我亲历了我国电磁纯铁的初始冶炼与研发
2024-10-01 00:00:00
文史月刊 2024年9期
纯铁是太钢的“拳头”产品，从1954年到2004年，太钢已有半个世纪的纯铁制造历史，积累了丰富的经验，形成了一套完整独特的生产工艺。我们的纯铁产品国内供应量约占全国总量的九成，用太钢电磁纯铁制造的产品行销海内外，赢得赞誉。
纯铁按用途分为电磁纯铁、电子管纯铁和原料纯铁。电磁纯铁是一种含铁量在99.5%以上的特殊优质钢，产品残余元素含量极低、纯净度高，因此拥有质地软、韧性强、易加工、电磁性能优异等显著特点。它主要被用作仪表中磁性元件和磁屏蔽材料、电器设备中的继电器、自动领航仪等磁性件。随着科技发展，在电器、电讯、电子、航空、航天等国计民生领域和国防事业中得到了广泛应用。
由于“三座大山”的压榨，旧中国工业极其落后，特殊钢生产根本无从谈起。
1949年，新中国诞生，中国共产党领导中国人民医治战争创伤、振兴国民经济。然而，树欲静而风不止。1950年，朝鲜内战爆发，美帝国主义武装干涉朝鲜内政，悍然把战火燃烧到了我国边境鸭绿江边，妄图把我们新生的人民共和国扼杀在摇篮中。面对帝国主义军事上威胁、经济上封锁，全国人民紧紧团结在中国共产党周围，同仇敌忾、众志成城、抗美援朝、保家卫国，把高昂的爱国热情投入到了轰轰烈烈的经济建设之中。
这时，国家对钢铁，尤其是特殊钢材（包括纯铁）的需求极为迫切，电炉炼钢由于其具有可按所炼钢种灵活调整的独特优势，成为国家发展特殊钢工业的首选。在这种大背景下，全国第一次钢铁会议把太钢列为国家基本建设重点，决定在太钢建立以冶炼和锻造特殊钢为主的电炉炼钢部。
中华人民共和国成立初期，百废待兴，那是一个火红的年代，也是电炉炼钢部白手起家艰苦创业的岁月。1952年太钢电炉投产时，只有两台3吨电弧炉：一台是从青岛纺织机器厂拆除调入的闲置电炉；另一台是新中国成立前曾经想在石景山钢铁厂安装却没有安装、只有炉壳却找不到变压器的炉子，新中国成立后，人们在库房杂货堆中寻找到变压器才安装起来。1954年我们又从唐钢调来两台二手8吨电炉。
那时我们面临设备简陋、工人的操作繁琐、劳动强度大、员工文化技术程度又普遍偏低的难题；我们要排除高温、煤烟、粉尘、噪音等有害环境因素造成的困扰；我们还要担负起老厂改造（电炉扩容、提升机械化水平、改善环境等）、新技术新工艺的研究推广、新产品试制研发和企业管理等繁重的工作任务。
特别应当提到的是，这期间，一些与我们并肩工作、朝夕相处的老同事、老领导、优秀的中国共产党员，为了实现特殊钢富国强兵的理想、为了中国早日制造出优质的电磁纯铁，他们兢兢业业、呕心沥血、积劳成疾、英年早逝。中国特殊钢史留下了他们的足迹，铭刻了他们非凡的业绩。
我毕业于国立唐山交通大学冶金系。1949年3月，上海解放前夕，我在交大（当时唐山交大被迫南迁上海），由两名中共地下党员（闫涛、胡竞嵘）介绍，加入了中国新民主主义青年联盟。我在中共上海地下党领导的“反饥饿、反内战、反独裁”的“第二条战线”斗争中，经受了风雨的考验。
1951年，我被分配到正在筹建中的太钢电炉炼钢部。组织上非常重视我们这些年轻科技人员的教育、锻炼、使用和培养。1952年我光荣地加入中国共产党。我从实习技术员做起，后来任电炉炼钢部值班主任、生产副主任。1956年，电炉炼钢部更名为太钢第三炼钢厂，我担任生产副厂长兼主任工程师，“文革”期间我被当作“白专道路的典型”，被揪斗、下放劳动。重新工作后，我任太钢科技处副处长兼太钢“两板一片”办公室主任，该办公室具体负责打通电炉→AOD炉→开坯→炉卷热轧→冷轧成材不锈钢特殊钢生产线。为了抢回十年造成的损失，我虽已年过半百，却不分白天夜晚坚守生产一线，发现问题，及时解决。
我在太钢一线工作30年，在山西冶金科技战线奋斗半个世纪，亲身经历了在中国共产党领导下，我国电磁纯铁从无到有、从初始试炼纯铁（初始试炼阶段，电磁纯铁一般简称“纯铁”）到研发电磁纯铁，亲眼见证了把太钢一个年产钢万吨的普钢厂改造成为具有国际竞争力的全国大型不锈钢特殊钢联合集团、成为全国电磁纯铁主要生产基地的巨变过程。
“中国人民有志气、有能力，一定要在不远的将来，赶上或超过世界先进水平。”伟大领袖毛主席高瞻远瞩的预言，今天已经成了事实。
1954年以前，国内使用纯铁全靠进口。显然，依赖进口远远无法满足国家发展需要。人要自立、国要自强。为国家造纯铁，有条件要上，没有条件创造条件也要上！我们开始寻找生产纯铁的切入点和突破口。
最先给我们提出纯铁需求的单位是北京的七七四厂，该厂用纯铁制作真空管覆镍铁片，用户提出了三个含碳量在0.025%之下的苏联钢号成分。在1954年，国内要想炼出含碳量如此低的钢种，是件很困难的事情。
电炉炼钢部第一任主任是炼钢专家王国钧同志，他率先提出，镇静钢容易在还原期增碳，沸腾钢在钢水包内继续沸腾，不会增碳。他领导我们团队，在苏联专家的帮助下，参照苏联标准和工艺方法，打破惯例，在电炉冶炼沸腾钢。由于没有还原期，电炉炉底改用卤水镁砂打结，防止增碳。用这个方法，试制了我国第一炉工业纯铁。但在开坯、加热、锻造工艺中，钢锭产生了“龟裂”，其原因是钢锭的坚壳带太薄和热加工终轧温度低。大家依靠科技，集思广益，采取了特殊的热加工轧制工艺，终于成功制造出第一批国产纯铁，供给了用户。
北京的七三八厂大量生产继电器。为了减轻国家的外汇负担，他们希望能用国内生产的纯铁作为原料。据此，冶金部给太钢下达了试制电磁纯铁的任务。
该任务要求纯铁具有电磁性能、低倍组织。初次试验，由于纯铁的电磁时效（就是过一段时间，电磁性能会变差）问题，导致了部分电磁部件报废，我们的试制遭受挫败。
我们认真汲取教训，土法上马、中外结合，根据用户要求和国内情况，在实践中对苏联技术探索改进。
由于大部分苏联工艺属于沸腾纯铁，沸腾钢含氮高，纯铁易出现电磁时效问题。我们改用镇静钢做试验，为了防止电炉还原期增碳，我们用高铝砖代替焦油镁砂护墙，用卤水镁砂打炉底代替焦油镁砂打炉底。我们根据冶炼子弹钢用铝脱氧代替沸腾钢含硅量低的经验，将含铝量加大到0.1%以上，防止了纯铁磁时效的产生，但钢锭的含碳量偏高，我们采用在成品上退火脱碳的办法，使纯铁含碳量降到了标准的要求。
1958年2月26日，中共中央副主席、全国人大常委会委员长刘少奇同志亲临电炉炼钢车间视察。
按照太钢党委书记李晓林同志安排，我随领导一起陪同少奇同志炉前视察、介绍电炉生产情况。
刘少奇同志仔细询问了生产情况。我汇报说：“我们采用了氧气炼钢和真空处理新技术，炼出了铬镍不锈钢、硅钢和纯铁等一批特殊钢品种，填补了国内的空白。试炼纯铁，我们在借鉴苏联技术标准和纯铁工艺基础上，改用镇静钢用铝脱氧，防止产生磁时效，提高了纯铁质量。”
刘少奇同志鼓励我们：“要大胆实践，前人没有想的、外国人没有想的，我们要想；前人没有干的、外国人没有干的，我们要干。我们要走自己工业发展之路！”
刘少奇同志指出：“要千方百计满足国家建设要求。要结合我国丰富的资源特点，创造中国的特殊钢系统。”
刘少奇同志勉励我向工人群众学习，深入实际参加操作，掌握第一手资料。
刘少奇同志说：“搞工业建设需要有懂技术的专业人才，专业人才既要有理论，又要懂实践。只有把书本知识与生产实践相结合，才能转化为物质力量，发挥作用。”
刘少奇同志以无产阶级革命家的雄伟气魄和远见卓识，为我们指明了前进的方向，成为我们战胜任何艰难险阻勇往直前的强大力量。
我们用自己生产的电磁纯铁元器件，与进口材料和进口设备上的元器件进行质量比对和改良，以实现国外先进纯铁技术在我们国家内部的消化、移植和吸收。
1960年秋，冶金部在重庆特殊钢厂召开全国八大特钢（即抚顺钢厂、本溪钢厂、大连钢厂、北满特钢、大冶特钢、重庆特钢、上钢五厂、太钢三钢）厂际竞赛经验交流会。会前通知，会上除对各厂的主要技术经济指标进行评比交流外，还要求各厂都要在重庆特殊钢厂电炉冶炼一炉最近国家下达安排的新钢种。
太钢决定由三钢厂组队参加，给全国代表试炼一炉含碳量小于0.04%的纯铁，厂里派我和厂工会主席马文带队，包括技术、管理干部和生产工人20余人。
出发前，厂领导与赴重庆特殊钢厂代表队成员（炉前工人三班倒，为了不影响生产，当班赴重特的同志未能参加）进行了座谈。同志们认为，这是一次与全国同行交流学习的好机会。厂党政工团预祝纯铁冶炼表演马到成功！
我们委托炼钢炉长高振海负责冶炼指挥，经过大家选料、配料、装料和强化脱硫、脱磷、铝脱氧、防止电极增碳等系列工作，精心组织、精心操作，纯铁成分和性能达到预期指标要求，汇报表演获得成功。与会同行专家根据冶炼过程中发现的问题，提出了许多建设性改进意见。
在总结仪式上，太钢代表队登台合唱《歌唱祖国》，激越的旋律、深邃的内涵、男声浑厚嘹亮的歌声，抒发了特殊钢生产者建设强大祖国、憧憬美好幸福生活的豪迈情怀，博得了全国各特殊钢厂参会代表的热烈掌声。
1963年，我们用电渣重熔和渣洗工艺，制造出无时效、无发纹的纯铁冷轧板。1964年，太钢开发了铝静、硅静无时效纯铁，牌号为“DT4”型，包括DT4、DT4A、DT4C、DT4E等牌号纯铁。DT4型系列纯铁，钢质纯净，性能良好，质量上符合用户要求，是我国电磁纯铁技术上的重大突破。自此开启了我国自主研发电磁纯铁的新征程。
1967年，一机部认定DT4E纯铁比DT2纯铁的磁时效变化小，退火工艺简单，遂改用镇静纯铁，“DT4”型纯铁得到新推广。1969年，太钢大电炉开始冶炼DT4。1973年太钢LD转炉也生产纯铁，太钢纯铁产量成倍增长，国内市场占有率达到85%以上。1975年，在大量访问用户基础上，审定纯铁新标准（YB200-75），实现了牌号序列化，“DT4”型作为先进牌号纳入标准。
1978年元旦期间（1977年12月31日至 1978年1月5日），国家科委在京召集冶金部和高能物理研究所开会，研究解决超低碳电磁纯铁板（高能加速器主磁铁芯材料）的试制问题。太钢派我和胡维庭同志赴会，会上传达了邓小平同志对加快我国高能物理实验中心和高能加速器建设的重要指示，冶金部陆达副部长指出，超低碳电磁纯铁板的试制，是党中央交给我们冶金系统的光荣任务。他要求由太钢冶炼、武钢轧板，大力协同完成任务。该任务被称作国家“87”工程用超低碳电磁纯铁板任务。我与胡维庭同志深感任务艰巨、责任重大。我们像出征疆场的战士那样，在北京庄重地代表太钢接受了任务。
在公司的领导下、在总工程师王国钧同志率领下，我们对标美国标准局纯铁标准试样、对标美国ARMCO纯铁化学成分标准试样，运用以往用铝脱氧冶炼纯铁和冷轧硅钢通氢脱碳的经验，悉心钻研、昼夜鏖战。
胡维庭同志，担任太钢“87”工程用超低碳电磁纯铁板课题负责人。白天，他负责现场试制，严把工序质量关；夜晚，他查阅中外技术资料、研究改进试制方案，埋头苦干、一丝不苟，忘我工作近乎“痴迷”。他三句话不离纯铁，睡觉成了他最大的“奢侈”，被同事们亲切地誉为“胡纯铁”。当时，太钢流行这样一个顺口溜：
大庆有个王铁人，太钢有个胡纯铁，
石油滚滚钻井采，炉火熊熊纯铁来。
采用太钢的超低碳纯铁板，满足了高能加速器对纯铁材料的要求。事后得到高能加速研究所反馈回来的信息：用我们纯铁材料制作的铁芯，较之一些发达国家进口的铁芯，更有独到之处；太钢研制的超低碳纯铁板，磁性稳定，经当时西欧中心检测：优于美国ARMCO纯铁的性能。该超低碳纯铁板1979年荣获山西省科技成果一等奖，1981年太钢超低碳纯铁（DTOO）获国家科技成果四等奖。
1978年，太钢开展了产品质量创优活动。其中，超低碳电磁纯铁板的质量创优，是冶金部、省市委都十分关注的热点。这年9月，正逢太钢的“质量月”，时任中共山西省委书记王克文同志莅临太钢调研，他首先深入炉前视察了工序质量控制点，与一线工人交谈，随后观看太钢产品质量展览。我作为太钢“两板一片”办公室主任，向王克文同志介绍了太钢超低碳电磁纯铁板的质量创优情况，王克文同志对太钢质量创优工作，予以了充分肯定。
1979年，太钢重新大规模走访用户，颁布《电磁纯铁产品工艺规范》。是年，太钢电磁纯铁获国家银质奖。
1980年，应邮电用户要求，太钢试制出高精度纯铁薄板100吨，交付邮电部代替部分进口。检验结果，该产品的精度超过国际标准（日本JISC2405-79）。1981年，我们开展薄规格、高牌号冷轧板的研制，满足了军工生产需要。1982年，太91f90b6f9f7e2f4a1af90c3fd03ae0d83ecc4735283974604703d4bda4630d19钢《电磁纯铁产品说明书》和《超精度冷轧板供货技术条件》亮相。1983年，冶炼纯铁在浇注中采用膨胀发热剂，解决了钢锭中心增碳问题；冷轧改善退火工艺、增大了平整量，太钢为国家航天事业用料提供了高性能电磁纯铁冷轧薄板，受到用户好评。1984年，电磁纯铁冷轧薄板，获国家金质奖。
事实再次印证了邓小平同志“科学技术是第一生产力”的科学论断，再次印证了发表在1977年全国科学大会前夕叶剑英元帅脍炙人口的著名诗句：
攻城不怕坚，攻书莫畏难。
科学有险阻，苦战能过关。
“8312”工程，即北京正负电子对撞机国家实验室，是党中央书记处批准主抓的国家重点工程。1984年10月，国家在北京召开了关于“8312”工程用料订货会议。会议要求太钢承担对撞机用电磁纯铁中厚板的生产任务，并圈定了技术条件和尺寸规格。
制造电子对撞机用电磁纯铁中厚板钢材，在我们太钢没有先例，在我们国家是个空白。这种中厚板钢材，由于受太钢设备技术条件所限，只能在二辊轧机上轧制，而且用人工测量，公差难以保证；钢材厚重且短促，板型不易控制。这些对太钢人来说，都是全新的挑战。我们大胆革新、反复试验，摸索出了一套最佳轧制工艺即采用斜轧、交叉轧和局部平整的措施，获得了令人满意的板型和磁性检验效果，达到了北京正负电子对撞机的材料要求，圆满完成了党和国家交给的任务。1991年，太钢参与的北京正负电子对撞机特殊规格纯铁项目获国家技术进步特等奖。
1984年10月7日，北京正负电子对撞机工程在北京玉泉山路高能物理研究所破土动工，邓小平等党和国家领导同志亲自为该工程培土奠基，充分体现了党中央、国务院、中央军委对高能物理研究事业和“8312”工程的高度重视。
我们这一代，寸草春晖、报效祖国，幸运地登上了党和国家搭建的创业平台。我们为能亲身经历祖国电磁纯铁的初始冶炼与研发、为能给国家高能加速器用料和北京正负电子对撞机用料贡献出一份力量，感到无比骄傲和自豪！我们青春无悔、人生无憾！
