百年東大 奮進長歌
邱竹賢:中國鋁業之父
“我靠煉鋁以鍍,也將奮斗不已”,鋁是他的人生伴侶。他一生探索鋁工業節能的規律和有效途徑、研究低溫鋁電解、發展融鹽電解理論,用豐碩的科研成果為建設和發展我國鋁工業作出了重要貢獻,他就是我國著名有色金屬冶金專家、中國工程院院士、東北大學教授邱竹賢。因其在我國鋁工業界所起的引領作用,被稱為“中國鋁業之父”。

邱竹賢
邱竹賢(1921—2006),有色金屬冶金專家,江蘇省海門市人。1943年,邱竹賢畢業於交通大學唐山工程學院,獲工學學士學位。1987年,邱竹賢當選為挪威技術科學院外籍院士﹔1989年,當選為挪威科學院外籍院士﹔1995年,當選為中國工程院院士。邱竹賢長期從事鋁電解工業生產和融鹽電解、融鹽物理化學基礎理論及應用技術的研究。他研究成功多項煉鋁節電、節能技術,大幅度降低冶金工業中的耗電量,產生巨大的經濟效益和社會效益﹔系統研究了低溫度鋁電解、惰性電極材料、大型電解槽及融鹽應用技術並取得了創造性的成果﹔在融鹽濕潤、滲透、陽極效應和金屬霧生成等四種界面現象,均有新的創建。他多次獲得國家及省部級獎勵,“鋰鹽陽極糊節能技術”獲1992年國家科技進步獎一等獎。發表學術論文200余篇,出版專著8本。
參與新中國第一個鋁廠的恢復建設與生產
邱竹賢,江蘇海門人,他最初的理想是像父親一樣,成為一名醫生,切脈開方,去痛解難,救死扶傷,醫治天下百姓。可是父親突然病故,14歲的邱竹賢,由此打消了學習中醫的念頭。
1935年夏,邱竹賢考中海門中學。就是在這所學校裡,邱竹賢與煉鋁結緣。他一邊讀書,一邊在圖書館裡打工,每當他走進書庫,都像是在知識的海洋裡漫游。他從書中了解到,地殼中含有8%左右的元素鋁,這就意味著如此豐富的金屬就在我們腳下,他幻想有朝一日能把鋁從泥土中提取出來。
1943年,邱竹賢大學畢業后,進入四川綦江電化冶煉廠煉銅車間任技術員。當時,中國民族工業中,還沒有煉鋁業,而西方成熟的煉鋁業卻已經有半個多世紀的歷史了。邱竹賢剛一接觸鋁冶金,就看到了這種差距。作為中國知識分子,他被現實賦予了不容推卸的歷史重任。
1945年,邱竹賢在台灣高雄鋁廠參與被稱為“中國工業史上第一次煉鋁試驗”,最終看到為數不多的鋁球時,內心百感交集。那是邱竹賢第一次真正接觸到鋁工業,並且通過向日本的一些技術人員學習,深入了解了煉鋁技術上的相關問題,自己對煉鋁工藝也進行了系統的學習、歸納和總結。1949年3月,他毅然回到了家鄉。
1950年春,新中國剛剛成立,政通人和,百廢待興。為了增強國力,共和國要有自己的鋁工業。撫順鋁廠建於1936年到1937年間,最高年產量8000噸。撫順鋁廠在抗日戰爭中遭到嚴重破壞,到1945年已經停產。1950年,撫順鋁廠開始籌備恢復生產。作為國內唯一的有煉鋁經驗的工程師,邱竹賢擔任計劃科科長,參加了鋁廠計劃、設計和人員培訓工作。他每天7點上班,晚上8點下班,中午帶個飯盒,雖然廠房裡煙熏火燎,他卻樂此不疲。
后來,廠裡來了20多位外國專家,幫助進行鋁廠重新改造的設計工作,任第三廠房主任的邱竹賢組建成相應的配合團隊。因為原有的廠房和設備尚可利用,要做詳細的調查研究,以便擬定改造方案,他們緊鑼密鼓地開展調查。當年10月,就圓滿完成了預定工作。

邱竹賢青年時期照片
那段日子,邱竹賢和外國資深設計專家巴甫洛夫結下了深厚的友誼。巴甫洛夫回國前,將自己隨身所帶的俄國老一代鋁冶金專家所著的《冶金中電解》一書送給邱竹賢,並在書的扉頁上寫下兩句話:一句是“紀念和邱竹賢共同工作的時光”,另一句是“理論是實踐的良友”。邱竹賢一直把它當作一件彌足珍貴的紀念品加以珍藏。
1954年10月,撫順鋁廠經過4年的重新設計和修復,正式投入工業生產,電解槽從原設計的5.4萬安培增加到6萬安培,工廠的額定生產能力達了2.5萬噸,生產了大量金屬鋁,為國家建設作出了重要貢獻。
為國家建設培養輕金屬冶煉專業人才
撫順鋁廠是新中國的第一個鋁廠,為了迎接即將恢復的鋁生產,人才培訓尤為重要。當時,有一些廠領導和技術人員到扎波羅熱鋁廠進行學習,而主要的人員培訓還是在國內進行。因此,邱竹賢就成了培養第一批中國自己的技術人員和熟練工人的教師,培養了大批輕金屬冶煉專業人才。
1950年,撫順鋁廠因建設需要,舉辦了鋁冶煉訓練班,工廠委托邱竹賢為從上海新招來的20多名高中畢業生講授鋁電解課程,培訓鋁冶煉技術。要授課,卻沒有教材,怎麼辦?邱竹賢發揮自己特長,根據大學裡學到的專業知識,在中國台灣高雄鋁廠的生產實踐經驗,還有與外國專家接觸中的學習體會,查閱文獻,自己編寫了一本鋁冶煉的專業性教材《鋁電解》。那本教材雖然是手工鋼板刻印的線裝書,卻是中國鋁工業史上第一本鋁冶煉教材。

邱竹賢編寫教材
兩年后,這本線裝書的讀者順利畢業,在日后的工作中,他們都成了新中國鋁鎂冶煉和加工事業中的棟梁之材。可以說,新中國的鋁工業是站在這本線裝書上起步的。
1952年,東北工學院為適應中國鋁冶金和鋁加工事業的發展需要,組織兩個班級進行專業培訓,借調邱竹賢擔任鋁冶金專業課教學工作。參加培訓的50多名學生畢業后,分到撫順鋁廠和哈爾濱鋁加工廠,在新中國鋁鎂冶煉和加工事業中成長為中國鋁冶金與加工事業的技術骨干。
為了讓工人們形象地看到鋁電解的過程,也是為了實現他自己的鋁冶煉夢,邱竹賢和黃光夏、張大有籌建了一台2000安培的小型電解槽,生產原料是剛解放時留存下來的。邱竹賢畫了一張電解槽圖樣,送給當時在廠的外國設計專家巴甫洛夫看,征求他的意見,專家對這一設計予以認可。不久后,電解槽建成。廠裡調集幾位老電解工人和幾位新入廠的技術人員一同進行試驗,這台電解槽啟動不久,便生產出新中國的第一塊鋁錠。那時激動的情形令邱竹賢終生難忘,畢竟,那是中國人自己設計和安裝的設備、自己生產出的鋁錠。
建立新中國第一個有色金屬冶金學科
目睹中國鋁工業的落后現實,邱竹賢認識到從事教育工作,培育煉鋁人才的重要性,所以他堅定地選擇了從教的道路。
1955年,邱竹賢來到東北工學院任教,擔任輕金屬冶煉教研室主任。在這裡,他建立起新中國第一個有色金屬冶金學科,繼續他與鋁冶金相關的教育和科學研究工作,把理論學習、科學研究和工業生產試驗緊密結合起來。邱竹賢認為,要提高教學質量,必須編寫自主的教材,而要寫好教材,必須先從事科學研究取得科研成果,借以充實教學內容,加深理論認識,發展新的學說。他把工業實際和理論研究結合起來,寫成《鋁冶金物理化學》等近10部具有重要理論價值和應用價值的專著。

邱竹賢在東北大學
早在1966年前,邱竹賢就開始培養研究生。他和研究生成年累月地在實驗室進行科學研究,又深入到全國各地的鋁廠汲取豐富的一線經驗,致力於提高學生發現問題和解決實際問題的能力,同時把知識毫無保留地傳授給技術人員和工人們。1981年,經過國務院學位委員會批准,邱竹賢成為全國首批冶金專業博士生導師,培養了一批博士。1986年,他被評為全國冶金教育先進工作者﹔1989年,被評為遼寧省優秀教師﹔1991年,被評為全國高等教育有突出貢獻的專家。
發展融鹽電解理論
長期以來,邱竹賢一直致力於鋁冶金及融鹽電化學的基礎研究和應用研究,對融鹽濕潤、融鹽滲透、陽極效應和金屬霧生成等均有新發現,形成了融鹽界面現象及界面反應新學科。
融鹽是一種高溫離子溶液,冶金工業中應用於電解法生產鋁鎂等多種金屬。融鹽不但溫度高而且具有很強的腐蝕性,理論研究工作難度大,若干基本理論當時仍然存在分歧意見。邱竹賢帶領團隊攻堅克難、深入理論研究,通過拍攝大量而系統的實驗照片,歸納出歐彼岸的濕潤現象,揭示出陽極排斥電解液和陰極吸引電解液的基本規律,深度解釋融鹽電解中發生陽極效應、電解液向陰極滲透的機理,節省了電能和物料消耗、延長了電解槽使用壽命。
邱竹賢及其同事研制了一台高溫透明電解槽,在此槽內觀測鋁電解、鎂電解以及各種鹼金屬電解中金屬在融鹽界面上的溶解現象,用攝影機記錄下金屬霧顏色和特征。從量子化學研究,提出了生成膠體溶液與真溶液的混合溶液觀點。
邱竹賢和他的團隊研究的項目“金屬溶解和電流效率研究”“鋁電解中的界面現象和界面反應研究”先后於1989年和1990年獲得國家科技進步獎二等獎和一等獎。1991年,項目“鋁電解中若干物理化問題的研究”獲得國家自然科學獎三等獎。
鋁工業是個用電大戶,節省電能是一項重要的研究課題。在研究融鹽電解理論的基礎上,邱竹賢開始探索鋁工業節電的基本規律和有效途徑。他以親身的工作經驗認識到提高鋁電解槽的電流強度可以節電。20世紀40年代,他在台灣鋁廠工作時,電解槽的電流強度隻有2.7萬安培,而現在大型槽已達到30萬安培,由於熱損失系數減小1.3伏特,每噸鋁電能消耗量減少4300千瓦時。這一節電理論具有普遍的適用性,也可推廣至其他金屬或合金的冶煉。

邱竹賢從事科研
1982至1984年,邱竹賢參加了撫順鋁廠首批三台13.5萬安培大型電解槽的試制工作,承擔鋁電解質組成研究和電流效率測量。大型槽試驗成功后,經過中國有色工業總公司鑒定,電流效率達到90%,每噸鋁電能消耗量降低到13500千瓦時,課題獲得有色工業總公司一等獎。此種槽型在撫順鋁廠和包頭鋁廠得到推廣應用。
1985年,邱竹賢在美國礦冶工程師年會上宣讀了題為《低溫鋁電解》的研究論文,提出了可以在溫度850-900 ℃電解的低熔點電解質,預期電解槽的熱損失量會因電解溫度降低而明顯減少,而且電流效率會明顯提高,兩者均可節電,受到國際學術界的重視。
作為中國鋁冶金科學研究的先驅,邱竹賢以眾多新發現促進新學科成長,總結節省電能的規律,為建設和發展中國鋁工業作出了重要貢獻。
邱竹賢非常喜歡茅以升的一段話:“人生一段征途耳,其長百年,我已走過十之八七。回首前塵,歷歷在目。崎嶇多於平坦,忽深谷,忽洪濤,幸賴橋梁以渡。橋何名歟?曰奮斗。”並自言:“茅老以造橋聞名於世,他是我的老師。我靠煉鋁以鍍,也將奮斗不已。”
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