徐穎+山旭
72歲的向大林奉獻(xiàn)了一輩子而且至今仍在奉獻(xiàn)的事業(yè),幾乎未進(jìn)入過公眾視野,盡管它為中國的重工業(yè)造就了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
簡單說,就是中國人獨(dú)創(chuàng)的技術(shù),冶煉100噸、200噸甚至更大的電渣合金鋼錠。
有了這種百噸以上、通常是圓柱形的“大鋼塊”——前提是它具有很高的均勻性和純凈度——中國人才能夠制造一些重大型裝備的關(guān)鍵部件。
向大林之前參與的幾項工程包括:為秦山核電站、核潛艇、第三代核電AP1000及CAP1400提供核電級大鍛件,用于建造核島和反應(yīng)堆內(nèi)部件。
所謂鍛件,是指金屬被施加壓力塑造成為符合形狀等要求的物件。它可以通過鐵錘來實(shí)現(xiàn),也可以是萬噸水壓機(jī),但都改進(jìn)了金屬的物理屬性。
另一個比較典型的是“核電站主動脈”——反應(yīng)堆主管道。高溫、高壓、高流速冷卻劑從反應(yīng)堆流出,通過主管道進(jìn)入蒸發(fā)器,進(jìn)行熱交換、產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動,從而發(fā)電。而主管道是第三代核電技術(shù)AP1000中,唯一沒有引進(jìn)國外技術(shù)的核島關(guān)鍵設(shè)備。
再比如,只有擁有這種高品質(zhì)的產(chǎn)品,投資數(shù)百億元的5米、5.5米軋機(jī)才可能加工出航空母艦的甲板:它具有高屈強(qiáng)比高韌性、抗氧化耐高溫不變形,能承受艦載機(jī)起降的沉重強(qiáng)大的沖擊和高摩擦力,飛機(jī)發(fā)動機(jī)噴出的高溫火焰的燒蝕。同時,不銹,沒有電磁效應(yīng),并達(dá)到其他數(shù)百個指標(biāo)要求。
在離開工作了幾十年的上海重機(jī)廠之后,這位浙江電渣核材料有限公司副董事長、總工程師積極主持的工作,正是要建造這樣一種“國家甲板”。
他對《瞭望東方周刊》說,這不只是他生命中的最后一件“大事業(yè)”,還寄托了他的導(dǎo)師——于1947年從美國回國效力的電冶金泰斗、教育家朱覺教授,對于中國重工業(yè)發(fā)展的夢想。
秦山的難題
向大林的命運(yùn),是在上世紀(jì)80年代初建設(shè)秦山核電站、即“728工程”時發(fā)生改變的。那時,他以北京鋼鐵學(xué)院畢業(yè)的電渣冶金研究生的身份在江西一家小鋼廠工作。
電渣冶金其實(shí)是一種二次精煉技術(shù),其原理簡化而言如下:利用大電流產(chǎn)生的電阻熱和精煉凈化作用,將一次冶煉的金屬進(jìn)行二次精煉和快速凝固,從而得到質(zhì)地更加純凈、更加均勻的特種鋼。
“電渣鋼,其實(shí)就是一種高品質(zhì)特殊鋼,由于更加致密更加純凈更加均勻,常用于耐高溫高壓、耐腐蝕磨損、抗沖擊疲勞、抗中子輻照等質(zhì)量要求苛刻的關(guān)鍵部件?!毕虼罅终f。
而他的老師朱覺在美國學(xué)成,是中國著名的冶金學(xué)家和教育家,也是中國電渣冶金的奠基人和開拓者,開創(chuàng)了中國的大型電渣冶金事業(yè)。向大林說,在這個領(lǐng)域,即使在世界范圍內(nèi),他也可稱“不祧之祖,斗南一人”。
1958年,蘇聯(lián)建造了世界第一臺半噸電渣爐。兩年后,朱覺領(lǐng)導(dǎo)的中國科研小組也完成了這種嘗試。
一直到秦山核電站上馬前,中國始終在電渣冶金技術(shù)領(lǐng)域保持著旺盛的發(fā)展勢頭,但只是生產(chǎn)幾噸的小錠。
70年代末,中國開始建造第一座自主核電站——秦山核電站,需要360噸重的電爐鋼錠。
為了中國的自主核電,朱覺希望向大林到上海參與“728”工程的核電大鍛件研制工作。他對向大林說:“莫做官,要做事,做大事,200噸級電渣爐是開創(chuàng)性的工作,是可以載入世界冶金史冊的大事,也是可以載入中國核電發(fā)展史的大事?!?/p>
為了把學(xué)生自江西調(diào)進(jìn)上海,朱覺極力推薦,得到上海市政府的重視和支持,時任市長汪道涵批示將向大林全家五口全部遷入上海。
到了上海,向大林才知道恩師承受的壓力:面對的是特種冶金領(lǐng)域史無前例、且容不得失敗的課題。
朱覺曾經(jīng)坦誠地對向大林說:“承擔(dān)如此艱巨的任務(wù),是需要很大的勇氣和膽量的。特別是像我這樣的人,擔(dān)的風(fēng)險更大,一旦失敗,我就會聲名狼藉,不好下臺。但是國家急需,我也顧不得這許多了?!?/p>
朱覺是個典型的傳統(tǒng)知識分子,他甚至?xí)?dāng)面斥責(zé)別人“私心太重”。因此,當(dāng)200噸電渣爐一籌莫展的時候,“紛至沓來的責(zé)難、非議和冷嘲熱諷,簡直要把他壓垮?!?/p>
有一天,向大林聽見他把自己鎖在招待所的房間里,失聲痛哭。
1981年,當(dāng)時世界上最大的200噸電渣爐在上海建成,到1984年底完成了秦山核電站核島大鍛件所需大鋼錠的生產(chǎn)任務(wù)。這些產(chǎn)品多在130至170噸之間,最大的兩只重205噸和207噸,為秦山核電站核島提供了124件核電大鍛件。
嗣后,用200噸電渣爐提高的電渣錠鋼錠還生產(chǎn)了100萬千瓦核電站反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等產(chǎn)品。
中國自主核電就此起步,只是關(guān)于200噸電渣爐這光榮的一頁被默默翻過。“先生覺得,事情已經(jīng)做完了,成事不說,沒必要宣傳?!毕虼罅终f。
不一樣的核潛艇任務(wù)
在秦山核電站正式運(yùn)行前,朱覺卻因帕金森癥不得不從他心愛的電渣爐旁離開。
向大林記得1986年去看望恩師時,他已喪失語言和行走能力一年多。
向大林向他報告了200噸電渣爐工藝技術(shù)科研攻關(guān)的思路和方案。老人閉目靜聽,若有所思,聽畢睜開雙眼,拉著向大林的手比畫。
無奈,學(xué)生只能請他在筆記本上寫出來。“我同意向大林同志提出的方案。關(guān)于氫的問題,也同意。”那時他的手顫抖不靈,握筆已有些困難,只能用這樣簡單的話表達(dá)自己對于電渣技術(shù)進(jìn)步的熱切關(guān)注和期待。
從口不能述、腳不能走,到手不能書、眼不能開、涎不能控……這位為中國重工業(yè)奠定基礎(chǔ)的老教授,與頑癥抗?fàn)幜耸暧杏啵K于在1996年1月走完83歲坎坷歷程。
三年后,1999年,向大林受邀參與中國新型攻擊型核潛艇的建造。
海軍裝備部告訴向大林,核電站反應(yīng)堆雖大,卻是固定的;核潛艇反應(yīng)堆雖小,但在持續(xù)運(yùn)動,而且可能受到外部沖擊,其安全性絕非核電站可以比擬。
據(jù)《解放軍報》等公開報道,這一型核潛艇其實(shí)自上世紀(jì)80年代初就開始研制,其間因技術(shù)原因一度擱淺。endprint
向大林說,其實(shí)電渣爐冶煉主要是“手藝”問題——在幾十個小時的冶煉過程中,技術(shù)人員通過觀察爐內(nèi)的顏色等,隨時調(diào)節(jié)。
有些處置發(fā)生在瞬間:比如在最后的冷卻環(huán)節(jié),千分之一秒溫度最快可以下降上千度,從而使各種元素能夠克服重力等影響,均勻地分布在合金的各個部分。這時,雖然金屬原子沒有發(fā)生改變,但其排列已經(jīng)變得無序,與玻璃十分相似。
提前冷卻,可能元素分布不均勻;延遲冷卻,一些元素可能徹底消失。
至于雜質(zhì),都是只能在顯微鏡下才能觀察到的微觀事物,但需要精確控制上百噸的鋼水,才能去除。
向大林最后終于解決了核潛艇反應(yīng)堆內(nèi)的構(gòu)件問題,一次驗收通過。至今,上海重機(jī)廠仍是這個產(chǎn)品的獨(dú)家定點(diǎn)生產(chǎn)單位。
不是在電渣爐之旁,就是在廁所——這樣的生活過了30年后,向大林于2009年惜別上海重機(jī)廠退休。
他本想開始含飴弄孫、安閑自在的日子,卻沒能如愿。
國家甲板
AP1000是美國的第三代核電技術(shù)。中國從美國引進(jìn)AP1000作為自主化依托項目,其主管道是唯一沒有引進(jìn)國外技術(shù)的核島關(guān)鍵設(shè)備。
一套AP1000主管道鍛件交貨重量僅60多噸,國外一家公司開價要4億元人民幣。國內(nèi)多家單位積極攻關(guān)自主研制,但研制單位都缺乏高品質(zhì)的大型電渣合金鋼錠,難為無米之炊。
當(dāng)時山東、遼寧等地的一些企業(yè)組成聯(lián)合體共同研制,其中一家山東企業(yè)的負(fù)責(zé)人用誠信打動了向大林,他決定出山。
很快,這家本來只有40噸電渣爐的企業(yè)就攻關(guān)成功,首次生產(chǎn)出主管道所用的72噸電渣合金鋼錠,它具有超低碳、控氮的特點(diǎn)。
另一個邀請隨之到來:由國資、民資等成立一家混合所有制企業(yè),專門繼續(xù)攻關(guān)大型電渣技術(shù)。
向大林說到這里,眼睛里有興奮的光閃爍:“這是個很有挑戰(zhàn)性的事情。”
對于幾十年工作在大型電渣爐邊的工程師向大林來說,這個嘗試可以使他在一片平地上,從無到有打造一座工廠。
從2011年開始動工,這座位于浙江海鹽中國核電城的企業(yè)用了一年多時間,就用自主創(chuàng)新研發(fā)的130噸電渣爐再次攻關(guān)成功,為自主的第三代核電CAP1400提供了相關(guān)產(chǎn)品。
因為這些成功以及在核潛艇項目中的生產(chǎn)經(jīng)驗,向大林覺得,自己的努力還可以為國家作出更大貢獻(xiàn)。
在軍用造船領(lǐng)域,大面積鋼板是一個無法回避的問題,航母尤其如此。
“國防大學(xué)張召忠教授在電視上是這么說的:我們想造航母,于是拿出4000多萬美元給造船廠,修路、建船塢、蓋工房,等這些基礎(chǔ)設(shè)施都搞完了,才發(fā)現(xiàn)沒有造航母用的鋼?!彼嬖V本刊記者。
航母用鋼板要承受最高30噸的艦載機(jī)起降帶來的沖擊和摩擦,還要承受艦載機(jī)起飛時噴出的高溫火焰燒蝕,所以必須具有高韌性、抗氧化耐高溫不變形以及抗低溫性能。
另一方面,為防止被磁性水雷攻擊、被磁力探測發(fā)現(xiàn),這些鋼板都要無磁,還要能抵御海水腐蝕,具有足夠的防彈能力。
關(guān)鍵問題是,單片甲板面積要盡可能大,一般都要由5米寬左右、盡可能長的大塊高強(qiáng)度鋼板拼焊而成,盡量減少焊縫,增加強(qiáng)度。但它又不能太厚,從而減輕船體重量、增加航速、降低重心、更加平穩(wěn)。
“航母所用的鋼板要求很高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通軍用船舶對鋼板的要求,生產(chǎn)難度很大。至今全世界僅有四個國家生產(chǎn)的鋼板能用于航母制造,都被視作重要的戰(zhàn)略物資,不予出口?!毕虼罅终f。
建造一艘7.5萬噸級的大型航空母艦,通常需用各種特殊大寬厚鋼板四萬多噸,其中飛行甲板就需約8000噸左右。
向大林在日前發(fā)表于《中國科學(xué)報》上的文章中說:“生產(chǎn)航母用大面積高強(qiáng)度鋼板的5米軋機(jī)我國已有好幾條生產(chǎn)線,還擁有‘世界軋機(jī)之王的5.5米特寬厚板軋機(jī),軋制鋼板厚度達(dá)450毫米,長度達(dá)25米。但是,都沒有高品質(zhì)的大單重板坯,和當(dāng)初第三代核電主管道制造一樣,是無米之炊,以致成為航母鋼板生產(chǎn)的瓶頸?!?/p>
向大林在這篇文章中說,他所在的這家已經(jīng)為核電站反應(yīng)堆提供大鍛件材料的企業(yè),每年可以生產(chǎn)6000噸單重50至100噸的航母鋼板用電渣板坯,“如果需要,可以迅速把年生產(chǎn)能力增加到12000噸、18000噸、36000噸、60000噸甚至更大。”
只是,他所在的這家企業(yè),其身份在中國的軍工訂單中顯得有些特別,“還有力使不上,需要有關(guān)方面的支持和協(xié)調(diào)?!彼f。endprint