冶金专家:许志宏

作者:中国科学技术专家传略              发布时间:2015-07-15


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     许志宏,化工冶金专家。潜心研究氧气炼钢技术和复杂矿的综合利用,并成功地用于工业实践。致力于将计算机技术应用于化学、化工、冶金等领域。主持研制我国第一代计算机化工流程模拟系统。提出建立数值型、智能化科学数据库的方法论及计算机辅助物性预测模型研究。组织研制了多种工程化学数据库,并在实践中获得成功应用。 

    许志宏,原名许壮武,1930111日出生于辽宁省铁岭县,祖籍山东青岛市。祖上闯关东到东北。“九•一八”事变后,为了不做亡国奴,举家返回原籍山东。许志宏自幼受家庭熏陶,喜爱读书,19421947年就读于天津市工商附中、青岛市崇德中学。1947年考入天津南开大学化工系学习。1952年毕业后分配到中国科学院,先后在中国科学院东北分院、院学术秘书处、技术科学部、计划局等部门工作。1957年考入中国科学院化工冶金研究所(下简称化冶所,1996年后更名为过程工程研究所),师从叶渚沛院士,攻读副博士研究生。在叶渚沛院士的指导下完成《吹钒时钒的行为》的研究生论文,获得了评委会的很高评价。1963年毕业留所,任炼钢室副主任,主要开展氧气顶吹转炉炼钢和复杂矿的综合利用等项目的研究。文化大革命期间调到化工部第一设计院任技术室副主任,从事化工情报工作,主编了“化工流程图集”一书;组织并主持全国化工系统设计院计算机设计软件开发工作,为后来将计算机引进化学、化工、冶金领域积累了经验,奠定了基础。1978年回到化冶所,筹建计算机研究室任主任,开展了计算机在化学、化工、冶金中的过程模拟、化学化工数据库的研制和计算机辅助分子设计等方面的研究工作。19857月入党。1986~1991年任中国科学院化工冶金研究所所长;此间,根据国家改革开放的需要,组织创建了一些新的领域。如:能源、生物工程、环境等新课题。这些工作为研究所针对国家科技发展,作了一个很好的铺垫。卸任后,继续从事计算机化学、化工、冶金等方面的研究和研究生的培养,承担了一系列国家、中国科学院的重大、重点科研项目。2000年退休后,仍心系祖国的科学事业和人类共同进步的高新技术,把目光转向国际和国内的热点问题如能源与环境方面。

    许志宏长期从事化工冶金的物理化学、工程化学及在这些领域的计算机应用研究。在学术上重视应用基础研究与国家建设的重要任务相结合。在为我国的化工冶金技术进步作出贡献的同时, 注意推动交叉学科的发展, 是我国计算机化学和计算机化工两个二级学会的创始人之一。

    在50多年的科研生涯中,他和他的团队曾获国家自然科学三等奖1项,全国科学大会奖1项,中国科学院重大科技成果奖2,中国科学院科技进步一等奖1项、二等奖3项,三等奖2项,化工部科技进步奖1项。在国内外多种学术期刊上发表研究报告和学术论文100多篇,出版专著译著6部。在2006年国际科学数据大会上,获科学数据(CODATA)终身成就奖。

    他曾任中科院化冶所学术委员会主任,中科院计算机化学开放实验室主任;国家发明奖化学化工组评委,国家科技进步奖评委会委员,国务院学位委员会分组会委员,中国金属学会常务理事,中国科学院图书情报出版委员会副主任等职。是《计算机与应用化学》刊物的开创人之一,该期刊曾获中科院优秀期刊三等奖。

组织落实氧气顶吹转炉炼钢,积极开展复杂矿的综合利用

    许志宏是我国已故著名冶金学家叶渚沛先生学术思想的优秀继承人之一,20世纪五六十年代主要从事化工冶金研究。他的冶金物理化学研究成果为氧气转炉炼钢、攀枝花矿中钒的提取、建立钢铁—化肥联合企业等一系列重大国民经济建设项目,提供了理论和实验依据。他协助叶渚沛院士,积极推动在我国采用新的冶金工艺流程。

    原中国科学院化工冶金研究所所长叶渚沛院士,自1954年就明确提出并极力倡导在我国大力发展氧气顶吹转炉炼钢的技术发展方向。 针对我国复杂铁矿资源丰富的特点,提出了一系列发展氧气顶吹转炉炼钢技术和以该技术为核心的复杂矿冶炼和综合利用方案。

    许志宏在叶渚沛所长的直接指导下,具体领导组织实施了多项开创性的科研工作。如氧气顶吹转炉炼钢的研究,在我国未引进国外技术专利的条件下, 50年代后期,首先在化冶所300千克热模型上进行了氧气顶吹转炉冶炼石钢生铁试验,总结出了适合石景山钢铁公司原料条件的吹炼工艺参数。之后,在化冶所建立了炉容量1.5吨的氧气顶吹转炉中间工厂试验车间,在该装置上系统地进行了石钢生铁、高磷生铁、含钒生铁的冶炼试验。取得了一系列的科研成果。试验期间分三批为石景山钢铁公司和黑色冶金设计院培训了氧气顶吹转炉冶炼技术骨干。参与了该公司氧气炼钢厂的设计和操作规范制定。在这项新技术开发中,坚持了“科研–生产-设计”相结合,实现了新技术独立自主的工业化。对氧气转炉炼钢技术在我国的广泛推广应用,起到了重要的推动和示范作用。为此氧气顶吹转炉炼钢的研究获得了1978年全国科学大会奖。

    当时传统的提取钒的途径是用双联法。钒渣需经化学处理提取五氧化二钒后,再用矿热炉或铝热法炼成钒铁合金。而化冶所承担的“含钒钢渣返回高炉回收钒流程研究”课题,是为了摆脱束缚炼钢厂生产能力的双联法,改用碱性顶吹转炉以单渣法冶炼含钒铁水,从而使炼钢车间的生产能力提高将近1倍,而碱性的含钒钢渣则返回另一小高炉和小转炉冶炼出含五氧化二钒高达30-35%的高钒渣。此高钒渣有可能无需化学处理而直接用矿热炉还原成钒铁合金。他除参与该项目的方案制定和大部分实验研究外,还独立地研究了在吹氧条件下,铁液中的碳钒相对氧化速度及其影响因素,铁液脱钒的动力学及钒在渣铁相间的行为。经实验室研究及不同规模热模拟试验,证实了上述流程方案的可行性。在此基础上,1980~1982年期间,与攀枝花钢铁研究院合作,在西昌410厂系统地完成了碱性含钒钢渣返回高炉冶炼高钒铁水、转炉吹炼高钒渣、电炉还原高钒渣制取钒铁合金各主要环节的半工业性试验。取得了完整的科研成果。从过程工程的角度充分验证了该流程的技术可行性。为此“含钒钢渣返回高炉回收钒流程”获得了中国科学院1982年重大科技成果一等奖。

    针对我国鄂西地区蕴藏着丰富的高磷铁矿资源,矿中铁和磷的综合利用技术方案有待解决,开展了“氧气顶吹转炉冶炼高磷生铁研究”。当时西欧国家处理这种生铁是沿袭传统的托马斯法。此法较为成熟,但钢水含氮量很高,钢质量差。而该项研究采用氧气顶吹转炉冶炼含磷2-4%的高磷铁水,利用氧气顶吹转炉化渣快,氧化能力强的优点,在冶炼成优质钢水的同时,副产出含五氧化二磷25%30%的优质钢渣磷肥。经过300千克和1.5吨氧气顶吹转炉反复试验,稳定地达到了上述指标。获得的钢渣磷肥经高温速冷,其枸溶率达到85%-90%,可获得良好的肥效。该成果获得了1978年中国科学院重要科技成果奖。

    根据叶渚沛所长的学术主张和指示,由许志宏执笔写出了“关于在我国发展钢铁化肥联合企业的建议”。用系统工程学方法研究采用氧气转炉后的冶金联合企业内的能量变化, 为建立冶金化肥联合企业提供了理论依据。该建议的核心内容是,在采用氧气转炉炼钢技术后,炼焦厂的焦炉煤气和制氧厂的氮气就可用于合成氨并进一步制成农业急需的氮肥,使资源就地得到有效综合利用,从而将钢铁公司建成生产钢铁和化肥的联合企业。该建议受到了国家科委的高度重视,后经化工部第四设计院设计,在石景山钢铁公司建成了一个年产5万吨化肥的钢铁化肥联合企业示范厂。这一综合企业设想的实现是应用系统工程学的成功范例。

    在以上各项科研活动中,经炼钢研究室全体人员的共同努力和全所的有力支持,取得了重大的进展和科研成果,许志宏起到了承上启下、不断创新、凝聚全室力量,全面推动工作进展的关键作用。

我国计算机化学和化工的主要创始者和学术带头人

    60年代初期,叶渚沛院士就提出在化工冶金研究中采用计算机的建议,当时有些人不理解计算机与化工冶金研究之间的关系,但许志宏却牢记心中。“文化大革命”期间,他利用在化工部从事科技情报工作的机会,阅读了大量国外文献资料,从中得到启发。70年代初, 我国化学工业部副部长冯伯华意识到我国化工设计与国外的主要差距,可能在于化工设计中计算机软件的开发与应用。为此,许志宏受命组织和主持有各主要化工设计院参加的化工流程系统稳态模拟软件的开发, 这是我国第一次组织大规模开发专业设计软件的试探,奠定了我国计算机辅助化工过程模拟的技术基础。该成果获化工部基建方面的科技进步二等奖。将计算机引入到化工领域。

    1978年许志宏回到化冶所后,在所领导的支持下,立即着手筹建计算机研究室,经历了创业→计算机普及→承担国家任务三个阶段,成功地将计算机技术应用于化学、化工、冶金多个系统。系统地建立了化学基础数据处理、化学信息检索、分子结构信息处理、结构与物性、结构与物化性质和生物活性间的关系等一整套计算机辅助研究手段。根据国家急需, 率先支持开展了农药及化工新产品的计算机辅助分子设计研究。

    改革开放初期,在国外计算机硬软件大量进入到我国的时候, 许志宏主持设计了以可扩展框架为特点的计算机模拟系统。并对等离子钛白的生产过程, 氯乙烯分离过程等进行了计算机模拟并取得初步成功。与此同时,组织了计算机实时控制的工作, 将计算机人工智能的概念和方法应用到化工和冶金领域的实时控制之中, 并在我国自主开发的一些流程,如磁记录粉、钨粉等生产流程中得到了应用。在上述工作基础上,开始组织以高性能微机为主要结点的局部网络的下一代计算机控制、优化和管理系统。

    为了支援国家的经济建设,许志宏还针对一些重大的科研任务,开展了一系列过程模拟的工作。如:粉煤气化反应器非稳态约束条件的模型建立和求解;冶金过程多元多相化学平衡通用计算模型的建立;相图的模式识别和计算相图的预报;化合物热力学性质的推算模型的建立。

    随着人类社会逐步进入信息时代,科学数据资源及其管理与共享水平,已成为衡量一个国家整体科技水平和综合国力的一项重要标志。随着工作的深入进展,许志宏深切地感受到“数据是科学之本、研究之源,是一种资源,也是一个国家‘软实力’的体现。”

    80年代,他在我国率先开展了科学数据库的研究。作为主要负责人之一,许志宏积极参加中国科学院科学数据库的筹建及制定发展计划。他提出的建立数值型、智能化科学数据库的方法论及计算机辅助物性预测模型研究,受到各方面的重视。被成功地运用到工程化学数据库系统的研制工作中。他承担了中国科学院建立工程化学方面数据库的“六五”、“七五”、“八五”计划任务, 建立了具有复杂计算及预测能力的工程化学数据库信息系统,其中有无机热化学数据库(ITDB)、水溶液热力学数据库(ATDB)、非电解质体系汽液相平衡数据库(NEDB)、复杂体系化学平衡相平衡计算软件包(GEPCE)、基本有机物性数据库(KB-OPDS)、无机物性预测系统(IPES)X—射线光电子能谱数据库(ESCADB)及分布式化学数据库管理系统(CLIB)等。这些研究成果获1987年国家自然科学三等奖及中国科学院科技进步二等奖3项、三等奖2项。在将数据库与知识工程相结合, 化学数据深度加工方法等方面有所创新。到目前为止,已与美、法、日、意、德、丹麦等国的重要化学化工数据组织建立了密切的双边关系。特别是他于1984年帮助筹建了国际科学技术数据委员会CODATA中国委员会,1990 ~2000年一直兼任国际科学技术数据委员会CODATA的中国国家代表,开展了大量卓有成效的工作。

    90年代,化合物的构效关系和计算机辅助分子设计是国际前沿的一个重要竞争的课题。针对国家的需要, 他指导和开展了化合物结构和物性关系(SPR)的研究,改进和发展了化合物物理化学性质、热力学性质、传递性质与基团和结构间的规律的描述;在结构解析中引进了人工智能的方法,并进一步深入探索化合物结构与其生物活性间关系(SAR)。组织开展了农药和化工新产品的计算机辅助分子设计课题。在辅助农药分子设计研究工作中, 研制的CASAC系统软件已具备了对未知化合物生物活性预报的能力;三维水平上的构效关系研究也已取得重要进展。该项国家任务促进了计算机化学学科的发展, 对我国医药、农药工业实现从“仿制”到“创制”的技术路线的转变有促进作用。

    周光召于2006年在第20届国际科技数据委员会(CODATA)国际学术会议上这样评价许志宏:“自从1984年中国科学院代表中国加入CODATA以来,为了中国乃至世界数据活动而努力奋斗。许志宏就是其中杰出的代表,为了CODATA事业,兢兢业业工作了20年,倾注了大量心血。” 这也是对许志宏将计算机技术成功地应用于化学化工系统所做的开拓性工作的表彰与肯定。

能源工业新流程开发与发展的研究和咨询

    2000年许志宏退休,却仍心系祖国的科学事业。他以长期的积累和敏锐的科学判断力,将眼光盯向国家急需的能源的开发和利用上,根据国际科技发展趋势,针对我国能源工业的现状和发展,提出了关于能源战略和流程的新设想。例如:他建议开发的流程有:天然气水合物的开发流程;天然气水合物的人工生成和“点到点”运输的流程;利用氧气高炉实现天然气与煤的共气化流程;利用氧气高炉进行重质油气化和裂解生产轻烯烃过程的集成,以缓解我国燃料工业和化学工业对石油需求量的高速增长。他还建议从现在的高耗能企业,从液态炉渣中,回收电能的流程,实现无污染、无燃料的电站。

开展合作交流  扩大学术影响

    许志宏重视学术交流,积极推进国际合作,建立起广泛的国内外学术联系。他多次率团赴美国、加拿大、日本和欧洲等国(地区)出访、考察、交流和讲学,在国际科学数据界和计算机化学界,具有较高的知名度。多次主持重要的国际科学数据会议及计算机化学会议,并应邀做报告,如1985年在巴黎国际热力学大会, 1987年在国际计算机化学研究与教育大会(ICCCRE), 1989年在日本全国金属学会, 1990年和1992年在十二和十三届国际科学技术数据委员会(CODATA)大会上均被邀请在大会或分组会上作专题报告, 使我国科学数据方面的研究工作得到国际科学数据界及计算机化学界的高度评价。

    1987年许志宏被选为第八届国际计算机化学研究及教育大会(ICCCRE)组织委员会主席, 并主持第八届国际计算机化学研究与教育会议(ICCCRE);1988年主持了国际科学技术数据委员会CODATA亚太地区交流会; 1990年至1992年被聘为第三十四届国际纯粹与应用化学大会(IUPAC)科学委员会成员,主持了1991年、1992年两次国际化学信息网(ChIN)学术研讨会;1992年被选为第13届国际CODATA大会组织委员会主席之一;曾担任国际热力学数据工作组成员;1990年至2008年担任国际科学技术数据委员会CODATA中国委员会国家代表。基于许志宏多年来积极致力于推动国际科学数据界所开展的工作、影响和贡献,2006年在北京召开的世界科学数据大会上,被授予终身成就奖。

    为了在我国能早日形成一支计算机化学化工的科研队伍,推动计算机事业的发展,许志宏积极从事学会的组织领导工作。80年代以来, 他团结和联合国内一批化学化工专家、计算机专家, 相继创建了中国化工学会计算机化工专业委员会、中国化学会计算机化学专业委员会。支持两个专业委员会先后各召开了多次全国学术会议。1984年创办了《计算机与应用化学》学术期刊,1990年起出版其年度英文选编。从1998年起,接受科学出版社的委托,主持了”计算机化学化工丛书”的工作,这是我国在该领域的第一部丛书。

严谨治学 良好风范

    培养研究生是许志宏的又一项主要任务,他关心年轻人的成长,教书育人,重在引导,注重发挥研究生的主观能动性和创造力。30年来,为国家培养了近40位博士或硕士研究生,其中培养博士研究生9名、指导博士后2名。他亲自指导过许多重要研究课题,为了促进青年科技人员的成长,他经常帮助定方案、搞协调,甚至当后勤。这使他和年轻人结下良好的师生之谊。他一生好学不倦,为人谦和,作风朴实,淡薄名利,生活简朴,从不计较个人得失,甘当人梯,难怪许多人说,与许志宏共事是一种幸福,他创造了一个宽松的工作环境。

(张珠辉)

 

 

1930        121日生于辽宁省铁岭县。

19471952  在天津南开大学化工系学习。

19521957  在中国科学院东北分院及中国科学院学术秘书处、技术科学部及计划局工作。

19571963  在中国科学院化工冶金研究所副博士研究生学习,毕业。

19631970  任中国科学院化工冶金研究所二室副主任、主任。

19701977  任化工部第一设计院技术室副主任。

19781985  任中国科学院化工冶金研究所计算机研究室主任、副研究员、研究员。

19861991  任中国科学院化工冶金研究所所长、博士生导师。

19881994  任中国科学院计算机化学开放实验室主任。

19911995  任中国科学院化工冶金研究所学术委员会主任。

2000        退休。

 

主 要 论 著

1 许志宏.计算机化学的发展和前沿.中国科学院院刊,19927(1)11.

2 许志宏,王大光.冶金过程模拟.金属学报,1982183):361.

3 许志宏,王乐栅.无机热化学数据库.北京:科学出版社,1987.

4 许志宏,周维彪.多相多组元化学平衡相计算 (I) 算法 M-SVMP() 新算法“GCG法”  化工学报,1987 (1)391987 (1),49

5 许志宏.钢渣磷肥生产 《钢渣磷肥》的第一部分.北京:中国工业出版社, 1962.

6 许志宏.化学冶金过程中计算机的应用() 概论及基础应用程序, 化工冶金, 19834(1), 1() 单元模化与系统模化, 化工冶金, 19834(2), 1.

7 张跃敏,许志宏.集成化工过程模拟系统的建立和应用, 化工进展, 1993 (64), 34.

8许志宏.用高新技术武装我国钢铁工业, 科技导报, 1992(6), 48.

9 Sanling G.,Zhihong X.,Improved Simulation System of pulverized Coal Gasifier   J.of Chem.Industry a↑nd Eng. (China), 19872(2)245.

10 Zhihong X.,The Development of A Chemical Engineering Data Base, Analytica Chimica  Acth , 1988(210)115.

11 Zhihong X.,Qian Dong, The Knowledge-Based Organic Phy. Property Data System (KB-OPDS), J. of Chem.Inf.Compt.Sci. 1990(30)256.

12 Zhihong X.,Hao W.,Mixing Rules fo↑r Equation of State a↑nd Group Contribution fo↑r GE Models — A General Method fo↑r 2-a↑nd3-parameter Cubic Equations of State, Selected Papers of Computers a↑nd Appl. Chem. Science Press, 1990.

13 Jiaju Z.,Zhihong X., et al, Structure-Activity Relationship on Pesticides: A Development in Methodology a↑nd Its Software SyetemJ. of  Chem. Inf. Compt. Sci. 1993(33).

14 Zhihong Xu et al., Research Strategy of Developing Chemistry Database System, CODATA Bull.199224(2)7.

15 Jiaju Z., Zhihong X., Progress of Data Activity in Chemistry a↑nd Chemical Engineering in China, CODATA Bull.199224(2)16.

16 Xinyu W., Zhihong X., et al., Info↑rmation Processing System (IPS) fo↑r the Chinese Encyclopedia of Chemical Industry, CODATA Bull.1992 24(2)106.

17 Minghong H., Zhihong X., Evaluation a↑nd Optimization of Binary Thermodynamic Properties with the Coupling of Ternary Data, CODATA  Bull.199224(2)117.

18 Ping L., Zhihong X., Co↑rrelation of Critical Loci fo↑r Fluid Mixures,  J. Chem. Ind. Eng. (China),19922, 132.

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20 Jiaju Z, Zhihong X., et al., Structure--Activity Relatioanship on Pestcides: a Development in Methodology a↑nd its Software System, J. Chem. Inf. Comput. Sci.199333(21)in press.

21 Leming S, Zhihong X, et al, Resolution of Overlapped X--Ray  Fluo↑rescence Spectra Using the Kalman Filter.Int. J. Microcomput. Appl199110(3)113.

22 Leming S, Zhihong X, et al. Simultaneous Analysis of Co(II), Ni(II),  Cu(II) a↑nd Cd(II) by Spectrophotometry a↑nd the Kalman Filter, J. Chemometrics,19915, 193.

23 Zhihong X,Liying D,et al.Using cargo fo↑r transpo↑rtation, sto↑rage, a↑nd dissemination of natural gas. Chinese Patent200410033959.1, 2004.

24 许志宏.21世纪绿色石油化工流程.石化出版社,2002年,北京。

25 许志宏.UNIFAC功能团法推算汽--液平衡.化学工业出版社, 北京, 1982

26陈念贻、许志宏. “计算化学”, 上海科学技术出版社,1987

27 许志宏.化学工程() 化学化工数据库.化学工业出版社, 北京, 1989

28许志宏.发展计算机化工中的计算机软件, 化工进展,1992(4), 7.

29周家驹、许志宏.分子二维结构信息数值化的结构框架模型法及其应用, 物理化学学报,19939(1), 41.

30许志宏.21世纪绿色过程工程的发展,北京:中国石化出版社,2002. 

 

 

 

 

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