中国科 “迹”｜炉铸锋芒 ——自主研炉

导语

中国第一座自主研制的30吨氧气顶吹转炉

坐落于北京市石景山区首钢园陶楼（石景山路68号）的中国第一座自主研制30吨氧气顶吹转炉（模型），是1964年我国钢铁工业自主创新的重要实物见证。

作为新中国首座30吨氧气顶吹转炉，它全程坚持自主设计、自主建设、自主调试，未成套引进国外转炉主体设备，也未聘请外国专家，依靠本土技术力量建成。这一设备打破了当时国外的技术封锁，推动我国炼钢工艺从传统平炉向氧气转炉升级，有效提高了炼钢效率和产能，为我国钢铁工业后续发展积累了关键技术经验，彰显了中国科技自立自强、自主创新的精神内核。

1964年12月24日，北京石景山的寒冬，首钢厂房内钢花飞溅、热浪蒸腾。随着指令下达，30吨铁水注入转炉，约30分钟后，一炉合格钢水顺利出炉——中国第一座30吨氧气顶吹转炉正式投产。

转炉未成套引进国外主体设备、未聘请外国专家，全程坚持自主设计、自主制造、自主调试。相较传统平炉，冶炼效率实现跨越式提升：单炉冶炼仅需30分钟，成本降低约三分之一，产能可达平炉的5至8倍。这座30吨氧气顶吹转炉的建成，成为中国从钢铁弱国迈向钢铁大国的重要里程碑。

百废待兴 筑基起步：

新中国钢铁工业的恢复与发展

1949年新中国成立之初，钢铁工业基础极为薄弱，近乎一片废墟。长期战乱致使国内钢厂损毁严重，当年全国钢产量仅15.8万吨，不足世界总产量的0.1%，人均钢铁保有量极低，远不能满足民生需求与建设需要。

钢铁是“工业之母”，工业建设、国防军工、基础设施建设均离不开钢铁，恢复钢铁生产成为当时的紧迫任务。

彼时国内能维持生产的钢厂屈指可数，“石景山钢铁厂（首钢前身）”保存相对完好。国家确立“优先恢复钢铁生产”方针，重点扶持鞍钢、本钢、石景山钢铁厂等骨干企业，组织力量抢修设备、整治厂区。广大工人满怀建设新中国的热忱奋战一线，鞍钢工人孟泰带头回收废旧物资、修复老旧设备，成为钢铁工人艰苦奋斗的典型代表。

1949年4月21日，1号炼焦炉恢复生产

(百年首钢发展历程主题展)

1953年，“一五”计划正式实施，钢铁工业被列为重点发展领域。国家集中力量建设鞍钢、武钢、包钢等8个重点项目，改扩建23家中小型钢厂，逐步形成“三大、五中、十八小”的产业布局。这一阶段，我国借鉴苏联平炉炼钢技术，逐步构建起从采矿、选矿到炼铁、炼钢、轧钢的完整钢铁工业体系。

经过几年建设，产业规模稳步提升，产量实现增长：1952年，全国粗钢产量突破100万吨，超过历史最高水平；1957年增至535万吨，较1949年增长32倍多。不过，当时主流炼钢工艺仍为平炉，单炉冶炼耗时长达7至12小时，能耗高、成本高、产能偏低，技术升级需求日益迫切。

直面封锁 从零攻坚：

氧气顶吹转炉技术的自主探索

20世纪50年代，国际炼钢出现革命性技术——氧气顶吹转炉。

1952年，奥地利建成全球首座同类设备，冶炼效率远优于传统平炉，不过西方国家对此技术实施封锁禁运。

补充阅读

什么是氧气顶吹转炉？

氧气顶吹转炉（BasicOxygenFurnace）是采用顶部吹氧炼钢的核心设备，由炉体、倾动机构和供氧系统组成。炉型分为炉帽、炉身和炉底三段，通过倾动机构实现360°旋转，配备加料系统及烟气净化回收系统保障冶炼流程。

想象一下，你要把一锅“铁水”（从高炉出来的、含碳量很高的铁水）变成“钢水”，怎么变？利用“氧气顶吹”，往里面吹氧气，把多余的碳“烧”掉，这就是核心。

那为什么叫“转炉”呢？

因为这个炉子像一个可以倾斜翻转的大锅，倒铁水进去，吹完氧气后，把锅一翻，钢水就倒出来了。

可以这么总结：

氧气顶吹转炉=一个能翻转的大锅+从上面用高压氧气猛吹。

30分钟就把铁水变成钢水，又快又省钱。

1955年，冶金学家叶渚沛撰文倡议研发该项技术，以此破解国内钢铁产能受限的难题。

1958年，石景山钢铁厂总工程师安朝俊赴苏联考察。当地虽已开展氧气顶吹相关试验，但技术并未普及，生产依旧以平炉工艺为主。回国后，安朝俊决意走自主研发道路……

1958年7月，30吨氧气顶吹转炉项目正式动工。后续受三年困难时期影响，物资与资金供给不足，项目暂时停滞，技术人员并未中断研究，持续开展小型试验工作。

1958年，首钢新钢铁项目施工现场

1962年，技术团队改造一台3吨空气侧吹转炉，搭配国产制氧设备，搭建起试验装置，正式开展工业化测试。研发过程缺少参考图纸与成熟参数，攻关主要围绕炉衬使用寿命、氧枪喷头结构、炉渣炼制工艺三大难点展开。

难点1：

炉衬损耗过快

炉内壁耐火材料长期受高温钢水冲刷侵蚀，极易破损报废。团队选用高密度耐火砖，加装水冷结构降温，辅以喷补修护手段，将炉衬使用次数从几十炉提升至450炉。

难点2：

供氧冶炼不均

老式单孔喷枪供氧集中，钢水受热反应不均衡，钢材损耗偏大。改成三孔120°对称排布喷枪，氧气散布更均匀，钢材吹损率从15.99%降至10.16%。

难点3：

钢水品质不稳

熔炼过程炉渣管控不当，易夹杂杂质影响钢材质量。优化原料搭配，稳定铁水成分，采用生白云石调配炉渣，兼顾生产成本与成品纯度。

历经22天工业化试炼，实测达成炉龄240次、钢铁料单耗1091公斤/吨的指标，技术方案验证可行。

1964年9月项目复工，12月24日正式投产，我国就此自主掌握氧气顶吹转炉炼钢整套技术。

1964年，“氧气顶吹转炉”试车现场

未完待续

从零起步的技术攻坚终获突破，这套自研转炉技术又将如何赋能全国钢铁产业、续写发展篇章？敬请关注下篇。

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图片来源

编著：中央广播电视总台财经节目中心

国务院国有资产监督管理委员会新闻中心

出版时间：2021年 10月

出版单位：中国科学技术出版社

编著：冯书静

出版时间：2022年 10月

出版单位：中国科学技术出版社

中央党校出版社

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