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绝不能成为千古罪人
时间:2019-08-27| 编辑:周利勇|【

攀枝花钢铁基地诞生记

 

 李身钊

  前言

  2016年6月25日,攀枝花中国三线建设博物馆在四川省攀枝花揭牌。在馆内展品玻璃柜中摆放着一份原冶金部副部长、攀枝花特区党委第一书记、攀枝花工业基地建设指挥部总指挥、四川省原省委书记徐驰同志1987年撰写的《周总理领导我们建攀钢》手稿,其中详细介绍了毛泽东主席自1964年5月中央工作会议后短短几个月内,对攀枝花钢铁基地建设的一系列指示:

  “为了战备,要建设攀枝花钢铁基地。”

  “攀枝花不是有铁矿吗,为什么不建设钢铁厂?”

  “不建设钢铁厂,打起仗来怎么办?”

  “不建好攀枝花,我睡不好觉。”

  “建设攀枝花,要有紧迫感,这是和帝国主义争时间的问题。”

  “建不建攀枝花,不是钢铁厂问题,是战略问题。”

  “你们老是不动手建设攀枝花,我要骑着毛驴下西昌。”

  “没有资金吗?把我的稿费都拿出来!”

  “攀枝花建设要快,但不要潦草。”

  展柜中还摆放着一份1964年呈送毛主席、党中央的“中央收电” ,是关于攀枝花铁矿铁钛分离的科学实验工作情况的简报。简报的主要内容是:“掌握铁钛分离的冶炼技术,是关系西南钢铁工业基地建设快慢的一个重大问题。”

  原冶金部副部长高杨文在他的 《三线建设回顾》遗稿中说:“攀枝花钢铁厂能不能建设成功,首先取决于能不能在普通高炉内,把攀枝花钒钛磁铁矿炼出铁来。不突破这个难关,就谈不到建设钢铁厂 。”

  原国家计委副主任程子华是参与攀枝花钢铁基地建设的老领导,1987年在他写的《程子华回忆录》中有一段回忆,攀枝花钢铁厂确定建设后,毛主席提出这样一个问题:“攀枝花钢铁厂建设起来后,提不出钛,炼不出铁,后悔不后悔? ”毛主席自己回答说:“不后悔。”

  毛主席的担心不是没有道理的。周恩来总理和冶金部领导当时也是极为担心的。因为,1958年我国就准备用攀枝花钒钛磁铁矿在西昌建设钢铁厂,而且对攀枝花矿的高炉冶炼做过一定的科研工作。1962年3月24日,国家因经济困难,实行基本建设调整,西昌钢铁厂被通知下马停建。

  当时停建西昌钢铁厂的另一个重要原因是,用攀枝花矿高炉炼不出铁来。由此可知,掌握铁钛分离的冶炼技术成了攀枝花钢铁工业基地建设的一个桥头堡,非攻克不可。

  1958年~1962年

  西昌钢铁厂的建设和停顿

  关于攀枝花铁矿已知的最早记载,见于1912年出版的《盐边厅乡土志》,其中写道:“磁石(磁铁矿),亦名戏(吸)石,产白水江(即今金沙江)边,能戏(吸)金铁 。”

  抗战时期,一些地质工作者在攀枝花发现铁矿的露头,疑似为磁铁矿,并且介绍:“攀枝花矿露头甚佳,极易认识,本地人民亦知山上有矿……”他们对矿藏的储量进行过“估计”“推测”,但并无丰富的勘察材料做依据 。

  对于钢铁工业来说,要建设钢铁厂,矿产资源的储量、品位(TFe%)和厂区交通、水、电等方方面面有很多要求。尤其对铁矿资源的要求很严,“估计”“推测”“估算”的储矿量不能作为建钢铁厂的依据。它涉及兴建钢铁厂的规模和使用年限。

  1954年4月22日~28日,地质部在北京召开了全国第一次地质勘察工作会议。会后,地质部组织了近4000人的勘察队伍,对攀西地区进行地质普查。

  1958年,地质部向国家正式提交了《攀枝花钒钛磁铁矿计算报告书》,其中提到查明的“工业储量”为10亿吨。

  1958年3月9日~26日,中央工作会议在成都召开(简称“成都会议”)。时任冶金部部长王鹤寿在《钢铁工业的发展速度能否设想更快一些》发言中提到酒泉、攀枝花、韶关等钢铁厂的建设问题。毛主席批准了冶金部建设西昌钢铁厂的设想,攀枝花的开发由此提上了国家建设的日程。

  “成都会议”后,为了建设西昌钢铁厂,1958年7月14日,西南局第一书记李井泉、四川省委书记廖志高、冶金部副部长高扬文、铁道部副部长武竟天、四川省委工业部部长杨超等坐飞机到西昌、会理一带进行了考察。当时这一带经济十分落后,西昌连一个小机械厂也没有,老百姓生活也很艰苦。李井泉很感慨地说:“我们要下决心开发这里的铁矿,建钢铁厂和其他工业项目,发展这里的经济。”

  1958年8月15日,冶金部批准成立西昌钢铁公司,由冶金部直接领导。

  1958年8月19日四川省委批准,中共四川西昌工业区党委会和西昌工业区建设委员会成立,两委合署办公。

  1959年初,冶金部正式提出了《利用攀枝花地区铁矿建设钢铁厂的规划》;1月15日,国家经委批准西昌工业区建设。

  在此期间,冶金部和中国科学院责成研究单位,分别开展了攀枝花钒钛磁铁矿的选矿和冶炼研究。

  1958年,根据中苏合作项目计划,冶金部、地质部、中科院同志与前苏联列宁格勒选矿研究设计院潘切列夫(地质)、维什湼夫斯基(选矿)等专题组成采样小组,1958年10月赴兰家火山和朱家包包矿山共取得30余吨矿样,交中科院长沙矿冶研究所(后为冶金部长沙矿冶研究院)、冶金部北京选矿研究院与前苏联选矿和冶金研究单位进行攀枝花矿选矿、冶炼试验。

  当时,根据长沙矿冶研究院资料介绍,攀枝花矿区全区矿石的化学成分为:含铁31%~35%,含二氧化钛11%~12%,含五氧化二钒0.28%~0.34%。

  1959年~1963年国内陆续进行攀枝花矿区的选矿试验研究后,提出5份报告。1961年,前苏联的矿冶研究单位也送来2份试验报告。

  以上报告分别证明攀枝花钒钛磁铁矿原矿经选矿富集,只能获得含铁52%~55%、含二氧化钛12%~14%、含五氧化二钒0.5%~0.6%的铁精矿。

  当时,对选矿试验寄托的希望是将铁精矿中的二氧化钛含量降到8%以下,以便高炉冶炼时,高炉渣中二氧化钛含量不超过12%~16%。但是选矿试验结果明确告知,“只用机械选矿方法,无法满足炼铁要求的、含二氧化钛在8%以下的铁精矿”,其主要原因是磁铁矿物中赋存有网状结构的钛铁晶石连晶。

  为了千方百计降低铁精矿中二氧化钛含量,长沙院与北京院还进行了粒铁法和加钠盐还原磁选法等探索性试验研究,但结果均未成功。

  将铁精矿中二氧化钛含量降低到8%以下的愿望破灭后,炼铁被逼上梁山,要冶炼二氧化钛含量高达30%左右的钛渣。

  我国河北承德大庙地区早在20世纪30年代就发现有钒钛磁铁矿,后来曾遭日本侵略者掠夺采挖。1954年,新建的承德钢铁厂是国家“一五”计划时期前苏联援建的156项重点工程之一。他们曾经进行过承德大庙钒钛磁铁矿的高炉冶炼试验,该矿铁、钒含量高,钛含量低,高炉渣中二氧化钛含量在10%以下。

  攀枝花钒钛磁铁矿之所以被称为高钛型的钒钛磁铁矿,主要是是因为高炉冶炼攀枝花矿时,渣中二氧化钛含量高达30%。那是冶金史上百年的难题,前苏联等国家一直未曾突破。

  1959年~1961年,中科院上海冶金陶瓷研究所、中科院化工冶金研究所、 冶金部钢铁研究院、重庆大学等单位进行了攀枝花矿高炉炼铁试验。试验结果是渣铁不分、流动性差,西昌28m3小高炉炼得到的“生铁”含硫高达0.5%(正常合格生铁的含硫量为0.05%~0.06%),无法解决攀枝花钢铁基地炼铁生产的工艺问题。

  前苏联列宁格勒选矿研究设计院1961年送给我国的试验报告中,否定了高炉冶炼攀枝花矿的工艺,建议采用电炉冶炼方式。

  1962年3月24日,国家实行基本建设调整,冶金部通知西昌钢铁厂下马停建,有关攀枝花矿高炉炼铁的科研工作也停止了。

  1965年攀枝花矿

  高炉冶炼攻关的前期工作

  西昌钢铁厂停顿建设两年后的1964年5月15日~6月17日 ,中共中央召开工作会议,讨论国家“三五”计划和国防布局问题。会议期间,毛主席提出,要加强三线建设,建立巩固的国防后方。攀枝花以其地处纵深、山势险要、资源丰富而被列为三线建设重点,再次被提上国家建设议程。

  1964年6月19日,周恩来总理立即召集国家计委、冶金部、地质部、铁道部、交通部、电力部、一机部等负责同志传达毛主席、党中央开发建设攀枝花的指示,责成国家计委牵头组织中央各部联合工作组前往攀枝花调查、规划,并指定程子华为调查工作组组长,全面负责调查规划工作。

  1964年6月23日,攀枝花调查工作组正式成立。程子华任领导小组组长,杨超、 王光伟、熊宇忠任领导小组副组长。调查工作组下设冶金、地质、煤炭、电力等12个专业组,人员总数达100多人。

  要建设攀枝花钢铁基地,肯定还要进行高炉冶炼攀枝花矿试验。因此,1964年6月24日冶金部决定改造西昌28m3高炉,恢复西昌试验;8月5日得到国家计委和国家科委批准,西昌28m3高炉试验厂改造工程正式立项。

  1964年6月26日,中央派出的攀枝花调查工作组从成都出发,沿乐山、泸沽、西昌抵攀枝花一线实地考察;7月15日结束室外考察,各专业组回到西昌汇报、总结。冶金组提出弄弄坪(攀枝花)或牛郎坝(西昌)为推荐厂址,初步建议的建厂规模为100万吨铁、80万吨钢。地质组完成《攀枝花地区矿产资源概况》编制,推荐攀枝花、白马、太和三矿为先期开采矿山,并围绕攀枝花建设需要,决定对三矿再次进行补探。

  1964年9月29日,国家储量委员会审查通过《攀枝花钒钛磁铁矿储量计算报告》,确认朱家包包、 兰家火山、 尖包包三矿储量6.3亿吨, 同意攀枝花矿山以此3个矿点作为建矿依据,规划设计矿山。

  到1980年,攀枝花-西昌地区已探明铁矿54个,总储量81亿吨;到1985年,攀西地区已探明钒钛磁铁矿储量达到100亿吨。

  当时,冶金部指令副部长徐驰分管攀枝花钢铁基地的建设,他参加了攀枝花调查工作组,1964年9月初返京汇报。汇报中主要建议:

  一是建设300万吨规模的钢厂,第一期工程150万吨钢;二是厂址问题,大部分意见选在弄弄坪;三是建设问题,建议六盘水、成昆铁路建设与攀钢建设同时动工;四是提出,冶炼攀枝花铁矿的工艺流程需要继续进行工业试验,原安排建设的西昌试验厂应即速动工,所需资金2000万元请尽快拨给。

  中央领导对冶炼攀枝花铁矿工艺流程的工业试验十分关注。周总理同意即速建设试验厂。

  1964年9月21日~10月19日召开的全国计划工作会议刚结束,10月25日,李富春副总理等一行为解决攀枝花钢铁基地规划和厂址选择问题又一次亲临攀枝花调查研究。

  1964年11月12日,攀枝花钢铁基地规划工作组、冶金部联合向毛主席和党中央领导等呈送《攀枝花钢铁基地的厂址选择及建设规划问题的简报》,提出了建厂弄弄坪等意见;11月26日,毛主席听取三线建设选址工作的汇报,并肯定了弄弄坪建厂方案。

  1964年6月24日,冶金部决定恢复西昌高炉冶炼试验;8月5日得到国家计委和国家科委批准后,还开始了河北承德钢铁厂100m3高炉大修工作,为当年底用承德铁精矿和钛精矿开展“模拟试验”做准备。

  与此同时,中科院冶金组组织会议,召集有关技术人员和炼铁专家讨论攀枝花矿冶炼工艺问题。1964年8月初,王之玺在鞍山召集了金属学会炼铁分会会议,对攀枝花矿冶炼工艺进行了第二次讨论。会议建议新建一个研究院,专门研究攀枝花矿问题。

  1964年8月14日,冶金部为满足攀枝花钢铁基地科研需要,决定鞍山钢铁研究院搬迁四川(鞍山钢铁研究院原是冶金部正在筹建的普通钢研究院);10月10日得到国家计委和国家科委批准,改名为西南钢铁研究院,并要求1965年1月1日该院正式迁址西昌,“主攻攀枝花钒钛磁铁矿科学研究”。

  1964年8月28日,冶金部在王之玺组织下,制订了攀枝花铁矿冶炼试验方案,决定攀枝花铁矿高炉冶炼试验分三步进行:

  第一,在攀枝花钒钛磁铁矿因交通不便还不能开采之前,为了抢时间开展试验,大胆决定采用承德铁精矿和钛精矿为原料,在承德钢铁厂100m3高炉进行“模拟”试验。

  第二,在“模拟”试验基础上,到西昌钢铁厂用当地太和钒钛磁铁矿和攀枝花钒钛磁铁矿进行“验证”试验。这次试验将包括选矿车间、8.25m2烧结机和28m3高炉3部分试验。

  第三,在北京首钢516m3大高炉进行“工业”试验。由于大高炉需要精矿量大,无法由攀西地区供应,只能还是利用承德铁精矿和钛精矿进行配矿试验。

  为了防止承德高炉试验的不测,冶金部、中科院还准备和组织开展了一系列工作:由冶金部钢铁研究院炼铁研究室主任蔡博担任组长,在吉林铁合金厂进行的电炉冶炼试验;由中科院化工冶金所所长叶渚沛担任组长,用高顶压、高风温、高湿分“三高”操作,在首都钢铁公司17.5m3高炉进行试验。

  1964年9月15日,冶金部“攀枝花铁矿冶炼及综合利用科学研究技术领导小组”成立。该领导小组由王之玺等18人组成。王之玺不仅是我国钢铁冶金方面资深专家,还是全国政协第二届、第三届委员,第三届全国人大代表。1955年,王之玺到中南海参加全国政协的招待宴会。毛主席问他:“你这个钢铁专家是英美派,还是德国派?”王之玺答:“是中国派。”

  1964年11月30日,冶金工业部发出《关于下达承德钢铁厂高炉模拟试验初步计划的通知》;12月5日,冶金部“攀枝花铁矿冶炼试验组”(下称试验组)在北京成立。该组由西南钢铁研究院(下称西研院,现攀钢钢铁研究院)、长沙矿冶研究所、东北工学院(下称东工,现东北大学)、重庆大学、鞍钢、包钢、邯钢等专家、教授、干部、工人108人组成。冶金部钢铁司炼铁处处长周传典任组长兼党总支书记, 东工炼铁教研室陆旸任党总支副书记,西研院炼铁研究室主任(原鞍钢中试室炼铁室主任)庄镇恶任资料组组长;西研院炼铁室副主任(原鞍钢烧结总厂技术科科长)张明鉴任烧结组组长;包钢炼铁厂厂长叶绪恕任高炉组组长;东工炼铁教研室李殷泰任新技术组组长;东工化验室主任李桂新任化验组组长;长沙矿冶研究所朱俊士任选矿组组长。计划于当年12月10日,攀枝花铁矿冶炼试验组抵达承德钢铁厂集中训练。

  1965年1月24日,高炉冶炼“模拟”试验正式开始。

  

绝不能成为千古罪人

  

  承德钢铁厂100立方米高炉

  “模拟试验”

  原冶金部副部长、总工程师周传典生前曾谈到,在他被调到试验组,时任冶金部部长吕东向他交代任务时说的一席话让他记忆犹新:“你们这次攀枝花钒钛磁铁矿高炉冶炼试验的成败,关系到三线后方基地建设战略设想能否付诸实践。”

  时任冶金部副部长徐驰当时已被任命为攀枝花特区党委第一书记、攀枝花工业基地建设指挥部总指挥。他语重心长地告诫周传典:“现在,千军万马进驻攀枝花,人力、物力、财力都已做了安排,为钢铁基地修建的成昆铁路正在开洞、架桥。这个工程已全线动工,如果试验失败,我们将成为千古罪人。”

  两位冶金部领导对周传典的谈话,让周传典立即明白此项任务的重要性。从高炉工长成长为资深炼铁专家的周传典清楚地知道,在建设一个钢铁基地前,采用什么工艺炼铁还没确定下来,会给建设带来多么大的问题——它可能会使整个基地建设瘫痪!因为炼铁工艺使用高炉还是电炉不能确定,设计部门无法开展工作,更谈不上施工、制造设备等后续工程的开展。“如果试验失败,我们将成为千古罪人”这句话,一点不假!

  调到试验组前,周传典任冶金部钢铁司炼铁处处长,那时正跟随时任冶金部副部长刘彬协助鞍钢恢复“大跃进”时受到破坏的高炉生产。调到冶金部“攀枝花矿高炉冶炼试验组” 任组长,对他来说非常突然。尽管此前从未接触过攀枝花铁矿冶炼问题,但他当即接受了组织安排。他在试验组第一次会议上说:“如果我们能够顺利完成攀枝花矿冶炼试验任务,死而无憾!”

  组建队伍

  当时,在中央各部委和冶金部领导为试验做了大量准备工作的基础上,周传典开展的第一项工作是组织队伍。他选任了几位组长,都是资深专业人员。组员由组长选拔,主要是来自新组建的西南钢铁研究院(源自鞍山钢铁研究院,以下简称西研院)和东北工学院(现东北大学)。3天内,试验组成员全部报到。

  西研院1964年底从鞍山搬到西昌,后又搬到攀枝花,直到1978年才开始建设自己的实验室和办公楼。在此期间,他们一直在承钢、首钢、鞍钢、上钢、重钢、马钢等厂以“某某冶金部工作组”名义,为攀钢开展炼铁、提钒、转炉炼钢、连铸等课题研究。当时,这些课题在我国都是前沿技术。他们的大量科研工作走在生产前面,为攀枝花钢铁基地的初期建设做出了重大贡献。

  承钢试验组最大一个特点是,大部分人员是来自生产第一线的中青年骨干。再有一个特点是东北工学院的老师们走出课堂,来到烟熏火燎的高炉旁,开展了炼铁界从未有过的在高炉风口、渣口进行喷吹精矿粉、压缩空气、烧结矿等新技术研究。他们还进行了炼铁界难度极高的从高炉炉内取渣铁样和测试炉内温度、压力等数据的研究。

  另外,设计人员也参加了试验攻关。如主要负责攀枝花钢铁基地设计工作的重庆钢铁设计院,为了解今后可能选择的工艺和设备情况,派人参加了试验组工作。

  与试验厂主人——承德钢铁厂通力协作

  因为攀枝花矿山1965年未建成,成昆铁路还未通车,想获得大量攀枝花当地的矿石进行工业试验难以实现。为早日建成攀枝花钢铁基地,当时冶金部大胆使用承德铁精矿和钛精矿配成的原料,开展“模拟” 攀枝花当地矿的冶炼试验,这是冶金史上绝无仅有的。试验组可以说是在无矿、无正规试验厂、无熟悉钒钛矿的高炉冶炼人员的“三无”情况下,在承德钢铁厂(现为河钢集团子公司)“借鸡下蛋”开展试验的。后来的西昌、首钢试验也是冶金部如此进行组织的。

  试验组人员进厂后,很快下到生产第一线。选矿、烧结、高炉、化检验人员进到承钢各车间,与承钢同志一起三班倒。

  值得一提的是,几个试验小组中,工作条件最艰苦的是烧结组。

  承钢炼铁高炉是“大跃进”年代的产物,没有建烧结机,因此试验期间采用的是吹风式的“土烧结”。从架设小风机和风管、铺铁丝网、加铺底料、铺稻草、点火,到一层一层铺铁精矿、钛精矿、焦粉、石灰石的混合料,完全是用人工一锹一锹地操作。7小时左右烧成直径7米~8米圆帽形的一大堆烧结矿,重量为30吨~40吨。再经3小时的吹风冷却,然后将约60%的合格成品烧结矿输送给高炉;剩下约40%的返矿要重新再烧。他们是露天作业,到处黑烟(焦粉、矿粉)、黄烟(硫黄)滚滚,雨天环境更为恶劣。烧结组的5名成员与承钢同志一起,无怨无悔地苦战了7个多月,保证了100立方米试验高炉每天约300吨烧结矿的供应。

  试验组从1964年12月进驻承钢,到1965年9月撤离承钢,与承钢的关系非常融洽。共处期间,试验组勇于啃硬骨头攻关、严谨、认真、平易近人的工作作风,令承钢受益匪浅。试验组攻关获得的冶炼技术,是承钢后来生产的宝贵财富,一个“试验厂”后来发展成了一个大公司——承德钢铁公司。

  制订试验的初步计划

  当时,根据冶金部的总体安排,承钢100立方米高炉是3次试验的第一次。冶金部视其为“天字第一号” 任务。

  冶金部当时的要求是:在不允许外加普通矿(不含TiO2铁矿)的条件下,采用普通高炉冶炼攀枝花钒钛磁铁矿(估算渣中TiO2含量要达到30%),并且要做到高炉顺行、渣铁分离、流动良好、生铁质量合格。

  由于我们第一次接触高钛渣冶炼,试验中只能一步一步地提高渣中二氧化钛(TiO2)含量。高炉先用不含TiO2的试验料配比,把高炉渣中TiO2含量从0%升高12%、20%,再配入承钢钛精矿(TiO2=33%、TiO2=45%两种),使高炉渣中TiO2含量分别达到25%、30%、35%;以TiO2含量30%的冶炼作为试验重点。每两个阶段的变料,根据冶炼进展的实际状况由领导小组决定。

  每个试验阶段,选矿、烧结、高炉、新技术各小组各自调整自己的操作,资料组从化检验组搜集、整理、汇总各种数据,分阶段总结,隔几天或每周都要向冶金部和渡口总指挥部汇报进展情况。

  高炉使用含“钛”炉料后,化检验组不仅工作量成倍增加,而且还要对普通矿冶炼时从不检测的项目进行新化验方法研究。

  例如,在普通矿高炉冶炼时根本不化验TiO2、V2O5 、Ti2O3、TiO、TiC、TiN、V2O3 、VO、Ti、V等项目。但试验用的铁精矿、钛精矿、烧结矿、高炉渣,以及含钛、钒的生铁都要化验这些项目,而且当时在我国,很多项目都没有现成的标准。后来,化验组通过这次研究得到的很多新化验方法,都成为冶金部的部颁标准。

  攀枝花矿铁钛分离技术的攻关和突破

  试验开始前一个多月,试验组同志通过对东工、冶金部情报所、西研院翻译的国外文献资料学习,增加了钒钛磁铁矿高炉冶炼知识。但是这些国外文献资料中,关于高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼的内容几乎没有。大量研究工作主要是实验室工作,而且是第二次世界大战前的工作。

  1959年~1961年,国内几个主要冶金研究单位不止一次地对攀枝花矿高炉冶炼进行过研究,都未得到满意的结果。当时苏联方面返回来的研究报告中,也否定了高炉冶炼方案。这一次由全国各地近20个单位“拼凑”成的试验组进行的攻关能成功吗?

  炼铁用的高炉像一个日常生活用的大暖壶,外层是钢板,里层是砖墙,两者之间装有带水管的冷却壁(或冷却板)。正常生产时,炉料(矿、焦等)自顶部装入;铁水自高炉最底部出铁口流出;上面有出渣口,再上面有风口;要求24小时连续运转,不许随便停风;炉料组成中不允许有难熔的物质。试验时最担心的是渣铁在炉内凝积后,无法从高炉渣口、铁口流出,导致风口进不了空气,久而久之,“大暖壶”会成为一根大“冰棍”。

  突破高炉顺行关

  试验初期,高炉渣中TiO2含量达到12%时,高炉出渣、出铁就很困难。正常高炉一打开渣口,渣流随即而出,即使不能出来,用钢钎一捅,把硬渣壳捅破,渣流也就出来了。但冶炼高钛渣中TiO2含量仅12%时,这种正常出渣的次数越来越少。到了渣中TiO2为20%时,非正常出渣的次数超过了正常出渣的次数。有时前几炉炉渣出得很少或根本出不来了,但下一炉又出的特别多,甚至冒出沟沿。到了渣中TiO2为25%时,这种现象成为常态。工长们把这种现象称为“结”“泻”。

  钒钛磁铁矿高炉冶炼这些现象是普通矿高炉冶炼所没有的,且相当危险。因为“结”时,炉渣液面已上升到风口,再不出来就要倒灌,堵住风口。

  “结”“ 泻”的状况给高炉的炉前操作带来了极大的困难。试验组的几位炉前技师和承钢的炉前师傅们每天、每班都要清理渣口、渣沟和铁沟内的大块凝结物,忙个不停。而且由于渣内带铁,渣口特别容易坏,要经常换。为了修补铜渣口,还专门从包钢请来了一位铜焊师傅。

  试验期间,高炉每班有3个工长,负责在值班室看仪表,看记录数据的班报,还要到炉前看出渣、出铁情况。为了了解炉内情况,他们必须举着镶嵌着深蓝色玻璃的小镜,忍受灼热烘烤,躬身弯腰,贴近直径0.5厘米的风口小眼观察。承德高炉有6个风口,一个一个看下来满头大汗、腰酸背痛,而且每班都要看好几次。他们就这样坚持了近7个月的试验。

  通过高炉渣中TiO2含量12%、20%、25%近两个月的日夜冶炼操作,让试验组对高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼有了新认识,初步摸索到了TiO2 在高炉冶炼中的特性:

  ① 含TiO2高炉渣尽管熔化温度比普通高炉渣熔化温度高,但其冶炼难度不在于此,而是其会变稠,变稠的根源在于TiC、TiN的生成。要控制含TiO2高炉渣不变稠,需降低生铁中的含硅量,以避免TiC、TiN的生成。这是一种“防”的对策。

  ② 含TiO2高炉渣会变稠,但也会变稀。要含钛炉渣变稀的具体方法是通过风口、渣口向炉渣中喷吹氧化性物质。这是一种“治”的对策。

  这些判断是否正确?

  在渣中TiO2为12%时,尽管TiO2含量不高,但炉渣已开始出黏渣。当时的生铁含硅(Si)量高达0.8%~1.0%,是按普通矿的操作规程要求的。在冶炼过程中,工长发现,偶然操作失误,生铁中的含硅量比要求的0.8%~1.0%下限还低时,出黏渣少,出铁比较容易。因此,在渣中TiO2含量20%冶炼时,含硅量由0.8%~1.0%降低到0.6%~0.8%;渣中TiO2含量达到25%时又降低到0.5%~0.6%。当时,试验人员担心生铁中含硅量降得太低,导致炉内热量不够而炉凉甚至冻结,因此每次只敢降0.1%~0.2%。

  除了采取降硅措施外,试验组还进行了向渣中喷吹氧化性物质的试验。设计院的同志设计了带喷吹口的堵渣机,使渣口间隙喷吹改进为连续喷吹。

  采用这两个方法后,高炉的运行情况得到了好转,但并未杜绝“结”“泻”现象。高炉带“病”进入了炉渣TiO2含量30%冶炼试验阶段。

  1965年4月17日,试验刚开始,不知什么原因,高炉渣很难出来,到4月20日时一点也出不来了。高炉被迫休风,进行抢救。

  高钛型钒钛磁铁矿高炉冶炼试验中最令人担心的事情终于出现了。

  时任冶金部副部长王玉清在北京得知承钢高炉被迫休风,并且当地没有氧气生产厂,急令首钢同志连夜出发,为承钢运去两卡车的氧气瓶。

  为了抢救高炉,炉前师傅卸下渣口、风口和冷却水套,从渣口插进氧气管,用氧气烧化炉内炉料,使渣口、风口前炉料慢慢熔化;最后还打开铁口用氧气烧,使炉内腾出更大空间,更好地进风燃烧。氧气管一根又一根,氧气瓶一瓶又一瓶,前后处理了3天。高炉可以正常出铁后,试验组再一次冲击高炉渣中TiO2含量30%的试验。

  然而,高炉又出现被“堆死”的征兆。

  在试验的关键时刻,周传典召集试验组召开3次大会研究对策。

  试验组内出现了激烈争论。一种意见是,目前,生铁含硅量已经是超低限的操作,再低是严重违反高炉操作规程的,不能只顾避免TiC和TiN的生成而使高炉冻死。另一种意见是,钒钛矿高炉冶炼得到的生铁中,除了含有硅外,还有钒、钛元素,不能单凭生铁的含硅量判断炉温;如果从生铁中还含有钒、钛的角度思考,冶炼时可以再降低一些含硅量,但再降低多少,试验人员心里有没底。后一种意见逐渐被大家接受。置之死地而后生!试验组领导决定,将生铁含硅量从0.5%~0.6%降到0.3%~0.4%。

  当时最可贵的是,试验组内没有一点害怕、退缩的情绪。毕竟这是冶金界百年的难题,失败在所难免。

  那时大家最急切的是想知道下了此“药”后会带来多大的风险?意想不到的是,实践后,高炉接受了这个超低硅冶炼的新操作,“药”到病除,不仅解决了“堆积”问题,也解决了“大泻”问题。这次技术上的大突破,也是试验组观念上对传统炼铁技术规程的大挑战。高炉从生铁含硅量最高达1.0%,大幅度降低到最低为0.3%的操作(后来西昌降到0.1%~0.2%),我们终于闯过了第一关。

  经过这次休风事故,试验组对喷吹氧化性介质的种类和方法进行了进一步探讨,而且由间断作业改进为连续喷吹。这一攀枝花矿高炉冶炼必不可少的“辅助操作”,从此被确立下来。

  TiO2=30%炉渣冶炼试验反复进行了50天,此后又进行了72天TiO2=35%炉渣冶炼试验:一是考验试验组制定的操作制度是否正确,探讨冶炼技术有没有再上一个台阶的可能;二是尝试采用不同技术措施,探讨改善冶炼和经济指标的可能性;三是在炉渣中TiO2含量35%条件下,进行了炉渣中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的五元成分全模拟试验;四是为了研究高炉炉内的冶炼行程,从高炉的炉身、炉腰、风口进行了多次炉料、气体取样和温度等数据检测,获得了大量宝贵数据。

  至此,攀枝花钒钛磁铁矿最艰难的高炉顺行攻关,通过试验组204天夜以继日的努力,取得了决定性胜利。

  突破提高生铁质量关

  生铁降硫是保证生铁质量的主要任务。生铁降硫除了要保持炉渣有一定温度外,主要依靠渣中氧化钙(CaO)的脱硫能力。

  高钛渣中TiO2含量达到30%时,TiO2几乎占炉渣成分的1/3,使高钛渣中CaO含量比普通高炉渣少15%左右。这也就先天性地决定了高钛渣的脱硫能力要差。

  鉴于上述实际情况,当时冶金部给试验组放宽了生铁含硫合格的标准,以含钒生铁含硫≤0.08%为合格的标准来考核试验组。在试验初期,统计生铁合格率时,曾用此标准计算。但为了严格要求,试验组后来一律采用了S≤0.07%的普通生铁合格率标准来考核。

  整个试验期的各个阶段,生铁质量很不理想,以S≤0.07%统计的合格率仅60%左右。

  高炉可以增加一些CaO来增加高钛渣的脱硫能力,但它受制于CaO/SiO2(碱度),普通高炉渣中碱度一般不能超过1.3mg/L。为提高炉渣脱硫能力,经过试验,高钛渣冶炼时,CaO/SiO2一般维持在1.4mg/L,否则炉渣熔化性能等要变坏。

  试验组采取了一些措施,但效果不明显。

  此次试验,生铁质量不好的原因很多,除了高钛渣中CaO含量比普通高炉渣低很多,导致脱硫能力差的客观因素外,另一个原因是高炉使用的是“土烧结矿”,工艺落后,脱硫率低,成分波动大,配矿用的钛精矿含硫高。再有试验期间“堆积”“大泻”情况的出现,造成高炉炉况不稳定,也致使生铁质量不好。

  为解决生铁质量问题,当时承钢有一个炼钢小转炉,炼钢组的同志曾进行过铁水炉外脱硫试验。

  解决钒钛矿冶炼的铁损问题

  在钒钛矿冶炼试验过程中,还有一个普通矿冶炼很少遇到的问题——铁损问题。资料组同志在计算物料平衡时发现,下部出铁总量(铁口出铁量加上炉渣中带铁量之和)比上部入炉原料的总铁量少,铁丢失到哪儿了呢?资料组经过一段时间调查,发现问题出在谁也没想到的化验室制样操作上。炉渣化验前的制样操作规程是:炉渣被破碎到一定粒度后,进行筛分,然后筛下物送化验,筛上物抛弃,不送化验。

  钒钛矿冶炼时渣黏,它带的小铁粒多,被砸扁后留在筛上物内,按常规制样操作规程,筛上物被筛出后应抛弃,不送化验。这样化验出来的渣中铁量要少。在修改了制样操作规程后,筛上物也要化验,物料平衡问题解决了,但发现钒钛矿冶炼时,渣中带铁达8%~13%,而普通矿冶炼时均在5%以下。

  尽管承钢试验还存在一些问题,但是攀枝花钒钛磁铁矿高炉冶炼试验闯过了最难攻克的高炉顺行、渣铁分离关。根据冶金部计划,后面还要进行西昌、首钢试验,还将面临新的攻关挑战。

  1965年9月底,国家建委在首钢召开了有国家计委、冶金部、中科院等单位参加的听证会。会议基本确定采用冶金部提出的攀枝花矿高炉冶炼工艺。

  

有了这种精神,任何艰难险阻都阻挡不住我们

  

  西昌410厂28立方米高炉验证试验

  1966年1月份,来自全国各地的试验组成员,经成都陆续到达四川西昌。那时,从成都到西昌要坐3天汽车,道路崎岖,一路颠簸,下车后大家个个蓬头垢面,筋疲力尽,饱尝旅途艰辛,终生难忘。

  西昌试验主要特点是使用西昌、攀枝花当地铁矿作原料,“验证”承德冶炼“模似”试验的高炉冶炼技术成果是否正确可行。

  西昌试验是选矿、烧结、高炉工序联动的生产试验。各工序在不影响高炉试验的前提下也允许部分单体试验。

  选矿试验

  当时,西昌410厂新建的选矿车间有磁选、重选、电选、浮选等较全的选矿试验手段。参加这次选矿试验的单位有长沙矿冶研究所、四川冶金研究所、长沙矿山设计院、北京矿冶研究院、北京有色金属研究院、渡口二指挥部。大家一方面验证选矿实验室和半工业试验的结果,制订合理的工艺流程;另一方面要为高炉提供铁精矿,满足高炉冶炼试验要求。由于高炉渣中的TiO2 含量不能超过30%,选矿组的同志选择了铁精矿的成分Fe=53%±1%、TiO2 =13%为标准,进行了大量试验,而且大胆推荐一段磨矿到0.6毫米~0.4毫米(-200目占30%~40%)、再经两次鼓形磁选机磁选和一次扫选的流程,不必进行二段磨矿就可以达到高炉对铁精矿的要求。为此,他们大胆提出修改攀矿公司初步设计、将二段磨矿改为一段磨矿的建议,渡口建设指挥部很快批准了该建议。此举可大大节省基建费用,并节约大量生产用水、用电。

  烧结试验

  当时,410厂新建了8.25平方米烧结机,再也不用“土烧结”了。原料也不必“模拟”,使用了选矿车间生产的太和精矿、兰家火山精矿,对钒钛磁铁矿的烧结特性进行了充分研究。试验人员发现,钒钛磁铁矿的垂直烧结速度慢,为了保证烧结矿质量和低硫的要求,操作中采用了低水、低碳、薄料层的操作。这种操作会导致烧结机利用系数降低,只有1.0吨/平方米·小时,因此建议设计攀钢烧结机台数时,要考虑烧结机利用系数低的问题。

  烧结试验中还对烧结矿的冶金性能进行了测定,提出钒钛磁铁精矿的烧结矿具有氧化度高、氧化亚铁低、强度好、还原性好、粒度均匀、抗风化性能好耐储存,但小粒度、粉末多等特点。由于这次试验是在烧结机上进行的,发现钒钛磁铁精矿烧结过程脱硫率较高,对高炉提高生铁质量操作有利。

  高炉试验

  此次试验期间,西昌太和矿已经开采出矿,其化学成分与攀枝花矿相近,因此这次试验主要使用西昌太和矿为原料进行高炉试验。当时,攀枝花兰家火山矿是用人工开采的,运到西昌的仅5000吨,所以只能安排1个月的试验。西昌高炉试验按矿种分为3个阶段,第一、第三阶段用太和烧结矿,第二阶段用兰家火山烧结矿。3个阶段高炉渣中TiO2含量均为28%~30%。

  由于有了承德高钛渣冶炼试验成功的经验,加上高炉小、炉缸容易被风吹透、炉缸活跃、渣口连续喷吹压缩空气、烧结机生产的烧结矿比“土烧结”的质量大幅改善等原因,西昌试验不仅证明承德高钛渣冶炼试验是完全成功的,而且解决了承德试验的生铁质量差、铁损高等遗留问题。西昌试验中生铁含硅量由0.3%降低到0.2%;生铁含硫量平均为0.045%~0.055%;生铁合格率(S≤0.07%)由60%提高到99%;铁损(渣带铁%)由8%~13%降低到5%以下,炉渣碱度(CaO/SiO2)稳定在1.40毫摩尔/升~1.45毫摩尔/升操作。这证明,西昌试验在承德试验基础上,冶炼技术又前进了一步。

  西昌试验第三阶段用了1个多月时间进行了喷吹生石灰、高炉高湿份鼓风、高冶炼强度、高硫焦等不同条件的冶炼试验。试验组对技术问题的探讨,自始至终以百花齐放、百家争鸣为准则,只要有好的建议,不论是在承德,还是在西昌,都开展了许多次各种不同条件下的试验,以试验实践为标准,不断地提高攀枝花矿高炉工艺的冶炼技术。

  首钢516立方米高炉工业试验

  当时,冶金部计划的第三次试验是在首都钢铁公司516立方米高炉的工业试验。这是接受了包头钢铁公司建设初期没有进行工业试验的教训。包头矿的矿石中含氟,在小高炉试验时十分顺利;但投产后,较长时间内生产不正常。为此,冶金部决定,攀枝花矿一定要进行工业试验才能放心使用。

  在1965年承德试验期间,试验组就派新技术组和资料组的人员到首钢做工业试验的准备工作。一是设计首钢大高炉带喷吹口的渣口堵渣机,二是请他们腾出矿场,准备堆放承德的铁精矿和钛精矿。

  1966年6月西昌试验结束后,原计划试验组人员立即北上北京,到首钢开展试验,但从当年下半年开始,当时冶金部很多领导和工作人员都被送到云南省蒙自县草坝镇的冶金部“五七”干校办学习班。周传典也去了。一直到1967年春,试验组人员才得到通知到首钢招待所报到,但周传典等冶金部的同志仍在干校,没有参加。

  首钢试验用的原料与1965年承钢试验的铁精矿和钛精矿相同。此次试验内容除了烧结、高炉外,炼钢方面的同志也参加了。他们进行了铁水提钒、提钒后铁水(半钢)炼钢试验,以及转炉钒渣返回高炉冶炼试验。

  1967年4月29日至5月7日,为首钢试验过渡期,渣中TiO2含量为20%左右.单喷压缩空气;5月14日至6月7日,渣中TiO2含量为30%,单喷压缩空气或加富氧;6月8日至6月12日,高炉喷煤粉;6月15日至6月16日,转炉钒渣返回高炉冶炼试验。

  整个试验以1967年5月14日至6月7日,渣中TiO2含量为30%的阶段,共25天的统计数据为主。其他时间的试验,如高炉喷煤粉、转炉钒渣返回高炉试验因时间很短,作为参考。

  由于516立方米高炉与小高炉试验条件不同,意想不到的是,铁水、炉渣的运输出现了问题。

  以前小高炉试验时铁水是炉前铸铁,现在大高炉是用铁缶车运输铁水,发现铁水“粘”缶现象严重,装普通铁水的铁缶寿命约300次,装含钒、钛铁水的铁缶寿命仅20~30次。由于铁水“粘”缶,首钢试验铁损比西昌试验铁损高。

  以前用小高炉试验时,炉渣是在炉前流入渣坑。大生产时,含TiO2炉渣流进渣缶时出现起泡现象(泡沫渣),炉渣容易冒出渣缶,渣缶装这种“泡沫渣”时只能装到普通渣的1/2,因此渣缶的需求量大增。另外,由于大高炉炉缸直径大,炉缸不如小高炉活跃。例如,喷吹煤粉时要比冶炼普通矿时困难。这些问题在“生产试验”中暴露得比较充分,为以后生产提供了需进一步解决问题的信息。

  首钢516立方米高炉工业试验时,周传典等同志没能参加,冶金部钢铁司的其他同志领导试验组同志努力完成了3次试验中的最后一次试验。

  在那个特殊的年代,试验组经过承德、西昌两次试验历练,组员们虽然面临各种压力,但仍在各自的岗位上尽心尽力,攻坚克难,把首钢试验任务完成得很完美。这支队伍不仅在技术上过硬,在政治上也经受了严峻的考验。

  当时,按冶金部原有计划,试验组成员在承德、西昌、首钢试验后,全体人员应该调到攀枝花钢铁公司。例如,试验前期,周传典已被冶金部任命为攀枝花钢铁公司总工程师兼西南钢铁研究院副院长。但后来,冶金部领导和试验组一些老专家“靠边站”,甚至出现1970年“七一”攀钢高炉出铁时,试验组成员无一参加的局面。高炉投产后,有的生产人员把试验组冶炼的经验视为是“陈旧观念”,要“破旧立新”,又把生铁含硅量提高到冶炼普通矿水平,生产出现混乱的局面。

  1972年~1973年,冶金部为扭转这种局面,从冶金部云南草坝“五七”干校调来了副部长高扬文和周传典等一批干部,原有试验组的人员也逐渐来到了攀钢攻关。他们以加倍努力的工作,扭转了生产不正常的局面。这又一次证明,攀枝花矿铁钛分离技术的突破是成功的。

  结束语

  攀枝花钢铁基地的建设距今已经55年,曾在很长时间内不被人们所了解。一是因为,当时攀枝花建设是“保密”项目。当时,试验组由冶金部领导,人员回本单位或回家都不许谈论工作内容。试验组解散后,他们各自回到原单位,从事本职工作。二是因为,1964年~1965年,攀枝花建设刚开始不久,到1966年下半年时,三线建设受到冲击,不少老干部和知识分子“靠边站”。1976年以后,有些人不了解三线建设的历史条件和背景,难以客观地评说三线建设。

  上世纪80年代后期,曾亲身参加三线建设的一些老干部,如程子华、徐驰、高杨文、周传典等,回顾呕心沥血、跋山涉水,以革命家的风范,投身到三线建设的艰辛经历。

  原冶金部副部长高杨文曾在攀钢召开的冶金部思想政治研究会上说:“北有大庆,南有攀枝花,都是在国家最困难的时期、最艰苦的地方,以最快的速度建设起来的。攀枝花在地理条件、气候条件、交通条件等方面更困难一些。两个大项目的建成,体现了中华民族不怕任何困难的最伟大、最宝贵的精神。有了这种精神,任何艰难险阻都阻挡不住我们。”

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