向大林：为“国家甲板”奠基

　　从核电站到核潜艇，再到航空母舰，他的“电渣重熔大钢锭”解了无米之炊

　　72岁的向大林奉献了一辈子而且至今仍在奉献的事业，几乎未进入过公众视野，尽管它为中国的重工业造就了坚实的基础。

　　简单说，就是中国人独创的技术，冶炼100吨、200吨甚至更大的电渣合金钢锭。

　　有了这种百吨以上、通常是圆柱形的“大钢块”——前提是它具有很高的均匀性和纯净度——中国人才能够制造一些重大型装备的关键部件。

　　向大林之前参与的几项工程包括：为秦山核电站、核潜艇、第三代核电AP1000及CAP1400提供核电级大锻件，用于建造核岛和反应堆内部件。

　　所谓锻件，是指金属被施加压力塑造成为符合形状等要求的物件。它可以通过铁锤来实现，也可以是万吨水压机，但都改进了金属的物理属性。

　　另一个比较典型的是“核电站主动脉”——反应堆主管道。高温、高压、高流速冷却剂从反应堆流出，通过主管道进入蒸发器，进行热交换、产生蒸汽推动汽轮机转动，从而发电。而主管道是第三代核电技术AP1000中，唯一没有引进国外技术的核岛关键设备。

　　再比如，只有拥有这种高品质的产品，投资数百亿元的5米、5.5米轧机才可能加工出航空母舰的甲板：它具有高屈强比高韧性、抗氧化耐高温不变形，能承受舰载机起降的沉重强大的冲击和高摩擦力，飞机发动机喷出的高温火焰的烧蚀。同时，不锈，没有电磁效应，并达到其他数百个指标要求。

　　在离开工作了几十年的上海重机厂之后，这位浙江电渣核材料有限公司副董事长、总工程师积极主持的工作，正是要建造这样一种“国家甲板”。

　　他对《瞭望东方周刊》说，这不只是他生命中的最后一件“大事业”，还寄托了他的导师——于1947年从美国回国效力的电冶金泰斗、教育家朱觉教授，对于中国重工业发展的梦想。

　　秦山的难题

　　向大林的命运，是在上世纪80年代初建设秦山核电站、即“728工程”时发生改变的。那时，他以北京钢铁学院毕业的电渣冶金研究生的身份在江西一家小钢厂工作。

　　电渣冶金其实是一种二次精炼技术，其原理简化而言如下：利用大电流产生的电阻热和精炼净化作用，将一次冶炼的金属进行二次精炼和快速凝固，从而得到质地更加纯净、更加均匀的特种钢。

　　“电渣钢，其实就是一种高品质特殊钢，由于更加致密更加纯净更加均匀，常用于耐高温高压、耐腐蚀磨损、抗冲击疲劳、抗中子辐照等质量要求苛刻的关键部件。”向大林说。

　　而他的老师朱觉在美国学成，是中国著名的冶金学家和教育家，也是中国电渣冶金的奠基人和开拓者，开创了中国的大型电渣冶金事业。向大林说，在这个领域，即使在世界范围内，他也可称“不祧之祖，斗南一人”。

　　1958年，苏联建造了世界第一台半吨电渣炉。两年后，朱觉领导的中国科研小组也完成了这种尝试。

　　一直到秦山核电站上马前，中国始终在电渣冶金技术领域保持着旺盛的发展势头，但只是生产几吨的小锭。

　　70年代末，中国开始建造第一座自主核电站——秦山核电站，需要360吨重的电炉钢锭。

　　为了中国的自主核电，朱觉希望向大林到上海参与“728”工程的核电大锻件研制工作。他对向大林说：“莫做官，要做事，做大事，200吨级电渣炉是开创性的工作，是可以载入世界冶金史册的大事，也是可以载入中国核电发展史的大事。”

　　为了把学生自江西调进上海，朱觉极力推荐，得到上海市政府的重视和支持，时任市长汪道涵批示将向大林全家五口全部迁入上海。

　　到了上海，向大林才知道恩师承受的压力：面对的是特种冶金领域史无前例、且容不得失败的课题。

　　朱觉曾经坦诚地对向大林说：“承担如此艰巨的任务，是需要很大的勇气和胆量的。特别是像我这样的人，担的风险更大，一旦失败，我就会声名狼藉，不好下台。但是国家急需，我也顾不得这许多了。”

　　朱觉是个典型的传统知识分子，他甚至会当面斥责别人“私心太重”。因此，当200吨电渣炉一筹莫展的时候，“纷至沓来的责难、非议和冷嘲热讽，简直要把他压垮。”

　　有一天，向大林听见他把自己锁在招待所的房间里，失声痛哭。

　　1981年，当时世界上最大的200吨电渣炉在上海建成，到1984年底完成了秦山核电站核岛大锻件所需大钢锭的生产任务。这些产品多在130至170吨之间，最大的两只重205吨和207吨，为秦山核电站核岛提供了124件核电大锻件。

　　嗣后，用200吨电渣炉提高的电渣锭钢锭还生产了100万千瓦核电站反应堆堆内构件、汽轮机转子等产品。

　　中国自主核电就此起步，只是关于200吨电渣炉这光荣的一页被默默翻过。“先生觉得，事情已经做完了，成事不说，没必要宣传。”向大林说。

　　不一样的核潜艇任务

　　在秦山核电站正式运行前，朱觉却因帕金森症不得不从他心爱的电渣炉旁离开。

　　向大林记得1986年去看望恩师时，他已丧失语言和行走能力一年多。

　　向大林向他报告了200吨电渣炉工艺技术科研攻关的思路和方案。老人闭目静听，若有所思，听毕睁开双眼，拉着向大林的手比画。

　　无奈，学生只能请他在笔记本上写出来。“我同意向大林同志提出的方案。关于氢的问题，也同意。”那时他的手颤抖不灵，握笔已有些困难，只能用这样简单的话表达自己对于电渣技术进步的热切关注和期待。

　　从口不能述、脚不能走，到手不能书、眼不能开、涎不能控……这位为中国重工业奠定基础的老教授，与顽症抗争了十年有余，终于在1996年1月走完83岁坎坷历程。

　　三年后，1999年，向大林受邀参与中国新型攻击型核潜艇的建造。

　　海军装备部告诉向大林，核电站反应堆虽大，却是固定的；核潜艇反应堆虽小，但在持续运动，而且可能受到外部冲击，其安全性绝非核电站可以比拟。

　　据《解放军报》等公开报道，这一型核潜艇其实自上世纪80年代初就开始研制，其间因技术原因一度搁浅。

　　向大林说，其实电渣炉冶炼主要是“手艺”问题——在几十个小时的冶炼过程中，技术人员通过观察炉内的颜色等，随时调节。

　　有些处置发生在瞬间：比如在最后的冷却环节，千分之一秒温度最快可以下降上千度，从而使各种元素能够克服重力等影响，均匀地分布在合金的各个部分。这时，虽然金属原子没有发生改变，但其排列已经变得无序，与玻璃十分相似。

　　提前冷却，可能元素分布不均匀；延迟冷却，一些元素可能彻底消失。

　　至于杂质，都是只能在显微镜下才能观察到的微观事物，但需要精确控制上百吨的钢水，才能去除。

　　向大林最后终于解决了核潜艇反应堆内的构件问题，一次验收通过。至今，上海重机厂仍是这个产品的独家定点生产单位。

　　不是在电渣炉之旁，就是在厕所——这样的生活过了30年后，向大林于2009年惜别上海重机厂退休。

　　他本想开始含饴弄孙、安闲自在的日子，却没能如愿。

　　国家甲板

　　AP1000是美国的第三代核电技术。中国从美国引进AP1000作为自主化依托项目，其主管道是唯一没有引进国外技术的核岛关键设备。

　　一套AP1000主管道锻件交货重量仅60多吨，国外一家公司开价要4亿元人民币。国内多家单位积极攻关自主研制，但研制单位都缺乏高品质的大型电渣合金钢锭，难为无米之炊。

　　当时山东、辽宁等地的一些企业组成联合体共同研制，其中一家山东企业的负责人用诚信打动了向大林，他决定出山。

　　很快，这家本来只有40吨电渣炉的企业就攻关成功，首次生产出主管道所用的72吨电渣合金钢锭，它具有超低碳、控氮的特点。

　　另一个邀请随之到来：由国资、民资等成立一家混合所有制企业，专门继续攻关大型电渣技术。

　　向大林说到这里，眼睛里有兴奋的光闪烁：“这是个很有挑战性的事情。”

　　对于几十年工作在大型电渣炉边的工程师向大林来说，这个尝试可以使他在一片平地上，从无到有打造一座工厂。

　　从2011年开始动工，这座位于浙江海盐中国核电城的企业用了一年多时间，就用自主创新研发的130吨电渣炉再次攻关成功，为自主的第三代核电CAP1400提供了相关产品。

　　因为这些成功以及在核潜艇项目中的生产经验，向大林觉得，自己的努力还可以为国家作出更大贡献。

　　在军用造船领域，大面积钢板是一个无法回避的问题，航母尤其如此。

　　“国防大学张召忠教授在电视上是这么说的：我们想造航母，于是拿出4000多万美元给造船厂，修路、建船坞、盖工房，等这些基础设施都搞完了，才发现没有造航母用的钢。”他告诉本刊记者。

　　航母用钢板要承受最高30吨的舰载机起降带来的冲击和摩擦，还要承受舰载机起飞时喷出的高温火焰烧蚀，所以必须具有高韧性、抗氧化耐高温不变形以及抗低温性能。

　　另一方面，为防止被磁性水雷攻击、被磁力探测发现，这些钢板都要无磁，还要能抵御海水腐蚀，具有足够的防弹能力。

　　关键问题是，单片甲板面积要尽可能大，一般都要由５米宽左右、尽可能长的大块高强度钢板拼焊而成，尽量减少焊缝，增加强度。但它又不能太厚，从而减轻船体重量、增加航速、降低重心、更加平稳。

　　“航母所用的钢板要求很高，远远高于普通军用船舶对钢板的要求，生产难度很大。至今全世界仅有四个国家生产的钢板能用于航母制造，都被视作重要的战略物资，不予出口。”向大林说。

　　建造一艘7.5万吨级的大型航空母舰，通常需用各种特殊大宽厚钢板四万多吨，其中飞行甲板就需约8000吨左右。

　　向大林在日前发表于《中国科学报》上的文章中说：“生产航母用大面积高强度钢板的5米轧机我国已有好几条生产线，还拥有‘世界轧机之王’的5.5米特宽厚板轧机，轧制钢板厚度达450毫米，长度达25米。但是，都没有高品质的大单重板坯，和当初第三代核电主管道制造一样，是无米之炊，以致成为航母钢板生产的瓶颈。”

　　向大林在这篇文章中说，他所在的这家已经为核电站反应堆提供大锻件材料的企业，每年可以生产6000吨单重50至100吨的航母钢板用电渣板坯，“如果需要，可以迅速把年生产能力增加到12000吨、18000吨、36000吨、60000吨甚至更大。”

　　只是，他所在的这家企业，其身份在中国的军工订单中显得有些特别，“还有力使不上，需要有关方面的支持和协调。”他说。

　　《瞭望东方周刊》特约撰稿徐颖 记者山旭/上海 北京报道

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……