首鋼集團(tuán)：讓鋼鐵強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

首鋼集團(tuán)：讓鋼鐵強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

科學(xué)家心聲

在“雙碳”發(fā)展形勢(shì)下，鋼鐵工業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展任重道遠(yuǎn)。我非常榮幸成長(zhǎng)在中華民族偉大復(fù)興的新時(shí)代，為實(shí)現(xiàn)鋼鐵強(qiáng)國(guó)夢(mèng)想，我愿傾盡自己的智慧和心血，自強(qiáng)不息、奮發(fā)圖強(qiáng)，為祖國(guó)繁榮昌盛和民族偉大復(fù)興奉獻(xiàn)榮光！當(dāng)選首鋼科學(xué)家，我衷心感謝長(zhǎng)期以來(lái)給予我關(guān)懷、指導(dǎo)、支持和幫助的各界人士！感謝首鋼搬遷調(diào)整的重大戰(zhàn)略和歷史機(jī)遇，感謝團(tuán)隊(duì)成員的大力支持和積極配合！為百年首鋼再鑄輝煌，我將守正創(chuàng)新，再攀高峰！

2002年，榮獲北京優(yōu)秀青年工程師標(biāo)兵；2006年，榮獲中國(guó)冶金青年科技獎(jiǎng)，入選新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程，榮獲北京市經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新標(biāo)兵；2007年，當(dāng)選全國(guó)冶金建設(shè)高級(jí)技術(shù)專家，榮獲北京市經(jīng)濟(jì)技術(shù)創(chuàng)新標(biāo)兵；2008年，榮獲首都勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)拢?/span>2009年，入選享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家；2010年，榮獲北京市勞動(dòng)模范，當(dāng)選北京有突出貢獻(xiàn)的科學(xué)、技術(shù)和管理人才；2012年，榮獲中國(guó)工程院光華工程青年科技獎(jiǎng)，入選科技北京百名領(lǐng)軍人才；2015年，入選國(guó)家百千萬(wàn)人才工程，榮獲***有突出貢獻(xiàn)中青年專家，當(dāng)選北京學(xué)者；2016年，當(dāng)選全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師，榮獲全國(guó)杰出工程師，獲得中國(guó)金屬學(xué)會(huì)十佳科技工作者；2017年，榮獲魏壽昆青年冶金獎(jiǎng)，入選首都科技盛典科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人物；2018年，入選首都高層次杰出人才；2022年，榮獲首屆首鋼一級(jí)科學(xué)家。每一份榮譽(yù)，見證了張福明的成長(zhǎng)蛻變，也見證了張福明與夢(mèng)想之間的距離逐漸拉近。潛心于冶金與材料工程設(shè)計(jì)研究30余年的張福明，始終堅(jiān)守一線從事工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)和科技管理工作，工作崗位幾經(jīng)變化，追逐夢(mèng)想的腳步從未停歇。

鋼鐵“夢(mèng)工廠”總設(shè)計(jì)師

2005年，首鋼戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)調(diào)整開啟了新的篇章，首鋼搬遷規(guī)劃獲得國(guó)家批準(zhǔn)，在距離北京220公里的渤海灣曹妃甸建設(shè)新首鋼。首鋼京唐鋼鐵廠項(xiàng)目意義重大，不僅承載著中國(guó)鋼鐵工業(yè)的希望，還將樹立起中國(guó)鋼鐵發(fā)展史上一個(gè)新的里程碑。黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人多次前往現(xiàn)場(chǎng)視察、指導(dǎo)工作，對(duì)項(xiàng)目給予了極大關(guān)懷和高度關(guān)注；首鋼京唐鋼鐵廠工程也寄托著首鋼人的希望和夢(mèng)想，是首鋼再次騰飛的希望工程。

擔(dān)任曹妃甸首鋼京唐鋼鐵廠工程總設(shè)計(jì)師的張福明，**次來(lái)到曹妃甸，站在離海岸18公里、面積不到1平方公里的沙丘上，思緒萬(wàn)千，這里將是新首鋼再次騰飛的新起點(diǎn)。圍海造地20多平方公里，將淺灘變成陸地，把荒島變成鋼城，首鋼人要把百年夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。一望無(wú)際蔚藍(lán)色的大海，就像一張已經(jīng)展開的藍(lán)圖，等待張福明和他的同事們用心血和智慧去描繪。國(guó)外一些專家對(duì)首鋼將要建設(shè)21世紀(jì)國(guó)際先進(jìn)水平的千萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵大廠表示懷疑，認(rèn)為首鋼沒有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，不可能建成國(guó)際先進(jìn)的鋼鐵大廠。

為深入了解世界**的特大型高爐，首鋼集團(tuán)專門安排張福明帶隊(duì)出國(guó)考察。考察期間，一談到大型高爐的核心技術(shù)，國(guó)外同行不是婉言回避，就是直截了當(dāng)?shù)乇硎炯夹g(shù)機(jī)密不便介紹。在現(xiàn)場(chǎng)參觀時(shí)，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)地用欄桿把一些核心設(shè)備圍起來(lái)，謝絕參觀、嚴(yán)禁拍照。“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買不來(lái)、討不來(lái)的”“核心技術(shù)必須靠自力更生”。在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，沒有自主創(chuàng)新能力就會(huì)受制于人，就會(huì)被別人“卡脖子”，就不可能有平等的話語(yǔ)權(quán)?？疾鞖w來(lái)后，張福明和團(tuán)隊(duì)更加堅(jiān)定了自主創(chuàng)新、自主集成，向國(guó)際先進(jìn)技術(shù)挑戰(zhàn)的信念和勇氣。

要把京唐鋼鐵大廠建成集21世紀(jì)先進(jìn)冶金技術(shù)于一體的鋼鐵“旗艦”，需要大量的先進(jìn)工藝和前沿技術(shù)做支撐。對(duì)于整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，首先就是學(xué)習(xí)。張福明同樣也面臨著許多新的技術(shù)領(lǐng)域和課題，作為整個(gè)工程項(xiàng)目的總設(shè)計(jì)師，他的任務(wù)不僅是要建成世界上***的高爐，整體工程設(shè)計(jì)、煉鋼、軋鋼、燒結(jié)、焦化技術(shù)也都要是***的。首鋼工程公司作為工程總體設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)總承包院，不僅要與國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)院協(xié)作，還要和國(guó)外知名的工程公司合作。

昔日的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手變成今天的合作伙伴，怎樣才能更好地履行總體設(shè)計(jì)院的職責(zé)，切實(shí)對(duì)每個(gè)工序的設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)把關(guān)？如何協(xié)調(diào)并處理好各方面的關(guān)系？這些都是作為工程總設(shè)計(jì)師的張福明所要面對(duì)和解決的。

張福明努力拓展自己知識(shí)的廣度和深度。為搞清一個(gè)問題，他經(jīng)常工作學(xué)習(xí)到深夜，廣泛收集國(guó)內(nèi)外論著、期刊、報(bào)道，持續(xù)不懈地研讀、記錄、思考和計(jì)算。多年來(lái)，他已養(yǎng)成“當(dāng)天睡當(dāng)天的覺”的習(xí)慣，每天都要到深夜零點(diǎn)以后才能休息。他還虛心地向其他專家請(qǐng)教，不斷拓寬自己的知識(shí)領(lǐng)域，并將這些知識(shí)運(yùn)用到具體的科研、設(shè)計(jì)和工程管理實(shí)際工作中。此外，通過(guò)與國(guó)際知名公司合作、與國(guó)內(nèi)科研院所聯(lián)合，整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)視野更加開闊，技術(shù)能力得到顯著提升。張福明和他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)的許多工藝都是中國(guó)首創(chuàng)，還有許多核心技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先，以確保首鋼京唐工程總體水平達(dá)到國(guó)際**。

一位煉鐵專家曾經(jīng)問張福明：“你們首鋼設(shè)計(jì)院沒有5500立方米高爐的設(shè)計(jì)業(yè)績(jī)，你們有把握嗎？”張福明滿懷信心地說(shuō)：“我們的確沒有5500立方米高爐的設(shè)計(jì)業(yè)績(jī)，但我們擁有一支朝氣蓬勃、團(tuán)結(jié)奮進(jìn)，勇于創(chuàng)新、勤奮好學(xué)的團(tuán)隊(duì)，外國(guó)人能干成的事，我們首鋼人也能干成，而且干得會(huì)更好！”張福明帶隊(duì)對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)鋼鐵廠進(jìn)行調(diào)研，收集整理資料和數(shù)據(jù)，編撰了20多個(gè)技術(shù)專輯，建立了幾百萬(wàn)字的數(shù)據(jù)庫(kù)，為編制可行性研究報(bào)告和確定技術(shù)方案提供了翔實(shí)可靠的依據(jù)。

張福明帶領(lǐng)著工藝、設(shè)備、土建等10多個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開展協(xié)同設(shè)計(jì)、共同攻關(guān)，從概念設(shè)計(jì)、頂層設(shè)計(jì)、方案論證、可行性研究、基本設(shè)計(jì)，再到施工圖詳細(xì)設(shè)計(jì)，每一套圖紙都要經(jīng)過(guò)十多個(gè)設(shè)計(jì)流程和環(huán)節(jié)，圖紙上每一根線條和每一個(gè)數(shù)據(jù)，都凝聚著設(shè)計(jì)人員的知識(shí)、智慧和心血。多少個(gè)節(jié)假日，張福明帶領(lǐng)大家堅(jiān)守在工作崗位上，餓了吃袋方便面，困了用涼水洗把臉，在計(jì)算機(jī)前送走一個(gè)個(gè)夜晚，迎來(lái)一個(gè)個(gè)黎明。設(shè)計(jì)圖紙多達(dá)12000多張，一摞摞厚厚的圖紙堆滿了辦公室，攤開后能鋪滿一個(gè)足球場(chǎng)。高爐施工圖設(shè)計(jì)完成后，張福明和團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行高爐動(dòng)態(tài)模擬三維整體集成，在計(jì)算機(jī)上將首鋼自主設(shè)計(jì)的5500立方米特大型高爐，用數(shù)字化三維仿真影像動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出來(lái)。設(shè)計(jì)方案完成后，邀請(qǐng)中國(guó)鋼鐵領(lǐng)域的權(quán)威專家，對(duì)首鋼的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，得到了專家們的充分肯定和高度認(rèn)同。

在我國(guó)首座5500立方米高爐設(shè)計(jì)過(guò)程中，最令張福明難忘的是頂燃式熱風(fēng)爐熱風(fēng)管道施工圖設(shè)計(jì)方案的研究決策過(guò)程。為實(shí)現(xiàn)1300℃高風(fēng)溫、縮短熱風(fēng)爐總管長(zhǎng)度，首鋼京唐高爐在世界上首創(chuàng)應(yīng)用頂燃式熱風(fēng)爐技術(shù)。張福明確定了利用低熱值高爐煤氣通過(guò)高效預(yù)熱實(shí)現(xiàn)1300℃高風(fēng)溫的工藝技術(shù)路線，還創(chuàng)造性提出了熱風(fēng)爐低應(yīng)力—無(wú)過(guò)熱設(shè)計(jì)理論和技術(shù)體系。4座熱風(fēng)爐采用非對(duì)稱矩形工藝布置方案，熱風(fēng)管道的受力情況極為復(fù)雜，既不同于傳統(tǒng)的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，也不同于國(guó)內(nèi)外流行的外燃式熱風(fēng)爐。當(dāng)時(shí)世界上已有13座5000立方米以上的大型高爐，全部采用外燃式熱風(fēng)爐，而頂燃式熱風(fēng)爐**的工程實(shí)例是3200立方米高爐。在沒有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可供參考借鑒的情況下，設(shè)計(jì)創(chuàng)新的難度可想而知。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為了實(shí)現(xiàn)張福明所提出的低應(yīng)力—無(wú)過(guò)熱的設(shè)計(jì)目標(biāo)，圍繞熱風(fēng)管道的連接、布置方式，進(jìn)行了多方案的對(duì)比分析和數(shù)值仿真研究。團(tuán)隊(duì)成員李欣、銀光宇等技術(shù)骨干，針對(duì)不同的熱風(fēng)管道布置形式，分別建模計(jì)算了各種管道布置的受力狀態(tài)，采用兩種不同的數(shù)值仿真分析軟件，針對(duì)熱風(fēng)管道溫度場(chǎng)、應(yīng)力—應(yīng)變和彈塑性受力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算和仿真模擬結(jié)果顯示，兩種技術(shù)方案存在本質(zhì)差異、各有利弊，都不能完美地解決問題。張福明說(shuō)：“當(dāng)這個(gè)技術(shù)難題提交給我以后，我經(jīng)過(guò)反復(fù)思考研究，也感覺難于決策，于是想到了通過(guò)邀請(qǐng)行業(yè)權(quán)威專家參與審查設(shè)計(jì)方案的方式，共同解決這個(gè)工程難題?！表?xiàng)目團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)我國(guó)煉鐵設(shè)計(jì)行業(yè)權(quán)威專家吳啟常大師和銀漢教授，在首鋼工程公司召開了方案論證會(huì)。兩位專家給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了寶貴意見建議，從而促成京唐高爐熱風(fēng)管道總體技術(shù)方案的最終確定。

2009年5月21日，首鋼自主設(shè)計(jì)的****座5500立方米特大型高爐淌出了**爐鐵水，鐵水映紅了現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)人的笑臉。至此，中國(guó)徹底改變了沒有5000立方米特大型高爐的歷史，突破了國(guó)外長(zhǎng)期壟斷的“卡脖子”技術(shù)難關(guān)。勇于創(chuàng)新、敢為人先的首鋼人，用智慧和心血鑄造了****座特大型高爐，使中國(guó)成為世界上第四個(gè)擁有5000立方米特大型高爐的國(guó)家。那一刻，張福明激動(dòng)得熱淚盈眶，多少個(gè)日日夜夜的拼搏，多少次反反復(fù)復(fù)的試驗(yàn)，今天終于有了回報(bào)。歷經(jīng)三年時(shí)間，張福明主持完成各工序初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)，工程設(shè)計(jì)基本完成以后他常駐曹妃甸工程現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)守四年有余，組織領(lǐng)導(dǎo)、指揮處理工程設(shè)計(jì)與施工建設(shè)過(guò)程中的各類難題，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各設(shè)計(jì)單位的現(xiàn)場(chǎng)施工配合工作。他親眼目睹了從一片荒灘到沿海臨港千萬(wàn)噸級(jí)現(xiàn)代化超大型鋼鐵基地建成的全過(guò)程，親自參與并見證了引領(lǐng)我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的示范基地的設(shè)計(jì)建設(shè)，昔日的夢(mèng)想終于變成了現(xiàn)實(shí)。如今，曹妃甸已經(jīng)矗立起三座***的5500立方米特大型高爐，到處體現(xiàn)著首鋼工程公司的自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新：全部自主研發(fā)的5500立方米高爐無(wú)料鐘爐頂技術(shù)成功應(yīng)用，突破了國(guó)外公司在世界范圍內(nèi)的技術(shù)壟斷，徹底攻克了“卡脖子”的技術(shù)難題，有些關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)超越世界先進(jìn)水平；開創(chuàng)了高爐煤氣全干法除塵技術(shù)在特大型高爐上成功應(yīng)用的世界新紀(jì)錄；國(guó)際首創(chuàng)全部采用低熱值高爐煤氣穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了1300℃超高風(fēng)溫……

首鋼京唐工程中主要技術(shù)創(chuàng)新共有220多項(xiàng)，其中依靠自主研發(fā)、自主集成的占三分之二，由我國(guó)自行制造的設(shè)備占整個(gè)工程設(shè)備重量的91%。京唐***的特大型高爐，已成為中國(guó)鋼鐵工業(yè)歷史上光輝的豐碑。

新工藝新技術(shù)新設(shè)備   屢創(chuàng)世界**

梅花香自苦寒來(lái)！所有的磨練換來(lái)的都是成長(zhǎng)，在攀登科學(xué)高峰的道路上不斷進(jìn)取，努力堅(jiān)持不懈的人，才能取得輝煌的成就。經(jīng)過(guò)30多年孜孜不倦追求和堅(jiān)韌執(zhí)著地進(jìn)取，張福明和他的團(tuán)隊(duì)在冶金工程設(shè)計(jì)、裝備研發(fā)、技術(shù)集成和工程建造等方面頻頻取得重大工程科技成果，形成了百余項(xiàng)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的冶金工程技術(shù)及裝備，并在國(guó)家重大工程項(xiàng)目及鋼鐵產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)中得到成功應(yīng)用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

從2002年開始，為了成功舉辦2008年北京奧運(yùn)會(huì)，疏解非首都核心功能，落實(shí)北京市城市總體規(guī)劃，首鋼開始謀劃依托已有的遷安礦山，在河北遷安建設(shè)新的鋼鐵基地，率先開展城市鋼廠搬遷，同時(shí)完成首鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)換代，實(shí)現(xiàn)從棒線材到高端板材的跨越。

年僅35歲的張福明被任命為首鋼工程公司副總工程師、遷鋼工程總設(shè)計(jì)師，他帶領(lǐng)全院數(shù)百名設(shè)計(jì)科研人員，開始了從煉鐵到軋鋼全流程的設(shè)計(jì)創(chuàng)新工作。高爐煤氣全干法除塵是冶金行業(yè)重要的節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保技術(shù)，是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)的“三干一電”技術(shù)之一。為了京唐5500立方米高爐成功實(shí)現(xiàn)高爐煤氣全干法除塵，張福明向領(lǐng)導(dǎo)提出先在遷鋼2號(hào)高爐上，采用高爐煤氣全干法除塵技術(shù)的方案建議，這個(gè)建議立即得到了首鋼領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和大力支持。當(dāng)時(shí)全國(guó)還沒有2000立方米以上高爐采用煤氣干法除塵，其主要原因是大型高爐煤氣流量大，溫度和壓力波動(dòng)大，系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性和穩(wěn)定性都有極大的困難。張福明和團(tuán)隊(duì)結(jié)合在首秦高爐上應(yīng)用煤氣干法除塵技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)和成果，積極探索、大膽創(chuàng)新，研發(fā)出30多項(xiàng)專利技術(shù)，通過(guò)聯(lián)合生產(chǎn)單位和設(shè)備制造廠，開展了7米以上超長(zhǎng)布袋反吹清灰、熱管式煤氣換熱器、長(zhǎng)距離煤氣除塵灰氣力輸送技術(shù)、煤氣含塵量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、煤氣管道及波紋補(bǔ)償器防腐等七大關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)，解決了2650立方米高爐煤氣全干法除塵的技術(shù)難題，率先在****座2500立方米級(jí)的高爐上，應(yīng)用了完全取消濕法備用的煤氣全干法布袋除塵。遷鋼2號(hào)高爐投產(chǎn)一個(gè)月以后，新的問題出現(xiàn)了，高爐煤氣干法除塵的布袋出現(xiàn)大面積破損，一個(gè)除塵器箱體上百條布袋，布袋底部幾乎全部出現(xiàn)裂縫、磨損。得知消息后，張福明清晨冒著漫天大雪**時(shí)間從北京趕到遷鋼現(xiàn)場(chǎng)，看到一條條從除塵器里拆卸下來(lái)的破損布袋，心情十分沉重，他感到了從未有過(guò)的責(zé)任和壓力?！斑@項(xiàng)技術(shù)決不能失?。∫欢ㄒM快找到原因，快速采取措施恢復(fù)生產(chǎn)。”他和張建、陳玉敏等幾位團(tuán)隊(duì)成員在現(xiàn)場(chǎng)把破損的布袋全都進(jìn)行了認(rèn)真檢查和測(cè)量，仔細(xì)查找和分析布袋破損的現(xiàn)象、規(guī)律及原因。經(jīng)過(guò)對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)布袋破損的區(qū)域基本都集中在距離布袋底部1米的范圍內(nèi)，而且絕大部分都是從布袋外部開始破損，在布袋骨架對(duì)應(yīng)的位置，破損更為突出。于是，他們采用計(jì)算機(jī)建模仿真計(jì)算和物理模型試驗(yàn)的手段進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)造成布袋破損的根本原因是除塵器箱體內(nèi)部的煤氣紊流運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致布袋發(fā)生橫向碰撞所造成的異常破損。為此，研發(fā)出煤氣導(dǎo)流裝置，有效疏導(dǎo)除塵器內(nèi)的煤氣流分布，實(shí)現(xiàn)了氣流穩(wěn)定流動(dòng)。技術(shù)改進(jìn)以后，布袋使用壽命達(dá)到2年以上，徹底解決了這個(gè)技術(shù)難題，為京唐5500立方米高爐的成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

遷鋼工程是京唐的“試驗(yàn)場(chǎng)”和“練兵場(chǎng)”，為京唐工程的設(shè)計(jì)建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行探索了道路、積累了經(jīng)驗(yàn)?！熬┨埔云嚢宀暮痛冒宀?，邁入全球高端鋼材市場(chǎng)，可以與任何一個(gè)世界鋼鐵巨頭掰手腕?！本G色、高效的創(chuàng)新理念讓京唐擁有了放眼世界的信心和氣魄。

煉鐵—煉鋼界面技術(shù)優(yōu)化是現(xiàn)代鋼鐵制造流程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，具體就是“一罐到底”鐵水直接運(yùn)輸工藝。這種運(yùn)輸工藝完全改變了傳統(tǒng)的魚雷罐鐵水運(yùn)輸方式，是節(jié)約能源的有效途徑，也是鋼鐵企業(yè)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。但這種運(yùn)輸方式技術(shù)難度很大，對(duì)煉鐵、煉鋼、運(yùn)輸工藝要求嚴(yán)格，當(dāng)時(shí)這種運(yùn)輸方式只有日本一家大型鋼鐵企業(yè)使用，一切技術(shù)都對(duì)外保密。張福明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走訪了國(guó)內(nèi)多家科研院所，請(qǐng)教了20多位專家學(xué)者，結(jié)合已經(jīng)積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和掌握的先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)夜以繼日的不懈努力，圍繞高爐出鐵精準(zhǔn)計(jì)量、鐵水罐車安全運(yùn)輸、鐵路路基穩(wěn)定性等12個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題開展技術(shù)攻關(guān)，克服了一個(gè)又一個(gè)難題，迎接著一個(gè)又一個(gè)挑戰(zhàn)，取得了一個(gè)又一個(gè)勝利。多少個(gè)討論會(huì)持續(xù)到凌晨，討論結(jié)束后有人坐在椅子上就會(huì)酣然睡去。為了早日完成項(xiàng)目，每個(gè)人都把個(gè)人事情暫時(shí)放下，全心全意將精力鋪在研發(fā)項(xiàng)目上。經(jīng)過(guò)一年多的苦苦探索和鉆研，課題研究取得了突破，終于將這種新型鐵水運(yùn)輸方式成功應(yīng)用到首鋼京唐鋼鐵大廠中，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

張福明在新技術(shù)、新工藝研究領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，不僅讓首鋼的鋼鐵生產(chǎn)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，還對(duì)設(shè)備和裝置進(jìn)行了創(chuàng)新優(yōu)化，節(jié)約了成本、提高了效率，可以說(shuō)碩果累累、成績(jī)斐然：

他主持設(shè)計(jì)新一代可循環(huán)鋼鐵制造流程和千萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵廠工程集成創(chuàng)新，帶領(lǐng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成首鋼京唐鋼鐵廠項(xiàng)目工程總體設(shè)計(jì)，主持設(shè)計(jì)了我國(guó)**個(gè)沿海靠港的千萬(wàn)噸級(jí)新一代可循環(huán)鋼鐵廠、**座5500立方米特大型高爐等標(biāo)志性工程，獲得全國(guó)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)；

他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破國(guó)外壟斷、攻克“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)難題，自主設(shè)計(jì)研發(fā)無(wú)料鐘爐頂設(shè)備及布料分布精準(zhǔn)控制技術(shù)，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)5000立方米特大型高爐成功應(yīng)用示范；

他任遷鋼工程總設(shè)計(jì)師、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，主持完成了遷鋼工程設(shè)計(jì)與工程技術(shù)創(chuàng)新，具體參加了重大工程決策，主持完成煉鐵、煉鋼等主體工程技術(shù)自主研發(fā)和工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新，攻克了高爐煤氣干法布袋除塵、高爐長(zhǎng)壽、高風(fēng)溫等關(guān)鍵技術(shù)難題，開創(chuàng)了首鋼生產(chǎn)大型板帶材的新時(shí)代；

他任課題負(fù)責(zé)人主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題大型低溫多效海水淡化機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)及示范研究；主持研究低碳綠色、長(zhǎng)壽高效高風(fēng)溫關(guān)鍵技術(shù)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展高風(fēng)溫低碳研究工作，實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)和持續(xù)創(chuàng)新。

…………

長(zhǎng)期以來(lái)，張福明和團(tuán)隊(duì)的數(shù)十項(xiàng)研發(fā)成果，獲得了省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外核心期刊或重要會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文200余篇，獲得授權(quán)專利100余項(xiàng)。在培養(yǎng)人才方面，他言傳身教、提攜后輩，培養(yǎng)了一批技術(shù)骨干和科技人才，他正一步一個(gè)腳印地實(shí)現(xiàn)自己鋼鐵強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想。

扎根首鋼沃土成長(zhǎng)為工程設(shè)計(jì)領(lǐng)軍者

有目標(biāo)的人，只要保持專注，走過(guò)的每一個(gè)低點(diǎn)都會(huì)成為通往高峰的必經(jīng)之路，認(rèn)真的人改變自己，執(zhí)著的人改變命運(yùn)。

上世紀(jì)90年代初，張福明剛進(jìn)入工作崗位，就參加了首鋼4號(hào)高爐新技術(shù)大修改造工程設(shè)計(jì)工作，在高爐冷卻系統(tǒng)和冷卻壁設(shè)計(jì)等方面需要調(diào)研國(guó)內(nèi)外最新的技術(shù)進(jìn)展。一部由北京鋼鐵設(shè)計(jì)院編寫的《高爐軟水密閉循環(huán)冷卻技術(shù)》文集，詳細(xì)介紹了德國(guó)、比利時(shí)、法國(guó)等歐洲鋼鐵工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，高爐軟水密閉循環(huán)冷卻工藝的開發(fā)、研究、設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況。張福明如獲至寶，如饑似渴地把這部文集認(rèn)真研讀了數(shù)遍，對(duì)其中的設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法、關(guān)鍵參數(shù)和設(shè)計(jì)案例熟練掌握。不僅如此，后來(lái)他和同事們還專門拜訪了文集的編寫者，當(dāng)面虛心請(qǐng)教得到了更加翔實(shí)的信息。

煉鐵是鋼鐵企業(yè)的龍頭，高爐是鋼鐵企業(yè)技術(shù)裝備水平的標(biāo)志，高爐長(zhǎng)壽技術(shù)始終是煉鐵工作者關(guān)注的課題。上世紀(jì)80年代末，首鋼高爐壽命只有6年左右，而許多國(guó)外高爐壽命已達(dá)到12年，是首鋼爐齡的兩倍。這個(gè)差距讓張福明感到了壓力和責(zé)任，他把高爐長(zhǎng)壽技術(shù)的研究開發(fā)作為自己技術(shù)創(chuàng)新的首要目標(biāo)，下定決心一定要讓首鋼自己設(shè)計(jì)的高爐壽命達(dá)到10年以上。張福明有幸參加了首鋼1、2、3、4號(hào)高爐大修改造工程設(shè)計(jì)，為延長(zhǎng)高爐壽命，在設(shè)計(jì)中他想盡了辦法。他經(jīng)常白天到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，詳細(xì)記錄高爐生產(chǎn)的每個(gè)數(shù)據(jù)，與煉鐵廠技術(shù)人員一起鉆到出鐵場(chǎng)平臺(tái)下面，用秒表和水桶測(cè)量校對(duì)高爐冷卻水量，用溫度計(jì)測(cè)量冷卻水溫差，虛心向現(xiàn)場(chǎng)的工人師傅請(qǐng)教。晚上回到宿舍查閱大量資料，將白天收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算，并把先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念與測(cè)量、計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行研究比較，分析總結(jié)影響高爐長(zhǎng)壽的主要因素和高爐爐襯破損機(jī)理，所作的筆記足有厚厚五大本。設(shè)計(jì)計(jì)算是高爐工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)時(shí)國(guó)外已經(jīng)開發(fā)出高爐爐體設(shè)計(jì)專用的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，用于優(yōu)化高爐設(shè)計(jì)。一次與外方進(jìn)行技術(shù)交流時(shí)，外方為了證明其設(shè)計(jì)手段的先進(jìn)，演示了高爐爐缸、爐底溫度場(chǎng)傳熱計(jì)算結(jié)果。當(dāng)時(shí)張福明就暗下決心，自己一定要解決這個(gè)傳熱數(shù)學(xué)難題，計(jì)算出爐缸溫度場(chǎng)等溫線分布。二十幾年前，計(jì)算機(jī)還不像今天這樣普及，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也沒有現(xiàn)成的商業(yè)軟件，自行編程計(jì)算可能要花上幾年的時(shí)間。在沒有先進(jìn)的計(jì)算軟件的條件下，經(jīng)過(guò)多次試算和調(diào)研，張福明決定采用經(jīng)典的數(shù)學(xué)解析方法，求解方程組，通過(guò)數(shù)學(xué)迭代方法計(jì)算爐缸、爐底溫度場(chǎng)分布。人工運(yùn)算求解傳熱方程組是一項(xiàng)計(jì)算量巨大的工作，成千上萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)和界面的溫度需要經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算迭代，演算用的草稿紙裝滿了兩個(gè)大紙箱。為了找到最新的技術(shù)資料，他幾乎跑遍了各大圖書館，為了查找鐵水在不同溫度和成分下的對(duì)流傳熱系數(shù)，幾乎把那些年國(guó)外相關(guān)論文都檢索查閱了一遍。

功夫不負(fù)有心人，辛勤的汗水終于換來(lái)了收獲的喜悅。張福明帶領(lǐng)設(shè)計(jì)人員運(yùn)用多維度—多參量現(xiàn)代傳熱理論，通過(guò)大量的數(shù)學(xué)計(jì)算和設(shè)計(jì)優(yōu)化，成功開發(fā)了熱壓炭磚—陶瓷杯新型長(zhǎng)壽組合式高爐爐缸內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、高效銅冷卻壁、整體式鑄鋼冷卻壁、新型爐喉水冷卻壁、軟水密閉循環(huán)冷卻等20余項(xiàng)高爐長(zhǎng)壽綜合技術(shù)。這些新技術(shù)在首鋼高爐上率先采用，徹底打破了一代爐齡只有4到6年的歷史。首鋼1、3、4號(hào)高爐壽命分別達(dá)到16.4、17.6、15.6年，全部超過(guò)了一代爐齡10年的設(shè)計(jì)壽命，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。其中，銅冷卻壁制造與應(yīng)用獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、冶金科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，首鋼號(hào)高爐熱壓炭磚—陶瓷杯組合爐缸內(nèi)襯設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究獲得北京科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2012年，他將自己歷經(jīng)20多年潛心研究高爐長(zhǎng)壽的技術(shù)理論和實(shí)踐研究成果，撰寫成學(xué)術(shù)專著“十一五”國(guó)家重點(diǎn)圖書《現(xiàn)代高爐長(zhǎng)壽技術(shù)》，這部73萬(wàn)字的學(xué)術(shù)著作，凝聚著張福明深邃的學(xué)術(shù)思考和淵博的學(xué)識(shí)，成為他的代表性學(xué)術(shù)著作之一。

張福明，夜以繼日、夙夜在公、發(fā)憤圖強(qiáng)，完成了學(xué)習(xí)、積累、歷練和飛躍。艱辛的付出令他取得了初步的回報(bào)：1995年破格晉升工程師；1998年破格晉升高級(jí)工程師；2001年破格晉升為教授級(jí)高級(jí)工程師。張福明以扎實(shí)的理論功底和突出的工作業(yè)績(jī)，接連三次破格晉升職稱，成為當(dāng)時(shí)最年輕的教授級(jí)高工，那時(shí)他年僅32歲。

進(jìn)入新世紀(jì)，首鋼吹響了戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)調(diào)整的號(hào)角，首秦、遷鋼兩大重點(diǎn)工程相繼開始設(shè)計(jì)建設(shè)。承擔(dān)這樣百萬(wàn)噸級(jí)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的全流程工程設(shè)計(jì)，對(duì)首鋼工程公司和張福明來(lái)說(shuō)都是**次。工程規(guī)模大、技術(shù)要求高、設(shè)計(jì)難度大，讓張福明深深感到肩負(fù)的重?fù)?dān)和巨大的壓力。張福明的專業(yè)領(lǐng)域從高爐煉鐵，拓展到燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鋼、連鑄、軋鋼、電力、自動(dòng)化、土建等10多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，需要迅速擴(kuò)大自己的知識(shí)視野和專業(yè)領(lǐng)域。工作期間，張福明繼續(xù)在北京科技大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院研究生院深造，先后攻讀鋼鐵冶金和項(xiàng)目管理研究生，獲得了鋼鐵冶金工學(xué)博士學(xué)位。當(dāng)時(shí)正值而立之年的他，年富力強(qiáng)，基本上把所有的業(yè)余時(shí)間都用于讀書、看圖、學(xué)習(xí)、計(jì)算、研究。幾年下來(lái)，認(rèn)真學(xué)習(xí)了幾十部專業(yè)著作，研讀了數(shù)百篇學(xué)術(shù)論文，還審閱消化了上百套相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)圖紙，記錄并整理了幾十本讀書筆記，使學(xué)術(shù)基礎(chǔ)更加精深堅(jiān)實(shí)、學(xué)識(shí)視野更加全面系統(tǒng)，對(duì)相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)、業(yè)務(wù)理解得更加清晰、透徹、精準(zhǔn)，學(xué)術(shù)水平得到了顯著躍升。

隨著首秦、遷鋼兩大工程相繼建成投產(chǎn)，完成了首鋼搬遷結(jié)構(gòu)調(diào)整**階段的工程建設(shè)。張福明在這兩個(gè)新建鋼鐵廠的總體設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)學(xué)習(xí)、考察、調(diào)研和實(shí)踐，學(xué)到了許多新的知識(shí)、理念和理論，形成了許多新的認(rèn)識(shí)、感悟和思路，掌握了許多新的方法、技術(shù)和工藝，這為他后來(lái)?yè)?dān)任曹妃甸首鋼京唐鋼鐵廠工程總設(shè)計(jì)師，全面主持千萬(wàn)噸級(jí)現(xiàn)代化超大型鋼鐵基地總體設(shè)計(jì)工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2016年以來(lái)，張福明擔(dān)任首鋼副總工程師。在新的工作崗位上，他不忘初心、砥礪前行。在京唐二期工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，結(jié)合國(guó)際鋼鐵冶金工程發(fā)展技術(shù)趨勢(shì)，他提出的高爐大比例采用球團(tuán)礦的技術(shù)方案，得到首鋼領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和贊同，但也受到了許多同行和專家的質(zhì)疑。他帶領(lǐng)設(shè)計(jì)研究團(tuán)隊(duì)，把國(guó)內(nèi)外高爐球團(tuán)冶煉的生產(chǎn)案例收集整理出來(lái)，提煉出大比例球團(tuán)礦冶煉的關(guān)鍵共性技術(shù)難題。結(jié)合首鋼秘魯磁鐵礦的理化特性，對(duì)配料、造球、焙燒、冷卻等各個(gè)工序過(guò)程都需要重新進(jìn)行工藝計(jì)算和熱工過(guò)程數(shù)值仿真研究。在京唐1號(hào)球團(tuán)帶式焙燒機(jī)上進(jìn)行了多次制備堿性球團(tuán)和大比例球團(tuán)冶煉的工業(yè)性試驗(yàn)。其間，張福明多次趕赴京唐現(xiàn)場(chǎng)，參加大比例球團(tuán)冶煉攻關(guān)和高爐穩(wěn)定運(yùn)行研討會(huì)。他針對(duì)實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果和工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果，明確指出了特大型高爐大比例球團(tuán)冶煉的十大關(guān)鍵技術(shù)難題，并提出了行之有效的具體解決方案，得到了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的高度認(rèn)同，形成并制定了5500立方米特大型高爐大比例球團(tuán)冶煉的基本工藝技術(shù)路線。他大力倡導(dǎo)并積極推動(dòng)以大比例球團(tuán)冶煉為代表的高爐綠色低碳技術(shù)，已經(jīng)形成了首鋼特色的優(yōu)勢(shì)技術(shù)，成為國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代高爐煉鐵的工程示范，該項(xiàng)技術(shù)成果相繼獲得2020年和2021年冶金科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。

2022年2月24日，首鋼股份以科技創(chuàng)新和人才引領(lǐng)為支撐，組建成立的“張福明專家工作站”揭牌運(yùn)行。該工作站的成立，對(duì)進(jìn)一步加快首鋼股份煉鐵系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)人才儲(chǔ)備，突破鐵前工藝在生產(chǎn)、技術(shù)、綠色制造等方面遇到的瓶頸問題，全面提高質(zhì)量、提升效率、降低成本，推動(dòng)股份煉鐵事業(yè)部高質(zhì)量發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

30多年來(lái)，張福明始終堅(jiān)守初心，潛心治學(xué)，拼搏奮進(jìn)，矢志不渝地學(xué)習(xí)、鉆研、創(chuàng)新。天道酬勤、自強(qiáng)不息為他奠定了成功之路。他在鋼鐵冶金工程研究設(shè)計(jì)及工程科技創(chuàng)新領(lǐng)域，以其深厚的理論研究基礎(chǔ)、廣博精深的學(xué)術(shù)造詣、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和杰出的工程成就，成為我國(guó)冶金工程研究設(shè)計(jì)領(lǐng)域主要領(lǐng)軍人物之一。不忘初心、方得始終；踔厲奮發(fā)、篤行不怠。新的時(shí)代，鋼鐵強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想就像一把火炬，始終照亮著張福明砥礪前行的道路！