包燕平：不忘初心，做腳踏實(shí)地的冶金人

供稿|王達(dá)志 / WANG Da-zhi

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包燕平——北京科技大學(xué)鋼鐵冶金新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師，牢記冶金科研工作者的責(zé)任和使命，始終堅(jiān)守在冶金教育和科研第一線，致力于鋼的潔凈化和夾雜物控制、優(yōu)質(zhì)品種鋼開發(fā)、冶金反應(yīng)工程和煉鋼過程虛擬仿真等領(lǐng)域的研究。包燕平教授在冶金教育領(lǐng)域成績斐然，成為國內(nèi)首位獲得“Willy Korf杰出教育獎(jiǎng)”的中國教授；主持和參與國家自然基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目等10余項(xiàng)、校企合作項(xiàng)目50余項(xiàng)；獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)，發(fā)表高質(zhì)量論文300余篇，發(fā)明專利20余項(xiàng)，培養(yǎng)博士研究生50余名、碩士研究生100余名，相關(guān)研究成果在幾十家鋼鐵企業(yè)得到了良好應(yīng)用。

不忘初心，方得始終。時(shí)逢改革開放，包燕平懷揣報(bào)效國家的夢想報(bào)考了北京鋼鐵學(xué)院(現(xiàn)北京科技大學(xué))，自此便投身于鋼鐵冶金行業(yè)的建設(shè)之中。多年來，包燕平始終站在教學(xué)和科研的第一線，以行業(yè)的發(fā)展為研究導(dǎo)向，以解決我國鋼鐵行業(yè)面臨的難點(diǎn)、痛點(diǎn)問題為己任，致力于鋼的潔凈化和夾雜物控制、優(yōu)質(zhì)品種鋼開發(fā)和冶金反應(yīng)工程等領(lǐng)域的研究。如今，面向鋼鐵冶金行業(yè)新時(shí)代新發(fā)展，包燕平再次揚(yáng)帆起航，投身于鋼鐵企業(yè)智能制造領(lǐng)域。30載科研路上的風(fēng)雨兼程，始終不變的是他身為冶金人的責(zé)任感和對行業(yè)的熱愛。

憶往昔，乒乓小將踏上冶金路

時(shí)光追溯至1963年12月，包燕平出生于首都北京一個(gè)普通的軍人家庭。年少的包燕平聰明、勤奮，尤其在運(yùn)動方面展現(xiàn)出了過人的天賦，七歲便開始在北京市業(yè)余體校接受系統(tǒng)的正規(guī)乒乓球訓(xùn)練，與如今的北京乒乓球總教練張雷、乒乓女將陳丹蕾等著名乒乓球運(yùn)動員曾為隊(duì)友。

圖1 包燕平教授同亞琛工業(yè)大學(xué)Senk教授交流

在體校期間，包燕平訓(xùn)練認(rèn)真，努力拼搏，很快便憑借自己出色的乒乓球技術(shù)在學(xué)校脫穎而出，在校級、區(qū)級和北京市級的各項(xiàng)比賽中均取得了良好的比賽成績，成為當(dāng)時(shí)北京市重點(diǎn)培養(yǎng)的青少年運(yùn)動員。雖然乒乓球訓(xùn)練任務(wù)繁重而辛苦，但是包燕平并沒有因此便對自己的文化學(xué)習(xí)產(chǎn)生絲毫的懈怠，在訓(xùn)練場揮汗如雨、努力訓(xùn)練的同時(shí)，他嚴(yán)格要求自己，抓緊訓(xùn)練之余的時(shí)間認(rèn)真學(xué)習(xí)，憑借自己的努力成功考入了北京市重點(diǎn)中學(xué)—北京五中。即使在五中那樣一個(gè)尖子生扎堆的重點(diǎn)高中，包燕平的學(xué)習(xí)成績也始終不甘后人，是當(dāng)時(shí)很少見的體育和學(xué)習(xí)雙突出的優(yōu)秀青少年運(yùn)動員。

時(shí)間如白駒過隙，轉(zhuǎn)眼間即將高中畢業(yè)的包燕平面臨著一個(gè)艱難的抉擇，是投身于體育事業(yè)成為一名專業(yè)乒乓球運(yùn)動員，在體育賽場上為國爭光，還是進(jìn)入高校接受更高層次的教育，學(xué)成之后報(bào)效國家。當(dāng)時(shí)正值改革開放初期，國家的發(fā)展建設(shè)亟需大量的人才，大量的青年學(xué)生心懷報(bào)國之志前赴后繼投身到祖國建設(shè)的浪潮當(dāng)中。在時(shí)代的感召下，他毅然決定放棄自己心愛的乒乓球，進(jìn)入高校繼續(xù)深造，期待學(xué)成后能夠?yàn)閲业陌l(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。于是，在父母的支持下，1981年包燕平報(bào)考了北京鋼鐵學(xué)院。

談到選擇北京鋼鐵學(xué)院的原因，包燕平向筆者回憶，主要出于兩點(diǎn)考慮，一是因?yàn)楫?dāng)時(shí)軍工、機(jī)械、建筑等各行各業(yè)的發(fā)展都需要大量的鋼鐵材料，“以鋼為綱”，鋼鐵行業(yè)對于當(dāng)時(shí)的國家發(fā)展舉足輕重，而北京鋼鐵學(xué)院正是以鋼鐵冶金專業(yè)為主的高等學(xué)府，學(xué)習(xí)鋼鐵冶金能夠?yàn)閲业陌l(fā)展建設(shè)發(fā)揮更大的作用。而第二個(gè)原因則是心中對于體育生涯的不舍之情，當(dāng)年的北京鋼鐵學(xué)院是一個(gè)體育強(qiáng)校，體育成績在全國所有高校當(dāng)中都是出類拔萃的，進(jìn)入北京鋼鐵學(xué)院學(xué)習(xí)也讓自己在體育方面有所寄托。由此，1981年包燕平考入北京鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)，告別了昔日成績輝煌的乒乓小將身份，毅然踏上冶金之路，成為了“鋼小伙”的一員。

立足專業(yè)，夯實(shí)基礎(chǔ)，厚積薄發(fā)

時(shí)光荏苒，日月如梭。大學(xué)期間，包燕平懷著一腔報(bào)效國家的愛國情懷和對專業(yè)的熱愛努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識。1992年，包燕平取得了北京科技大學(xué)博士學(xué)位，憑借大學(xué)期間的優(yōu)異表現(xiàn)和出色的科研成績，包燕平得以留校任教，成為北京科技大學(xué)的一名青年教師，進(jìn)入煉鋼教研室從事煉鋼方面的教學(xué)工作。在當(dāng)時(shí)高校的師資力量還相對薄弱，包燕平進(jìn)入教研室后承擔(dān)了大量的專業(yè)教學(xué)工作，先后講授了煉鋼學(xué)、連鑄設(shè)備與工藝、爐外精煉等多門基礎(chǔ)課程。從課程助教到主講，從心懷忐忑到游刃有余，年輕的包燕平發(fā)揮鋼小伙“不怕辛苦、勇于爭先”的精神在平凡的教學(xué)崗位上埋頭苦干、發(fā)光發(fā)熱，培養(yǎng)了一批又一批冶金學(xué)子。憑借在教學(xué)工作上取得的優(yōu)異成績，包燕平獲得了1996年“北京市優(yōu)秀青年骨干教師”，從當(dāng)年講臺上青澀的青年教師逐漸成長為煉鋼教研室的骨干，先后擔(dān)任煉鋼教研室副主任、煉鋼研究所所長和冶金學(xué)院副院長等職務(wù)，并于2012年獲得美、德聯(lián)合基金委員會設(shè)置的“Willy Korf杰出教育獎(jiǎng)”，成為第一位獲得該殊榮的中國教授。

圖2 包燕平教授領(lǐng)取“Willy Korf杰出教育獎(jiǎng)”

教學(xué)的過程不僅僅是一個(gè)傳道授業(yè)解惑的過程，也是一個(gè)再學(xué)習(xí)、再理解的過程，大量的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)工作，讓初出校園的包燕平對冶金專業(yè)有了更深的理解，積累了大量的專業(yè)基礎(chǔ)知識，為更好地進(jìn)行冶金專業(yè)科研工作提供了良好的知識積累。當(dāng)時(shí)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展面臨諸多的技術(shù)問題，學(xué)而有用、學(xué)以致用，冶金工作者爭分奪秒為中國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。教學(xué)工作外，年輕的包燕平在曲英、金山同、蔡開科、田乃媛等老一輩冶金人的指導(dǎo)下，在中間包冶金、夾雜物控制、鋼鐵企業(yè)流程優(yōu)化等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)科研工作。教學(xué)與科研相輔相成，包燕平在教學(xué)和科研崗位上腳踏實(shí)地、不辭辛苦、埋頭苦干，10余年的教學(xué)和科研經(jīng)歷，使得包燕平在專業(yè)基礎(chǔ)知識儲備和基礎(chǔ)科研能力的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1996年，包燕平獲得了冶金部組織的中國特殊鋼瑞典培訓(xùn)的機(jī)會，先后參觀了十幾家國外先進(jìn)的鋼鐵企業(yè)，對先進(jìn)特殊鋼生產(chǎn)有了更深刻的認(rèn)識，并將考察成果編寫成書，出版了《瑞典特殊鋼技術(shù)》。1999年，包燕平作為訪問學(xué)者到德國亞琛工業(yè)大學(xué)進(jìn)行了為期14個(gè)月的訪問學(xué)習(xí)。兩次出國經(jīng)歷，讓年輕的包燕平看到了中國鋼鐵行業(yè)和世界領(lǐng)先水平的差距，大大拓寬了包燕平的眼界，也堅(jiān)定了他在冶金科研工作上的決心：“一定要把中國的冶金搞好搞強(qiáng)，達(dá)到和超過世界先進(jìn)水平?！?/p>

學(xué)道須當(dāng)猛烈，始終確守初心，纖毫物欲不相侵。回國后，包燕平在教學(xué)和科研上投入了更多的精力，報(bào)效國家的情懷和對鋼鐵行業(yè)的熱愛支持著包燕平數(shù)十年如一日在冶金科研工作上專注地付出。

看今朝，堅(jiān)持不懈，碩果累累

專注源自熱愛，成功源自堅(jiān)持。在20余年的基礎(chǔ)專業(yè)知識教學(xué)和科研工作中，包燕平積累了大量的專業(yè)知識和科研經(jīng)驗(yàn)，并且逐漸明確了自己的研究方向。在冶金領(lǐng)域砥礪前行近30年，包燕平始終認(rèn)為搞科研要有一種執(zhí)著的精神，要在一個(gè)點(diǎn)上深入進(jìn)去，同時(shí)也要有開放的心態(tài)，二者結(jié)合才能研究出真正有用的東西?？蒲械某晒軌蚪鉀Q企業(yè)的問題，推動行業(yè)的發(fā)展。多年來包燕平帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)專注于鋼的潔凈化和夾雜物控制、優(yōu)質(zhì)品種鋼開發(fā)和冶金反應(yīng)工程等領(lǐng)域的研究，取得了諸多的科研成果，獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。

圖3 包燕平教授指導(dǎo)研究生做冶金反應(yīng)器物理模擬實(shí)驗(yàn)

眾所周知，非金屬夾雜物對于鋼鐵材料的性能有著非常重要的影響，國內(nèi)IF鋼、軸承鋼、簾線鋼等許多鋼種的性能無法達(dá)到國際先進(jìn)水平的主要原因之一就是在夾雜物的去除和控制上不甚理想，對于鋼中非金屬夾雜物的控制一度成為困擾鋼鐵企業(yè)的難題。包燕平團(tuán)隊(duì)在鋼中非金屬夾雜物的控制方面的研究已經(jīng)進(jìn)行了20余年，在鋼中非金屬夾雜物的觀察、檢測、控制和去除方面進(jìn)行了大量的研究工作，并且成功研發(fā)出了夾雜物原貌分析法，通過此法可以完整清晰地對非金屬夾雜物的3D形貌進(jìn)行檢測。20余年的潛心研究，包燕平團(tuán)隊(duì)形成了一套以夾雜物原貌分析法為核心的夾雜物檢測、分析和控制技術(shù)，為多家鋼鐵企業(yè)提供了解決鋼中非金屬夾雜物的控制和去除問題的方案。參與完成的科研項(xiàng)目“高質(zhì)量不銹鋼板材技術(shù)開發(fā)”獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

中國是一個(gè)鋼鐵大國，但還并不是一個(gè)鋼鐵強(qiáng)國，在優(yōu)質(zhì)品種鋼的生產(chǎn)上，我國的鋼鐵企業(yè)離國際先進(jìn)水平還有一定的差距。在優(yōu)質(zhì)品種鋼的研發(fā)上還存在很多的難題。行業(yè)的難點(diǎn)就是科研的最前線，包燕平團(tuán)隊(duì)先后與鞍鋼、首鋼、馬鋼、太鋼、杭鋼等多家鋼鐵企業(yè)合作，在不銹鋼、軸承鋼、汽車板用鋼和管線鋼等優(yōu)質(zhì)品種鋼的研發(fā)方面進(jìn)行了大量的科研工作，開發(fā)了優(yōu)質(zhì)品種鋼的生產(chǎn)流程優(yōu)化，工序溫度控制，鋼中氧、氮含量控制，非金屬夾雜物控制，以及中間包感應(yīng)加熱技術(shù)，鋼包頂渣改質(zhì)技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。相關(guān)的研究成果在多家鋼鐵企業(yè)得到了良好的應(yīng)用效果，有效解決了企業(yè)的生產(chǎn)難題。其中，包燕平參與完成的項(xiàng)目“以鐵水為主原料生產(chǎn)不銹鋼新技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

此外，包燕平科研團(tuán)隊(duì)在冶金反應(yīng)工程方面同樣成績斐然。在VOD工藝優(yōu)化、RH高效化以及鋼包、中間包和結(jié)晶器等冶金反應(yīng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面取得了諸多的研究成果。尤其在RH高效化方面，包燕平團(tuán)隊(duì)與馬鞍山鋼鐵股份有限公司合作，經(jīng)過一年半的重點(diǎn)攻關(guān)，針對馬鋼現(xiàn)有工藝的短板環(huán)節(jié)研發(fā)了超低碳鋼RH高效化工藝的關(guān)鍵技術(shù)，脫碳時(shí)間、脫碳速率、終點(diǎn)碳、終點(diǎn)氧、RH處理周期等多項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。研究成果得到了企業(yè)的認(rèn)可和好評，現(xiàn)場驗(yàn)收對項(xiàng)目的評價(jià)是：完成度達(dá)到了百分百，就取得的效果而言，科研經(jīng)費(fèi)應(yīng)該再加一個(gè)零。此外，包燕平團(tuán)隊(duì)在轉(zhuǎn)爐、精煉工藝優(yōu)化，鋼包、中間包、結(jié)晶器結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的研究成果成功應(yīng)用到了中天鋼鐵、興澄特鋼、太鋼、杭鋼、沙鋼、包鋼等多家鋼鐵企業(yè)，研究成果得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。參與完成的項(xiàng)目“高質(zhì)量不銹鋼工藝技術(shù)的研究與開發(fā)”獲得山西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

多年來，包燕平團(tuán)隊(duì)承擔(dān)校企合作項(xiàng)目50余項(xiàng)，國家自然基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目10余項(xiàng)，發(fā)表高質(zhì)量論文300余篇、發(fā)明專利20余項(xiàng)，培養(yǎng)博士研究生50多名、碩士研究生100多名，相關(guān)研究成果在幾十家鋼鐵企業(yè)得到了良好的應(yīng)用。

展未來，不忘初心，矢志前行

圖4 包燕平教授陪同國外專家參觀實(shí)驗(yàn)室

圖5 包燕平教授參觀亞琛工業(yè)大學(xué)工業(yè)實(shí)驗(yàn)室

如今，中國工業(yè)開始進(jìn)入4.0時(shí)代，創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展是新形勢下對中國制造提出的發(fā)展要求。作為一個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)巨頭，鋼鐵行業(yè)的“智能化”是時(shí)代發(fā)展的趨勢，是鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重點(diǎn)，也是我國實(shí)現(xiàn)鋼鐵強(qiáng)國的必由之路。然而，鋼鐵行業(yè)的智能化之路要怎么走，鋼鐵企業(yè)的智能制造如何推進(jìn)，所有的冶金人都在摸著石頭過河。作為中國金屬學(xué)會科普工作委員會副主任、中國冶金教育學(xué)會實(shí)踐教學(xué)研究分會副理事長，包燕平順應(yīng)鋼鐵企業(yè)發(fā)展的新趨勢，率領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)率先在鋼鐵企業(yè)智能制造方面開展了一系列的研究工作。

在鋼鐵企業(yè)的智能化生產(chǎn)上，包燕平團(tuán)隊(duì)?wèi){借在轉(zhuǎn)爐、精煉、連鑄等工序多年來的研究基礎(chǔ)，以冶金基本原理和現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)開發(fā)出了轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、磷、錳含量預(yù)測，合金輕量化應(yīng)用，轉(zhuǎn)爐成本計(jì)算，精煉終點(diǎn)預(yù)測，連鑄溫度場計(jì)算等一系列模型。并且逐步將冶金模型與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)出可以對實(shí)際生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)字化模擬仿真的軟件產(chǎn)品，減少傳統(tǒng)的試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)帶來的巨大的成本和資源浪費(fèi)，為實(shí)際生產(chǎn)提供切實(shí)可行的指導(dǎo)，為鋼鐵企業(yè)智能化生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的第一步。其中，包燕平團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)的冶金虛擬仿真軟件現(xiàn)已成為中國金屬學(xué)會煉鋼模擬大賽的軟件平臺。

鋼鐵行業(yè)的智能化不僅僅是軟硬件的智能化，同樣也對冶金從業(yè)人員的專業(yè)化提出了更高的要求，對冶金從業(yè)人員專業(yè)、系統(tǒng)、高效地培訓(xùn)對鋼鐵企業(yè)良性發(fā)展至關(guān)重要。然而，鋼鐵生產(chǎn)一線難以容納大量人員長時(shí)間進(jìn)行培訓(xùn)工作。為了對冶金從業(yè)人員進(jìn)行更有效地培訓(xùn)，包燕平團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)了鋼鐵生產(chǎn)虛擬仿真培訓(xùn)軟件，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)和人工智能等前沿技術(shù)對鋼鐵生產(chǎn)全流程進(jìn)行虛擬仿真，讓培訓(xùn)人員在電腦上就可以親身體驗(yàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的情況，為企業(yè)和高校提供了煉鋼過程模擬仿真培訓(xùn)方面的支持。此產(chǎn)品在鞍鋼、首鋼、宣鋼、邯鋼、興澄特鋼等大型企業(yè)，北京科技大學(xué)、重慶大學(xué)、上海大學(xué)、遼寧科技大學(xué)等重點(diǎn)院校得到了良好的應(yīng)用。

時(shí)至今日，包燕平團(tuán)隊(duì)仍然在鋼鐵企業(yè)的智能制造方面進(jìn)行著大量的基礎(chǔ)性研究工作。包燕平希望團(tuán)隊(duì)的研究成果能夠?yàn)橹袊撹F行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供一定的支持，讓中國的鋼鐵行業(yè)走得更好、更強(qiáng)。