魏寿昆的人物生平
1907年(清朝光绪三十三年)九月十六日,魏寿昆出生于没落的天津市商人家庭,1914年入私塾,1917年考入育德庵小学。
1919年(中华民国八年),考入中学,1923年毕业于河北省省立第一中学,后以优异成绩考入北洋大学,1929年毕业,获矿冶工程系工学士学位。毕业后,在辽宁海城大岭滑石矿任助理工程师,1930年任北洋大学矿冶工程系助教。
1930年秋(民国十九年),魏寿昆考取了天津市公费留德,1931年就读于德国柏林工业大学材料工艺科学系化学专业,1932年转学德累斯顿工业大学化学系,先后完成特许工程师论文及工学博士论文,1935年夏获工学博士学位,1935—1936年,在德国亚琛工业大学钢铁冶金研究所进从事博士后进修一年。
1931-1935年,在德国柏林工科大学材料工艺科学系化学专业学习,继在德累斯顿工科大学化学系学习、毕业,获工学博士学位,1935~1936年在德国亚琛工业大学冶金系进修,1936~1937年任北洋工学院矿冶系教授。
1936年(民国二十五年)回国任北洋工学院矿冶系教授,1937—1938年任西北联合大学矿冶系主任、教授,西北工学院矿冶系教授及工科研究所矿冶研究部主任。
1936至1949年,担负较繁重的教学任务和进行多项课题研究外,还对同时期的其他科技工作者的成果,加以综合、研究和评价。如他撰写的《小型新式炼铁炉之设计与作业》和《20年来中国之冶金工程研究》。
1939—1941年,任西康技艺专科学校矿治科主任、化工科主任及教授, 1941—1942年任贵州农工学院矿冶系主任、教务主任及教授, 1942—1944年任重庆矿冶研究所钢铁冶金研究室主任,兼重庆大学矿冶系教授。
1942年至1947年的6年间,结合中国四川、贵州和江西等省的矿产资源情况,进行了数项重要的科学研究。
1943年(中华民国三十二年),他提出了“贝塞麦法炼钢去磷问题”。在这一课题中,他首先分析了后方各省铁矿的资源情况,针对其***同的含磷高的特点,结合脱磷热力学的理论,提出了小型贝塞麦炉的去磷程序以及用贝塞麦炉与马丁炉双联的操作方法,对当时的小型转炉去磷有着实际的指导意义。同时,他又对贵州铝矿进行了调查,提出提取氧化铝的方法,供炼铝工业参考。
1944年,为了解决马丁炉的耐火材料问题,他就四川省白云石矿,进行了两项有关耐火材料的研究课题,一个是“四川白云石去钙提镁之研究”,另一个是“人造镁氧烧制镁砖的研究”。他系统地研究了四川省白云石的地质分布状况,在综合分析了国外文献中从白云石去钙提镁的各种方法之后,提出利用二氧化碳选择性溶解去钙提镁的措施。为提高氧化镁纯度,他发明“静置后处理法”,使氧化镁的含量提高到99.5%,达到制造高质量镁砖的要求,并从理论上阐明了氧化镁提纯的化学机理。上述两项研究成果,得到当时重庆国民政府经济部的三项发明专利权。
1944—1945年,任重庆材料试验处冶金组主任,兼重庆大学矿冶系教授。
1945年,他以江西省钼矿为对象,进行了提取纯金属钼、铝化合物和炼制钼铁及钼合金钢的研究。该论文中,除详细地列举铝的用途和重要性、中国钼矿的分布与储量外,还结合当时的实际情况,提出了一系列综合利用的研究方法,即采用国产钼矿,先经焙烧,继以湿法提取钼酸钠、钼酸铵及铝酸钙;在坩埚炉内以钼酸钙炼制钼合金钢;利用硅铁还原铝酸钙,得到含钼40%的钼铁;此外又成功地得到金属钼,其纯度达到94.67%。以上成果也一并获得当时经济部颁发的两项发明专利权。
1945—1946年任重庆矿冶研究所代理所长,兼重庆大学矿冶系教授。
1946—1948年任北洋大学冶金系主任、采矿系主任及教授,其中1946—1947年兼唐山交通大学冶金系教授。
1949—1951年任北洋大学工学院院长及冶金系教授。
1951—1952年任天津大学副教务长及冶金系教授。
1952—1966年任北京钢铁学院教务长、冶金系与理化系教授。
从1956年起,连续发表了《活度的两种标准态与热力势》等几篇重要论文,解决了活度应用中的关键问题,并在1959年为北京钢铁学院的物理化学及冶金原理两个教研组的教师举办系统讲座。讲授的题目为《活度在冶金物理化学中的应用》,其讲稿经三次修改后,这部专著于1964年出版,受到国内外冶金同行的好评。
1957年,北京钢铁学院建立中国第一个冶金物理化学专业。魏寿昆是发起人之一。他编写的《活度在冶金物理化学中的应用》的教材,奠定了该学科的理论基础。60年代以前的钢铁企业的冶炼工程技术人员,对“活度”概念颇为生疏,认为这是“阳春白雪”难以应用。经过魏寿昆等人多年的推广与传播,许多冶金工作者都已认识到它是研究分析冶炼反应过程的必要手段,并能运用活度进行定量计算。冶金物理化学学科在提高冶金产品质量以及促进新技术、新工艺的发展等方面的作用,已逐渐被冶金界所接受。
1962年,中国金属学会与中国科学院联合举行了中国第一届冶金过程物理化学学术报告会,魏寿昆是该报告会的主要组织者之一。
1963年中国金属学会第二次会员代表大会上,魏寿昆提出报告,题为《冶金过程物理化学发展的情况和今后中国结合生产开展研究的方向》,引起中国冶金界的关注。
1964年中国金属学会再度与中国科学院联合召开中国第二届冶金过程物理化学学术报告会,他仍是主要组织者之一。当1976年中国金属学会恢复活动后,魏寿昆被聘为冶金过程物理化学学术委员会主任委员。
1972—1978年任北京钢铁学院理化系教授。1979—1983年任北京钢铁学院图书馆馆长、副院长及理化系教授。1988年北京钢铁学院更名为北京科技大学,他至今仍任该大学一级教授、博士生导师,并任九三学社中央顾问,日本钢铁学会名誉会员,中国金属学会荣誉会员及中国科学院资深院士。
1985年,在他主持下,举行过中国第三、第四、第五、第六、第七、第八届冶金过程物理化学学术会议,其中第七届学术会议是与中国有色金属学会的冶金物理化学学术委员会联合召开的。在这些会议上,魏寿昆坚持学术自由,把不同学术观点的文章编印成论文集。同时,他很注意把中青年的学术成果提交会上作报告或收录他们的论文编印成册,旨在培养冶金物理化学专业人才,使这个领域后继有人。魏寿昆不断拓宽学术领域,80年代后,他大力支持冶金过程动力学及冶金反应工程学的研究,并力主在冶金物理化学研究中应用与普及推广计算机,不断提高中国冶金物理化学的学科水平,以赶上国际先进水平
1988年,攀枝花矿山公司和攀枝花钢铁公司对攀枝花钒钛磁铁矿的性质发生争论。矿山公司认为铁矿中的TiO2属碱性,因而,该矿属半自熔性矿,应提高售价;但攀枝花钢铁公司不同意上述说法,坚持TiO2是酸性氧化物,因而该矿不属半自熔性,不予提高售价。
魏寿昆用他本人推出的高炉型渣的脱硫活度公式,进行实地计算。得出,如TiO2按酸性氧化物计,根据公式所得出的硫分配比和实际现场的数据完全一致,而TiO2若按碱性氧化物计,则得出的硫分配比远远高出现场数据约20倍以上。据此,两家企业的争论得以解决。
完善了选择性氧化理论成功地应用于国内多金属矿有用元素的分离
冶金反应过程极其错综、复杂,其间矿石中有价值的金属和大量杂质***同存在,虽经精选,但仍留有一定量的杂质。有的矿石有多种有用金属,而对每一种金属应尽可能分别提取。在冶炼过程中,所用的燃料、熔剂以及耐火材料中某些元素也会参加冶金反应。在冶金多种反应中,有的反应希望进行,有的反应则不希望进行,须加以抑制;有的反应希望提前进行,有的反应则希望推迟进行;等等。
为此,于60年代至70年代间,魏寿昆研究了选择性氧化热力学理论。他多次著文指出,当有许多氧化物同时被还原或许多元素同时被氧化时,则存在着还原、氧化顺序的问题。1973年,他首次提出“氧化物转化温度”概念。以这个理论指导并探索了平炉、底吹转炉及顶吹转炉等不同炼钢方法中的元素氧化的顺序与条件,特别是对***生矿的冶炼工艺给予了指导。
70年代与80年代间,他运用选择性氧化理论进行了多种工业实践,收到了预期效果。如指导上钢三厂冶炼不锈钢工艺的脱碳保铬问题;为上钢一厂的摇包中铁水脱铬保碳提出了最佳工艺条件;结合攀枝花钢铁公司和包头钢铁公司的***生矿的条件,分别提出了如何提钒与提铌的最佳工艺等。对有色金属冶炼工艺也提出了重要的指导性意见与建议。如为了金川有色金属公司的火法提镍,魏寿昆从理论上计算了镍锍中元素氧化的顺序,为卡尔多转炉保镍脱硫提出了理论依据并成功地确定了合理的吹炼工艺,使镍的总回收率超过95%。
以上的实例与理论计算,均收录在他1982年撰写的《熔锍及熔融金属中元素选择性氧化热力学》一文中,文中结束语指出,在高于转化温度的条件下进行的工艺,如镍锍中的脱硫;不锈钢冶炼(包括AOD法)的脱碳以及高碳锰铁的降碳等;在低于转化温度的条件进行的工艺,如含铬铁水的脱铬;含钒铁水中提钒以及含铌铁水的提铌等。由此可见,选择性氧化理论对上述冶炼工艺均有指导意义。魏寿昆同时指出,对于磷和碳元素的去除,除了转化温度影响之外,变更炉渣成分(即碱度和FeO含量)以及气体产物(即CO)的压力均可改变磷与碳两元素氧化的先后顺序。1988年魏寿昆对选择性氧化理论又进一步扩充与完善。他撰写的《金属熔体中元素的选择性氧化及多反应平衡》(英文稿)一文,刊载在德国的《钢研究》杂志上。文中提出“转化温度”为选择性氧化的第一类型,用以选择性分离某种元素;而第二类型则为某元素优先氧化,伴随着多元素同时氧化,最后达到平衡。他还根据埃令海-李查孙(Ellingham-Ricbardson)吉氏自由能对温度的曲线图,建立了较完善、较全面的理论阐述,为多金属多反应的提取工艺,提供了概括性的能实际应用的理论基础。
镍锍的保镍脱硫吹炼工艺,曾在金川有色金属公司进行了半工业的卡尔多转炉试验,取得了圆满的成功,通过了冶金工业部部级鉴定。
1988年到1991年的4年期间,他与王之玺、蔡博、韦刚等专家一道,奔赴华北、东北、华东、华南、西南以及包头等地,对中国的铁矿和煤炭资源进行了调查,对鞍钢、宝钢、攀钢、包钢、马钢、武钢、太钢、唐钢(包括冀东)等大型企业的规划作了了解。他们从上海乘船溯江而上考察了长江水运情况和沿长江各冶金厂利用进口矿的条件;访问了山东石臼所、浙江北仓港、福建湄州湾及厦门港、广东大亚湾及湛江等沿海港口,对各港口码头能否有“港厂合一”、“大船运矿”等利用外矿兴建大型钢铁厂的条件等情况进行了普查,并结合中国国情与先进工业国家建设钢铁厂的经验教训,以中国科学院技术科学部咨询组成员的名义与王之玺委员联名提出了《发展中国钢铁工业原料路线的建议》和《中国钢铁工业长期发展中若干战略问题的研究》两篇建议书,奉献出他们一片赤诚的“中国心”。
2014年6月30日,魏寿昆辞世享年107岁。