冶金专家:丁书慎

作者:中国科学技术专家传略              发布时间:2014-10-24


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       丁书慎,冶金专家,我国高炉喷煤技术工业化应用的开拓者之一。首钢迁安铁矿的创建者之一。先后组织首钢炼铁原料中和混匀分级入炉、高炉喷煤、高炉长寿等技术创新与新技术开发、应用,主持创造高炉炼铁国内国际领先指标。在首钢迁安铁矿,大力推广选矿细筛再磨工艺,主持磁团聚重选技术开发及应用。提高了精矿品位,促使高炉炼铁指标大幅提升,为首都钢铁公司的建设和发展作出重要贡献。     

    丁书慎,农历1918318日出生于山东省牟平县(现乳山县)河东村一个知识分子家庭,原名丁书绅,初中期间改名丁书慎。

    19318月至19349月,先后就读于山东省牟平县县立中学、烟台中学;19349月考入北京市立第三中学高中部;19376月高中毕业,大学备考期间“七七事变”爆发,被迫中止学业返乡。

    19389月参加山东抗日游击队郑维屏部,做广播新闻收录工作。193910月经重庆国民政府山东省教育厅驻胶东督学保送,进入贵州平越交通大学唐山工学院铁道管理系学习,一年后转入矿冶系。

    19449月大学毕业后,分配到新疆钨矿工程处任实习员。19454月调入兰州甘肃煤矿局阿干镇煤矿任工务员。194612月调任山东博山西河煤矿桃花峪采煤所助理工程师兼桃花峪采煤所主任。

    19478月调台湾基隆金瓜石台湾金铜矿务局,任助理工程师兼第一采矿场副主任,负责巷道修复及开拓工程工作,提出并成功推广湿式凿岩新技术,以改善矿工工作环境,并于1948年第六届中华工程师学会会议上提出防治矽肺病论文,介绍推广英美矿山防治矽肺病经验,呼吁重视矽肺职业病防治。

19494月返回大陆青岛。青岛解放后,在青岛山东省工业厅化学工业管理局任工程师兼计划组组长。

19515月调入石景山钢铁厂(1958年改名为石景山钢铁公司,1978年改为首都钢铁公司,后改为首钢总公司,以下简称石钢或首钢),至1958年先后担任炼铁部原料助理、中心实验室主任等职务,组织了石钢铁矿平铺中和、分级入炉系统改造,全面整顿技术检查检验工作,系统规范了首钢铁矿、原煤等原料及产品检验,并积极配合国家冶金等部门进行有关规范及标准的编制工作,确立首钢中心实验室为行业规范标准编制依托单位;开展基础试验研究工作,先后组织炼焦配煤优化、矿石还原性能、矿物组成及高炉炉渣黏度等试验研究,奠定了首钢技术试验研究基础。

    1958年初提议并组织首钢迁安与滦县铁矿基地建设,结束了首钢无自有矿山的历史。1960年初丁书慎担任炼铁厂长,组织整顿生产及技术管理,大力整修设备,扭转了生产混乱的被动局面。其后通过改进原料,组织开发推广高炉喷煤技术等,逐步确立首钢炼铁技术在国内的领先地位。

    “文化大革命”后,先后任首钢矿业公司经理、首钢副总工程师等职务,期间全面规划了迁安地区铁矿开采及接替;广泛推广细筛再磨工艺,使精矿品位提高到68%以上,达到国际领先水平;积极推动磁介质选矿小型试验改进为磁团聚重选新技术,大幅提高了高品位铁精矿生产效率。

    1987年丁书慎退休后受聘于中国投资咨询工程公司,任专家组组长;1988年组建振华冶金技术咨询公司,任法人代表,组织帮助马钢、唐钢、酒钢、水钢等20家钢铁企业完成技术攻关。

    1997年,被国务院批准享受政府特殊津贴。

 

推进首钢原料系统整顿,奠定高炉精料基础 

    中华人民共和国成立初期首钢无自有矿山,矿石来源及成分繁杂,原料系统工艺设备陈旧,缺乏混匀条件。入厂铁矿按进厂批次单独卸仓集中使用,用完后换料,致使高炉配料变化频繁,正常情况日变料达10余次,且料仓料位变化大,炉料偏析严重,导致高炉炉况大幅波动,严重制约高炉炼铁生产顺稳。

    借鉴当时苏联专家关于原料条件在高炉生产中所处重要地位的观点及建议,1953年丁书慎主动申请担任炼铁部原料工程师兼助理主任职务,在国内率先开展矿石中和混匀、分级入炉系统整顿。

    19539月首先开始料场整顿,将铁矿来料分层平铺,用料则沿纵面切取,完成铁矿入厂“平铺切装”第一次中和混匀;完善破碎筛分系统,组织筛选厂设备维修及系统改造,实现矿石破碎系统设备大修,采用双层振动筛代替原有的圆筒滚筛,提高筛分效率,并实现了矿石粒度分级;改造矿石入仓运输系统,使经破碎筛分后完成粒度分级的两个粒级成品矿分别运入高炉料仓;铁矿入仓按半仓卸料原则,卸料过程各仓均匀受料,高炉入炉装料采取闸口轮流取料,实现了进一步中和混匀和分级入炉。

    通过以上措施,于1954年,首钢很快实现了中和混匀、分级入炉,稳定了高炉入炉矿石质量,矿石含铁量及二氧化硅含量波动分别由2.2%2.8%1.96%3.06%,降低到1.7%0.87%以下,入炉矿石粒度合格率由25%提高到80%,彻底转变了频繁改变配料适应矿石成分变化的被动操作模式,为首钢高炉生产创造了稳定顺行的原料条件。在因供矿矿山深部开采劣化,导致入炉铁矿品位由57.86%下降到50.94%的情况下,全面实现原料系统整顿后的1956年,首钢高炉利用系数、入炉焦比分别由整顿前1951年的0.803t/m3.d1211kg/t,提升到1.309t/m3.d839kg/t

    因原料系统整顿工作的突出业绩,丁书慎被评为1953年度石景山钢铁厂劳动模范,1954年度北京市劳动模范。在1955年第一届全国高炉会议上首钢就原料系统改进经验进行了总结交流。

 

积极推进炼铁系统的科技进步 

    20世纪50年代末期,由于盲目追求产量,首钢炼铁生产陷入混乱,高炉炉体严重损毁,辅助设备严重失修;195911月新建成的3号高炉发生煤气下降管爆炸严重事故。首钢炼铁生产濒临崩溃边缘,全公司亏损严重。在此危难之时,1960年初正在筹建首钢迁安铁矿的丁书慎临危被任命为炼铁厂厂长。

    丁书慎任职后,首先积极组织处理频繁发生的生产设备故障及事故,针对高炉存在的巨大安全隐患,进行无准备中修,对辅助系统进行了检修,使炼铁厂初步摆脱了高炉设备安全危机。随即组织管理制度的制定,健全技术及生产责任制度,整顿高炉操作,建立设备维护制度及奖惩办法,强化设备维护,加强对萤石洗炉、高炉炉顶点火等的管理和控制,全面规范了炼铁生产技术管理,生产及高炉系统设备运转逐步趋于稳定,无计划停风大幅度降低,1964年全厂年平均高炉休风率创0.7%新纪录。

    生产走上正规后,丁书慎开始组织强化炼铁技术攻关。加强精料工作,提出控制烧结矿残碳量,解决当时使用的热烧结矿进入高炉料仓在仓内结大块等问题;组织原料结构优化研究,与烧结厂联合开展自熔性烧结矿、两种碱度烧结矿等生产及高炉应用研究,获得良好冶炼效果;提出用调整生矿比例调整碱度,摒弃使用灰石、矽石调整炉渣碱度的常规方法,通过实践探索,逐步摸索出适宜的高炉原料结构;组织成功开发高炉喷煤技术并迅速在全厂推广;组织低硅生铁冶炼研究,国内率先实现含硅量为0.3%~0.4%低硅生铁冶炼。首钢炼铁技术经济指标逐年大幅提升,到1965年、1966年,逐步确立了首钢炼铁技术经济指标国内、国际领先的新局面。期间为了扭转炼铁严重亏损局面,与烧结厂联合进行技术攻关,将多年积压的块矿低品位筛下物烧结入炉,并尝试采用高炉配加硫酸渣等,使首钢公司于1962年开始扭亏为赢。

    为了解决高炉频繁大中修带来的巨大人力物力消耗和影响生产正常运行问题,丁书慎强烈期望建成具有高科技水平的高质量长寿高炉。1964年、19652号及1号高炉大修时,积极坚持采用炉底冷却及综合炉底砖衬结构等新技术;为保证耐火材料质量,指派专职人员驻厂全程监制,协助厂家改进工艺,提高耐火材料性能,与山东耐火材料厂研究提高黏土砖密度,创造高密度黏土砖品种;加强施工质量监督控制。在首钢副总工程师高润芝的协同下,两座高炉建成后在长期高强度冶炼情况下,高炉使用寿命分别达到14年和23年,其中1号高炉一代高炉单位有效容积产铁量达到16000t/m3,创造了首钢高炉长寿记录。

    19世纪国外提出高炉喷吹煤粉新技术,但一直未实现工业化。1963年冶金工业部组织首钢、鞍钢开始喷煤技术试验开发工作。首钢喷煤试验由首钢、黑色冶金设计总院、钢铁研究院、北京钢铁学院共同合作,丁书慎协同首钢总工程师安朝俊、副总工程师高润芝等负责开发组织,并直接负责高炉试验。

    由于对磨细后煤粉燃烧特性认识不足,首钢在试验过程中曾发生煤粉自燃险些形成事故;其后鞍钢发生煤粉罐爆炸事故,并造成伤亡,冶金部下令停止试验。丁书慎带领技术人员赴鞍钢现场考察,查明爆炸原因。在全面分析事故原因的基础上组织改进设计,采取改造喷吹罐消除煤粉滞留死角,暂用无烟煤,安装测温计,设置防爆泄压装置及安全阀门等措施,全面改进试验安全条件,继续进行试验。1964年首钢高炉喷煤试验开发取得成功,开创了喷煤技术工业化应用的新局面。1965年底全厂高炉全部实现喷吹煤粉。1966年全厂年平均喷煤比达到159kg/t;其中1号高炉全年平均喷煤比225kg/t,入炉焦比414kg/t6月份月平均喷煤比达到319kg/t,创造高炉喷煤比国内外月平均最高记录并保持至今,年平均喷煤比指标即使与目前国内外水平相比仍处于领先位置。

    高炉喷煤技术的开发使首钢炼铁技术取得巨大突破,入炉焦比大幅降低,生产效率提高。目前喷煤技术已成为现代高炉节能降成本的支撑技术,对高炉炼铁工艺竞争力及生存有着重要影响,丁书慎在该技术开发中起到了主导作用。

   

创建首钢矿山基地,确立首钢发展资源优势 

    1919年石景山钢铁厂高炉建设时,设计以龙烟铁矿为主要供矿矿山,1951年该矿铁矿品位为56%57%,随着开采加深,铁矿品位变贫,1952年下降到42%45%19582月时任中心实验室主任的丁书慎获悉滦河河滩有铁砂,立即与石钢负责人一起前往调研。得知国家503勘探队正在迁安二郎庙山进行铁矿勘探,丁书慎连夜赶赴现场,通过交流获得冀东铁矿资源资讯。经逐矿点调研后提出:冀东各矿点可以露天开采,绝大部分为磁铁矿,建矿外部条件好,具有采选优势,远胜于正在规划扩大开采的龙烟铁矿,适合首钢当前及今后发展。建议启动我国第三大铁矿资源的开发利用。

    建矿首先选定滦县矿点。1959年初迁安地区探明储量增加,已在此开始建矿规划的河北省由于压缩基建投资放弃建矿,丁书慎抓住机遇及时大胆提出舍滦县改建迁安铁矿主张。当年7月开始建矿运作,组织大石河建矿规划,选定厂址,11月份矿山工程全面展开,1960年年底迁安铁矿建成试生产。1965年迁安铁矿二期水厂铁矿前期工作启动,针对该矿地质品位低,夹层多,深部进一步变贫等问题及引起的激烈争议,丁书慎通过采选优势及成本综合分析,促使水厂铁矿顺利通过论证,成为首钢铁矿主体矿区。

    矿山建成后到2000年之前,迁安铁矿提供首钢精矿需求的80%以上,目前占首钢现所需铁矿资源的50%左右,对首钢发展及炼铁技术经济指标实现领先起到巨大的支撑作用。

    1970年丁书慎重返迁安铁矿,先后担任水厂铁矿副主任、主任,1976年以后任矿业公司副经理、经理职务,主要致力于如下工作:

1、强化排土场建设。为解决水厂大型铁矿排土场用地制约造成剥岩滞后采剥失调问题,丁书慎紧抓东西排土及印子峪三个排土场的设计、征地及施工,针对复杂的河东排土场征地问题,顶着压力,排除种种困难与地方签订利益分享协议,至1981年促使排土场用地问题全面解决。结合大型深凹露天矿开采特点,推动、强化连续排土设施的建设及进度。

    2、发展汽车开采。随着露天矿开采向深部发展,汽车运输取代火车运输是必然趋势。丁书慎针对汽车运输维修量大、出车率低等问题,强化矿山技校汽修技工培训力度;创建汽车大修厂;国内率先采用性能相对优越的孔明斯发动机取代白俄罗斯发动机,减少维修量,大幅提高汽车作业率;强化汽车保养制度;使迁安铁矿所有采矿场成功地实现了向汽车开采过度。目前首钢矿山汽车大修厂还具备了大型矿车的生产能力。

    3、加强接替采场建设。任内全面规划了大石河老矿区杨庄、羊崖山、柳河峪、孟家沟顺序接替方案。

丁书慎主持工作期间,矿业公司采掘能力大幅提高,1986年采剥总量及精矿产量分别由1977年的2471万吨、222万吨,提高到6101万吨和503万吨。重视矿山资源勘探及合理利用工作,主动投入资金支持补充勘探,使水厂、杏山深部探明储量较大增长,为目前实施地下开采提供了依据。

 

推动选矿新技术开发应用,缔造技术一流矿山 

    迁安铁矿结晶粒度略大,设计精矿品位为60%62%1970年丁书慎重返迁安铁矿后,对当时瑞典等国钢铁厂高炉采用高品位铁矿、低渣量冶炼拥有冶炼效率高,工人劳动强度低,符合环保要求等特点很是仰慕,结合炼铁工作经验,提出提高精矿品位利于降低高炉焦比、减少运输量等十大优点,积极向总公司领导及选矿管理层倡导宣传,力主提高精矿品位。此后大石河铁矿把提高品位作为科研攻关重点,首先采用细筛工艺,1976年铁矿品位超过64%1976年丁书慎担任水厂铁矿主任,对细筛再磨工艺大力推广,通过降低磨矿粒度,粗粒返回再磨,大幅提高了精矿品位。到1980年首钢矿业公司精矿品位由之前的60%63%提高到68.56%,创国内外领先水平,同时解决了磨矿粒度大对系统设备及尾矿管道严重磨损问题,使选矿作业率由70%左右提高到90%,金属回收率也有很大提高。

    组织磁团聚重选技术开发。1983年获悉地矿部峨眉研究所进行磁介质选矿实验,经考察认识到此技术流程复杂,工业上不可行。通过共同探讨及中试支持,峨眉研究所改在选别器中构筑弱磁场,利用矿浆中粒度大的纯净颗粒磁性强的特点吸附纯净小颗粒成团,靠密度大下沉分离,大幅提高了选矿效率,最终成功开发磁团聚重选新工艺。此后丁书慎主持在水厂进行工业试验,取得明显成效,工业试验成功后主持在全矿推广改造,使年精矿产量增加80万吨,增产幅度达18%20%

    丁书慎还先后组织了一磁改用中等磁场强度磁选机技术改造,以减少尾矿金属流失;降低入磨粒度,提高磨矿效率;采用碳化硅及高铬合金提高砂泵泵衬耐磨性革新改造;创造性运用磁化轮甩尾提高入磨原矿品位等技术改造和技术革新,全面提升了首钢迁安铁矿选矿技术水平。主持工作期间,首钢迁安铁矿采选各项指标逐年提高,到1980年绝大部分指标达到国内领先。由于精矿品位的提高,使首钢高炉入炉矿品位由53%左右提高到60%以上,20世纪80年代中期首钢炼铁厂入炉焦比降低到400kg/t以下,达到390kg/t左右水平,高炉利用系数由2.0t/m3.d提高到2.2t/m3.d,喷吹煤比达到140kg/t左右,指标长期保持国内领先,精矿品位的提高起到巨大支撑作用。首钢选矿技术的突破,为我国钢铁工业及国内经济发展提供了支持和借鉴。

    丁书慎为人耿直,工作中重视先进技术的力量,探索先进技术的研发与应用,对认定的东西坚持不放,力求成功,因此常为工作中的一些技术问题或观点与有关技术人员或领导争得面红耳赤。调查、掌握第一手资料是其开展工作的第一要则。负责原料系统整顿期间,为确保取得实效,常常到高炉车间观察高炉炉况反应及操作,并监督高炉车间原料组织工作,对不符合生产区域管理制度的做法努力促使整改;担任炼铁厂长及负责矿山工作期间,常常提前2个多小时到厂,现场全面掌握各环节情况,对存在问题及时提出解决措施,特别是任炼铁厂长期间,由于家住厂区,班余随时到现场了解、解决问题;对新工艺技术应用、开发充分开展调研,制定可靠措施,力求成功。用人上知人善任,促使大量技术人员快速成长。

(魏松民) 

 

     

1918        318日(农历)生于山东省牟平县(现乳山县)。

19341936  在北京市立第三中学高中学习。

19361937  在北京市私立念一中学习,高中毕业。

19381939  在山东抗日游击队郑维屏部,任上尉政训员。

19391944  在平越交通大学唐山工学院,先后在铁道管理系、矿冶系学习。

19441945  在新疆钨矿工程处任实习员。

19451946  在兰州甘肃煤矿局阿干镇煤矿任工务员。

19461947  在山东博山西河煤矿桃花峪采煤所助理工程师兼桃花峪采煤所主任。

19471949   在台湾基隆金瓜石台湾金铜矿务局任助理工程师兼第一采矿场副主任。

19491951  在齐鲁公司军事代表处工作,任青岛山东省工业厅化学工业管理局任工程师兼计划组组长。

19511953  在石景山钢铁厂,先后任炼铁部计划员、值班副主任、技术组长。

19531956  在石景山钢铁厂炼铁部原料工程师兼助理主任。

19561958  任石钢中心实验室副主任、主任。

19581959 任石钢迁安铁矿工程师、第一副矿长。

19601966  任石钢炼铁厂厂长。

19661966  任石钢生产总指挥。

19661970  下放炼铁厂劳动。

19701975  任首钢迁安铁矿工程师。

19751976 任首钢矿业公司水厂铁矿副主任、主任。

19771979  任首钢矿业公司副经理。

19791983  任首钢矿业公司经理兼首钢副总工程师。

19831987  任首钢副总工程师。

1987        退休。

19882000  组建振华冶金技术咨询公司,任总经理兼法人代表。

 

主要著作 

1 丁书慎.石景山钢铁厂原料管理经验.中国炼铁三十年.北京:冶金工业出版社.1981

2 丁书慎.为首钢高炉准备优质原料.钢铁,19889):710

3 丁书慎.首钢高炉喷煤粉大起大落的三十年.冶金经济,1996

4 丁书慎.对于日本钢铁学会开发“新一代高炉炼铁方法的剖析”.中国冶金,20005):4345

 

 

 

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