钢铁冶金学家空王之玺:为中国冶金工业发展作出卓越贡献


编者注
无效的
王志熙,河北行唐县人,1931年毕业于天津北洋大学矿冶系,是我国杰出的钢铁冶金学家。他首先组织创立了我国钢铁产品技术标准,组织制定了全国炼钢基本操作规程并建立了技术监督制度;提出了攀枝花、包头铁矿综合利用课题,并负责组织攀枝花钒钛铁矿高炉冶炼试验,并成功采用三阶段试验方案,为攀枝花钢铁基地建设创造了技术条件;负责组织制定了冶金科学技术十年发展规划,组织了一些重大新技术的研究和推广,推动了冶金工业的技术进步,为中国金属学会的成立和发展作出了贡献。 1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。
1986年4月,在武汉召开的全国炼铁学术年会上,已年逾八旬的王先生作了题为《我国近代炼铁工业简史》的报告,受到与会代表的热烈欢迎,引起了很大的反响。经杂志社请王先生投稿后,报告的主要内容发表在1986年第4期《炼铁》上,这是一份有关我国近代炼铁工业发展简史的珍贵历史文献,现将全文刊出,供各位读者阅读。

王志熙
(1906年12月8日-2001年1月20日)
我国近代炼铁工业简史
王志熙
(中国金属学会)
1. 简介
我国的冶铁技术发明于春秋时期(公元前722—前481年),比欧洲早1000多年。铁开始用于农具和生活用品,越国首先用铁铸造了干将、莫邪两大名剑,这是铁作为武器使用的开始。秦汉时期铁器已盛行,广泛用于武器、农具、生活用品等。国家设立机构管理炼铁业,明清时期地方炼铁遍布山西、山东、河南、四川、湖南、云南、陕西等省,年产量达17万余吨。抗日战争前后,曾亲自考察四川、云南、湖南、陕西、山西等省的炼铁产区,了解铁生产和铁矿资源情况。
中国生产钢铁的方法主要有两种:一种是用木炭或粗烧的木柴作燃料,将还原剂和铁矿石分别加入炉内,不加熔剂。炉子类似近代的高炉,设有出渣铁孔。另一种是山西式,用优质无烟煤作还原剂,与铁矿石混合,装入陶罐内,加热数十天后,将罐子放在长方形炉内,用煤加热,使铁矿石在罐内还原熔化。每罐可产出一块自然铁。自然铁一般含硅较低,可铸成犁头、炊锅等农具,也可用于煎炸。生铁在炉内脱碳,再经锻打成为熟铁(即熟铁),由铁匠加工成各种器皿。清末,山西炼铁盛行于华北各省,年产量达7万余吨。
2. 现代钢铁工业的兴起
1840年鸦片战争后,清政府被迫开放五口通商,外国钢铁开始大量输入。同时,清政府也开始洋务运动。邮电、铁路建设、兵工厂建设等都需要钢铁,进口量日益增加。据统计,1867年进口钢铁仅7000吨,1891年就增加到10万吨。这大量的钱币(白银)流出,给国家造成了隐患。修建铁路,不得不聘请外国人借外债,这些都附带着政治条件,破坏了国家主权。人们颇为担忧!
1889年,两广总督张之洞为防止钱财外流,避免借外债修路而损害国家主权,拟在广东兴建炼钢厂,生产钢轨等钢铁制品,并委托中国驻英国大使向英国钢铁公司询问采矿、建厂和机器设备的价格,并聘请外国工匠(技师)协助施工。英提赛德接受磋商,建议中国将矿石、煤样送往英国,以便分析检验后再确定冶炼方法和设计方案,不可贸然行事。福成立即将英国人的意见告知张之洞。张之洞说:中国这么大,到处都有好煤矿,只要请英国公司为英国钢厂订购一套通用设备即可。
机炉订单下达后,1890年,张之洞调任两湖总督。继任的两广总督不同意在广东办钢厂,张之洞便决定把钢厂迁往湖北。北洋大臣盛宣怀雇用的英国矿工发现了大冶铁矿,盛赠送给张之洞。经英国公司分析,认为适合使用,便立即开发。但当时尚未找到合适的炼焦煤,而洋机炉已建成,即将运来。工厂来到中国,该设在哪里呢?有人建议设在大冶,但张之洞说,设在大冶不方便,设在武汉,就能看到武昌钢厂烟囱冒出的炊烟,及时了解生产情况。厂址选在汉阳龟山脚下一块狭长的土地,但这是一片水田,地势低洼,必须用大量岩石和泥土填筑才能开工,花费了不少钱。后来,湖北马鞍山发现了一个煤矿,便开始开采,但煤的灰分和硫分太高,不适合炼焦。投入了大量资金,焦炭问题仍未解决。
该厂最初建于1894年,包括两座100吨高炉和两座8吨贝塞麦转炉。英国人担心中国矿石不适合酸性转炉炼钢,于是又建造了一座10吨碱性平炉和一座。高炉建成后,因焦炭不足而无法投入生产。于是他们不得不从德国订购1000吨焦炭,通过海运运到武汉。因此,一直拖到1896年才开炉炼铁。这就是我国近代炼铁工业的开端,距今已有八十九年了。
当时炼铁炼钢由英国的工程技术人员负责,厂内有四十多名外国人。高炉炼出的生铁分别在贝塞麦转炉和基本型小平炉炼钢,锻造后的钢送往英国钢铁公司。该协会进行检查,发现贝塞麦转炉炼出的钢含磷过多,不适宜制造铁轨等钢铁制品,而小平炉炼出的钢,化学成分和物理性能完全符合英国标准。政府财政部拨给张之洞的500万两白银已全部用完,钢轨还没有轧出来,财政部就停止拨款,工作无法继续。
张之洞推荐当时熟知洋务的北洋大臣盛宣怀招揽商人承办此工程,改为官督营。1897年盛接手后,雇用德国矿工到处寻找煤炭。1898年德国人报告萍乡的煤炭可用于炼焦,当即决定开发。萍乡煤矿向德国借款400万马克,购买采煤机器,同时还募集商业股份300万元(银币),解决改建既有钢厂投资不足的问题,并由此从日本得到生铁、矿石价款800余万元(预付款,折合银币)、国内铁路预付款100万元(银币),此时李维格来到厂里研究补救措施。
1902年,李维格随吴建(字任之)、李明和等人携带大冶铁矿、萍乡煤矿样品赴英国考察,商讨重建方案。经检验,大冶矿石和萍乡焦煤均为优质矿石。商定二期扩建改用碱性平炉炼钢,计划新建250吨高炉2座(477m3)、30吨碱性平炉4座(后来又增设3座)、150吨混合炉1座(后来又增设3座)。在轧钢方面,新建1000mm初轧机1台、800mm钢轨及型钢轧机1台、800mm中板轧机1台,均由2台4000马力的大型蒸汽机驱动。1907~1908年,各种设备安装完毕。1908年,3号250吨高炉投产。随后30吨碱性炼钢平炉和3组轧机试车成功,投入正常生产。轧出了85磅重的钢轨。所生产的钢板和型材还用于铁路和其他兴建工程。1908年动工兴建后,盛世长年兼并汉阳钢铁厂、大冶铁矿、萍乡煤矿,成立汉冶坪厂矿股份有限公司,彻底转制为商业企业。
这家厂不仅是当时东亚最大的厂(当时日本只有八幡市有两座百吨级高炉),也算是世界上的特大钢厂。炼铁工程师颜恩启(字业植,东京帝国大学冶金系毕业)参与了高炉的建设和生产操作,并被任命为炼铁工段长(相当于厂长)。英国伯明翰大学冶金系毕业的陈廷济任汉阳钢铁厂炼铁科工程师。为整顿汉阳钢铁厂,吴建(英国谢菲尔德大学钢铁冶金系第一位中国博士生)被任命为汉阳钢铁厂厂长(相当于厂长),炼钢科长等其他人员被任命为炼钢科长。主任为杨卓(北洋大学冶金系毕业),轧钢科长为翁德銮(上海南洋大学机械系毕业)。
汉阳钢铁厂投产后不久,第一次世界大战爆发,钢价飞涨,对工厂的发展极为有利,也是我国炼铁业发展的繁荣时期。1913年,汉冶平公司向日本借款1500万元(银币),除偿还旧债外,其余资金用于在大冶建造两座450吨大高炉(容积650~700m3),在当时是世界一流的大型高炉。高炉由日本顾问工程师大岛道太郎设计(在设计过程中,大岛道太郎独断专行,出现很多错误和问题,给高炉投产造成很大困难),由颜恩启负责建设和生产工作。原定于1919年建成投产,但因战乱、设备未能按时到货的影响,建设推迟(此高炉首次使用透平鼓风机)。1号高炉于1920年开工,1922年3月投产,陈廷济任汉阳铁厂炼铁部负责人,两厂四座高炉年生产能力可达50万吨。
除大冶建成的两座高炉外,我国在1914~1919年间还新建了10座高炉:汉口扬子钢铁厂100吨高炉和龙岩公司石景山250吨高炉,均由美国Bmarohall公司设计;上海浦东铁厂由德国工程师设计12吨、20吨高炉各1座(后来又增建10吨基本平炉2座及小型轧机厂1座);山西宝金公司在阳泉建成20吨高炉1座;新乡建成20吨高炉1座;东北中日合资本溪湖煤铁公司建成150吨高炉2座;鞍山钢铁厂新建300吨高炉2座。
1918年第一次世界大战结束后,钢价逐渐下跌,加上外资的激烈竞争,我国炼铁业已无利可图,上海、石景山、新乡三家工厂建成后均未生产,长江铁厂将生产的产品卖给六河沟煤矿公司,汉冶坪煤矿公司也因经营不善、无力偿还日债,于1925年被迫停产。1925年以后,国内唯一经营的铁厂,就是汉口六河沟铁厂的100吨高炉和山西阳泉铁厂的200吨高炉。六河沟钢铁厂依靠六河沟煤矿生产的焦炭和大冶廉价的铁矿石冶炼铸铁,陈廷济被聘为厂长兼总工程师,监督生产,直至抗战胜利。高炉拆除,迁至四川重庆轮渡钢厂。
总工程师陈廷济积极培养了几批第二代炼铁工程师。第一批有程亚庆、邓星虎、金树良、王佗舟,他们都是北洋大学早期矿冶系的毕业生。程、邓、王三人1931年离开工厂。第一批有刘刚、杨振固、徐道生和我。1934年,我和刘、徐三人出国留学。安朝俊、白银章、马彩娇等也来厂工作,直到抗战时期高炉拆除迁往重庆。这些炼铁工程师包括了抗战时期在四川、云南修建的一些小铁厂,如重庆中华实业公司和紫河钢铁厂的30吨高炉,紫树钢铁厂的5—15吨小高炉,云南钢铁厂的50吨高炉,以及四川各县的5吨左右的小高炉等。同时,解放区科技人员在极其艰苦的条件下,把阳泉的20吨高炉迁到长治。这些小铁厂虽然微不足道,但其炼铁技术却维持了几十年,对解放后一些钢厂的恢复起到了一定的作用。
尤其值得尊敬的是,我国第一代炼铁工程师陈廷吉,解放后年近七十高龄还在马鞍山从事炼铁工作,拄着拐杖每天到高炉指导工作,直至去世。他为炼铁事业拼搏一生的精神,值得我们年轻炼铁工人学习学习!
1931年东北沦陷后,东北炼铁业不断发展。1931年春,大学毕业前,我到东北本溪、鞍山工厂参观。本溪煤铁公司两座150吨高炉已扩建为180吨高炉。鞍山钢铁厂1926年赤铁矿焙烧磁选试验成功后,又建起一座500吨高炉,以及选矿、烧结、炼焦等设备。
九一八事变后,鞍山钢铁厂改为昭和制钢厂,1935年、1942年两次扩建,增加了6座大高炉(约900m3)和两个炼钢、轧钢系统。本溪煤钢公司1943年还在贡院建造了2座960m3高炉(未生产)。抗战后期,为掠夺中国生铁,除石景山1号高炉外,还有从日本搬来的2号高炉,并在马鞍山、唐山、宣化、天津等地建造并投入生产45座容量约80m3的小高炉。整个沦陷区的生铁产量1943年就达140万吨左右。
3.解放后炼铁工业的迅速发展
1949年全国解放后,我国钢铁工业走上了康庄大道。尽管37年来,受到“大跃进”的干扰和十年动乱的破坏,但我国钢铁工业仍然实现了快速发展,取得了巨大的成就。前期,全国集中力量恢复、扩建鞍钢,还恢复了本溪、大连、抚顺、北京、天津、唐山、太原、上海、马鞍山等钢厂的生产。一五计划钢产量大幅度增长。二五期间,新建了武钢、包钢两大钢铁公司,各省市又新建了20多座中型高炉和一大批小型高炉。60年代新建攀钢,70年代开始兴建宝山钢铁厂。
中国现在共有高炉394座,总容量约8万m3,年产铁4000多万吨,居世界第四位。同时,30年来,又培养了300万人的劳动队伍,担负起高炉的重任。70年代,我们设计、建造了3座容量2000m3以上的高炉,现在又建造了4063m3高炉,掌握了特大型高炉的操作,为提高铁产量,正在筹划设计、建造1200~4063m3高炉十余座,中小型高炉也在迅速发展。
在炼铁科学技术方面,除大量采用国外先进技术外,我国炼铁科学家还做出了许多发明创造,其中最突出的是创造了攀枝花高铁钒钛磁铁矿高炉冶炼工艺,解决了我国炼铁技术落后、冶炼难度大、冶炼成本高等问题,首钢经过系统的研究和试验,发明了顶燃式热风炉,创造了高炉大量喷吹煤粉节省焦炭的新工艺,引起了世界炼铁界的高度重视和重视。
四、结论
我从事钢铁行业55年了,解放前在旧社会呆了17年,亲眼目睹了钢铁工业薄弱不堪的惨状挥之不去,解放后又亲自参与了钢铁工业的恢复、建设和科技工作37年,深刻体会到了社会主义制度的优越性。短短三十余年,我国钢铁工业取得了如此辉煌的成绩!
放眼未来,我们正向着本世纪末钢产量8000万吨的宏伟目标迈进,生铁产量也要求达到7000万吨以上,炼铁业的发展真是前途无量啊!虽然我已年过八旬,但我还有更勇敢的一面,将为祖国钢铁事业的发展继续努力奋斗一生!

[明] 宋应星《天工开物图》炼铁图
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