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纪念中国电解铝行业泰斗姚世焕教授
时间:2021-05-31 13:25    来源:    点击:

 

铝业巨擘今远去 留得精魂满乾坤——纪念中国电解铝行业泰斗、贵阳铝镁设计研究院原总工程师姚世焕教授

 

 



5月22日,中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平,中国科学院院士、中国肝胆外科之父吴孟超两星陨落,国人悲痛,举国哀悼。

就在前一天,5月21日,曾经为我国电解铝工业生产和技术的快速发展作出卓越贡献的泰斗级人物、中国铝冶炼新技术的倡导者、我国大型预焙阳极铝电解槽技术开拓者、贵阳铝镁设计研究院原总工程师姚世焕教授与世长辞,享年95岁。我国电解铝行业痛失巨擘。



一生不懈 孜孜以求

1926年8月9日,姚世焕出生在福建省福州市一个普通家庭。童年时代,父亲常年在京汉铁路工作,他与母亲在家乡生活,母亲吃苦耐劳的精神对他影响极大。1937年,姚世焕毕业于邯郸铁路员工子弟小学,抗日战争暴发后,被迫中止学业。四处流浪让他深刻地体会到国家不强、人民遭殃的道理。

1945年,姚世焕考入河南大学化学系,后转入土木系(铁路专业)学习。在大学期间,姚世焕关心时局和国家的命运,积极参加各种进步活动,后被学校勒令退学。1948年,姚世焕转学到焦作工学院冶金系钢铁专业继续学习。1950年4月~1952年8月,姚世焕来到沈阳工学院有色金属专业学习,师从中国冶金学家“中国铝材之父”邱竹贤。 


姚世焕在焦作工学院(前排左四)

1952年,姚世焕大学毕业后被分配到东北工业部有色局设计处,后到抚顺铝厂实习,留在了铝厂。作为抚顺铝厂一线工程技术人员,他凭着在大学学到的扎实基础理论知识,在各个工序中进行深入摸索。他自学俄文,阅读了大量当时俄文《有色金属》各期杂志和新出版的俄文铝冶炼方面的书籍。对知识的兴趣与渴求,为他后来的研究与设计工作奠定了坚实基础。

1956年,我国第一个自行设计的电解铝厂——抚顺铝厂三期扩建,姚世焕因具有铝厂建设和生产经验,且理论基础扎实,被推荐成为工艺设计负责人。1958年,姚世焕被正式调入沈阳铝镁设计研究院担任设计组组长、总负责人(即“总设计师”)和工艺研究室主任工程师。1960年12月,姚世焕被调入北京铝镁设计研究院担任铝镁处工艺室主任工程师和工程总负责人等职。他利用业余时间编译了《铝电解槽的电压平衡和能量平衡的计算》教材,共十余万字,成为六七十年代许多铝厂工作人员的主要参考材料。

1964年,北京院的铝镁处与贵阳铝镁设计研究院合并后,姚世焕转入贵阳铝镁设计研究院工作,历任冶炼科主任工程师、科长,后担任总设计师、院副总工程师和总工程师等职。

1982年至1990年,姚世焕先后担任贵州有色金属学会副理事长,中国有色金属学会轻金属学术委员会副主任委员和省政府社会经济发展咨询委员会委员。

1982年至1994年,姚世焕担任中国国际工程咨询公司专家委员会委员,1994年后被聘为专家,1992年起享受国务院政府特殊津贴。

守正创新 铝铝生辉

我国铝工业自焙槽技术和大型配套装备的设计者。20世纪50年代,姚世焕主持完成了抚顺铝厂三期扩建的工艺设计,为上世纪六七十年代我国电解铝厂的建设提供了标准电解槽型。上世纪60年代,姚世焕主持完成了大型上插阳极棒自焙槽的工艺和设备研发,成为我国最早成功自主研发的铝电解技术。为了改进60kA~70kA侧插自焙阳极电解槽污染严重、劳动强度大的问题,姚世焕主张开展了80kA上插自焙阳极电解槽的研制与开发工作,他担任贵州铝厂系列规模为34000吨的铝厂总设计师,与原第一机械工业部联系,研制配套设备“悬臂打壳机”“拔棒天车”和“阳极糊连续混捏机”。该工程于1966年顺利投产,其后又投产了青铜峡铝厂。技术研发的成功成为中国最早自主研发的铝电解配套技术及大型装备。

我国大型预焙阳极铝电解槽的倡导者和开拓者。上世纪70年代,姚世焕就倡导采用环保型低能耗大型预焙槽。改革开放后的第一年,我国一大批大型铝厂待建,姚世焕编写了近万字的专题论文为决策者提供了可靠依据。同时受冶金工业部的委托,反复考察研究了北美、欧洲和日本三大预焙槽技术的先进性及特点,并兼顾当时国家的经济实力和国内的实际情况,为国家决定引进日本轻金属公司的160kA中间点式下料预焙槽技术立下了汗马功劳。这一槽型后来成为了国内研发大型和超大型预焙槽技术的基础。上世纪90年代初,贵阳铝镁设计研究院与贵州铝厂自主研发了200kA级(后称“186”工程)铝电解槽,姚世焕协助总设计师编制了可行性研究报告,并提供了很多建设性意见。贵州铝厂200kA级铝电解槽建成后,为紧接着后来的8个自焙槽改造为大型预焙槽工程提供了样板,使我国的电解铝工业技术水平跨越了一大步,进入世界先进水平行列。姚世焕早年的专著《中国原铝工业的竞争力》和《200kA预焙槽的设计构思-兼论2000年我国采用多大容量预焙槽》等学术论文,为上世纪末到本世纪初我国铝工业的快速发展提供了理论依据。


我国第一台具有自主知识产权的大型中间加料预焙阳极电解槽—186KA铝电解试验槽(1992年获国家科技进步二等奖)

我国大型预焙槽“磁场、热场和力场”关键理论研究的组织者。20世纪80年代,姚老建议并组织大型槽“磁场、热场和力场”关键理论研究与实践,奠定了我国铝电解工艺控制技术的基础。他积极建议贵阳铝镁设计研究院重点研究与开发大型铝电解槽设计必须解决的三大课题:即磁场(或磁流体动力学)、热平衡(铝业界统称热场)以及槽壳的力学问题(力场)。贵阳铝镁设计研究院根据姚世焕提出的“磁场研究”“稳定场研究”和“石墨化阴极开发”等课题,与华中理工大学共同培养硕士研究生。姚世焕与华中理工大学教授共同担任导师,课题的完成为设计新项目提供了理论基础并直接用于建设工程中。同时,他建议进行“能量平衡和物料平衡双平衡”试验成功,为后来的“三度寻优”控制技术,到如今的铝电解槽“多参数平衡”控制技术,奠定了方向性的决策基础,该技术现已在国内外多个大型电解铝厂得到广泛应用。

我国铝电解先进工艺技术的倡导和指导者。21世纪初,姚世焕积极倡导低电压、低极距和低电耗的技术路线,使我国电解铝直流电耗达到世界领先水平。他提出要权衡和平衡电压与电流效率之间的关系,2001年,他首先在焦作万方280kA的示范工程中进行低电压和低极距节约电耗试验,节电效果显著。该铝厂从2001年开始连续十余年槽电压一直保持在4.05伏或以下的纪录,也一直是全国槽电压和直流电耗最低的铝厂。在广大技术人员的努力下,低电压和低极距节约电耗的思路得到进一步发展,许多铝厂目前运行的电压在3.95伏左右。但是在这种情况下,他又著文提醒:过低的极距会使电流效率降低和引起内热不足,建议提高10%的电流密度,以补偿内热的不足和提高部分产量,这一认识目前已经在许多铝厂中得到应用。

我国大型电解槽开发与我国铝电解技术输出的主要参与者。姚世焕积极主导中国大型铝电解槽技术研发,为中国铝电解技术出口作出了突出贡献。1988年,中国决定在焦作沁阳建立一个中国大型铝电解槽试验基地,开发4台280kA试验槽。姚世焕建议将140kA系列分别配置在试验槽的两侧,利用为280kA试验槽安装的4台变电整流器,分别用两台整流器供给两侧的140kA电解槽,然后并联两个140kA的电流,从4台电解槽的最后一台供入合计为280kA的电流,其结果既节约了另外增加整流变电设备的投资,又解决了仅为一列4台试验槽回路母线的无功电能损耗和磁场不平衡问题。这是全球唯一的一种既节省投资又解决试验大型电解槽的最经济方案。该项目获国家科学进步一等奖。该槽型的成功开发很快又派生出300kA级的电解槽型、320kA电解槽型,除应用于国内3个大型铝厂外,还成功出口到印度和哈撒克斯坦等国。

在向印度输出中国电解铝技术的过程中,姚老是向印度公司介绍我国320kA电解槽技术的第一人,并得到印度方的完全认可,后来在印度建设了10条系列生产线,产能近300万吨。我国成为世界上300kA级电解技术的第二大输出国。贵阳铝镁设计院设计建设的印度BALCO铝厂年产25万吨电解铝项目,成为我国第一个海外输出铝工业技术和专有配套设备项目,开创了我国铝工业成套技术首次输出国际零的突破。该项目也被评为改革开放30年中国有色金属工业最有影响力30件大事之一。

 


2003年贵阳院承揽的中国第一个向海外输出铝工业技术和专有配套设备项目--印度Balco电解铝厂

大师远去 精神永在

我国铝工业从无到有,从小到大,从弱到强,是一代代铝业人不怕困难,敢于创新、坚持不懈、勇于奋斗的精神传承。姚老秉承这样的精神一生热爱铝工业、一生奉献电解铝,用一生不懈的努力和执着专注,换来了中国铝工业的高速发展。工作期间,他孜孜不倦,潜心专注,守正创新,取得了一项又一项令人瞩目的成绩。退休之后,他老骥伏枥,深耕学术,执着追求,奋斗不止。2017年8月9日,已入耄耋之年、91岁高龄的姚世焕,应北京安泰科公司邀请,在北京有色大楼作了题为《一座先进铝厂是怎样建成的》的精彩讲座。姚老精神矍铄、思维敏捷、语言风趣幽默,坚持两个多小时讲座未曾休息。参加讲座的听众受益匪浅,不仅收获到电解铝领域的丰厚知识,更是感受到大师的人格魅力,得到了精神上的洗礼。9月20日,姚老又应邀到云铝,为云铝公司电解铝技术发展作信息咨询。他亲自登台,为云铝的经营系统人员及青年技术干部讲授电解铝生产技术。他为这次授课作了精心准备,制作了专门的PPT课件,3个小时的授课,大家不仅了解了电解铝领域的前沿技术知识,更为他活到老学到老的精神所感动。


姚世焕教授在作专业技术讲座

姚世焕始终站在电解铝技术的最前沿,长期坚持收集国内外有关铝专业的信息,密切关注电解铝技术的最新发展和经济发展的政策与趋势,从大量的文献信息中汲取精华。自改革开放后,从冶金工业部和有色总公司主管有色金属起,中国铝工业的年度科研计划和长远规划,他均是重要参与者,多数有关我国电解铝技术发展的重大课题都是由他首次提出并命名。同时他还参与了各个时期我国铝工业的发展规划、科技规划和若干重大铝建设项目及科研成果的审查与鉴定,并担任主要评审负责人或专家。姚世焕从未间断过搜集和积累电解铝技术发展的最新资料,在家中可以找到国内外近50年来几乎所有电解铝方面有价值的参考文献和书籍。由于他搜集的铝专业资料较为齐全,并均经本人阅读和浏览过,国内许多铝专业技术人员经常向他咨询和请教资料。由于年事已高,较难查阅过厚的外文书籍,他将1990~2008年美国《轻金属文集》全部赠送给四川启明星铝业公司。几十年来,据不完全统计,姚世焕撰写和编译的文章近百万字,很多意见和建议,引领了我国电解铝工业的生产与技术发展方向。

姚世焕深刻地认识到,中国电解铝事业的持续发展需要一大批专业人才,因此,他积极参与各种学术活动,利用一切机会指导青年技术人才成长,参与电解铝厂的技术指导工作。他建议贵阳铝镁设计研究院选送骨干技术人才到华中科技大学学习专业理论知识,与大学合作参与“热场、磁场、力场”技术研究,也亲自担任导师,指导和培养了一大批专业技术人才。其中的一些学生已经成为当今中国电解铝技术的领军人物。他指导的一名硕士研究生在毕业论文中写道:“要感谢我的院内导师姚世焕老人,他用多年积累的技术资料,为我奠定了研究基础;用洞察世界铝工业技术细节的眼光,为我寻找到了研究方向;他用几十年建立的社会资源,为我的研究进行呵护和照顾。80岁高龄的他还亲临试验现场指导我的研究,实在令我感动钦佩。我们在研究过程中建立了情同父子的师徒之谊……”

正是有了像姚世焕这样一批专业领军人物,不断探索,积极引进、消化吸收国外先进技术,并实现自主创新, 中国的电解铝工业才有了如今兴盛的局面。

而今,大师已远去,他用不忮不求的赤诚之心竖起了一面旗帜,飘扬在中国铝工业这片希望的田野上。回望一座座高耸整齐排列的电解铝厂房,他一生热爱、毕生奉献铝工业的精神力量,更加激励我们不忘初心,永远向前……

(来源:贵阳铝镁院)

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