
我是孟封镇韩武堡村人,于1972年调入山西炭素厂,进入炭素界。1992年退休后继续做炭素工作,已有四十多年。
下面通过几个故事,说说我的炭素人生。
一、“逼上梁山”
1980年是改革开放的年代,也是我家生活最困难的时期,两个弟弟不能劳动,坐吃山空。我想帮助他们,想来想去,没有办法!
一个偶然的机会来了。
八十年代初,全国大建铝厂,但是建设所需侧块却一货难求,原因是国内三大国营炭素厂,用挤压法生产,大马拉小车,亏损严重,都不愿生产。许多新建的大型铝厂,因缺小小的侧块,不能竣工,造成严重后果。
我当时是山西炭素厂总工程师,北京总公司委托我找个乡镇企业,用小设备生产侧块,以应急需。
说来也巧,这时灵石长青村段某某来厂找我,要求我为他村建个小厂。
我是个胆小怕事的人,这个事如果让厂里知道了,可能有麻烦,从而前途尽失。但管不了许多了,救人要紧,我决定“上梁山”了。
我答应了来者的要求,为长青村建厂。条件是我两个弟弟在厂里工作,有口饭吃。我自己不要任何报酬。当天晚上,灵石来了汽车把弟弟乐三接走了。
从此以后,周六晚上,灵石汽车把我接走,周日晚上把我送回介休,尽量不让人知道,一副地下工作者的样子。
建厂资金严重不足,我通过陕西铜川铝厂和乌鲁木齐铝厂朋友的关系,为长青村借来二十万元,终于开工建设了。厂名定为灵石晋阳炭素厂。半年后,侧块制造出来了,无论外型,还是理化指标,都很良好。北京总公司派人前来考察,十分高兴,当即决定,将灵石侧块,纳入全国计划分配,只有拿到总公司调拨单,才能订货。价格由灵石定,预付货款,全国独家生产。其丰厚利润,可想而知。
事业成功后,晋阳炭素厂为乐三等盖了两处小院,每院三间房。现在锡三把三间房加盖成三层,依靠出租房屋安度年华。
与此同时,介休某某村也在试生产侧块,但质量不过关。产品四个棱角不满,裂缝多,没有成功,该厂几次找我了解失败原因,我婉言谢绝了,我想如果技术公开多家生产,晋阳炭素厂效益就差了。
从表面上讲,两家设备几乎一样,一台立式油压机,一个保温桶,里面装满了炭素糊料。压头向下加压,侧面压出炭素条,宽400㎜,厚115㎜,于600㎜处用油缸切断,这就是炭素侧块毛坯。
秘密在于,介休料室内是圆的,直径600㎜,而灵石料筒内是方的400㎜×400㎜。来参观的人看了好几次,就是没看出来。
这种挤压原理,在技术上很有价值。直到现在,生产板形炭素材料还是不二之选。
我为这次“梁山”之行付出了代价。
1992年,我被北京总公司授予“享受国务院特殊津贴专家”。
二、晋阳炭素厂在三岔路口
1987年,晋阳炭素厂计划生产铝厂用阴极底块。为解决建厂所需资金,由我向灵石县长范浩里做了汇报。说明当前市场情况和经济效益,得到范县长大力支持。很快就为此项目提供了省外融资借款700万元。但在用什么方式生产上,颇费周折。
从当时全国情况看,生产底块的有五个国营炭素厂。吉林、兰州、介休三个厂用国产压机生产,贵阳铝厂引进日本压机,青海铝厂引进德国压机。全是用挤压法生产。看来只有这一条路可走。
晋阳炭素厂从上海重机厂定购了2500吨挤压机,交了预付款,一年后交货。并积极筹备建厂。
两种成型方式难以抉择。用挤压法技术复杂,投资巨大,怕中途而废,振动成型法没有人用过,怕没有市场。我陷入两难境地。
我冷静下来,从理论上进行分析。铝电解槽上面为阳极,下面底块为阴极。电流自上而下,要求底块横向电阻小,由此完全可以肯定,采用振动法是正确的。进一步理论分析如下:挤压产品,各向异性,纵向电阻小,横向电阻大,它适合于炼钢,而不适合宜作底块。振动产品近似各向同性,横向电阻比挤压产品小,适宜用作底块,而不适用于炼钢。
理论上搞清楚之后,决定用振动法建厂,老板也同意我提出的方案。把已经订货的上重2500吨压机转卖给了吉林市松江炭素厂。底块厂很快建成了,经过铝厂使用,效果良好,市场很快扩大,利润滚滚而来。
榜样的力量是无穷的。晋中市的平遥县、太谷县、祁县纷纷模仿灵石的样子,陆续建成了十几个碳素厂生产底块。经过多年的发展,晋中市底块总产量已占到全国的80%以上。并出口到欧美各国。原来用挤压法生产的工厂,竞争不过振动产品,纷纷败下阵来,连从日本,德国高价引进的压机也都停产了。目前在中国振动法已一统天下。
我以一己之力,改变了一个行业的生产方式,国家冶金部想办而没有办到的事我办到了。
还有一事,值得一提,铝用阴极炭素原料是低灰分无烟煤,集中产地在宁夏大武口市,冶金部原规划把炭素生产基地放在大武口,并于80年代投资建设了大武口第一炭素厂,配备了挤压法生产。但一直形不成生产能力。由于晋中市炭素企业的蓬勃发展,每年几十万吨无烟煤从宁夏运到晋中,晋中成了名副其实的炭素基地。
三、外行创新
石墨化炉是依靠产品自身电阻发热的电阻炉。最高炉温达3000℃以上,使无定形炭转变为石墨,每炉送电时间50多小时。
1990年以前的变压器有个缺陷,就是上升到最高功率以后,功率不断下降。到停炉前,功率只有额定功率的二分之一,这使变压器利用率大大降低。这种变压器叫降功率特性变压器,后期功率下降,升温速度慢,出货量少。当时的变压器全部是这种降功率特性。
为了解决长期困扰炭素界的这个问题,我开始学习变压器的设计方法,终于设计成功恒功率变压器。我为山西炭素厂设计了第二石墨化车间,生产效率提高60%。
我退休后,1993年为成都化工炭素厂(现蓉光炭素)设计了恒功率石墨化车间,其技术超过了国外水平。1996年获国家科技进步二等奖。
一个外行善于观察,勤于思考,也可创出一片新的天地。
四、转战重型机械
1999年大同炭素厂要制造一台3500吨电极挤压机。他们首先邀请上海重机厂前来洽谈,其中存在的问题是上重压机咀套重40吨,而大同车间天车起重量为20吨,不能更换咀子。如果修改设计,因为引进的是日本设备,无法修改,由此陷入僵局。
大同厂又邀请我去咨询。会议室坐满了厂里领导及外聘专家。我谈了我的方案:
第一、废除共用咀套,分别做5个咀子,每个8吨左右,解决换咀子问题,还节省一台换咀子机。
第二、把电加热改为油加热,节省两台105KW变压器。
第三、把两个回程缸由柱塞缸改为活塞缸,增加推力500吨,在不增加投资的情况下,将3500吨压机,升级为4100吨。
第四、采用插装阀,PLC集中控制。
第五、设计整体底架,并在底架上设计凹凸定位槽,确保前中后各大件同心度。
关于制造,我作为总承包,几大件委托太重加工,其它件委托大、中、小厂制作。在大同车间组装。
专家们赞成我的方案。但是考虑到个人做重型机器,全国尚无先例,过于冒险,仍然不同意我做。
大同张厂长考虑到如果不让我做,这个项目就泡汤了。于是拍板,同意我承包。接着谈价格,定合同,预付款……
拿到预付款,我很快组织起各专业十二个人开展工作,制图,描图,审图,分项委托……
我特别注意加工质量,对于大件要三检,加工方检,委托方检,重要尺寸我亲自检。工作服后背常带有白色汗渍。有人调侃说,老赵背世界地图了。
经过一年半的紧张工作,几百零件运抵大同,现场组装一次成功。带料试车的那一天,全厂鞭炮齐鸣,大同市委书记前来庆贺。至今运行正常。
大同炭素厂有了这台大型挤压机以后,生产超高功率石墨电极,取得良好效益。也培养出一批生产超高功率电极的技工和专家。
太原重型机器厂通过与我合作,开始制造炭素挤压机,按我的设计思路,制定了太重标准。市场逐渐扩大,现已在全国遥遥领先。
五、班门弄斧
兰州方大炭素厂(原名兰州炭素)是中国最大炭素厂,上市公司。山西炭素厂建厂时,曾从该厂调来专家进行指导。我多次前往参观学习,一直视该厂为老师。
2014年,方大炭素厂向全国招标,为该厂设计内串石墨化炉,并事先派出三位处长外出考察十几个同类工厂,做到心中有数。
我报名参加投标,当年的学生要为老师做设计,在外人看来这简直是“班门弄斧”。
招标会上,专家满座,投标单位分别介绍设计方案。与其它投标单位相比,我是个人行为,没有设计资质,按惯例应该出局,我说:“我虽然没资质,但我有好的业绩,业绩重于资质”。由于事先专家们已经过实地考察,相信我发言不虚,我中标了。
但是,中国式招标有很多潜规则。投标的人都清楚,重要的是搞定领导,上面一个电话,我的中标决定被推翻了。
二次招标会上,参与考察的三位专家详细介绍了我的设计业绩,认为是全国领先的,于是我二次中标。
这次设计,还有一项发明,就是炉头电极间接冷却法。过去用明水冷却,电极容易氧化,一般使用50炉,就得更换。更换一次需400多万元。而现已使用100多炉仍然完好如初,受到好评。
六、结束语
文章结束的时候,我要说三点:一是炭素很重要,工作很复杂,二是我一生与炭素为伍,三是感谢山炭各届领导和所有帮助过我的人。
石墨电极是炼钢工业的心脏,没有炭素就没有钢铁,就没有现代文明。
石墨电极原料是优质石油焦→煅烧1300℃→加沥青混捏成型→焙烧1000℃→浸渍→二次焙烧800℃→石墨化3000℃→机加工→成品,生产周期达半年之久,稍有不慎,就造成废品。
我一生中,以上各工序都涉及过。退休以后,在全国各地搞炭素设计,如山西霍州、灵石、大同、沁源县,内蒙集宁,河南林州、巩义,云南保山,浙江上虞,甘肃兰州,四川成都等地。为炭素事业奋斗了四十年。
附一:主要成果目录
①发明侧快成型机
1984年在灵石晋阳炭素厂实施,全国独家生产多年。
②发明石墨化炉用恒功率变压器
于1991年在山西炭素厂第二石墨化车间实施,提高产量100%(后经成都化工炭素厂应用获得1996年全国科技进步二等奖)
③发明内串石墨化炉一次送两炉法
2011年在内蒙古华瑞炭素厂实施,提高产量100% ④发明20万安培电流无载开关
于2011年在内蒙古华瑞炭素厂实施
⑤发明炉头电极间接冷却法
2014年在兰州方大炭素厂实施。每年节省维修费200万元
⑥发明炉头电极液压返回法
2014年在兰州方大炭素厂实施,减轻劳动强度。
⑦改进美国引进的U形炉为直线炉
2006年在河南林州宏发炭素厂实施,节电10% ⑧推广振动成型法
1987年在灵石晋阳炭素厂实施。改变了全行业生产方式。把冶金部规划的铝用炭素基地由宁夏大武口改变为晋中市。
附二:曾获荣誉称号
介休市政协委员
祁县政协委员
晋中市人大代表
山西省劳动模范
