新材料

撑起中国式现代化的工业脊梁

同学们好,当我们谈论中国式现代化时,我们谈论的是什么?是飞驰的高铁,是巍峨的跨海大桥,是翱翔的战机,是每个人手机里那块方寸间的芯片。但这一切的根基,都离不开一种最基础、最硬核的材料——钢铁。从0.015毫米的“手撕钢”到航天用耐高温合金,中国钢铁支撑了“天宫”空间站、“嫦娥”探月、“蓝鲸一号”等重大工程,用硬核实力诠释了“钢铁脊梁”的时代内涵。

我叫青格勒吉日格乐,1998年从内蒙古考到北京科技大学,2005年硕士毕业后到首钢工作。在这二十多年时间里我见证了中国钢铁工业逐渐发展强大,成为具有重要影响力的钢铁大国。今天,和大家分享一下我和钢铁的故事。

一、钢铁产业是中国制造的坚硬脊梁

时间回到1949年新中国成立时,我国钢铁工业几乎处于瘫痪状态,钢产量只有区区15.8万吨,不到世界总产量的千分之一,甚至不够每家每户打一把菜刀,导致机械制造、铁路建设、国防军工都受到发展限制。今天,我们的钢铁产量雄踞世界第一,占全球产量的一半以上。从“缺铁少钢”到“世界第一”,这条路,我们筚路蓝缕地走了70多年。这背后,是几代人用汗水、智慧甚至生命接续铸就的钢铁精神。

(一)第一代钢铁人:挺起脊梁,从废墟中“刨”出希望

在新中国成立之初,百废待兴,东北的鞍钢是唯一的希望。但那时的鞍钢,一片凋敝,设备被拆走,图纸被焚毁。就在这片废墟上,涌现出了新中国第一代劳动模范——孟泰。他带领工人们,在零下30度的寒夜里,裹着补丁棉被蹲守高炉,手冻裂了就用胶布缠上接着修,为了攻克技术难关,他把铺盖卷搬进车间,和技术人员啃着窝窝头画图纸。他说“钢铁就是国家的骨头,我这把老骨头,得给他架住!”正是凭着这股“誓让高炉出铁水”的韧劲,鞍钢的高炉重新喷吐出炽热的铁水,为新中国的工业体系奠定了第一块基石。

1957年,长江南岸还是一片芦苇荡,那时我国高炉炼铁技术依赖苏联。苏联专家撤走后,武钢一号高炉建设陷入困境,逼得中国人只能靠自己。毕业于北洋大学冶金系的张寿荣当时29岁,临危受命。没有计算机、没有精密仪器,凭算盘、卡尺和一把火眼金睛,把“洋炉子”变成“中国炉”。仅用14个月便顺利出铁,开创国内大型高炉自主建设先河,不仅刷新了当时世界同类高炉建设纪录,更在新中国的工业版图上,用滚烫的铁水浇铸出第一代钢铁人“自力更生、敢打必胜”的精神坐标。

(二)第二代钢铁人:改革开放,在质疑中“创”出奇迹

历史来到了1978年。改革开放的春风吹来,中国决定在上海建设一座当时投资最大、技术最新、难度最高的现代化钢厂——宝钢。总投资300亿元,相当于当年全国财政收入的三分之一,质疑声铺天盖地。

“能建成吗?能建好吗?”面对压力,以黎明为代表的建设者们立下军令状。他们大胆改革,用“倒计时”的方法,把工程进度表细化到每一天,甚至每一小时。当进度落后时,他们把问题直接登在《宝钢报》上,让全厂人都来监督、出主意。最终,他们实现了“工期确保、质量提高、投资不超”的奇迹,不仅让中国拥有了当时世界一流的钢厂,更重要的是,它引入了现代化管理和市场理念,为中国钢铁工业的腾飞按下了加速键。

(三)第三代钢铁人:新时代,在搬迁中“炼”出新生

时间回到21世纪,随着北京奥运会的举办和首都功能的调整,中国钢铁史上规模最大的一次搬迁开始了。拥有90年历史的首钢,整体搬离北京,在河北曹妃甸的荒滩上,开启了“二次创业”。这不是简单的“挪窝”,而是一次脱胎换骨的升级。从“山”到“海”,从“火”到“电”,我们印象里钢铁行业“钢花映红夜空、烟囱插破蓝天”的场景已经不复存在,成为了绿色、高效、智能的现代化钢城典范。我就是第三代钢铁人中的一员,给大高炉“改食谱”—把“黑”炼成“绿”,从“吨钢汗水”到“吨钢算力”,我们第三代钢铁人把绿色写进了KPI,我们用实践证明:中国式现代化的钢铁脊梁,不仅是硬度,更是“含绿量”。

同学们,从孟泰在废墟中“刨”出希望,到张寿荣在质疑中“创”出奇迹,再到新时代首钢人在搬迁中“炼”出新生,我们可以看到,钢铁精神的内核从未改变。它是一股永不服输、敢为人先、接续奋斗的力量。

二、为钢铁绿起来蹚出新路

记得刚毕业那年,总有人好心地劝我:“女孩子,别去‘傻大黑粗’的钢铁厂。”在他们眼里,钢铁就是火光四溅的高炉、呛鼻的粉尘、震耳的轰鸣和永远擦不完的汗水。可也正是那一年,我把安全帽的带子系紧,告诉自己:既然选择了钢铁,就要像它一样——经得起火炼,扛得起重压。二十年来,每一次实验失败、每一次数据偏差,都像炉膛里的一次回火,疼,却让钢更韧,也让我更有韧性。

(一)给大高炉“改食谱”——提高球团矿比例冶炼

真正的考验,来得比火红的铁水还滚烫。2016年,一纸“降碳军令状”摆在面前:要把5500m³高炉里的“黑面包”——高碳烧结矿,换成“绿苹果”——低碳球团矿,而且必须不减产、不增本。

钢铁是是污染物和碳排放高的行业,我国高炉炼铁采用的原料烧结矿比例70%以上,球团矿的比例不足20%。但生产球团矿过程的污染物和碳排放只有烧结工艺的三分之一。为了推进低碳炼铁,我们提出了要提高球团矿比例,降低烧结矿的思路方案。这看似简单的原料比例变化,改变的却是大型高炉炼铁的饮食结构,需要解决严重“消化不良”的问题,这不仅在国内是首次,国际上也没有太多经验可借鉴。

迎难而上,我拉起一支平均年龄32岁的突击队,把实验室搬到出铁平台,开始了一场向炉膛要绿色的硬仗。球团矿成分是酸性,形状为圆形,且使用过程容易滚动和还原膨胀,需要攻克诸多难题。我们做了很多的实验研究工作,常常干到灯火彻夜通明,即便如此,结果却并不理想。开始的多次工业化试生产都不成功,第一次生产出来的1万多吨球团矿全部废掉。我和团队赶紧分析原因,重新制定工业化生产方案,然后做了第二次,第三次实验,但还是不成功,因为每次工业试验会消耗很多原料和成本,也会影响正常的生产,所以我的压力非常大。当第三次和第四次工业化生产不成功的时候,有人就说要不就放弃吧,被浪费太多的人力物力,对生产影响太大了。可我却不甘心就这么放弃,经过4年多500多次的实验和优化后,我们终于攻克了球团矿体积膨胀,碱度低,质量差的各种问题,生产出了优质的球团矿。在5500m3大型高炉实现了球团矿应用比例达到55%,突破了球团矿比例难以超过20%的难题,改变了我国传统以烧结矿为主的炼铁炉料结构。这项技术为钢铁行业的技术进步和绿色发展提供了重要示范,我们也因此获得了2项冶金科学技术一等奖。当我捧起奖杯的那一刻,有一种说不出的幸福感,自豪感。

球团矿比例突破了,但是因为球团矿的发展面临资源不足,无法大规模应用的问题。我们团队几乎对所有不同种类和性能质量的铁矿石都进行了详细的研究,发现这些矿粉可以通过预处理、合理匹配及工艺和装备的创新后,可以用于球团矿的生产。我们研究出了一系列的复杂矿粉的应用技术方案,为球团工艺的发展奠定了重要基础,这项技术我们申请了国际发明专利,目前已经获得了澳大利亚,韩国、日本、印度等国家的授权。

(二)给尾气“捉碳”——钢铁煤气二氧化碳高效捕集技术攻关

当我们把炉料里的球团矿比例“顶”到55%,吨铁碳排放已很难再往下压。高炉像一头吃饱的巨兽,依旧大口吐着煤气——每燃烧1吨焦炭,就有1.6吨二氧化碳随之逸散。我抬头望着夜色里白茫茫的尾气,问自己:“敢不敢再往前一步?”

为了推进深度减碳,我们团队承担了开发钢铁厂煤气二氧化碳捕集及利用技术。我们以前学习和研究的都是传统的炼钢炼铁技术,第一次接触和开发新技术,不仅要重头学习,还要应对各种未知数。我们泡在实验室里翻文献,从化学反应机理到吸收材料的开发,从热力学计算到流体力学模拟,我们抓紧每一刻时间开展研究。新开发的技术要实现工程化应用,这是最难的,我们经过了两年多的摸索研究和开发,建成了工业化实验装置,但运行过程接连出现的问题,一次次打磨我们的意志力,要么脱碳率低,要么吸收材料失活,要么设备故障。有一次凌晨1点,装置的加热温度突然升高,导致压力上升,情况紧急,我和团队同事在零下近二十度的寒夜里排查原因,调整设备。

就这样经过一年的时间,三百六十多个昼夜,脱碳率从40% 爬到90%,吸收剂寿命从200小时延长到3000小时。当曲线最终稳稳停在99.9%的那一刻,整个装置区爆发出欢呼,像孩子一样,整个团队都跳了起来,那些熬红的双眼、磨破的手套、写废的方案,都在这一刻有了最明亮的答案。

我分享的这两个技术突破的案例,只是我们20多年工作的缩影和日常。回望来路,最珍贵的不是最终的成功,而是在无数次“此路不通”后依然选择“再试一次”的坚持,这也是我理解并践行的钢铁精神,是中国传统文化中“百炼成钢”“愚公移山”的精神延续。从高炉炼铁的火光到轧机轰鸣的旋律,我们的每一项工艺优化,每一项产品开发,都在为大国重器的锻造夯实基础,在为制造强国的蓝图增添钢骨。正是这份将个人奋斗融入国家需求的担当,让我深深体会到,只有把个人成长的坐标与国家事业的脉络同频共振,平凡岗位上也能发光发热,实现我们的人生价值。


三、续写钢铁强国新篇章

同学们,当全球制造业的号角转向高端、绿色、智能的新战场,钢铁——这位工业“老将”——再次披挂上阵,却换了崭新的铠甲:更轻、更强、更绿、更智慧。我们正在研发更高强度、更轻量化的高品质钢铁材料,以满足汽车、航空航天、新能源等领域需求,同时探索氢冶金、电炉短流程、碳捕集利用等低碳冶炼技术,推动行业绿色转型。

2022年,习近平总书记给北京科技大学老教授回信,指出“民族复兴迫切需要培养造就一大批德才兼备的人才,培养更多听党话、跟党走、有理想、有本领、具有为国奉献钢筋铁骨的高素质人才,促进钢铁产业创新发展、绿色低碳发展,为铸就科技强国、制造强国的钢铁脊梁做出新的更大的贡献”。作为一名北科大的校友,看到总书记的回信,我深受鼓舞和振奋。

今天,我讲述了自己的钢铁故事,也分享了前辈们、同行们那些感人至深的奋斗经历,薪火相传的钢铁精神与不懈奋斗,推动着我国钢铁事业从无到有、从小到大、从弱到强,从跟随者变为领跑者,为祖国的现代化建设撑起了坚不可摧的钢铁脊梁!

同学们,别再把钢铁想象成老电影里的蒸汽朋克——它其实是我们手里的“乐高”:可以拼成跑车、火箭、海上风电,也能拼成元宇宙的基站外壳。只要你们敢把创意往里装,这块“乐高”就能无限续写剧情。前辈们把钢铁炼成了国家的脊梁,现在,我们把脊梁接上AI、氢能、碳交易的“外骨骼”,让它一路冲刺。

同学们,无论你们选择哪一条赛道,请把钢铁精神装进行囊——敢于把青春淬火成钢,再焊接到祖国最需要的地方。祝心中有火,眼里有光,脚下有路,凯歌向前!