺技术。

新工艺基于“低温有利于脱磷”原理,将转炉冶炼分为脱磷和脱碳两个工艺阶段,每炉钢冶炼结束后不再将高碱度炉渣倒出废弃,而是留在炉内供下炉脱磷阶段使用,高效脱磷后将60%左右炉渣倒出,继续脱碳阶段冶炼,出钢留渣再进入下一炉循环;由于炉渣被再次利用,大幅减少了石灰、白云石消耗和炉渣排放量。

这项新工艺设计巧妙,从根本上改变了现有氧气转炉炼钢工艺大量消耗石灰、白云石资源和排放炉渣的生产模式。但是,这项新工艺研发难度非常大,最大的难题有两个:一是高碱度炉渣留在炉内导致渣的流动性差,倒渣困难,炉内渣量逐炉蓄积,新工艺难以多炉持续循环运行;二是留渣中P2O5含量高,脱磷难度加大,若不能高效脱磷,将严重影响产品质量。在攻关开始阶段的近半年时间内,这两个难题一直困扰着攻关团队。

“科学的入口,正像地狱的入口……这里必须根绝一切犹豫,这里任何怯懦都无济于事。”这是马克思说过的话,李海波对此深有同感:“不搞科研不知道什么叫精神崩溃,不面对难题不知道什么叫呕心沥血。”他绞尽脑汁,艰苦探索,在一次聚会倒啤酒的过程中找到了攻关的突破口。转炉钢液上面发泡的炉渣就像啤酒上面的泡沫,很难直接倒出来,只有通过调整才能轻松倒出。他及时调整,结合动力学条件,突破了传统工艺理念,解决了新工艺难以持续足量倒渣和脱磷困难这两大难题。此后,通过几百炉的实验和积累,新工艺终于取得了重大突破,并且在实际生产操作中,首创了“物理冷却 化学冷却”相结合的炉内液渣快速固化技术,消除了新工艺留渣兑铁水易激烈喷溅的重大安全隐患,保证了新工艺安全运行。

采用转炉“留渣 双渣”炼钢新技术工艺后,转炉炼钢石灰、轻烧白云石消耗与炉渣排放量分别降低45%、35%、31%以上,年均效益达到1.6亿元以上;项目获得授权发明专利7项,形成企业技术秘密15项,取得了显著的环保和经济效益。

面临钢铁生产领域科技迅猛发展的态势,李海波深知,只有大力促进科技进步与自主创新,才能抢占制高点、赢得主动权,才能紧紧跟上时代前进的脚步。多年来,国内转炉为了解决底吹风口寿命短的问题,绝大多数钢厂选择了低底吹搅拌强度工艺,但由于底吹单支风口气体流量较低,风口容易堵塞;国内转炉普遍采用溅渣护炉工艺,转炉炉龄较高,因此转炉炉底会“经常性”上涨,也容易造成底吹风口不畅通、部分或完全堵塞,严重影响底吹搅拌效果。尽管某些钢厂研究开发了底吹风口“复通”“炉渣蘑菇头”等适用于溅渣条件下的底吹方法,但依旧难以保证转炉炉龄中后期的底吹效果,而底吹效果直接影响转炉吹炼终点的氧含量,直至影响钢的质量。

为了降低转炉终点氧含量,提高钢水质量,李海波组织攻关团队开展了底吹风口布置与熔池流场优化的攻关。他们打破传统模式,提出了新底吹工艺,并与现场生产技术人员紧密配合,开发了底吹风口动态维护技术等,在炉役达到6000炉次以上的条件下,碳氧积平均控制在0.0020以下,转炉终点氧含量降低0.025%,实现了全炉役碳氧积稳定控制。仅此一项,吨钢成本降低8.0元。同时,耐火材料侵蚀明显降低,转炉脱磷效率明显提高。目前该工艺已经在首钢集团内全面推广。


高新技术对接高端市场


视野的高度,决定着事业的高度。李海波的视线,总是紧盯着钢铁科技领域的最前沿,10年来,他一次次攻克了难度大、挑战性强的科研课题。

管线钢主要用于加工制造油气管线,关系着油气能源的安全供给。作为近年来高端热连轧品种的代表,管线钢对质量的要求极为苛刻。在管线钢开发之初,钢中非金属夹杂物超标和硫含量难以控制是困扰钢种开发的难题,夹杂物的超标比例一度达到7%,硫含量也难以控制到钢种要求的0.0012%以下。

一向俭省的李海波,此时“鸟枪换炮”购买了一台iPad,在北京开往迁钢的班车上,他就用这台iPad阅读电子版科研文献、分析数据,一旦有新的思路或想法,就马上记录下来。他认为,每周坐班车加起来至少七八个小时,这些时间能凑成一个完整的工作日,这种大段集中的时间浪费掉太可惜。在李海波和团队成员的不懈努力下,他们创新性地开发了“转炉出钢预精炼 LF高碱度高Al2O3炉渣精炼 RH真空高效去除夹杂物”的技术集成,钢中硫含量能够稳定控制到0.0012%以下,并成功将管线钢中B类夹杂物超标的比例从7%左右降低至0.5%以下,与国外先进技术控制水平相当。管线钢开发团队成员、薄板研究所科研员高攀对记者说:“大家现在看到了李海波与我们团队取得的成绩,但是大家看不见成绩的背后,有多少技术攻关的思路和方法是来自于班车上他的苦思冥想。”

在抗硫化氢腐蚀管线钢开发中,李海波首次提出新方法,避免了管线钢采用HFW焊接时由于焊缝附近夹杂物导致的抗硫化氢腐蚀性能不满足要求的问题。目前,首钢抗硫化氢腐蚀管线钢产量和品种规格均稳居全国首位;首钢生产的管线钢供国家“西气东输”二线用X80级管线钢,在国内外供货钢铁企业中率先通过中石油认证,是该工程最大的卷板供应商;首钢管线钢由于质量稳定而远销欧洲及中东地区,其中巴基斯坦等国家的抗硫化氢腐蚀管线项目,特别指定“必须采用首钢产品”。

伴随世界经济一体化,中国汽车市场已经成为国际竞争舞台。国内钢板,尤其是汽车面板用钢的表面质量,一段时间难以满足高端用户的苛刻要求。为了提高首钢汽车板生产水平,李海波与团队成员进行攻关,他们采用适当降低碳、提高氧的工艺,通过RH精炼开始后快速增大真空抽取功率和提升气体流量,同时从热力学反应机理研究入手,对RH精炼过程工艺参数进行优化,逐步形成了高效脱碳、炉渣强改质、RH高效供氧等多项关键技术,产品达到国际先进水平。这项成果获得2017年度首钢科学技术奖一等奖,首钢成为奔驰、宝马等国际知名汽车生产厂家供应商。


人才团队引领创新发展


研发成果的取得、落地和转化得益于人才团队的集体智慧。技术研究院炼钢连铸工艺研发团队是一支由博士、硕士组成,平均年龄33岁的年轻队伍。李海波说,十年前,他加入这个团队时领导说过的一句话让他铭记于心:“蹲下身、静下心,淡泊名利、争分夺秒。”以这样的信念,李海波总感到时间不够用,加班加点成了家常便饭,更没有节假日的概念。当别人游玩、休闲的时候,他在工作;当家人头疼脑热需要照顾的时候,他还在工作。李海波的同事、薄板研究所科研员尹娜和王畅说:“他把自己交给了事业。”

科研工作是一项高强度的脑力劳动,是团队作战和擅长不同专业领域的成员之间的合作。良好的心理素质和稳定乐观的情绪可以使领军人物更加从容地投身于科技研究,而富有团队精神则是领军人物成功带动团队成员的首要条件。谈到团队建设,李海波说,关键词在于“包容”。“我们既欢迎团队协同能力强的人才,也能接受善于单兵作战的‘孤狼’,只要你能干。”

在成为团队领头人后,李海波带动团队成员坚持“三结合”——科技创新与学习攻关相结合、个人创新与团队创新相结合、个人追求与公司目标相结合。“三结合”扭转、改变了“炼钢人只关心炼钢、炼钢人只懂炼钢”的狭隘理念,真正实现了“炼钢工艺与后道工序、炼钢工序与产品质量有机结合”,锤炼了炼钢团队“顾全大局,有责任意识,勇挑重担”的优良工作作风。现在,整个团队通过承担重大项目课题研发、现场服务等多种方式,将科研、成果转化与人才培养相结合,形成“以项目打造团队、以团队造就人才、以人才引领创新”的良性循环机制。

十年科研生涯,李海波将个人理想融入钢铁冶金科研事业,走上了一条立志炼钢科技、献身炼钢科技的奋进之路。他负责、参与、完成多项重大科技攻关课题的研究工作,多项成果达到国际先进水平,先后获得“中国钢铁协会—中国金属学会冶金科学技术奖”一等奖和二等奖各1项、“北京市科学技术奖”一等奖1项、“首钢科学技术奖”11项。工作以来,他发表科技论文30余篇,获得授权专利42项,在全国性炼钢连铸会议上多次作为特邀代表作学术会议发言。李海波先后获得“首钢劳动模范”“首都劳动奖章”“北京市劳动模范”“北京市优秀青年工程师标兵”“中国钢铁工业协会优秀科技工作者”等荣誉和称号。

技术研究院领导这样评价李海波:“学风严谨,崇尚实践,充分发扬了科研人员刻苦钻研、精益求精的创新精神;他不仅把自己融入首钢,践行首钢精神,也带出了一支传承首钢精神的炼钢团队,为首钢炼钢工艺的进步和创新作出了突出贡献。”

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