叶恒棣经历了中冶长天这63年发展历程中最浓墨重彩的近40年历程,也是他本人从一名一线的普通设计人员成长为全行业知名学者专家的历程。

 

叶恒棣,1963年生,湖南衡阳人,中共党员,教授级高级工程师,享受国务院政府特殊津贴专家,现任中冶长天国际工程有限责任公司(以下简称中冶长天)副总经理、总工程师;兼任国家烧结球团装备系统工程技术研究中心主任,中国冶金建设协会技术装备委员会理事,烟气多污染物控制技术与装备国家工程实验室常务理事,烟气多污染物协同治理及资源化湖南省重点实验室主任,湖南省环境科学学会副理事长等。

辛勤耕耘三十余载,他始终奋战在生产和研发一线,长期从事和主持钢铁冶金装备、节能环保、资源循环利用技术的理论研究与开发、工程设计与建设,围绕烧结机、环冷机、余热锅炉、吸附塔、解吸塔等核心技术及装备申报专利200余件,获授权专利80余件,发表学术论文20余篇,编写标准及手册8部,编写专著2部(第一作者);获国家科技进步二等奖1项(第一完成人),中国专利银奖1项、优秀奖2项,省部级科技特等奖2项、一等奖3项、二等奖5项,获优秀工程设计奖10项、工程总承包奖3项;先后获得全国冶金建设高级技术专家、中冶集团首席专家、长沙市科技领军人才、2020年度湖南省劳动模范等荣誉称号。

几十年如一日,他执着地扎根在热爱的钢铁冶金事业领域,不仅为中冶长天发展成为冶金铁前领域国内一流、世界知名企业做出了功不可没的贡献,更为推动我国铁前领域整体技术从粗放落后走向国际先进水平做出了重大贡献。

 

从1957年到2020年,在滚滚的时代洪流中,中冶长天从最初的传统黑色金属矿山设计院,发展成了如今享誉全球的冶金工程建设总承包商、技术装备集成制造供应商和工程运营管理服务商。叶恒棣经历了中冶长天这63年发展历程中最浓墨重彩的近40年历程,也是他本人从一名一线的普通设计人员成长为全行业知名学者专家的历程。

 

初生牛犊,勇挑重担露峥嵘

1984年,中国改革开放的洪流滚滚向前已六年,举国上下、各行各业都呈现出一派春潮涌动的景象。这一年,叶恒棣从东北大学机械制造专业毕业,分配到冶金部长沙黑色冶金矿山设计研究院(中冶长天前身)机械分院做设计。意气风发的他,满怀着把学到的知识和工程实际紧密结合的理想和热情,一门心思投入到工作中,迅速掌握了第一手专业技术。当时的分院领导对这个出类拔萃的年轻人刮目相看,认为他“能吃苦,肯动脑,是个可造之才”。

那个年代,恰逢我国钢铁工业蓬勃发展,全国各地都在学习、消化和移植宝钢的先进工艺及装备技术。中冶长天当时也已经完成对整个烧结流程核心技术及装备的消化移植,唯独还有一项装备技术没有攻克,那就是行业公认难度比较大的“冷烧结矿整粒用振动筛”技术。

如何解决这个行业难题,填补这项技术空白?当时引进之风盛行,但中冶长天机械分院坚持认为,还是得走自己的路。分院立即成立了一个三人工作小组进行专项攻关,组长正是年轻的叶恒棣。

由于这项装备技术在当时尚属空白,一开始,没有师傅引路,也没有资料可查,叶恒棣想方设法自己琢磨,并带着另外两位小组成员走遍了全国各地,走进了各行各业,大到装备外观结构,小到装备具体尺寸数据,全方位地观摩、借鉴、总结,很快就形成了一份沉甸甸的“筛子数据库”。同时,返回母校,重新投入振动机械专家闻邦椿教授(现中国工程院院士)门下,勤奋学习。工作小组在叶恒棣的带领下,马不停蹄地结合铁前行业自身的特点进行消化和吸收,誓要研发出拥有完全自主知识产权的振动筛。

撸起袖子加油干,他们决定先从仿制开始,一旦条件成熟,就准备投入工业化应用。但俗话说,万事开头难,叶恒棣设计的第一代振动筛并不好用。当时,中冶长天还没有自己的装备制造厂,所有装备必须外委进行制造。由于选择的设备制造厂擅自修改了其中的一项核心工艺,在振动筛应用到攀钢项目的时候,振动特别大,大到放置振动筛的整栋厂房都有极其强烈的震动感,没人敢冒险上去调试。但强烈的使命感和“一定要成功”的信念感在叶恒棣的内心激荡,他对同伴说:“我是设计者,我有责任和义务把它调试好,哪怕是楼垮了,也要调试到最后一秒!” 经过无数次的爬高爬低和调试检修,振动筛震动过大的问题终于得到了有效解决。也正是这次经历,让叶恒棣“特别能吃苦、特别能坚持”的精神品质再次让业主和领导同事刮目相看。

虽然振动筛在攀钢项目的问题得到了解决,但叶恒棣对振动筛的研究并未止步。机会又来了。1993年,武钢准备在三烧结改造一台三级振动筛。在此之前,这台振动筛已经更新了五代,但都没有成功,使用寿命很短,最长的不超过5个月。得知这个项目信息,叶恒棣主动向分院请缨,“这个难题我可以解决!”为什么要自告奋勇,一是他想让自己研发的振动筛经受更多考验,二是因为振动筛已经在几个项目上得到了应用,有一定的经验积累。

分院领导出于对叶恒棣的高度信任,当即拍板把这个任务交给了他。“一定要成功”这个信念始终在叶恒棣的心里燃烧。他带着武钢业主考察振动筛在攀钢项目的运行情况,坦诚地阐明了在应用中遇到的问题和目前存在的可改良之处。武钢业主被他的敬业、专业和真诚打动,不久就与中冶长天签订了三烧结振动筛项目总承包合同。被委以重任的叶恒棣暗自下定决心,一定要设计出功效最好、水平最高的振动筛,不辜负所有人的重托,兑现给武钢的承诺。吸取了在攀钢项目中的教训,这一次,叶恒棣为确保武钢项目百分之百成功,只身来到洛阳设备制造厂,整整驻守了六个月,紧盯制造的每一个环节、每一个流程,确保不出任何差池。

功夫不负有心人。这一次的振动筛交付武钢后,一举成功,运行特别顺利,震动过大、事故率高等一系列问题迎刃而解。叶恒棣也凭借武钢振动筛项目的成功,迅速在行业内声名鹊起,被冠以“叶筛子”的美誉。有了这次成功,叶恒棣信心更足了,他再接再厉,进一步总结经验,优化设计,提出了新的技术理论,并成功研发出中冶长天历史上首个专利技术——“三轴驱动椭圆等厚振动筛”。往后的十年里,这项装备技术被整个钢铁冶金烧结行业广泛应用,市场占有率一度达到了85%以上,并荣获了“冶金科学技术二等奖”,极大地推动了我国振动机械理论和装备技术的进步。

 

驰而不息,冶金装备再攻坚

振动筛的成功研发和应用,让叶恒棣在行业里名声大噪,各种荣誉纷至沓来。同时,他的管理能力也得到了领导和同事的充分认可,。2003年,他被提拔为中冶长天机械分院院长,2006年,被任命为中冶长天副总经理,主管科技研发和装备制造。

站上更高的平台、瞄准更远的目标,他对科技创新孜孜以求的初心未改,对持续提升中冶长天乃至整个行业技术发展水平的使命感愈发强烈。振动筛技术的成功没有让他停下脚步,他将目标瞄准了烧结工序流程里的主机装备——烧结机和环冷机。他认为,经过多年的消化、移植和创新,我国烧结工艺已经比较成熟,但与更为先进的烧结工艺技术相比,还面临着产量低、质量差、能耗高等行业共性难题。如何来解决?行业里其实已有共识,那就是使用大型化厚料层烧结技术将对提高烧结矿产量、质量,降低工序能耗发挥至关重要的作用。与之相应的,就迫切需要研发先进的装备技术来适应大型化厚料层烧结的发展。

一方面,提高料层厚度,意味着将直接带来抽风阻力大、漏风率高、负压大等问题,这就需要有先进的布料技术、料层透气性技术、密封技术来做支撑。另一方面,要通过烧结机大型化,才能更有利于烧结矿产量和质量的提高,以及整体能耗的降低。这是一个系统工程,需要统筹谋划,逐个击破,最终形成合力。

厚积薄发,方能水到渠成。十几年间,叶恒棣带领产学研科研设计团队一心扎进烧结机和环冷机等核心装备技术的创新提升,提出了高效节能环保烧结球团技术及装备的研发与应用总体技术开发方案,完成了理论研究、工艺开发、装备研制、工业化试验、产业化和工程化应用,开发了大型化厚料层烧结技术等,研制了高效节能型厚料层大型烧结机、高效液密封环冷机、直联炉罩式余热锅炉等核心装备,形成了具有完全自主知识产权的先进的烧结球团技术体系、装备体系和标准体系。他们将我国烧结料层的厚度从最初的300毫米,提高到了目前的900-1000毫米;烧结机规模从135平米,扩大到了660平米,且具备720平米的设计能力;烧结机台车拓宽至5.5米到6米;开发的节能环保烧结机漏风率小于20%,开发的节能环保型液密封环冷机漏风率小于5%,均居国际领先水平;助力我国烧结工序能耗从2000年的70千克标煤/吨降到了45千克标煤/吨。其中,节能环保型液密封环冷机荣获国家专利金奖,高效节能环保烧结球团技术及装备的研发与应用获国家科技进步二等奖。

2006年,中冶长天自主研发、自行设计的烧结机出口到了钢铁强国——日本。在业主日本住友金属和歌山制铁所自行组织的投产验收中,中冶长天这台烧结机的漏风率仅为16.8%,刷新了该指标的世界最好水平,并收获了以严苛著称的日本业主的感谢状。试车期间,作为项目主任,叶恒棣一直驻守在现场,他和他的团队用行动超越了梦想,改变了我国钢铁工业以往核心设备依靠进口、自行研发设备只能内销的历史,让中国钢铁从此在世界钢铁版图上,站上了一个崭新而亮眼的坐标。

 

十年磨剑,烟气治理树典范

钢铁冶金工业是加快我国工业化进程的重要支柱产业,但同时其工业规模大、产能高,造成的巨大资源消耗与生态环境影响也不容忽视。进入21世纪,随着国家和社会的发展与进步,对生态环境提出了更高的要求。要实现钢铁行业的可持续发展,必须加快推进环保升级,与城市共融共生发展。

众所周知,钢铁工业是烟气排放的大户,而这其中烧结工序的污染负荷占到了整个流程的45%。因此,解决了烧结工序的烟气治理问题,就是解决了钢铁工业节能减排和污染控制的重点难点问题。

围绕于此,在叶恒棣的带领下,中冶长天产学研科研设计团队又开始了新一轮科技攻关。在先后摸索过湿法、半干法等脱硫技术后,他们发现这些技术都存在一些问题,最大的问题就是不管采用哪一种技术都难以实现烧结烟气多污染物的协同治理并实现副产物资源化。当时,中冶长天准备与日本合作开发最先进的活性炭烟气治理技术,实现协同治理和资源化的目标。但在考察沟通过程中就处处受制于人,叶恒棣下定决心,一定要把活性炭烟气治理技术自主研发出来,打破国外技术的壁垒!

2006年,中冶长天成立了专门的脱硫项目研发部,攻克多污染物协同治理这一世界性难题。这期间,研发队伍不断壮大。2011年,中冶长天联合清华大学、宝钢、湘钢成功申报了国家863课题,专攻“工业炉窑烟气排放控制技术”的研究。他提出了源头、过程控制与末端治理相结合的整体思路,集中优势资源主持研发烧结烟气循环技术、活性炭烟气净化技术及多污染物协同治理并资源化利用技术与装备。

叶恒棣和团队先后开展了实验室研究和小试试验,完成了脱硫脱硝脱二噁英的机理研究、催化剂的研究以及工艺流程的研究,获得了重大理论突破。在此基础上,2014年,为确保该技术取得成功,他带领研发团队联合宝钢建立了一个烟气处理量为30000立方米/每小时的半工业化中试实验装置。经过一年多的努力取得了大量可靠运行数据,研究确定了系统参数,工艺流程、设备结构方案及关键材质的选用,为工程化应用提供和积累了宝贵数据及经验。

也是在2014年,宝钢全面启动了湛江钢铁新基地的建设。新基地在规划之初就确定了建设世界一流绿色钢厂的理念,实施最严苛的环保标准。针对烧结烟气的治理难题,宝钢湛江在全面考察后,决定采用中冶长天自主研发的活性炭法烟气净化技术来进行集中治理。消息一出,随即引来了争议,有人认为这个技术路线必然是失败的,宝钢做了一个错误的决定。这无疑对宝钢业主形成了巨大的压力,对中冶长天更是一次只许成功不许失败的重大挑战。如果活性炭烟气净化技术能在湛钢成功实现工业化应用,必将会在全国形成良好的示范效应,对技术的推广和应用将起到极大推动作用;但如果失败,后果可想而知,不仅辜负了宝钢业主的信任,在整个行业的品牌影响力和企业形象都将造成重大负面影响。

顶着常人难以承受的压力,叶恒棣责无旁贷地担任了这个项目的负责人。他跟大家一起,常常在现场一待就是几个月,起早贪黑带领设计团队反复推敲,不断创新优化,力求让设计更科学、细节更完美;在核心设备方面,不断试制、试验、完善,直到拿出性能品质优良的产品;面对现场精确安装这一项艰巨的任务,始终精益求精,按照一流的标准严格把关,如果不达标即便装上了,也要拆掉重新更换,确保万无一失。好事多磨,2015年10月5日,项目投产前夕,湛江突遭自建国以来登陆我国陆地最强台风“彩虹”的袭击。当天,湛钢现场一片狼藉,许多厂房垮了,建筑倒了,建设全部停摆。叶恒棣心急如焚,生怕这个饱含着各方心血,承载着各方希望的净化装置被台风摧毁而不复存在。一边是怒吼着的台风,一边是苦心钻研十余年的成果即将付之东流,叶恒棣再也坐不住了,他不顾劝阻,向现场逆行。在台风风力还有5、6级的时候,他带上工作人员开车出发。坐在车上,看着遍地狼藉,他在心里坚决地说道:“如果我们的净化装置被毁,我唯有引咎辞职”。等他心情极为复杂地赶到现场,震惊了。在一片狼藉和废墟中,这套净化装置竟然岿然不动,巍然矗立在现场!十余年的心血终于没有白费,不仅顶住了台风的考验,也为接下来的投产开了一个好头!

2015年12月,一期工程顺利投产。随后,经过连续几个月的稳定运行和性能考核证明,这项技术装置各项排放指标达到国际领先水平,不仅实现了多污染物的协同治理,还实现了资源高效利用,同时综合投资仅为国外同类装置的60%。叶恒棣带领中冶长天团队向全行业全社会证明了:中国人自主研发的活性炭烧结烟气多污染物协同治理技术是成功的!宝钢当初做出的决策也是完全正确的!

项目的成功,实现了我国工业烟气治理技术和装备的重大突破和产业升级。随后,宝钢本部三烧、一二烧结整合大修改造以及武钢四烧等工程先后上马了活性炭烟气净化装置。2016年11月,首套组合式双级活性炭多污染协同高效净化装置在宝钢一二烧结整合大修改造项目中投产并运行稳定,其出口污染物浓度二氧化硫、氮氧化物、粉尘均达到国家超低排放标准。 

星星之火即成燎原之势。目前,该技术已广泛应用于安钢、武钢、永洋等钢铁公司,并被列入工信部发布的“国家鼓励发展的重大环保技术装备目录”,位列大气防治类首位,同时还被推介为我国钢铁超低排放的首选技术,并获得冶金科学技术一等奖,为我国钢铁行业超低排放奠定了技术和装备基础,为打赢蓝天保卫战做出了杰出贡献。

 

不忘初心,科研平台铸强基 

“科技创新除了要实实在在地深耕在科研与生产一线外,还要想方设法建立高质量的科研体系、科研平台来造福后来人,形成源源不断的科技生命力。”这是叶恒棣作为行业领军人和中冶长天技术发展领路人的初心与使命。

自2003年开始,他积极筹划了科技成果产业化及中试基地建设工作,并担任领导小组组长,克服重重困难,先后成立了湖南中冶长天重工科技有限公司(以下简称长天重工)、湖南中冶长天节能环保技术有限公司(以下简称长天能环)。其中,长天重工是中冶长天的科研中试基地、科技成果产业化基地,也是冶金行业内烧结、氧化球团、金属球团重大核心装备和环保装备的制备、集成和服务基地;长天能环专门从事余热余能利用、固体废物处理处置、大气污染防治、物理污染防治、污染修复等环境保护与资源再生利用工作。两家全资子公司带动中冶长天的科技成果产业化实现从无到有、从小到大的发展。

2011年,为搭建国家级研发平台,他牵头负责国家科技部国家烧结球团装备系统工程技术研究中心的组建。在异常激烈的竞争下,中冶长天最终以企业类第一名的优异成绩,击败众多高校、研究所,获批组建了国家烧结球团装备系统工程技术研究中心,成为我国钢铁烧结球团领域唯一一个国家中心的依托单位。

近年来,在叶恒棣的带领下,中冶长天已成功拥有3个国家级研发平台、3个省部级研发平台,并建成产业化基地和专业实验室6个。如今,在他的部署下,中冶长天建立了产学研用高度融合的大科研平台,为持续进行技术创新和装备技术产业化提供了强有力的支撑,也为我国冶金铁前技术的发展打下了坚实的基础。

 

逐梦而行,无问西东。三十余年,在一往无前的科技创新道路上,叶恒棣将全部身心无私奉献给了行业进步和企业发展。他甘于寂寞、执着求索,承常人所不能承受之压力,付出常人所难以付出之心力,为我国重大冶金技术装备和节能环保技术及装备的技术进步和国际竞争力的提升做出了突出贡献。

凡是过往,皆为序章。叶恒棣说,最值得期待的永远是下一站,最精彩的一天永远是明天。如今,他正带领着中冶长天产学研科研设计团队继续向着下一个目标挺进。