张文海,有色金属冶金专家,中国工程院院士,国家工程设计大师。他长期致力于有色金属冶金工程设计及研究,在过程强化及污染控制与资源化方面有突出成就,对我国有色冶金技术的进步和环境保护有重要贡献。他主持设计了我国第一座国产化的闪速炼铜厂,提出了“冷风节能”理论,并在世界上首次实现了连续、稳定的“冷风闪速熔炼”。他获得国家科学技术进步一等奖、国家优秀工程设计金奖、省科学技术进步特别贡献奖等多项。

 

憧憬于“点石成金的魔法”

   

张文海,1939年2月1日出生。祖藉福建长乐,出生地福州。1958年中学毕业于福州第二中学后考入厦门大学后,但时值海峡两岸战事日紧,那个没商量的一炮,就这样把这群爱打赤脚的大学生轰到了千里之外的长沙城,转入了中南矿冶学院,今中南大学借读,从此定格了院士的毕生事业。自幼多幻想的张院士,时下更多的是憧憬着将来会有“点石成金”的一天。

    

然而大学的第一次实习却是给他浇了一大盆冷水。那是一个飘雪的寒冬,他到了距长沙不远的水口山平罐炼锌厂实习,因为是男生,又壮实,被幸运的分配到了每天只需要上2小时的“特班”。这哪里是上班呀,全身上下披着涂满黄泥巴的湿麻袋片,面朝近在咫尺、吐着火舌的排排炉口,吃力的用铁锹往里抛矿砂,耙平,再翻动。呼吸着滚烫的热浪,口干舌燥,胸口灼痛,2小时下来体重掉了好几斤。这就是他所热恋的“冶金”? 不! 看着工人师傅是这样长年累月的辛苦,自巳才这儿天,耳际不禁响起了大家爱唱的歌:“同学们,大家起来,担负起天下的兴亡……”。

 

这场刻骨铭心的炉火洗礼,令他为自已选定的冶金专业矢志一生。

 

半个世纪的情结,换得青山绿水

  

铜是和人类最亲近、相处最久远的金属。我国是世界铜冶金的发祥地,早在3000多年以前,我们中华民族就发明了铜的冶炼方法,并曾经有过从西夏、商周就开始的“青铜文化”的辉煌。金属铜的出现标志着人类结束了长达10万年之久的石器时代。因此说,我们的祖先曾为世界的文明做出过划时代的贡献。但近百年来,我国铜工业却在世界上远远的落伍了。改革开放前,我国炼铜采用的是传统“鼓风炉方案”,该方案每生产一吨铜,大约会放出3吨二氧化硫,会对环境造成巨大的二氧化硫污染。

  

上世纪 60 年代末,国家决定建设江西铜基地,并列入“七五”重点工程。此时大家对外边的世界知之甚少,特别是环境保护观念甚是淡薄。经讨论后,为了稳妥可靠,决定采用传统的“鼓风炉方案”,毕业后分配到原冶金部南昌有色冶金设计研究院的张文海敏锐的意识到了污染问题,和少部份同事坚持反对意见。但该方案已成定局,并随即开工建设,张文海决定找出更好的设计方案来改变这种局面。

  

他在克服了语言障碍后,开始学习国外的先进知识,又日夜兼程翻译编撰了63万字《闪速熔炼文集》,这是我国最早的系统介绍国外强化冶金的资料;同时积极开展工业试验,发表了当时业内影响很大的评论文章《闪速熔炼述评》,并写信国家建委,阐述落后工艺将给环境带来的危害以及闪速熔炼在技术上的可行性……。在业内同仁锲而不舍的共同努力下,有志者事竟成,1978年,国务院下文该已建成不少厂房的工程暂停,着手引进国外技术,并迁址江西贵溪。

      1985年,我国第一座现代化的闪速炼铜厂峻工并顺利投产,熔炼的化学反应时间从过去的数小时缩短至2秒钟,硫回收率从不到50%提高到93%,守住了江西的“青山绿水”,也从此拉开了我国有色工业“强化冶金”和“清洁生产”的序幕。

1991年他奉命调任国家“9.5”重点工程安徽省金隆铜业项目总设计师,主持闪速炼铜设备全面国产化。金隆铜业的前身,是位于长江畔的铜陵冶炼厂。它曾经为国家的经济复苏和国防建设做出过重大贡献,但它又是全国二氧化硫污染大户,对周围的环境造成了巨大的污染,严重威胁到了周围居民的身体健康。为还铜陵人民以蓝天,他带着老伴和小孙子,在工地一住就是5载。潜心学习、消化已引进的各项工艺技术、计算机软件和大量的设备图纸,并加以改进和创新。

 

1997年,中国第一座主工艺设备全部国产化的闪速炼铜厂成功投产,并获国家优秀工程设计金奖。接着,产品高纯铜在伦敦金属交易所(LME)升水注册成功,成为质量国际免检产品。国家有色金属工业局领导感慨的说:“这是中国有色冶金史上的奇迹”

 

建成先进工程,创新熔炼工艺

    

上世纪80年代,芬兰人提出了“冷风冶金”的新思路,并在美国的工厂付诸了实施,但技术上遇到了重重困难。此时的张文海,敏锐的感到了“冷风”的价值。他运用自主开发的、后来获得了国家优秀工程软件金奖的闪速冶金“NCC”计算机软件,从能源角度对“冷风冶金”做了系统的模拟,并在世界上首次提出了“冷风节能”理论,所撰写的论文于1995年在美国召开的国际会议上大会宣读。同时,他三赴美国,深入工厂,构思了解决方案,并自信的在他所主持的金隆工程设计中大胆采用。在他的团队和中外专家齐心努力下,成功了,在世界上首次实现了连续、稳定的“冷风闪速熔炼”。芬兰同行说:国际闪速冶金俱乐部应当给张先生发工资;美国朋友说:中国是No.1。该项创新技术获得了2000年国家科学技术进步一等奖。

岁数渐大了,但正适国家作出提高我国自主创新能力和开发大西北的重大决策,西北有丰富的铜、镍、铅、锌资源,几十年的冶金情结,竟又驱动他萌发了在那里开展“重金属短流程节能冶金”的念头,并组织了由24个大型企业、高校和国家重点实验室及工程技术中心参与的“战略联盟”。项目列入了国家重大产业技术研发计划,因为这项科学研究太富于挑战性,国外友人称它是“向世界冶金界几代人的梦想冲刺”。同时,基于流体动力学原理和自然界存在的旋涡现象,在闪速冶金的基础上,他又进一步的提出了探索“旋涡柱悬浮熔炼”的新思路,在完成计算机仿真实验基础上,项目列入了国家“863计划”

 

虚怀如谷,谈起个人成就时,总是轻描淡写;勤勤恳恳 ,谈起工作时,总是充满激情;乘风破浪,谈到技术创新时,总是充满自信。没学到点石成金的魔法,却以其他形式完成了“点石成金”,这就是有色金属冶金专家张文海。

 

主 要 论 著

 

1  张文海.贵溪冶炼厂 — 一座节能与无公害的炼铜厂. 《有色金属》,1984.No.5;

2  张文海.冷风闪速冶金在中国的实现与发展.《中国工程科学》.2002.No.11 ;

3  张文海.闪速冶金在金隆铜业的进步.《世界有色金属》,2003.No.1 ;

4  张文海.中国科学技术前沿 第6卷 还铜陵人民以兰天.北京:高等教育出版社2003;

5  张文海.闪速熔炼在中国的进展与研究.中国有色金属学报.2004.Vol.14 ;

 

采编/赵群帮

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