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王華（右）。楊婧瑤攝
“用最少的能源消耗及污染物排放實現(xiàn)最多和最好的金屬產(chǎn)出效益”。這是扎根“有色金屬王國”30余年來，昆明理工大學校長王華的目標。聚焦節(jié)能減排科技創(chuàng)新，王華把冶金爐窯熱過程強化技術做到“爐火純青”，打破了西方發(fā)達國家噴槍設計和高端材料均勻精準加熱的技術壟斷，推動我國冶金節(jié)能減排技術走向國際。日前，他獲得2023年度云南省科學技術杰出貢獻獎。
在冶金行業(yè)大熔爐里淬火成金
王華和冶金行業(yè)的緣分可以追溯到40年前。
1983年，18歲的他考入東北工學院（現(xiàn)東北大學），開啟冶金熱能工程專業(yè)之路。
我國是金屬生產(chǎn)大國，從金屬提煉到產(chǎn)品深加工，冶金爐窯熱過程強化技術水平?jīng)Q定著金屬產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)效益，是金屬材料性能及爐窯節(jié)能增效的關鍵，也是節(jié)能減排領域亟須解決的基礎性問題和重大技術需求之一。
“冶金爐窯種類多，其中熔池熔煉爐和加熱爐最為典型?！蓖跞A領銜的研發(fā)團隊成員肖清泰博士介紹，傳統(tǒng)加熱技術僅依靠增加燃料供應量強化供熱，會帶來諸多問題，如熔池熔煉爐攪拌過度導致噴濺沖刷嚴重，影響爐體壽命；加熱爐加熱溫度不均勻，導致能耗高、金屬產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足高端使用要求、成材率低等。
聚焦冶金爐窯強化供熱過程不均勻、不精準這一典型關鍵共性科技難題，王華帶領團隊提出冶金爐窯動量—質(zhì)量—熱量傳遞過程非線性協(xié)同強化學術思想，建立冶金爐窯全時空最低燃耗強化供熱理論模型，創(chuàng)新冶金熱過程混沌流非線性強化與節(jié)能降碳基礎理論及技術，研發(fā)冶金爐窯旋流混沌強化供熱系列技術。在熔池熔煉爐強化供熱領域，突破噴槍的自主設計難題，打破西方發(fā)達國家的技術壟斷，先后構建熔池氣泡攪拌和氧組元定向傳遞協(xié)同調(diào)控機制，研發(fā)的旋流混沌強化供熱系列工程技術與裝備，實現(xiàn)用最小能源消耗獲得最大富氧氣泡攪拌動能，從而達到強化熱質(zhì)傳遞、減小噴濺、提高富氧利用率和爐窯設備壽命的目標。在王華團隊的努力下，冶金爐窯爐體壽命和噴槍壽命大幅提高、爐渣中金屬含量和能耗顯著下降。
同時，他還帶領團隊獨創(chuàng)高鎂型復雜鎳鈷銅礦“閃速爐—頂吹爐—自熱爐”三爐系聯(lián)動的冶煉新工藝及其冶金爐體系，建成世界首座全氧頂吹自熱煉銅爐及富氧頂吹煉鎳爐，攻克該類資源銅鎳分離的世界性冶煉技術難題，實現(xiàn)國家戰(zhàn)略金屬資源利用的綜合化。
王華帶領團隊攻克的多項技術不但打破了國外“卡脖子”技術壟斷，而且反向?qū)崿F(xiàn)成果出口，部分技術及設備出口到美國、德國、日本等21個國家和地區(qū)，提升了我國冶金爐窯節(jié)能減排技術的國際影響力。
技術推廣累計新增產(chǎn)值超2000億元
1987年，王華成為云南省及昆明工學院（現(xiàn)昆明理工大學）冶金熱能學科方向招收的第一名碩士研究生；1996年，王華在我國有色金屬真空冶金科學奠基人戴永年教授的指導下完成博士學位論文；2000年從日本學成歸國后，王華放棄日本和國內(nèi)發(fā)達地區(qū)的高薪聘請與優(yōu)厚待遇投身云南，堅定了推動西南邊陲人才培養(yǎng)和行業(yè)產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新的信念。
有“有色金屬王國”之稱的云南，如何才能把國家急需的戰(zhàn)略金屬高效清潔地提煉出來？1987年進入昆明工學院后，王華跟隨蔡喬方教授開啟冶金節(jié)能減排專業(yè)之路。
“我喜歡去企業(yè)，一方面可以推廣節(jié)能理念、節(jié)能技術，另一方面可以了解掌握企業(yè)急需解決的技術難題?！蓖跞A在云南銅業(yè)、云南錫業(yè)、云南鋁業(yè)、昆明鋼鐵等很多傳統(tǒng)冶金企業(yè)都駐點過，面對企業(yè)在節(jié)能減排上的投資疑慮時，他反復解釋溝通，并采用“小步快跑”“分步逼近”巧思，在企業(yè)一步步試驗，革新突破，讓看得見的變化、摸得著的實惠逐步打消投資疑慮。
邊服務實踐，邊學習研究，當時年僅30歲的青年科研人員王華，從蔡喬方教授手中接下工業(yè)爐窯節(jié)能科研的接力棒，帶領團隊系統(tǒng)深入地開展冶金節(jié)能減排新理論和新技術研究，研發(fā)了第一代冶金爐窯強化供熱技術，并在留學期間堅持技術創(chuàng)新研究，將電飯煲煮飯的“火候”與冶金爐窯強化供熱技術問題類比，發(fā)現(xiàn)一條實現(xiàn)冶金爐窯熱量精準強化供給的新路徑，研發(fā)了冶金爐窯強化供熱系列技術與裝備。
“通過迭代升級并應用相關技術，我們服務的冶金企業(yè)單位產(chǎn)品能耗由一噸標煤降低至一百四五十公斤標煤，當年實現(xiàn)返本，而且廠房上空能看見藍天白云?！蓖跞A介紹，“我們就是要讓企業(yè)家相信，依靠科學技術可以實現(xiàn)‘綠水青山’和‘金山銀山’有機統(tǒng)一。”
王華團隊系列相關技術也順勢推廣到國內(nèi)外知名企業(yè)，累計新增產(chǎn)值超2000億元、利潤近百億元，減碳3000余萬噸，累計減碳量相當于三峽水電站單年減碳量的三分之一以上，經(jīng)濟社會生態(tài)效益顯著，促進西部地區(qū)復雜難處理戰(zhàn)略有色金屬資源的低碳高效綜合利用，為我國鎳鈷銅戰(zhàn)略金屬資源的供給安全提供技術支撐。
助力國家實現(xiàn)冶金工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型
實驗室里，王華對研發(fā)設備如數(shù)家珍。早在2014年，他就領銜創(chuàng)建全省第一個依托高校建設的省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，2017年創(chuàng)建冶金化工節(jié)能環(huán)保技術國家地方聯(lián)合工程研究中心，并依托創(chuàng)新型平臺，推進重大科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，保障國家有色金屬資源和能源供給安全。
目前，平臺匯聚了具有國家級和省部級人才稱號的專業(yè)技術人才40余名及300余名博士后、博士/碩士研究生。累計為國家培養(yǎng)該領域?qū)W科帶頭人、大型企業(yè)高管150余人。
多年來，王華及其團隊先后獲得國家科學技術進步一等獎1項、二等獎1項，省部級科學技術特等獎2項、一等獎6項。授權發(fā)明專利112件，發(fā)表SCI論文215篇、SCI他引7170 次。王華榮獲第二屆全國創(chuàng)新爭先獎、何梁何利基金科學與技術創(chuàng)新獎、全國杰出專業(yè)技術人才稱號。
王華表示，他作為一名冶金節(jié)能減排領域科技工作者，將繼續(xù)深耕專業(yè)領域，緊扣冶金工業(yè)節(jié)能減排需求，以科技創(chuàng)新驅(qū)動改善能源結構，完善節(jié)能減排創(chuàng)新鏈，用科技的力量把云南有色資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢，助力國家實現(xiàn)冶金工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。（昆明日報 記者張怡 通訊員黃晴）
