化工冶金过程科研的回顾与思考 许志宏访谈录

王淼 王昊晟

访谈整理者按  许志宏（图1），化工冶金过程专家，祖籍山东青岛，1930年生于辽宁铁岭。1947年考入南开大学化工系就读，1952年起先后在中国科学院东北分院及中科院学术秘书处、院技术科学部、院计划局等部门工作。1957年考入中国科学院化工冶金研究所，师从冶金学家叶渚沛（1955年当选为学部委员）攻读副博士学位。1963年毕业后留所，辅助叶渚沛负责炼钢室的科研工作。20世纪60年代后期，调到化工部第一设计院并任技术室副主任。1978年回到化工冶金研究所，筹建计算机应用研究室并任主任。1986—1991年，任中国科学院化工冶金研究所所长。从20世纪90年代中期起到2008年，担任国际科学数据组织（CODATA）的中国国家代表，促进了我国与国际科学数据库领域的交流与合作。2000年退休后仍从事能源工业新流程的开发研究与咨询工作。

中图分类号   N092

文献标识码   A

受访人：许志宏

访谈整理人：王淼、王昊晟

访谈时间：2018年8月3日、2019年4月7日

访谈地点：中国科学院过程工程研究所过程大厦546会议室

一    早期学术经历

访谈者（以下简称“访”）：许先生，从20世纪50年代后期起，您在化工冶金过程工程领域做过不少研究和实践探索工作。2015年出版的《20世纪中国知名科学家学术成就概览》一书对您的学术成就有专文介绍[1]，不过，还有不少细节没有详细阐述。我们想了解您的学术成长经历以及取得这些成就的具体背景和细节。能否请您简单谈谈家庭出身和早期教育情况？

许志宏（以下简称“许”）：好的。我的祖籍是山东青岛，1930年11月1日生于辽宁铁岭。1931年随大批东北同胞因躲避日本人入侵而进入关内，多年居住在天津、青岛。那时候，中国人受奴役、受剥削、当亡国奴，我们这一代人都经历过苦难。所以，我们自然都有强烈的抗日求解放的诉求。1947年，我从青岛崇德中学考入天津南开大学化工系就读。

南开大学在抗战期间与清华、北大共同组成西南联大。西南联大是校长主政。校长是轮流制的义务工作，主要是想办法解决办学经费问题。南开大学的根基是从西南联大那里来的。抗战胜利后，西南联大完成联合办学使命宣布结束，三校离开昆明北上复校。我们是南开迁回天津复校后招收的第一批学生。当时的同学会举办活动，通知我们新入学的学生参加，由此我结识了不少从西南联大回来的高年级同学。生活在那个年代，人人内心深处都想为祖国建设争气，大家都具有这种简单而淳朴的爱国主义思想。

访：从南开大学化工系毕业后分配到中国科学院工作，您有哪些难忘的经历？

许：1952年我从大学本科毕业后，分配到中国科学院工作，先后在中国科学院东北分院、院学术秘书处、院技术科学部、院计划局等部门工作过。在这期间，有一段很重要的经历，就是我随同帮助我国制定“十二年科学规划”的苏联科学院代表团工作，有两个月左右的时间。

当时由于中国国防工业薄弱，还没有“两弹一星”，党中央派彭德怀到苏联访问。他那时刚从抗美援朝战场回国不久。派他到苏联访问的目的是，希望能够获得某些尖端科学技术。访问期间，苏联方面送他一把钥匙，意思是它可以打开知识的大宝库。他回国向中央汇报后，中央开始下决心，要从科学技术抓起。1955年5—6月底，莫斯科苏联科学院副院长巴尔金（И. П. Брдин，1883—1960）院士来华访问，帮助我国制定十二年科学规划。巴尔金院士可以讲一点英文。叶渚沛先生说闽南话，翻译不太能够听得懂。所以，他们之间只能用英文进行交流。巴尔金院士在中国访问期间提出的建议，对北京中关村这一带后来的发展起到了重要的作用，使其成为中国的硅谷。

巴尔金院士和叶渚沛先生属于同一专业，以前都读过对方的学术论文，所以院里就确定由叶渚沛负责接待工作。严济慈副院长和张稼夫副院长指定我做随行记录员，全程陪同做记录工作。

访：能否简单介绍一下当时巴尔金院士提出了哪些具体建议和主张？

许：巴尔金院士讲到不少有价值的观点。他访问的目的主要是帮助我国进行科学规划。比如说，他讲到，目前世界上主要有四大尖端科学技术，如果在这方面薄弱，就不能成为世界强国。一是原子物理科学，包括原子弹、氢弹研制;二是无线电电子学;三是计算机和半导体;四是自动化技术。他提出中国需要迅速发展四大尖端技术的建议。他很重视计算机应用等尖端技术，这对我们以后的工作，有很重要的启发作用，并且还提出要在钢铁冶金工业中采用新技术的重大建议。这几项建议，我们都及时帮助整理并上报给中央领导。

二  氧气转炉炼钢和复杂矿的综合利用

访：20世纪50年代后期，您是如何介入氧气转炉炼钢和复杂矿的综合利用这方面研究工作的？

许：叶渚沛在中华人民共和国成立初期就回国了。刚回国时，受国家委托做重工业部顾问。他和苏联驻冶金部代表团团长意见不太一致，有时甚至拍桌子吵起来。争论的焦点之一，是中国采用哪种技术路线发展炼钢工业。当时主要有三种技术路线，分别是苏联专家坚持的“大平炉炼钢”、我国一些中小钢厂自己发展的“热风侧吹转炉炼钢”和叶渚沛提倡的“氧气转炉炼钢”（[1]，页312）。在上层，只有叶渚沛敢于与苏联专家争论。他坚持认为，中国应发展氧气转炉炼钢。如果搞大平炉炼钢，我们的燃料能源在哪里？而氧气炼钢，不需要燃料。苏联专家当时讲，斯大林说过“炼好钢，盖平炉”。实际上，当时在苏联已有反对斯大林一些观点的声音了，但是，冶金部顾问团的苏联专家仍然坚持他的观点。我想可能主要是因为苏联的天然气等能源比较丰富。当时，苏联最大的钢厂马戈尼托高尔斯克钢铁厂主要用天然氣，炼一炉钢要用12小时甚至更长时间。叶渚沛说，现代人没有这样思考问题的，首先需要考虑能源燃料。后来，他的主张得到苏联科学院专家的支持。不过，关于技术路线的争论，一直延续到20世纪60年代初[2]。

在1960年全国炼钢学术会议上，我们研究所提交了8篇文章，都是关于氧气炼钢的。当时中国炼钢厂都采用平炉，看上去宏伟壮观，但那时中国没有那么多天然气。聂荣臻元帅主持国家科技工作，支持叶渚沛的建议，我们自己搞一个氧气转炉炼钢的生产工厂试点。那时我们没有技术，没有图纸，没有外汇，就只能在自己的实验室里进行氧气炼钢探索工作。从30公斤，到300公斤，再到1.5吨，直到后来在首钢建立30吨的中国第一个氧气转炉炼钢厂。现在，炼钢界都承认，在这一点上，叶渚沛是对的。2000年以后，全球几乎都采用氧气转炉炼钢，人们很少再听到平炉了。

访：化工冶金研究所是在怎样的背景下成立的？

许：化工冶金研究所成立于1958年，是经过中央批准的。此前，巴尔金院士极力举荐叶渚沛，他说：“中國有这么杰出的冶金学家，你们为什么不用？”当时，我们整理报告时还很犹豫，应按照什么精神去写。后来院领导的意见是，专家的话都要用原话，我们不进行评论。1955年底，我们把苏联专家的建议全部上报中央了。化工冶金研究所的成立，可能与苏联科学院的专家建议有直接关系。

访：化工冶金研究所在早期主要做了哪些科研工作？

许：我们第一个项目就是氧气炼钢，我们自己进行实验、科研、放大，直到投入工业生产。这个项目得到设计院的孙德和①以及首钢安朝俊②的鼎力支持。冶金部当时其它地方都是贯彻苏联专家平炉路线，但对氧气转炉炼钢既不赞成，也不公开反对。我记得，当时冶金部对此事的基本态度是“要叶渚沛他们自己去处理”。实际上，这对中国钢铁工业后来的发展，起到了很重要的作用。我们当时培养了好几位全国氧气转炉炼钢的劳模。国家给了我们2400万元建厂，这在那时可是一个不小的数字。我们当时对国外形势了解有限，但是，我们能够做到“腿勤”“嘴勤”“手勤”。

我们研究所当时另外一个冶金项目，就是1958年开始在首钢建17.5立方米实验高炉。叶渚沛提出“三高”即“高温”“高压”“高蒸汽”的实验方案（[3]，页112—113）。到1964年，它的利用系数达到6左右（即高炉每立方米有效容积，平均每天生产的折算合格生铁量为6吨），效率是非常高的。当时各个厂的高炉利用系数大多为1左右。所以，到1965年，聂荣臻元帅第二次批准，叶渚沛在昆明建立350立方米的“三高矮胖”工业实验高炉。

对于复合型铁矿和有色金属矿的开发，我们研究所也开展了很多工作，还建立了一些中间试验场，帮助了国家的工业建设工作。

访：能否简单谈谈叶渚沛先生对您科研生涯的影响？

许：1955年随行两个月的访问交流，叶渚沛和我建立了非常深厚的个人情谊。他对待工作非常认真，坚持自己观点，争论起来吵得很厉害，敢跟苏联专家拍桌子，说你们知道中国天然气在哪里？但是，他对我们这些年轻人特别和气，什么都谈，可以说是无话不说。在学术问题讨论上，有时我拿一个方案去找他，我的方案刚讲了两句，他就把他的方案全部说出来了，这是难能可贵的。作为一个科学家，要想提升自己，既要有远见卓识，但也要考虑当前的现实。

三  计算机在化工设计中的应用

访：您在20世纪60年代后期调到化工部第一设计院工作，能否谈谈当时的背景和主要任务？

许：“文革”期间，中科院内很多项目被搁置了。我很留恋科学院，但是由于研究所已经变得不搞科研了，所以又想离开科学院。后来我随我夫人单位一起迁出北京，调到位于山西太行山深处一个偏僻小山村的化工部第一设计院工作。到第一设计院以后，我担任技术室副主任，从事化工情报及设计的二线工作。在设计院工作期间，我主编了《化工流程图集》。当时，国外有很多化工流程，而我们对很多过程甚至都没有听说过。所以，当时一些原来设计院的二线人员，也很热心编这本书。这就是《化工流程图集》编写的缘起。当时，我还参加过他们原来一些关于化学工程方面的工作。

访：在化工部第一设计院工作期间，您亲历了将计算机应用于化工设计工作的整个过程，并组织了化工流程系统模拟软件开发的会战活动，能否谈谈开展这方面工作的背景？

许：不管什么时候，不管什么单位，可能都有具有独立思想的领导。到了化工部，我遇到了两位非常好的领导，就是冯伯华①、陈冠荣②。他们对国内外科技发展动态有不少了解。冯伯华说，听说人家设计院现在画图、计算，都采用计算机，流程计算也是用计算机来完成。如果某个原料有变化，直接输入新的信息，利用软件程序，很快即可得出结果。他说，我们就从化学工程的计算机流程模拟入手。这个思路与当时美国投巨资搞Aspen系统③的思路十分相似。如果当时人工做一套流程设计的计算，用算尺，大概需要20人算3个月。换一个条件，又需要20人再算几个月。所以，冯伯华对我说，“你是科学院来的，就帮助做这件事吧”！后来组织全国各化工设计院，按照自愿参加原则，成立了一个联合团队。这个团队负责进行流程软件开发的“攻关会战”。虽然由于当时计算机硬件条件的限制，我们只能做出一些初步结果，但对于培养我国化学工业领域计算机业务骨干起到了一定的作用。

访：当时主要做了哪些方面的工作？

许：当年想一步动员起我国各个化工设计院的有能力编程的人都联合起来，搞计算机模拟系统，然后编成CAD软件商品出售。但是，主要由于硬件机器太小、太慢，软件也没有大量资金投入，所以，各个设计院仅仅能够做出一些较小的程序或程序系统而已。它还远未达到产业化程度。但是，利用这些软件，也可以做一些石油化工裂解分离等方面的流程的试探性设计。当时人心很齐，期望也很高。可惜冯伯华副部长因病过世了。我们国内中科院自己的计算机，因为机器小、速度慢，只能24小时工作。我们那时每天都到科学院中关村去上机。白天排不上队，就加开夜班。后来化工部的总工程师陈冠荣同志就向部领导建议，给他们买一台小型计算机。在设计院工作时，组织把我安排为技术室副主任，总抓会战工作。我在那里干得比较顺手。实际上，当时我们中国人比日本人，在技术上也差不了太多。例如，我们从日本东洋工程公司引进第一套裂解分离系统时，也在自己的小计算机上估算过，曾发现系统乙烯纯度可能达不到99%以上。我们就请教东洋工程公司，是不是我们的程序做得不好，哪里存在问题。他们也跟我们说实话，说他们也不知底细，还得找美国Stone&Webster（S&W）公司，这家公司是专门做裂解分离技术的。最后认定，可能差别就在脱甲烷塔的回流比上。美国用的是轻石脑油，其回流比是按0.71计算的。而我们用的是轻柴油。他们认为，对于轻柴油，回流比可能至少应当在0.79以上。这时，就需要将致制冷系统的电机从11000千瓦增加到14000千瓦。看来，那时日本人能对外设计，但也只是比我们早走一步。

四  工程化学数据库开发、分子设计与国际科技数据交流

访：请您谈谈从化工部回到中国科学院化工冶金研究所并担任所长的过程。

许：我担任所长是出于偶然。我在化工部工作时，已经有一些应用计算机的基础了，回不回所里来，我经历了一段犹豫的过程。脱离所里几年了，还能跟上吗？我特别感谢我们所内的一些老朋友，比如王大光同志。他很有政治头脑，对很多问题看得很透，很有深度。根据国务院文件，科学院在“文革”期间散失的科研骨干人员，都可以归队。王大光、车秀珍等人坚决把我调回所里来。我们共事期间，心心相印、不分彼此、相互支持。研究所换届时，中国科学院在我们所里搞研究员级的民意测验，选中我当所长。当时，我心里很忐忑，因为我一直从事具體业务工作，包括在化工系统工作近8年，天天钻图书馆搞研究，所以我当时很担心担当不起这个重任。但是，当时院里已经定了，加上郭慕孙①先生年纪大了，坚决想辞退所长一职。在这样带有偶然性的情况下，我出任了所长。幸亏当时王大光等几位副所长的帮忙，我才能在1986—1991年期间顺利任职。在我的任期内，王大光和后来的书记钱麟同志都大力帮助我，解决了许多难以解决的问题。我们研究所班子和谐，大家心往一处想，劲往一处使。好多个难题都迎刃而解。一些新兴学科如生物化工、计算机化学等，起始时，就在一些小平房里起步上了马。后来大楼都盖起来了。

访：回到化工冶金研究所后，您在工程化学数据库开发以及分子设计研究方面做了许多重要的工作。请您谈谈在工程化学数据开发研制以及分子设计方面工作的某些背景和细节。

许：我刚回到所里，郭慕孙所长和杨玉璞书记共同决定（1978）建立计算机应用研究室，从事化学化工方面计算机应用的工作。中科院批准我院在京四个化学所共同购置了一台国产的计算机，四所共用。大家都排时间上机。同时，中科院批准我所与上海有机所共同成立“中国科学院开放实验室”。后来，院里又决定，继郭所长之后，让我兼任国际科学数据委员会的国家代表，参加国际科学数据组织（CODATA）。

我们研究所与上海有机化学研究所、中国科学技术大学联合申请了“计算机在化学研究中的应用”研究项目。它是国际上正在发展中的一个研究领域，需要大量的人才。我们国家还没有这方面的人才，所以要从头做起。“八五”计划里面，例如计算机辅助药物化学分子设计，这个项目是化工部提出来的，经费资助为120万元。化工部很多单位，包括企业在内，都在争取。当时，化工部科技司的司长凌秋明说确实想把这项任务给中科院，但是她不敢做这个决定。她说，如果把这个120万元的项目，交给一个化工厂去做，肯定是做不出来什么好的成果。她提出让我们向化工部陈冠荣总工程师汇报一次，因为他有过留德经历，科学头脑特别清楚，对新过程发展又有所了解。汇报后，陈总说，像这种过程，拿到哪个厂，也没办法做。他想让大学和科学院合作来完成。汇报后，科学院和南开大学联合向各个工厂提出可以越过美国专利限制的方法。我们一直坚持做了5年，取得了一定的成绩和进展。我们还开设学习班，讲授计算机分子设计程序的使用方法。

访：从20世纪90年代中期起到2008年，您担任国际科技数据委员会（CODATA）的中国国家代表，并在2006年国际科技数据大会上被授予终身成就奖。周光召院士曾评价道：“自从1984年中国科学院代表中国加入国际的CODATA以来，许多人为了中国乃至世界数据活动而努力奋斗。许志宏就是其中杰出的代表，为了CODATA事业，兢兢业业工作十余年，倾注了大量心血”（[1]，页316）。请您谈谈参与国际科技数据交流与合作方面的某些亲身经历和进一步的思考。

许：我们中科院应该承担科学数据这项任务，这是一位华裔美国教授首次向我提出的建议。我认为它是有道理的，向院里打报告，很快就被批准了。这个任务交到网络中心。它负责组织全国科学界的数据的收集和组织联系工作。它们设立了CODATA秘书处，有专职干部。中科院由一位副院长主管。应该讲，科学院领导还是重视的。再比如，早年WWW网的发号权，就由我院网络中心负责。后来，发号权的交往太多了，就转到中宣部管理。

我也帮助国家引进了不少科学方面的数据库系统，它们在国内还是起到了很多积极作用。比如，DNA序列数据库GenBank①，当时人们完全不了解。20世纪80年代，我带队到美国访问交流，了解最新发展的学科是什么。一位美国教授问有没有兴趣看GenBank，我说有兴趣看。回国后，我向院里做了汇报，院里决定我国也要加入。现在它对公安部门以及其它部门，都起到重要的作用。最近在GenBank领域，我们中国也可能会有一些突破。可能改进人体基因中的一些缺陷。其它如无机、有机晶体数据库，也引进到我国。我们通过CODATA秘书处，负责转发到国内各个使用单位。

还有甲烷冰的问题。我们从国际科技数据委员会（CODATA）学术会议上，了解到还有一个很大的潜在能源资源，叫做甲烷冰。回来以后，我们向院里汇报了甲烷冰的分布、开采原理，院里很支持。当时拨了1000万元经费。广州能源所说将来要在南海参加开采甲烷冰工作，并申请到了院里这笔经费。我们是这件事的推动者，信息是我们传播出去的，我们也是有可能为开采的技术理论上出力的。未来我们过程工程研究所，似乎也应该要介入甲烷冰的开采。这其实也就是将“过程工程”的概念，延伸到海底开采上，因为开采它需要先注入热能，其中也有过程工程方面的问题。

五  思考与展望

访：您目前主要关心哪些过程工程研究方面的问题？

许：我认为叶渚沛的思路，就是“三高”矮胖氧气高炉是值得关注的。它可以炼铁，也可以制造清洁能源气体。从目前的技术来看，世界上最大的制氧机可能是中国制造，最大的港口和桥梁也是中国制造。所以，我国不需要再把我国落后的技术，例如，将煤直接燃发电的装置，出口到第三世界。他们没电的时候，不会埋怨我们。但当他们用上空调、冰箱了，他们就会抱怨空气中pm2.5不达标，将大气雾霾归咎于我们。所以，我们应该运用科学思维，去发展一些在全世界范围内有竞争力的产业，然后再进行输出，要有长远眼光来看技术输出。第一是质量，第二是品牌。所以，从学科角度来看，应该要研究的，一定是“最好的”“优质的”“廉价的”，比如石墨烯、碳纤维、各种轻烯烃的聚合物等。

国际上经常将工业分为“过程工业”和“制造工业”。我个人的体会是，前者主要是将天然原料（如矿石）变为产品（有机和无机）;后者是从原料和零部件开始，将之组合成为汽车、火车、飞机、火箭、船舶以及各种实用的工具、大设备。从化工冶金到过程工程可能研究的领域扩大了一些，建厂和流程都需要同时从环境、绿色问题出发（[4]，页1—5）。对于我们煤炭还占能源很大比例的国家，似乎还应该增加“三环一网”的要求。所谓“三环”，就是指：第一，生产“环境”需要保持清洁，污水排放应尽量处理、减少，同时需要符合国家规定;第二，过程中间产生的有毒物料、可回收的能量，都应该在厂内“再循环”解决;第三，产品推到社会使用后，应用过的产品，应该开发一些“社会大循环”处理的科学方法。所谓“一网”，是指，煤、重质煤焦油和社会上使用后的废聚合物产品，应该有它最合理的回收网络和再利用的系统和工具。

中国能源清洁化的最大的难点就是我们现在清洁能源的开发和供应跟不上需要。天气一热，大家都感觉不舒适了，那么产生大气污染的直接燃煤发电厂，一定又会告急。我们现在需要将“三高”的概念，转移到“用氧气、煤来制造清洁的合成气（CO+H2）的超大型造气炉”。高炉不再是炼铁专用了。同时，钢铁厂也可能从一个使用电能的大用户，变为又生产优质钢铁，又可以发电外送的大户。

访：您对未来的过程工程发展有哪些思考和建议？

许：现代化的工业，原料必须要有一个大的提升。每次提升就是技术上的创新。它要与整个客观形势相结合。

我们现在需要的是：科学基础和问题导向的结合。对于过程工程来讲，它需要科学家们的努力，更需要鼓励年轻同志在前人成就的基础上的创新精神。希望他们能把这个班接好。

叶渚沛有一个思路，就是我们不只需要化工和冶金领域的人才，因为他们有时会仅仅局限于自己的研究领域。他认为，科学院应当是国家的“透视镜”和“望远镜”，应当帮助国家寻找科学前沿在什么地方。

访：您能否对年青一代的过程工程科研工作者提些建议？

许：科学及其研究工作有这样几个基本特点：第一，科学本身应是继承和创新并存的;第二，科学是实验和理论互相交互依存和发展的;第三，当前实际和远景的展望，都是必需的;第四，与不同的人群的合作与协作，是推动科学进步的重要条件。青年科学家，应该有人敢于提出“科学大数据课题探索”的问题。远景就是利用网络来帮助解决科学数据问题。建立和求解各个领域的问题和方程。从科学上看，很多发展中国家羡慕我们，但是其实我们在科学上并不是那么强大。“满招损，谦受益”，我们要向西方发达国家那样，解决好对科学的继承性和创新性的认识。

我的老师叶渚沛，不但科学基础很扎实，而且还有很多高明的远见和思想。举几个例子：第一，科学能使得低档的煤、某些废弃物，变成轻质的、高等级的材料工业产品;第二，将来的合成工业，将会使化石能源变成材料工业的原料，而不是把化石燃料都燃烧变成二氧化碳，还需要向联合国交纳碳排放税;第三，现在的核裂变能只能推广到一定程度，裂变后物质的处理和保存，也是存在很多问题的。将来可能只有核聚变能，其过程才是无害的、清洁的，才能长期存在下去。这些思想，假如将来能够实现并发展起来，或许能够在世界上创造出一些新的记录。

致謝  中国科学院过程工程研究所王志研究员对访谈提供热情支持和帮助，钱国余博士对访谈录初稿做了文字修改和补充工作，审稿专家提出了宝贵意见和建议，在此一并致以诚挚谢意。

参考文献

[1] 张珠辉等. 许志宏[A]. 钱伟长总主编， 干勇本卷主编. 20世纪中国知名科学家学术成就概览·化工、冶金与材料工程卷（化学工程与技术分册）[C]. 北京： 科学出版社， 2015. 311—319.

[2] 许志宏. 理论联系实际， 解决重大问题[A]. 中国科学院过程工程研究所编. 叶渚沛纪念文集[C]. 北京： 科学出版社， 2012. 339—340.

[3] 刘伟，许志宏. 叶渚沛：中国化工冶金的开拓者[J]. 科学文化评论， 2011， 8（2）： 108—118.

[4] 许志宏等. 21世纪绿色过程工程的发展[M]. 北京： 中国石化出版社， 2002.