供稿|王达志 / WANG Da-zhi

内容导读

包燕平——北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室教授、博士生导师，牢记冶金科研工作者的责任和使命，始终坚守在冶金教育和科研第一线，致力于钢的洁净化和夹杂物控制、优质品种钢开发、冶金反应工程和炼钢过程虚拟仿真等领域的研究。包燕平教授在冶金教育领域成绩斐然，成为国内首位获得“Willy Korf杰出教育奖”的中国教授；主持和参与国家自然基金项目、国家重点攻关项目、国际合作项目等10余项、校企合作项目50余项；获国家科学技术进步二等奖2项、省部级科技进步奖多项，发表高质量论文300余篇，发明专利20余项，培养博士研究生50余名、硕士研究生100余名，相关研究成果在几十家钢铁企业得到了良好应用。

不忘初心，方得始终。时逢改革开放，包燕平怀揣报效国家的梦想报考了北京钢铁学院(现北京科技大学)，自此便投身于钢铁冶金行业的建设之中。多年来，包燕平始终站在教学和科研的第一线，以行业的发展为研究导向，以解决我国钢铁行业面临的难点、痛点问题为己任，致力于钢的洁净化和夹杂物控制、优质品种钢开发和冶金反应工程等领域的研究。如今，面向钢铁冶金行业新时代新发展，包燕平再次扬帆起航，投身于钢铁企业智能制造领域。30载科研路上的风雨兼程，始终不变的是他身为冶金人的责任感和对行业的热爱。

忆往昔，乒乓小将踏上冶金路

时光追溯至1963年12月，包燕平出生于首都北京一个普通的军人家庭。年少的包燕平聪明、勤奋，尤其在运动方面展现出了过人的天赋，七岁便开始在北京市业余体校接受系统的正规乒乓球训练，与如今的北京乒乓球总教练张雷、乒乓女将陈丹蕾等著名乒乓球运动员曾为队友。

图1 包燕平教授同亚琛工业大学Senk教授交流

在体校期间，包燕平训练认真，努力拼搏，很快便凭借自己出色的乒乓球技术在学校脱颖而出，在校级、区级和北京市级的各项比赛中均取得了良好的比赛成绩，成为当时北京市重点培养的青少年运动员。虽然乒乓球训练任务繁重而辛苦，但是包燕平并没有因此便对自己的文化学习产生丝毫的懈怠，在训练场挥汗如雨、努力训练的同时，他严格要求自己，抓紧训练之余的时间认真学习，凭借自己的努力成功考入了北京市重点中学—北京五中。即使在五中那样一个尖子生扎堆的重点高中，包燕平的学习成绩也始终不甘后人，是当时很少见的体育和学习双突出的优秀青少年运动员。

时间如白驹过隙，转眼间即将高中毕业的包燕平面临着一个艰难的抉择，是投身于体育事业成为一名专业乒乓球运动员，在体育赛场上为国争光，还是进入高校接受更高层次的教育，学成之后报效国家。当时正值改革开放初期，国家的发展建设亟需大量的人才，大量的青年学生心怀报国之志前赴后继投身到祖国建设的浪潮当中。在时代的感召下，他毅然决定放弃自己心爱的乒乓球，进入高校继续深造，期待学成后能够为国家的发展贡献更大的力量。于是，在父母的支持下，1981年包燕平报考了北京钢铁学院。

谈到选择北京钢铁学院的原因，包燕平向笔者回忆，主要出于两点考虑，一是因为当时军工、机械、建筑等各行各业的发展都需要大量的钢铁材料，“以钢为纲”，钢铁行业对于当时的国家发展举足轻重，而北京钢铁学院正是以钢铁冶金专业为主的高等学府，学习钢铁冶金能够为国家的发展建设发挥更大的作用。而第二个原因则是心中对于体育生涯的不舍之情，当年的北京钢铁学院是一个体育强校，体育成绩在全国所有高校当中都是出类拔萃的，进入北京钢铁学院学习也让自己在体育方面有所寄托。由此，1981年包燕平考入北京钢铁学院钢铁冶金专业，告别了昔日成绩辉煌的乒乓小将身份，毅然踏上冶金之路，成为了“钢小伙”的一员。

立足专业，夯实基础，厚积薄发

时光荏苒，日月如梭。大学期间，包燕平怀着一腔报效国家的爱国情怀和对专业的热爱努力学习专业知识。1992年，包燕平取得了北京科技大学博士学位，凭借大学期间的优异表现和出色的科研成绩，包燕平得以留校任教，成为北京科技大学的一名青年教师，进入炼钢教研室从事炼钢方面的教学工作。在当时高校的师资力量还相对薄弱，包燕平进入教研室后承担了大量的专业教学工作，先后讲授了炼钢学、连铸设备与工艺、炉外精炼等多门基础课程。从课程助教到主讲，从心怀忐忑到游刃有余，年轻的包燕平发挥钢小伙“不怕辛苦、勇于争先”的精神在平凡的教学岗位上埋头苦干、发光发热，培养了一批又一批冶金学子。凭借在教学工作上取得的优异成绩，包燕平获得了1996年“北京市优秀青年骨干教师”，从当年讲台上青涩的青年教师逐渐成长为炼钢教研室的骨干，先后担任炼钢教研室副主任、炼钢研究所所长和冶金学院副院长等职务，并于2012年获得美、德联合基金委员会设置的“Willy Korf杰出教育奖”，成为第一位获得该殊荣的中国教授。

图2 包燕平教授领取“Willy Korf杰出教育奖”

教学的过程不仅仅是一个传道授业解惑的过程，也是一个再学习、再理解的过程，大量的专业基础教学工作，让初出校园的包燕平对冶金专业有了更深的理解，积累了大量的专业基础知识，为更好地进行冶金专业科研工作提供了良好的知识积累。当时钢铁行业的发展面临诸多的技术问题，学而有用、学以致用，冶金工作者争分夺秒为中国钢铁行业的发展保驾护航。教学工作外，年轻的包燕平在曲英、金山同、蔡开科、田乃媛等老一辈冶金人的指导下，在中间包冶金、夹杂物控制、钢铁企业流程优化等领域进行了大量的基础科研工作。教学与科研相辅相成，包燕平在教学和科研岗位上脚踏实地、不辞辛苦、埋头苦干，10余年的教学和科研经历，使得包燕平在专业基础知识储备和基础科研能力的发展打下了坚实的基础。

1996年，包燕平获得了冶金部组织的中国特殊钢瑞典培训的机会，先后参观了十几家国外先进的钢铁企业，对先进特殊钢生产有了更深刻的认识，并将考察成果编写成书，出版了《瑞典特殊钢技术》。1999年，包燕平作为访问学者到德国亚琛工业大学进行了为期14个月的访问学习。两次出国经历，让年轻的包燕平看到了中国钢铁行业和世界领先水平的差距，大大拓宽了包燕平的眼界，也坚定了他在冶金科研工作上的决心：“一定要把中国的冶金搞好搞强，达到和超过世界先进水平。”

学道须当猛烈，始终确守初心，纤毫物欲不相侵。回国后，包燕平在教学和科研上投入了更多的精力，报效国家的情怀和对钢铁行业的热爱支持着包燕平数十年如一日在冶金科研工作上专注地付出。

看今朝，坚持不懈，硕果累累

专注源自热爱，成功源自坚持。在20余年的基础专业知识教学和科研工作中，包燕平积累了大量的专业知识和科研经验，并且逐渐明确了自己的研究方向。在冶金领域砥砺前行近30年，包燕平始终认为搞科研要有一种执着的精神，要在一个点上深入进去，同时也要有开放的心态，二者结合才能研究出真正有用的东西。科研的成果要能够解决企业的问题，推动行业的发展。多年来包燕平带领科研团队专注于钢的洁净化和夹杂物控制、优质品种钢开发和冶金反应工程等领域的研究，取得了诸多的科研成果，获得国家科学技术进步二等奖2项，省部级科学技术一等奖2项、二等奖5项、三等奖3项。

图3 包燕平教授指导研究生做冶金反应器物理模拟实验

众所周知，非金属夹杂物对于钢铁材料的性能有着非常重要的影响，国内IF钢、轴承钢、帘线钢等许多钢种的性能无法达到国际先进水平的主要原因之一就是在夹杂物的去除和控制上不甚理想，对于钢中非金属夹杂物的控制一度成为困扰钢铁企业的难题。包燕平团队在钢中非金属夹杂物的控制方面的研究已经进行了20余年，在钢中非金属夹杂物的观察、检测、控制和去除方面进行了大量的研究工作，并且成功研发出了夹杂物原貌分析法，通过此法可以完整清晰地对非金属夹杂物的3D形貌进行检测。20余年的潜心研究，包燕平团队形成了一套以夹杂物原貌分析法为核心的夹杂物检测、分析和控制技术，为多家钢铁企业提供了解决钢中非金属夹杂物的控制和去除问题的方案。参与完成的科研项目“高质量不锈钢板材技术开发”获得了国家科学技术进步二等奖。

中国是一个钢铁大国，但还并不是一个钢铁强国，在优质品种钢的生产上，我国的钢铁企业离国际先进水平还有一定的差距。在优质品种钢的研发上还存在很多的难题。行业的难点就是科研的最前线，包燕平团队先后与鞍钢、首钢、马钢、太钢、杭钢等多家钢铁企业合作，在不锈钢、轴承钢、汽车板用钢和管线钢等优质品种钢的研发方面进行了大量的科研工作，开发了优质品种钢的生产流程优化，工序温度控制，钢中氧、氮含量控制，非金属夹杂物控制，以及中间包感应加热技术，钢包顶渣改质技术等多项关键技术。相关的研究成果在多家钢铁企业得到了良好的应用效果，有效解决了企业的生产难题。其中，包燕平参与完成的项目“以铁水为主原料生产不锈钢新技术开发与创新”获得国家科学技术进步二等奖。

此外，包燕平科研团队在冶金反应工程方面同样成绩斐然。在VOD工艺优化、RH高效化以及钢包、中间包和结晶器等冶金反应设备的结构优化方面取得了诸多的研究成果。尤其在RH高效化方面，包燕平团队与马鞍山钢铁股份有限公司合作，经过一年半的重点攻关，针对马钢现有工艺的短板环节研发了超低碳钢RH高效化工艺的关键技术，脱碳时间、脱碳速率、终点碳、终点氧、RH处理周期等多项指标已经达到国内领先和国际先进水平。研究成果得到了企业的认可和好评，现场验收对项目的评价是：完成度达到了百分百，就取得的效果而言，科研经费应该再加一个零。此外，包燕平团队在转炉、精炼工艺优化，钢包、中间包、结晶器结构优化等方面的研究成果成功应用到了中天钢铁、兴澄特钢、太钢、杭钢、沙钢、包钢等多家钢铁企业，研究成果得到了行业的广泛认可。参与完成的项目“高质量不锈钢工艺技术的研究与开发”获得山西省科技进步一等奖。

多年来，包燕平团队承担校企合作项目50余项，国家自然基金项目、国家重点攻关项目、国际合作项目10余项，发表高质量论文300余篇、发明专利20余项，培养博士研究生50多名、硕士研究生100多名，相关研究成果在几十家钢铁企业得到了良好的应用。

展未来，不忘初心，矢志前行

图4 包燕平教授陪同国外专家参观实验室

图5 包燕平教授参观亚琛工业大学工业实验室

如今，中国工业开始进入4.0时代，创新驱动、智能转型、绿色发展是新形势下对中国制造提出的发展要求。作为一个传统工业巨头，钢铁行业的“智能化”是时代发展的趋势，是钢铁行业转型升级的重点，也是我国实现钢铁强国的必由之路。然而，钢铁行业的智能化之路要怎么走，钢铁企业的智能制造如何推进，所有的冶金人都在摸着石头过河。作为中国金属学会科普工作委员会副主任、中国冶金教育学会实践教学研究分会副理事长，包燕平顺应钢铁企业发展的新趋势，率领科研团队率先在钢铁企业智能制造方面开展了一系列的研究工作。

在钢铁企业的智能化生产上，包燕平团队凭借在转炉、精炼、连铸等工序多年来的研究基础，以冶金基本原理和现场实际数据为基础开发出了转炉终点碳、磷、锰含量预测，合金轻量化应用，转炉成本计算，精炼终点预测，连铸温度场计算等一系列模型。并且逐步将冶金模型与计算机技术结合起来，开发出可以对实际生产过程进行数字化模拟仿真的软件产品，减少传统的试错实验带来的巨大的成本和资源浪费，为实际生产提供切实可行的指导，为钢铁企业智能化生产打下坚实的第一步。其中，包燕平团队参与研发的冶金虚拟仿真软件现已成为中国金属学会炼钢模拟大赛的软件平台。

钢铁行业的智能化不仅仅是软硬件的智能化，同样也对冶金从业人员的专业化提出了更高的要求，对冶金从业人员专业、系统、高效地培训对钢铁企业良性发展至关重要。然而，钢铁生产一线难以容纳大量人员长时间进行培训工作。为了对冶金从业人员进行更有效地培训，包燕平团队参与研发了钢铁生产虚拟仿真培训软件，结合虚拟现实、大数据和人工智能等前沿技术对钢铁生产全流程进行虚拟仿真，让培训人员在电脑上就可以亲身体验生产现场的情况，为企业和高校提供了炼钢过程模拟仿真培训方面的支持。此产品在鞍钢、首钢、宣钢、邯钢、兴澄特钢等大型企业，北京科技大学、重庆大学、上海大学、辽宁科技大学等重点院校得到了良好的应用。

时至今日，包燕平团队仍然在钢铁企业的智能制造方面进行着大量的基础性研究工作。包燕平希望团队的研究成果能够为中国钢铁行业的智能化转型提供一定的支持，让中国的钢铁行业走得更好、更强。