《科技创新与品牌》杂志社人物

逐梦而行 无问西东

叶恒棣,教授级高级工程师,享受国务院特殊津贴,中冶长天国际工程有限责任公司(以下简称中冶长天)副总经理、总工程师,兼任国家烧结球团装备系统工程技术研究中心主任、烟气多污染物协同治理及资源化湖南省重点实验室主任等。

从1957年到2020年,在滚滚的时代洪流中,中冶长天从最初的传统黑色金属矿山设计院,发展成了如今享誉全球的冶金工程建设总承包商、技术装备集成制造供应商和工程运营管理服务商,成为冶金铁前领域国内一流、世界知名企业。

叶恒棣经历了中冶长天63年发展历程中最浓墨重彩的近40年,他本人也从一名一线设计人员成长为行业知名专家、国家杰出工程师。几十年如一日,他执着扎根热爱的钢铁冶金事业,不仅对中冶长天发展功不可没,更为推动我国铁前领域整体技术从粗放落后走向国际先进做出了重大贡献。

初生牛犊,勇挑重担露峥嵘


1984年,举国上下一派春潮涌动。叶恒棣从东北大学机械制造专业毕业,被分配到冶金部长沙黑色冶金矿山设计研究院(中冶长天前身)机械分院做设计。他满怀热情,一门心思投入工作中,迅速掌握了第一手专业技术。分院领导对这个年轻人刮目相看,认为他“能吃苦,肯动脑,是个可造之材”。

当时恰逢我国钢铁工业蓬勃发展,各地都在学习宝钢先进工艺技术。中冶长天也已完成对整个烧结流程核心技术及装备的消化移植,唯独行业公认难题“冷烧结矿整粒用振动筛”没有攻克。

当时引进之风盛行,但分院坚持认为得走自己的路,成立了三人小组进行专项攻关,组长正是叶恒棣。

这项技术在国内当时尚属空白,没有师傅引路,没有资料可查,叶恒棣想方设法自己琢磨,并带着两位成员走遍了全国各地各行各业,考察相关行业类似设备,大到装备外观结构,小到尺寸数据,观摩、借鉴、总结,很快形成了一份沉甸甸的“筛子数据库”。他又返回母校重新投入振动机械专家闻邦椿教授(现中国工程院院士)门下勤奋学习,誓要研发出拥有完全自主知识产权的振动筛。但万事开头难,他设计的第一代振动筛试运行时并不顺利。

当时,中冶长天还没有自己的装备制造厂 ,委托的制造厂擅自修改了其中一项核心工艺,在振动筛应用到攀钢项目时,放置振动筛的整栋厂房都有极其强烈的震感,没人敢冒险上去调试。      

强烈的使命感在他内心激荡,他对同伴说:“我是设计者,我有责任和义务把它调试好,哪怕是楼垮了,也要调试到最后一秒!”无数次爬高爬低,无数次调试检修,振动过大问题终于得到有效解决。

1993年,武钢准备在三烧结改造一台三级振动筛。此前这台振动筛已更新了五代,使用寿命最长不超过5个月。叶恒棣主动向分院请缨,“这个难题我可以解决!”——自告奋勇,一是想让自己的振动筛经受更多考验,二是因为有一定经验积累。分院领导对叶恒棣高度信任,当即拍板。

吸取攀钢项目教训,这一次,叶恒棣只身来到洛阳设备制造厂整整驻守6个月,紧盯制造的每一个环节和流程,确保不出差池。功夫不负有心人,振动筛交付武钢后运行特别顺利。叶恒棣也凭借这一项目在业内声名鹊起,被冠以“叶筛子”的美誉。

叶恒棣信心更足了,他进一步总结经验,优化设计,提出了新的技术理论,并成功研发出中冶长天历史上首个专利技术——“三轴驱动椭圆等厚振动筛”。

往后十年里,这项装备技术被整个钢铁冶金烧结行业广泛应用,市场占有率一度达到85%以上,并荣获“冶金科学技术二等奖”,极大地推动了我国振动机械理论和装备技术的进步。


驰而不息,冶金装备再攻坚


振动筛成功应用,各种荣誉纷至沓来。同时,叶恒棣的管理能力也得到了充分认可。2003年,他被提拔为中冶长天机械分院院长,2006年,被任命为中冶长天副总经理,主管科技研发和装备制造。

站上更高的平台,他对科技创新初心未改,持续提升中冶长天乃至整个行业技术发展水平的使命愈发强烈。他将目标瞄准了烧结工序流程里的主机装备——烧结机和环冷机。

他认为,我国烧结工艺装备还存在着单机产量低、返矿率高、能耗高等行业共性难题。解决这一问题关键是使用大型化厚料层烧结技术。一方面,提高料层厚度,将直接带来抽风阻力大、漏风率高、负压大等问题,这就需要有先进的布料技术、料层透气性技术、密封技术来做支撑。另一方面,通过烧结机大型化,才更有利于提高烧结矿产量和质量,降低整体能耗。这是一个系统工程,需要统筹谋划,逐个击破,最终形成合力。

厚积薄发,方能水到渠成。十几年间,他带领团队一心扎进烧结机和环冷机等核心装备技术的创新提升,完成了理论研究、工艺开发、装备研制、工业化试验、产业化和工程化应用,开发了大型化厚料层烧结技术等,研制了高效节能型厚料层大型烧结机、高效液密封环冷机、余热梯级耦合循环利用及直联炉罩式余热锅炉等核心装备,形成了具有完全自主知识产权的先进的烧结球团技术体系、装备体系和标准体系。将我国烧结料层的厚度从最初的300毫米提高到目前的900~1000毫米;烧结机规模从135平米扩大到660平米,且具备720平米设计能力;烧结机台车拓宽至5.5米到6米;开发的节能环保烧结机漏风率小于20%,开发的节能环保型液密封环冷机漏风率小于5%,均居国际领先水平;助力我国烧结工序能耗从2000年的约70千克标煤/吨降至45千克标煤/吨以下。其中节能环保型液密封环冷机荣获国家专利金奖,高效节能环保烧结球团技术及装备的研发与应用获国家科技进步二等奖。

2008年,中冶长天自主研发设计的烧结机出口到钢铁强国——日本。在住友金属和歌山制铁所的投产验收中,中冶长天烧结机漏风率仅为16.8%,刷新该指标世界最好水平,收获以严苛著称的日本业主的感谢状。他和他的团队用行动超越了梦想,改变了我国钢铁工业以往核心设备依靠进口、自行研发设备只能内销的历史,让中国钢铁从此在世界钢铁版图上站上了一个崭新而亮眼的坐标。


十年磨剑,烟气治理树典范

钢铁冶金工业是我国工业化重要支柱,规模大、产能高。但同时也对生态环境造成压力。进入21世纪,国家和社会发展对生态环境提出了更高要求。要实现钢铁行业的可持续发展,必须加快推进环保升级。

众所周知,钢铁工业是烟气排放大户,而烧结工序的污染负荷占整个流程45%。解决了烧结工序的烟气治理问题,就解决了钢铁工业节能减排和污染控制的重点难题。

围绕于此,在叶恒棣带领下,中冶长天团队在摸索过湿法、半干法等脱硫技术后,发现不管哪一种技术都难以实现烧结烟气多污染物的协同治理并实现副产物资源化。

2006年,中冶长天成立专门的脱硫项目研发部,致力于攻克多污染物协同治理这一世界性难题。2011年,中冶长天联合清华大学、宝钢、湘钢成功申报863课题,专攻“工业炉窑烟气排放控制技术”研究。叶恒棣提出源头、过程控制与末端治理相结合的整体思路,集中优势资源主持研发烧结烟气循环技术、活性炭烟气净化技术及多污染物协同治理并资源化利用技术与装备。

他和团队先后开展实验室研究和小试,完成脱硫脱硝脱二英的机理研究、催化剂的研究以及工艺流程的研究,获重大理论突破。在此基础上,2014年,他带领团队联合宝钢建立烟气处理量为30000立方米/时的半工业化中试实验装置。经过一年多努力取得大量可靠运行数据,确定了系统参数,工艺流程、设备结构方案及关键材质,为工程化应用积累了宝贵数据及经验。

也是2014年,宝钢启动湛江钢铁新基地的建设,确定建设世界一流绿色钢厂,实施最严苛的环保标准。针对烧结烟气治理难题,宝钢湛江决定采用中冶长天的活性炭法烟气净化技术。消息一出即引来争议。

顶着常人难以承受的压力,叶恒棣责无旁贷担任项目负责人。他在现场一待就是几个月,起早贪黑带领团队反复推敲设计,不断创新优化;核心设备不断试制、试验、完善;现场精确安装始终精益求精,确保万无一失。

2015年10月5日,项目投产前夕,湛江突遭建国以来登陆我国陆地最强台风“彩虹”的袭击。当天现场许多建筑物倒了,树被连根拔出。面对怒吼着的台风,心里惦念着苦心钻研十余年的还未安装完成的活性炭烟气净化装置,叶恒棣再也坐不住了,风力还有五六级,他不顾劝阻向现场逆行。等他心情极为复杂地赶到现场,却震惊了。在一片狼藉中,这套净化装置竟然岿然不动,巍然矗立!

2015年12月,一期工程顺利投产。几个月的稳定运行和性能考核证明,这项技术装置各项排放指标达到国际领先水平,不仅实现了多污染物的协同治理,还实现了资源高效利用,且综合投资仅为国外同类装置60%。

叶恒棣带领中冶长天团队向全社会证明:中国人自主研发的活性炭烧结烟气多污染物协同治理技术是成功的!宝钢当初的决策是完全正确的!

项目成功实现了我国工业烟气治理技术和装备的重大突破和产业升级。随后,宝钢本部三烧、一二烧结整合大修改造以及武钢四烧等工程先后上马了活性炭烟气净化装置。2016年11月,首套组合式双级活性炭多污染协同高效净化装置在宝钢一二烧结整合大修改造项目中投产并运行稳定,其出口污染物浓度二氧化硫、氮氧化物、粉尘均达到国家超低排放标准。

星星之火成燎原之势。目前,该技术已广泛应用于安钢、武钢、永洋等钢铁公司,并被列入工信部“国家鼓励发展的重大环保技术装备目录”,位列大气防治类首位,还被推介为我国钢铁超低排放首选技术,获冶金科学技术一等奖,为我国钢铁行业超低排放奠定了技术和装备基础,为打赢蓝天保卫战做出了杰出贡献。


不忘初心,科研平台铸强基


“科技创新除了要实实在在地深耕在科研与生产一线外,还要想方设法建立高质量的科研体系、科研平台来造福后来人,形成源源不断的科技生命力。”这是叶恒棣作为行业领军人和中冶长天技术发展领路人的初心与使命。

自2003年开始,他积极筹划成果产业化及中试基地建设,并担任领导小组组长,克服重重困难,先后成立湖南中冶长天重工科技有限公司、湖南中冶长天节能环保技术有限公司。长天重工是中冶长天的科研中试基地、成果产业化基地,也是冶金行业内烧结、氧化球团、金属球团重大核心装备和环保装备的制备、集成和服务基地;长天能环专门从事余热余能利用、固体废物处理处置、大气污染防治、物理污染防治、污染修复等环境保护与资源再生利用工作。两家全资子公司带动中冶长天的科技成果产业化实现从无到有、从小到大发展。

2011年,为搭建国家级研发平台,他牵头负责,最终以企业类第一名的优异成绩,击败众多高校、研究所,获批组建国家烧结球团装备系统工程技术研究中心,成为我国钢铁烧结球团领域唯一一个国家中心的依托单位。

近年来在他的带领下,中冶长天已成功拥有3个国家级研发平台、3个省部级研发平台,并建成产业化基地和专业实验室6个,建立了产学研用高度融合的大科研平台,为持续进行技术创新和装备技术产业化提供了强有力支撑,也为我国冶金铁前技术发展打下了坚实基础。

逐梦而行,无问西东。三十余年,在一往无前的科技创新道路上,叶恒棣将全部身心无私奉献给了行业进步和企业发展。他甘于寂寞、执着求索,承常人所不能承受之压力,付出常人所难以付出之心力,为我国重大冶金技术装备和节能环保技术及装备的技术进步和国际竞争力的提升做出了突出贡献。

凡是过往,皆为序章。叶恒棣说,最值得期待的永远是下一站,最精彩的一天永远是明天。如今,他正带领着中冶长天产学研科研设计团队继续向着下一个目标挺进。                         责编/庞晓娟