中國科 “跡”｜爐鑄鋒芒 ——自主研爐

導語

中國第一座自主研制的30噸氧氣頂吹轉爐

坐落于北京市石景山區首鋼園陶樓（石景山路68號）的中國第一座自主研制30噸氧氣頂吹轉爐（模型），是1964年我國鋼鐵工業自主創新的重要實物見證。

作為新中國首座30噸氧氣頂吹轉爐，它全程堅持自主設計、自主建設、自主調試，未成套引進國外轉爐主體設備，也未聘請外國專家，依靠本土技術力量建成。這一設備打破了當時國外的技術封鎖，推動我國煉鋼工藝從傳統平爐向氧氣轉爐升級，有效提高了煉鋼效率和產能，為我國鋼鐵工業后續發展積累了關鍵技術經驗，彰顯了中國科技自立自強、自主創新的精神內核。

1964年12月24日，北京石景山的寒冬，首鋼廠房內鋼花飛濺、熱浪蒸騰。隨著指令下達，30噸鐵水注入轉爐，約30分鐘后，一爐合格鋼水順利出爐——中國第一座30噸氧氣頂吹轉爐正式投產。

轉爐未成套引進國外主體設備、未聘請外國專家，全程堅持自主設計、自主制造、自主調試。相較傳統平爐，冶煉效率實現跨越式提升：單爐冶煉僅需30分鐘，成本降低約三分之一，產能可達平爐的5至8倍。這座30噸氧氣頂吹轉爐的建成，成為中國從鋼鐵弱國邁向鋼鐵大國的重要里程碑。

百廢待興 筑基起步：

新中國鋼鐵工業的恢復與發展

1949年新中國成立之初，鋼鐵工業基礎極為薄弱，近乎一片廢墟。長期戰亂致使國內鋼廠損毀嚴重，當年全國鋼產量僅15.8萬噸，不足世界總產量的0.1%，人均鋼鐵保有量極低，遠不能滿足民生需求與建設需要。

鋼鐵是“工業之母”，工業建設、國防軍工、基礎設施建設均離不開鋼鐵，恢復鋼鐵生產成為當時的緊迫任務。

彼時國內能維持生產的鋼廠屈指可數，“石景山鋼鐵廠（首鋼前身）”保存相對完好。國家確立“優先恢復鋼鐵生產”方針，重點扶持鞍鋼、本鋼、石景山鋼鐵廠等骨干企業，組織力量搶修設備、整治廠區。廣大工人滿懷建設新中國的熱忱奮戰一線，鞍鋼工人孟泰帶頭回收廢舊物資、修復老舊設備，成為鋼鐵工人艱苦奮斗的典型代表。

1949年4月21日，1號煉焦爐恢復生產

(百年首鋼發展歷程主題展)

1953年，“一五”計劃正式實施，鋼鐵工業被列為重點發展領域。國家集中力量建設鞍鋼、武鋼、包鋼等8個重點項目，改擴建23家中小型鋼廠，逐步形成“三大、五中、十八小”的產業布局。這一階段，我國借鑒蘇聯平爐煉鋼技術，逐步構建起從采礦、選礦到煉鐵、煉鋼、軋鋼的完整鋼鐵工業體系。

經過幾年建設，產業規模穩步提升，產量實現增長：1952年，全國粗鋼產量突破100萬噸，超過歷史最高水平；1957年增至535萬噸，較1949年增長32倍多。不過，當時主流煉鋼工藝仍為平爐，單爐冶煉耗時長達7至12小時，能耗高、成本高、產能偏低，技術升級需求日益迫切。

直面封鎖 從零攻堅：

氧氣頂吹轉爐技術的自主探索

20世紀50年代，國際煉鋼出現革命性技術——氧氣頂吹轉爐。

1952年，奧地利建成全球首座同類設備，冶煉效率遠優于傳統平爐，不過西方國家對此技術實施封鎖禁運。

補充閱讀

什么是氧氣頂吹轉爐？

氧氣頂吹轉爐（BasicOxygenFurnace）是采用頂部吹氧煉鋼的核心設備，由爐體、傾動機構和供氧系統組成。爐型分為爐帽、爐身和爐底三段，通過傾動機構實現360°旋轉，配備加料系統及煙氣凈化回收系統保障冶煉流程。

想象一下，你要把一鍋“鐵水”（從高爐出來的、含碳量很高的鐵水）變成“鋼水”，怎么變？利用“氧氣頂吹”，往里面吹氧氣，把多余的碳“燒”掉，這就是核心。

那為什么叫“轉爐”呢？

因為這個爐子像一個可以傾斜翻轉的大鍋，倒鐵水進去，吹完氧氣后，把鍋一翻，鋼水就倒出來了。

可以這么總結：

氧氣頂吹轉爐=一個能翻轉的大鍋+從上面用高壓氧氣猛吹。

30分鐘就把鐵水變成鋼水，又快又省錢。

1955年，冶金學家葉渚沛撰文倡議研發該項技術，以此破解國內鋼鐵產能受限的難題。

1958年，石景山鋼鐵廠總工程師安朝俊赴蘇聯考察。當地雖已開展氧氣頂吹相關試驗，但技術并未普及，生產依舊以平爐工藝為主。回國后，安朝俊決意走自主研發道路……

1958年7月，30噸氧氣頂吹轉爐項目正式動工。后續受三年困難時期影響，物資與資金供給不足，項目暫時停滯，技術人員并未中斷研究，持續開展小型試驗工作。

1958年，首鋼新鋼鐵項目施工現場

1962年，技術團隊改造一臺3噸空氣側吹轉爐，搭配國產制氧設備，搭建起試驗裝置，正式開展工業化測試。研發過程缺少參考圖紙與成熟參數，攻關主要圍繞爐襯使用壽命、氧槍噴頭結構、爐渣煉制工藝三大難點展開。

難點1：

爐襯損耗過快

爐內壁耐火材料長期受高溫鋼水沖刷侵蝕，極易破損報廢。團隊選用高密度耐火磚，加裝水冷結構降溫，輔以噴補修護手段，將爐襯使用次數從幾十爐提升至450爐。

難點2：

供氧冶煉不均

老式單孔噴槍供氧集中，鋼水受熱反應不均衡，鋼材損耗偏大。改成三孔120°對稱排布噴槍，氧氣散布更均勻，鋼材吹損率從15.99%降至10.16%。

難點3：

鋼水品質不穩

熔煉過程爐渣管控不當，易夾雜雜質影響鋼材質量。優化原料搭配，穩定鐵水成分，采用生白云石調配爐渣，兼顧生產成本與成品純度。

歷經22天工業化試煉，實測達成爐齡240次、鋼鐵料單耗1091公斤/噸的指標，技術方案驗證可行。

1964年9月項目復工，12月24日正式投產，我國就此自主掌握氧氣頂吹轉爐煉鋼整套技術。

1964年，“氧氣頂吹轉爐”試車現場

未完待續

從零起步的技術攻堅終獲突破，這套自研轉爐技術又將如何賦能全國鋼鐵產業、續寫發展篇章？敬請關注下篇。

重點

中國科 “跡”｜鐘刻初心 ——秦山筑核

中國科“跡”|鈾跡留痕——薪火永續

中國科“跡”|踏山尋鈾——鑄核立國

中國科“跡”|礪箭飛天——神舟一號

中國科“跡”|筑夢蒼穹——神舟一號

中國科“跡”|芯藏千秋志——三峽大壩

中國科“跡”|砼心鑄安瀾——三峽大壩

中國科“跡”|天塹變通途——武漢長江大橋

中國科“跡”|一橋飛架南北——武漢長江大橋

圖片來源

編著：中央廣播電視總臺財經節目中心

國務院國有資產監督管理委員會新聞中心

出版時間：2021年 10月

出版單位：中國科學技術出版社

編著：馮書靜

出版時間：2022年 10月

出版單位：中國科學技術出版社

中央黨校出版社

微信號丨dameikexue