深山里的“科学家”
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近二十年来,他一直从事钒业生产科技创新,一次次大胆革新,使得生产工艺大幅度改进提高,不仅大大提高了产能,节约了能源,而且创造了可观的经济效益。他先后获得个人专利13项,多次获得省、市、县科技奖,2017年被授予陕西省劳动模范称号,2018年还被商洛市推荐为全国“五一劳动奖”候选人。
生在农家的“建筑把式”
1966年10月,刘会军出生在山阳县城关镇五里桥村任村组一个农民家庭。其父虽是农民,却凭着建筑方面的特长,担任着村办企业海燕建筑公司的技术员,有一份不错的收入。刘会军从小就对建筑业有着浓厚的兴趣,经常跟着父亲看图纸、学技术。1986年,陕西一建公司到山阳招工时,高中尚未毕业的刘会军积极报名,顺利被招录为合同工。在一建工地,他作为一名普通工人,不仅能看懂一般的建筑图纸,而且不论瓦工、木工,样样出色。
在工作实践中,刘会军深感知识的重要,为此,多年来持续不断地深造、学习。1989年,他去西安建筑学院工民建专业进修学习,取得了造价师资格。1990年,又通过培训学习,取得了建筑工民建初级工程师职称,2003年晋升为中级工程师。不断的深造、学习,使刘会军尝到了知识带来的甘甜,不仅工作中成了“把式”“专家”,得到众人高看,工资待遇也得到明显提高。
1990年,掌握了一定建筑技术的刘会军返乡创业,跟随地方一矿业开发老板从事矿建技术工作。1998年,由于他的建筑技术过硬,被老板抽调去负责筹建山阳县永恒矿建双河钒矿,随后的二十年来,他一直工作在钒业生产一线,从双河钒矿车间主任,到商洛鸿源化工六万吨硫酸厂筹建技术负责,再到永恒矿建公司技术总工程师、丰源钒业科技发展有限公司技术总负责,一步一个脚印,留下了一串串让人羡慕的足迹。
钒业生产技术的改革家
在北纬33度与东经109度交叉地带的山阳县中村到王闫,有一条长达20多公里的黑色矿带,被称为亚洲最大的钒矿床,储量达330万吨。丰富的矿产资源为这里发展钒业打下了良好的基础,然而,落后的生产工艺耗能大、提取率低、环境污染超标。为了解决这一问题,年届不惑的刘会军怀揣创业梦想,历经千辛万苦,不断实验研究,大胆革新创造,终于克服了一个个难题。
2001年,36岁的刘会军出任双河钒矿车间主任,对于一直从事建筑业的他来说是一项挑战。刘会军通过认真学习,不耻下问,请教同行业的技术人员,查找国内相关五氧化二钒的工艺技术过程,对五氧化二钒湿法冶炼技术的关键点进行实验、论证、探讨。通过一年多时间的学习与实践,他发现了原工艺的许多缺陷和不足,便大胆革新,对工艺进行了大量的技术改造。他通过改变常规的工艺指标,控制最佳的磨矿粒度和浸出液固比,提高了矿石中五氧化二钒的浸出率,将浸出率由过去的60%提高到了75%。但他并不满足于这一成果,继续不断探索,又根据氧化剂能破坏矿石中的钒离子结构这一原理,在生产过程中添加适量氧化剂使浸出率又提高到90%以上,这一结果在国内同行业中是一个大大的跨越,刷新了浸出率的最高纪录,打破了原始工艺的神秘性。随着技术的不断改进,在后段的萃取与反萃取工艺中,他发现萃取剂也就是有机相消耗偏大,又组织生产技术部同事专题讨论、研究,发现了这一问题的根源,是有机相在再生的过程中带有一定的杂质排放造成的,又通过反复研究实验,对有机相进行分离回收,使有机相消耗从2.4kg/T矿石降到了0.9kg/T矿石,大大提高了工艺指标,生产成本降低到同行业的最低水平。
当时,由于生产出来的五氧化二钒半成品多钒酸铵制约着企业的正常发展,刘会军在企业的支持下,聘请北京有色冶金研究院陆汉杰工程师做技术指导,带领技术人员开始了五氧化二钒氧化制片技术研发。当时,五氧化二钒氧化制片技术在国内外基本上都是采用反射炉熔化工艺,只能生产片钒,却不能生产粉钒,有一定的缺陷。其反射炉熔化技术因熔化温度高,气流量大,熔体与大气直接接触,使氧化钒蒸气挥发损失大,环境污染严重,影响操作人员身体健康。通过反复研究实验,他们成功破解了这一难题,研究出“电炉法熔化氧化钒制片”方法。该技术是通过红钒干燥阶段、红钒脱氨氧化阶段、电炉熔化氧化钒阶段以及成品包装阶段,解决了多钒酸铵水分占60%左右的干燥技术难题,还采用了自制特种新电炉,采用多层密封塔电加温氧化,解决了脱氨氧化温度和时间问题,确保脱氨氧化产品片状钒和粉状钒的质量。这一技术得到了工业化应用,获商洛市科学技术特等奖、陕西省科学技术三等奖,被确认为陕西省科学技术成果。企业得到了进一步发展,经济效益和社会效益也提升到了新的台阶。
生产多钒酸铵需要大量的硫酸,为了节约高价购买商品硫酸的成本,2004年,永恒矿建公司计划筹建自己的硫酸生产企业,公司又授命刘会军去负责筹建工作。新的事物、新的使命,又是新的化工领域,困难和问题是不言而喻的。当时大西北生产硫酸都是面临淘汰的水洗工艺,工艺技术和设备非常落后。想在化工领域站稳脚跟,就要研究一套既符合产业环保政策,又适合工业化生产的新工艺。于是,他又开启了新的考察探索之路,先后去南方硫酸工艺、设备先进的企业考察论证,最终由多个设备厂家拿出设计方案,大胆选用了全国最先进的工艺技术和设备,使总转化率提高到99.7%以上,尾气排放量228mg/m3,大大低于国家允许排放标准960mg/m3,净化流程使用不带电除尘器的酸洗流程,在生产实践中取得很大的成功,又经过不断创新和改进,实现污水零排放,其装备技术指标均优于原化工部颁布的硫酸行业标准,在硫酸行业中具有推广价值。经过商洛市环境监测站多次现场监测,认为本项目工艺、设备先进成熟,环保设施稳定可靠,环保制度保障有力,装置环保性能全部达到验收标准。装置技术工艺的先进性为硫酸生产的环保达标打好了坚实基础,也为公司实现了较好的经济效益,先后有广东、江苏、云南等地硫酸厂家慕名前来参观、学习。
2008年,公司为延长钒全产业链,走持续发展之路,又着手钒氮合金技术研发。钒氮合金(氮化钒)是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于特种钢的生产。钒氮合金添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下,添加钒氮合金可节约钒加入量30-40%,进而降低成本。钒氮合金的市场需求,一是替代钒铁的需求,二是特钢增加的带动需求,三是属高附加值产品,具有区域带动性,符合国家产业政策,市场前景非常看好,但传统行业大多采用真空炉、高频炉、立式炉等分段完成还原、碳化、氮化、烧结及冷却阶段,工艺产量低、能耗高,渗氮时间长。为了解决这些常规性问题,他和公司高层管理人员马不停蹄地奔走在各大厂家之间,进行考察、论证,回来后组织技术人员反复研究,最终研究出采用一步法氮气氛保护双推板窑生产钒氮合金,实现还原、碳化、氮化、烧结、冷却五步同步反应,完成钒氮合金烧结产品,于2010年10月建成了千吨钒氮合金生产线。该技术通过工业化应用后,具有产量高、能耗低,氮化反应充分、均匀、完全,产品一致性好,密度高,渗氮时间提高到了3-4小时。该工艺技术符合国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术,突出特点是环保性强,无“三废”排放,属清洁生产工厂。由于技术先进,2011年8月通过省重大科技创新项目领导小组正式验收。公司研发的“一步法推板窑生产钒氮合金技术”2012年6月被确认为陕西省科学技术成果,获商洛市科学技术一等奖。
从2012年开始,在刘会军的倡导下,公司依靠科技进步,在原有工艺基础上又做了大量的技术改造。首先是研究了一种钒氮微合金添加剂及制备方法。由于传统制备钒氮合金过程不仅反应设备要求苛刻,而且设备材料的高温强度要求高,需要高温环境,因反应周期长,导致生产效率低,能耗过大,投入和产出不成比例,产品竞争力下降。为解决以上技术不足,刘会军对传统的制备工艺进行了改进,研究了一种钒氮微合金添加剂及制备方法,利用氮的化合物与复合还原剂采用碳化和氮化同时进行的方式,由钒的化合物、复合还原剂、密度强化剂和粘结剂等制备而成,有效解决微合金添加剂及制备的时间。其次是对钒氮合金生产主设备的炉窑耐火材料作了研究。由于原炉窑耐火材料使用寿命短,一般3到6个月要更换一次,不仅耗材耗资大,而且严重影响正常生产,直接和间接经济损失较为严重,自改进更换新型耐火材料后,炉窑的使用寿命比原来延长了3—4倍。其三是在尾气处理技术上做了大量改进,有效促进了环保治理,使钒氮合金生产无“三废”排出,实现了清洁化企业。
钒氮合金工艺技术研发和生产过程控制及设备配套先进性方面,国内外的冶金工作者做了很多研究工作,但因生产难度大、技术含量高,使得该项技术在自动化方面应用不广泛。国内大部分生产氮化钒的厂家使用的配料还是最原始的人工计量配料,劳动量大,造成环境污染严重,扬起的五氧化二钒粉尘对人体伤害严重。2013年初,刘会军又开始采用静态计量配制钒氮合金原料的研究与实验,经过两个月的技术探索和全面的技术革新,寻找配料自动化高、配料精度高、不污染环境、降低人料接触的设备来满足钒氮合金所配的物料要求。2013年3月底,完成了静态称量、动态给料的计量配料,实现了钒氮合金原料配比的自动化、精准化,降低了劳动强度。
积多年的研究实验结果,2013年刘会军一次性取得“一种采用静态计量法配比生产钒氮合金的装置”“一种多层楼生产粉状三氧化二钒的装置”“一种采用一步法双推板窑生产钒氮合金的装置”“一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的还原段装置”“一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的氮化烧结段装置”“一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的氮化段装置”“一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的碳化段装置”“一种利用一步法双推板窑生产钒氮合金的冷却段装置”8项实用新型专利,同年又获得“一种钒氮微合金添加剂及制备方法”发明专利。2016年获得实用新型专利2件,2017年获得实用新型钒氮合金炉窑余热利用装置专利2件。近期,刘会军又致力于寻求解决产品出现的炸球、裂球、粘球问题,以及过去的复合配方生产中排放大量硅离子、钙离子,致使炉窑结垢,降低炉窑寿命问题。通过反复试验,初步探索出在配方中适度添加碳酸氢铵,解决了炸球裂球粘球的问题,控制了产品密度差给二次生产带来损耗大的问题;通过研究实验初步使用人工或机制木炭做还原剂,化解了窑体结垢,延长了炉窑使用寿命,同时使用木炭做还原剂,大大降低了成产成本。
事业成功的秘诀
刘会军说:“兴趣和爱好是事业成功最有力的助推器。”由于从小对父亲从事的建筑业感兴趣,促使他对数学学习兴趣浓厚,特别是几何学习成绩格外优异。在省一建公司,由于对从事的工作的爱好,他不停地钻研,很快掌握了技术,成为业务精尖。后来从事钒业冶炼技术工作,从片钒到氮化钒生产,对于年届不惑的他来说样样都是从零开始,可他总是全身心地投入,深入钻研学习,从外行成为内行,再成为行业内的技术精尖。而且,他善于不断发现问题,解决问题,创新革新,创出了一连串连专家教授都佩服的业绩。
人说“有志者事竟成”。数十年来,刘会军干一行爱一行,行行干得出色。虽然吃了说不尽的苦,失败了无数次,但他始终向着目标不停地奋进,栽倒了再爬起来,终于取得了一个个辉煌的业绩。通过刘会军的事业发展之路,我们深深体会到,以爱好和兴趣为动力,去努力实现人生目标,再苦也是甜,再累也心甘。