我国钢铁脱硫研究的先驱——李公达
改进硫磺生产生产灰口生铁
硫磺是军火生产的主要原料,抗日战争初期,四川硫磺都是土法生产,硫回收率仅50%。为改进硫磺生产,李公达于1938年偕同技士刘树人等调查了四川硫磺生产情况,发现土法炼硫损失的主要原因在于蒸馏罐壁渗漏,随即设计建造了一座改良土窑进行试验,结果回收率提高到75%以上。
抗日战争前,重庆原有钢铁工业基础十分薄弱,炼铁设备均为土高炉,只能生产白口铁。1941年,李公达担任中国兴业公司炼铁厂厂长。该厂有30吨炼铁炉一座,1941年秋建成,年底开炉,他亲临现场指挥和调度,与工人一起昼夜奋战,高炉顺利出铁,直至1943年夏方停炉修理,连续生产达19个月之久,共生产高硅生铁8000余吨,产量质量均佳,当时在重庆地区颇负盛誉。当地很多炼铁厂如陵江铁厂、大昌铁厂等纷纷聘他前去指导,他都热情给予支持,遂兼任陵江铁厂工作,并为大昌铁厂改造了高炉。在指导一个铁厂的高炉开炉时,正当春节,他竟离家月余而无音信,置全家过年于不顾。
推行炼铁新技术和防治炉瘤
平津解放,李公达先后担任天津钢厂和石景山钢铁厂经理。石景山钢铁厂1号高炉恢复时,他大胆建议不经拆修即行复风,不仅加快了复工速度,而且节省了大量资金。天津钢厂平炉捣筑炉底,过去至少需一个星期以上,他和工人一起,只用一个昼夜就筑好了,而且不翻起,很耐用。
李公达任钢铁工业管理局生产技术处副处长期间,他不辞劳苦,常年奔走于各钢铁企业,热心指导各厂加强技术管理和积极推广新技术,如“原料管理”、“炉顶调剂”、“采用旋转炉顶”、“蒸汽鼓风”、以及“采用新型耐火材料”等。
他反复强调加强原料管理对高炉工作的重要性,在各厂推行原料混匀和粒度分级;同时,在有条件的工厂,大量生产优质自熔性烧结矿,增加入炉炉料的“熟料比”。他亲自参加石景山、本溪、太原、重庆等钢铁厂的大修工作,对各厂大修设计提出许多行之有效的意见,并指导各厂推广高炉快速大修先进技术和经验,采用机械化操作,使一般高炉大修时间从3个月以上缩短到30天左右,同时由于大修质量提高,也延长了高炉寿命。他十分重视延长高炉寿命,认为国内高炉寿命短,与施工质量、操作维护以及炉缸、炉底结构有关。在高炉冶炼方面,他提倡重点采用“高风温”、“高压炉顶”、“调节鼓风湿度”、“强化冶炼”等新技术和措施,为高炉增加产量,降低焦比起了重大作用。他还积极倡导“试验与推广喷吹燃料新技术”,并着重指出“喷吹煤粉试验有普遍推广以节约焦炭的重大意义”。他还认为,“使用廉价低纯度(88%左右)氧气是高炉增产最便宜的办法”,应“结合喷吹燃料试验,摸清这项新技术的效果”。实践证明他所倡导的这些技术思想和新技术,是完全符合我国国情的,是十分有远见的。
中华人民共和国成立初期,高炉“结瘤”事故频繁,对炼铁生产是极大的威胁。常常哪里有炉瘤事故发生,他就星夜奔赴到哪里。他通过指导各厂处理高炉“结瘤”问题,进行深入研究,提出许多行之有效的预防措施,如改进炉顶装料设备,改善炉料透气性、稳定送风制度等,并且在处理各厂“炉瘤”事故中,他结合具体情况,创造出“扒瘤”、“炸瘤”、“化瘤”等不同除瘤方法,形成了较完整的技术措施。为使我国“炉瘤”事故损失逐年减少作出很大贡献。
在下厂指导处理“炉瘤”事故中,他常常身先士卒,日以继夜地奋战在炉旁,深受广大工人、技术人员的敬佩。
为了表彰他对钢铁工业的重大贡献,1956年他出席了重工业部第一届先进生产者代表会议和全国先进生产者代表大会,受到党和国家领导人的接见。
开展脱硫和固体直接还原的研究
李公达早年留学美国时,在著名教授J·契普曼的指导下进行关于平炉炼钢去硫方面的研究。由于他的学术成就,曾获得美国学术团体SigmaXi等的“金钥匙”奖。李公达是国际上研究钢铁脱硫基础理论的先驱,他的研究成果曾多次被后人引用。但限于当时条件,他所用的材料欠纯,因而所得研究结果现已为后人研究的数据所代替,但他的典型研究方法仍为世人常用。
李公达回国后,特别是在任钢铁研究院炼铁研究室主任期间,又继续对高炉炉内和炉外脱硫进行了研究和探索。1958年,举国上下进行了一场全民大炼钢运动,为了提高小高炉生铁重量,在李的组织和领导下,1959年完成了四川合川钢铁厂炉外脱硫试验;1959~1960年,进行了铁水脱硫机理的研究;1960~1961年,进行了小高炉和化铁炉脱硫能力的研究。1964~1965年,为了解决攀枝花钒钛磁铁矿冶炼试验中铁水含硫高的问题,他领导了在承德钢铁厂进行的“炉外转鼓脱硫工艺”的研究和工业试验,在以石灰为脱硫剂的情况下,取得较好脱硫效果。
1960~1961年,针对我国焦煤资源相对贫乏,同时又需加速发展钢铁工业的实际需要,炼铁工作者的一项重要任务,就是要不断探索不用或少用焦炭作燃料的其他炼铁方法,于是展开了炼铁新工艺——直接还原的研究。李公达组织并直接领导了“回转窑直接还原与海绵铁的熔炼”研究和半工业试验。回转窑以煤作还原剂,原料为块矿或球团。试验中总结出的强化回转窑生产的若干技术措施,如“高充填率”、“较高还原温度”及“加强翻动”等,至今仍有指导意义。为了适应不同地区铁矿品位和能源资源特点,对直接还原产品——海绵铁的熔炼,分别采取电炉和化铁炉两种方案进行试验;前者生产的是钢,后者则为铁水。此外,为了汲取和借鉴国外的先进技术和工艺,他不顾身体病弱,在翻译大量外文杂志和书籍的基础上,主持编写了《国外直接还原方法》等技术资料。为了使直接还原工艺能够早日选定建厂,他又派出科技人员赴闽、浙、皖等地,详细考察资源情况;其后,对浙江等地的回转窑直接还原工业试验,给予了支持和指导。