|
（１９０２～１９７１） 叶渚沛，冶金学家，中国科学院学部委员（１９９３年改称院士）。我国化工冶金学科的奠基人，氧气转炉炼钢的倡导者之一。提出强化冶 练的“三高”理论及提倡矮胖型高炉炉型。他潜心研究我国众多复杂矿的综合利用，在国内率先提出冶金领域内发展碳热超高温新技术和开发微粒学及采用电子计算机控制冶金过程，为我国冶金事业作出贡献。
叶渚沛１９０２年１０月６日生于菲律宾马尼拉市一个华侨家庭。１９２１年叶渚沛以优异成绩考入美国科罗拉多矿冶学院矿业系，后转学冶金与化学工程，１９２５年他在芝加哥大学攻读并获得硕士学位，之后又在宾夕法尼亚州立大学攻读并获金属物理化学博士。１９２８年受聘于美国联合碳化物研究所和中央合金钢公司任工程师。后又在美国机器铸造公司担任工程师，及该公司冶金部主任和顾问工程师等职。从１９３１至１９３３年，他在美国与英国的学术刊物上发表过１０余篇有关铁、钢与合金的化学热力学与物理化学特性的学术论文，引起当时国际冶金界的注意。１９３３年叶渚沛在德国的工厂与中心实验室考察了数月并与一些大学教授进行了学术交流。柏林工业大学的杜勒（Ｒ·Ｄｕｒｒｅｒ）教授对叶渚沛的学识极为欣赏，希望他留在德国工作。叶渚沛谢绝了盛情邀请，于１９３３年末回到多难的祖国。
回国后，叶渚沛任国防设计委员会（１９３５年更名为资源委员会）化学专门委员，他首先考察了我国的矿产资源，随即建议在南京建立一个冶金研究室，进行铁合金、铝金属、氮肥等专题研究，由他担任室主任。“七七事变”后，该室随南京国民政府迁到武汉。１９３８年３月，新西兰社会活动家路易·艾黎陪同加拿大医生，诺尔曼·白求恩前来叶家拜访。白求恩不远万里来到中国，但在途中医疗器械等全部丢失。叶渚沛当即将自己全部积蓄拿出来，并向钱昌照等募捐，为白求恩置办了行装和医疗器械，送他前往延安。１９３９年叶渚沛随冶金研究室撤至重庆。他除担任原职外，还兼任重庆炼铜厂厂长和电化冶炼厂总经理等。在任期间，领导技术人员与工人生产了抗战急需的电解铜，使铜含量达到９９．９３％；纯锌达９９．９５％；用电炉炼出含硫为０．０３４％、磷为０．０１％的特殊钢，建造新型平炉以及用回转窑试生产海绵铁等新工艺、新技术。
叶渚沛当时还从事社会活动，他同情和支持英勇抗战的八路军、新四军，为此，曾为３Ｓ（史沫特莱、斯特朗、斯诺）协会捐款，并通过斯诺把捐款送到延安；他单独资助过一些青年奔赴延安；还常常利用自己的住宅和所管辖的工厂掩护我地下党工作人员。１９４１年“皖南事变”后，叶渚沛受我党委托，为周恩来副主席与英国使馆代办安排了一次秘密会晤，使我党通过外交途径向西方国家说明了“皖南事变”的真相。国民党对叶渚沛的“越轨”行为有所察觉，他受到特务盯梢，在处境危险的情况下，加上个人生活的事，他于１９４４年以考察名义到欧美各国进行工业考察。当时他说，要使自己的科学技术知识赶上时代要求，必须了解世界工业发展新情况、新动向。他特别对美国钢铁工业进行了细致的考察，获得许多有益的知识。尔后，他受聘于联合国教科文组织，任科学组副组长。组长是英国的李约瑟博士。任期满后，叶渚沛旅居法国和意大利。在威尼斯，他与美国玛茜女士结为夫妻。１９４８年叶渚沛到美国，受聘于联合国经济事务部，任经济事务官。在此期间，叶渚沛发表了《生铁铸造》、《钢铁生产增长的可能速度》、《国家收入的依据》等多篇论文。
１９４９年１０月１日中华人民共和国建立。身居异国的叶渚沛欣喜万分，邀集朋友在家中举办家宴以示庆贺。他激动地说：“我们这些长期漂泊海外的游子，从此有了自己的国家。为祖国争誉，振兴中华的抱负可以实现了。”他毅然辞去在联合国的职务，偕妻子与子女返抵香港。在周恩来总理直接关心下，１９５０年叶渚沛与其家眷回到广州。不久，在北京受到周总理的亲自接见。此后，叶被政务院任命为重工业部顾问。而后由吴玉章将叶渚沛推荐给中国科学院副院长张稼夫，同年叶渚沛调到中国科学院任学术秘书，１９５５年当选为技术科学部学部委员。同年委派他筹备建立化工冶金研究所，该所于１９５８年建成，他担任第一任所长。１９５４～１９５７年他先后被选为第二届与第三届全国政协委员。１９６４年他当选为第三届全国人民代表大会代表并任该届人大常务委员会委员。
叶渚沛在“文化大革命”中受到迫害，而这位科学家当时想到的仍是科学研究与写作。１９７１年，他因患癌症住院，但始终没有停止过写作。自１９６６年至１９７１年，他系统地写出了《发展超高温新化工冶金过程的前途》、《超高温炭热新技术》、《高温冶炼磷酸盐矿制磷过程的基础理论研究》、《高温石球热风炉》及有关农业问题等２０余万字的论文及资料。１９７１年他刚平反不久，就上书毛主席，要求保留化工冶金研究所的科研性质，不能把它“打烂”，信中还建议加强超高温炭热新技术的研究，却没有提到他本人的遭遇。当孩子们见他的面庞日益消瘦，问他５０年代回国是否后悔，叶渚沛回答说：“我的命运就是与新中国连在一起的。在美国，我感到我的工作只是给美国社会增添财富，不是我所追求的人生。不，我不后悔，……这是我人生必由之路。”在他弥留之际，对亲属留下的唯一遗嘱是：“把蹲‘牛棚’以来所写的论文和建议书，献给国家，将来会有用的。”
叶渚沛因患直肠癌医治无效，于１９７１年１１月２４日逝世。为他守灵的，除妻子儿女外，还有著名的社会活动家路易·艾黎和马海德等。
１９７８年７月１０日，中国科学院在八宝山革命公墓，为叶渚沛举行隆重的骨灰安放仪式。中国科学院院长方毅在叶渚沛的悼文中，郑重地写下了：“人民科学家”五个大字，表达了国家与人民对叶渚沛的崇敬。
我国化工冶金学科的奠基人
叶渚沛对化学工程学用于冶金过程中的重要性有着深刻的认识与预见，曾多次建议成立化工冶金研究所。他在《化工冶金研究所的方向任务》一文中指出：“化学工业同冶金工业本来没有理由把它们对立起来分析，它们都包含着以下四个过程，即动力的传递过程；热能的传递过程；物质的传递过程以及化学变化过程。”因而“研究方向是用化学工程学的观点和方法来改进冶炼过程及冶炼设备。”１９５８年，中国科学院化工冶金研究所建成，叶渚沛任所长。在他的办所思想指导下，该所初期开展了四方面的研究课题，即：强化高炉炼铁过程；湿法冶金；流态化焙烧；氧气转炉炼钢中的问题。随着国家建设的需要，他在上述四个方面以外，加了一个重要的研究方向，即复杂矿的综合利用。叶渚沛对当时一些化学工程师用湿法处理复杂矿和贫矿的办法很欣赏，他认为，更多地以化工的观点和技术应用于冶金过程，必然是未来的发展方向。于是，在他主持下，化工冶金研究所进行了攀枝花铁矿的高钛渣的探索试验等。
从５０年代起，他在化工冶金研究所内开展了炭热高温新技术的探索。他认为此项技术可使我国丰富的煤炭资源得以利用，部分取代电能。从１９５８年起，用炭热高温技术进行炼铝的小型试验，炼出了铝硅合金的中间产品，１９６５年在０．７立方米小高炉上采用炭热高温竖炉炼磷。该课题通过了中科院级鉴定。他认为在耗电较大的化工、冶金等部门，如铝、黄磷以及电石等生产均应采用炭热高温技术。１９６２年，叶渚沛在国内率先提出关于微粒学研究。他认为，近代工业化中的一个大的公害是空气与水流中的污染物，它直接影响亿万人的健康，并间接影响农作物的产量。他当即在化工冶金研究所拟出“微粒粒度分析物理学和相应的科学仪器”、“表面化学及微粒之物理特性研究”、“微粒粒度分布规律的统计理论研究”、“细磨及超细磨力学的研究”等８项研究题目，并结合试验高炉、氧气转炉，对其文氏洗涤管中的微粒行为作了研究，完成了“准激波管”中水汽对超细微粒的凝聚分离作用的系统研究。至今，颗粒学已成为独立的学科。
叶诸沛于１９６２年收集有关计算机资料，１９６３年提出了在化工冶金研究中采用计算机的建议，并立即动手吸收一批与计算机专业有关的大学毕业生来所。当时有人不理解计算机与化工冶金研究之间的关系，却把他筹建计算机室一事称为“疯子举动”。该所于１９７８年建立了计算机应用研究室，较早地进行了计算机化学的研究，实现了叶渚沛生前的夙愿。
提出高炉强化冶炼的“三高”理论并倡导矮胖型高炉炉型
叶渚沛提出强化高炉冶炼的高压炉顶、高风温、高湿度鼓风的理论有以下背景。早在１９３６年他提出了为什么不可以将鼓风量增加１倍，而产量也应增加１倍的设想。但在实验中当其逐步增加鼓风量时却遇到了由于过吹而产生的过量烟尘，ＣＯ与ＣＯ２的比例突然增大，悬料现象、炉腹崩料、炉缸温度降低以及生铁含硫升高等诸多问题。当１９４０年埃弗瑞（Ａｖｅｒｙ）发明了高压炉顶操作时，叶受到启发。他认为“这是１８２８年奈尔逊（Ｎｅｉｌｓｏｎ）提出在高炉上使用‘热鼓风’吹来的第一个真正的革新”，并很赞同埃弗瑞把高炉看作一个“高压的化学反应器”的说法。他提倡在高压下增大风量，但此大风量是“真正基于科学的”大风量。当简宁（Ｊｅｎｎｉｎｇ）首次将富氧用于高炉而发生爆炸事故时，叶渚沛对该事故进行详细分析后指出，“这是火焰温度过高”的结果。此后，他提出了自高炉炉腹顶部往下至风口这一区域有过陡的温度梯度，因而改善温度梯度就会使强化鼓风得以进行，进而使高炉产量可成倍增加。为了控制过陡的火焰温度，１９４８年他发现一个极简单的办法便是使用蒸汽。基于４０年代末至５０年代初情况，他说：“我国还难以大量修建巨型氧气厂，同时至今尚未发展一种适于高炉使用的氧气厂，因此，我们并未考虑目前使用富氧鼓风，而在探索提高空气预热温度的可能性。并在实验中由此而取得焦炭消耗显著减少的结果。”他又指出：“１９４８年全世界的平均预热温度仅略高于６００℃时，我们却在设法使预热温度提高１倍以上。”以上是叶渚沛提出“三高”理论背景情况的简述。
他采用能量传递、动量传递、质量传递等观点，对高炉冶炼过程进行缜密的探讨与计算，在此基础上他提出了“三高理论”，简单地概括为高压炉顶、高风温与高湿度鼓风。１９４９年他获得初步测试结果后说：“简直使人吃惊，有可能使高炉当时的生产力提高１倍至２倍。”１９５０年叶渚沛回国当年，他一方面建议鞍钢高炉采用“三高”；另一方面他向有关领导部门呼吁，建一座“三高”试验炉。他的建议得到党中央的重视，于１９５６年经李富春、薄一波，聂荣臻三位副总理批准，拨出一笔特别款，在叶渚沛领导下，由中国科学院化工冶金研究所与石景山钢厂（今首都钢铁公司）合作建立一座１７．５立方米的“三高”试验炉。１９５８年虽已初步建成，直到１９６１年试验条件方趋于正常。在３个月连续有效时间内获得初步试验结果。１９６５年进行第二次试验时，炉顶压力最高达到２．８千克／平方厘米，风温最高达到１２５０度（℃）、鼓风湿度最高达到５０～６０克／立方米，利用系数最高达到６．４吨／立方米·日。
为了进一步研究解决我国西南地区的难选矿（如云南鱼子甸铁矿）和复合铁矿（如攀枝花矿）等矿的难还原、难熔化、渣量大等特殊难题，叶渚沛建议采用“三高”中型矮胖型高炉方案。经国家科委批准，投资２０００余万元在昆明钢厂内兴建。１９６６年初，叶渚沛亲自指导，科研、设计及使用部门三结合，当年完成初步设计，但这个３５０立方米矮胖型高炉因“文化大革命”而中辍。
１９６０年叶渚沛所写的“展望我国高炉冶炼”一文中提到有关高炉喷吹问题。他指出，“高炉喷吹是几年来引人注意的新技术之一。……按喷吹物分为气体，液体，固体。”在固体喷吹物中，叶渚沛首先提到煤粉或焦粉，也还探讨了喷氧气和矿粉的可能性。然而他认为在当时，蒸汽是最合适的喷吹物之一。
我国氧气顶吹转炉炼钢的倡导者之一
１９５２年纯氧顶吹转炉炼钢技术在奥地利问世不久，叶渚沛就敏锐地意识到氧气转炉必将取代平炉，成为主要炼钢方法。叶渚沛等部分冶金学家主张在国内发展氧气转炉炼钢，而另一些人则主张优先发展大平炉。１９５５年苏联科学院副院长巴尔金院士来华访问时，了解了中国冶金界这场争论后，积极支持叶渚沛等的发展氧气顶吹转炉炼钢和强化高炉冶炼等主张，并鼓励他撰稿，阐明自己的学术观点。于是叶渚沛写出《论在中国采用氧气转炉炼钢问题》一文发表在１９５５年９月出版的《科学通报》上，另一篇《高炉炼铁过程的新观念》一文发表在１９５６年出版的《现代冶金问题》一书中。１９５６年在国家制订《１９５７～１９６９年科学技术发展规划》期间，叶渚沛就氧气转炉炼钢问题提出书面建议。在建议书中就平炉与氧气顶吹转炉在技术与经济上作了详尽比较。指出：“采用氧气转炉炼钢法是迅速发展冶金工业的必由之路。当时他的建议未被马上接纳，但他不气馁，仍带领化工冶金研究所的科技人员，从１９５８年至１９６２年期间，建立一座１．５吨氧气顶吹试验转炉。组织了３００千克和１．５吨氧气转炉的中间试验，成功地吹炼铸钢生铁、高磷生铁及攀枝花含钒生铁，为发展规模更大的氧气转炉炼钢积累了经验，并为石钢（首钢前身）培养了氧气转炉炼钢的技术骨干５０余名。在此期间，叶渚沛还向当时的中共中央政治局再次提出发展氧气顶吹转炉炼钢的建议，受到当时主持国家科委工作的聂荣臻元帅的重视与支持。经国家科委批准，拨出科研项目专款，经北京钢铁设计院设计，于１９６３年在石钢兴建了我国第一座３０吨工业化的氧气转炉炼钢车间，于１９６４年投产。上述活动中，除得到国家科委韩光副主任支持外，还得到冶金部内陆达、孙德和、安朝俊等专家的支持、配合。
当氧气顶吹转炉炼钢作为新建企业或技术改造时的主要方向的观点已基本为广大同行认同时，叶渚沛于１９６４年又及时提出并撰文“以氧气转炉为中心，配套地采用新技术”的主张。他在文革中指出：“……‘三高’高炉、氧气顶吹转炉和连续铸钢是钢铁工业的三大发展方向。……连续铸钢最重要的条件是温度波动小。……由３个转炉组成的氧气顶吹方法最容易与之相适应。由于浇注、开坯工序的变化，使其投资节约５０％左右，成品率可由８０％～８６％提高到９４％～９８％。从规模上看，连续铸钢不仅适用于小型，而且在年产钢百万吨以上的，……在条件合适的情况下，也可考虑从国外引入一套连续铸钢设备。”他还建议：“最好以石钢３０吨氧气转炉车间为主要试验基地。”他在同篇文章中，还提出“氧气顶吹转炉加上电子计算机准确控制过程后，就可使钢的成本 [1] [2] 下一页
(来源：查金荣 …/光明网)
|
