
记者 毕浩洋
在2025 年湖北省留学回国人员创新创业大赛上,来自28个国家和地区、215个项目激烈角逐,这其中还包括3个院士带队参赛的项目。但赛场上的付绿平并不紧张。最终,他作为唯一省属高校代表站上了金奖领奖台。
同样引人注目的,还有他另一个为人称道的身份——“90后”教授。
微孔革命:给千度炉膛穿上“长寿隔热衣”
如今,付绿平的头衔很多:香江学者、“湖北青年五四奖章”获得者、“90后”三级教授、博士生导师……但他最珍视的还是“耐火材料研究者”这个身份。
“耐得住高温,扛得起使命”,这句武科大材料人的口号,他常挂在嘴边。
走进实验室,第一眼便被厚重的实验记录文件夹吸引——里面全是产品小样的测试数据。正是这浩如烟海的数据雕琢出了拿下金奖的“高温工业隔热长寿型耐火炉衬制备及一体化设计关键技术”项目。
要理解这个项目是什么,得先了解中国钢铁行业的现状。
中国粗钢产量连续20余年稳居全球第一。但光鲜数字背后,有个刺眼的缺口:碳排放量约占全国碳排放总量的15%,居制造业首位;航空航天、深海工程、军工装备等“大国重器”的70余种关键钢铁材料依赖进口而受制于人。
习近平总书记在钢铁企业考察时指出,制造业要坚持高端化、智能化、绿色化方向,不断提高产品科技含量和附加值。
“卡脖子”卡在哪?武科大党委书记倪红卫教授有个精妙的比喻:“耐火材料就像高温工业的‘电饭煲内胆’,内胆好不好,既决定保温效果,又影响米饭质量。钢铁冶炼也一样——炉衬材料不行,热量涣散,杂质多,不仅能耗高,高端钢也炼不出来。”。
这个“内胆”要承受1600℃以上的极端高温,要抵抗钢水和钢渣的冲刷和侵蚀,还要尽可能“捂紧”热量。但行业里有个魔咒:炉衬材料越致密,寿命越长,但保温越差;要想保温好,就得引入气孔,可寿命立马缩水。几十年来,全球耐火材料专家在这个二元对立中打转,认为这是不可调和的物理极限。“就像跷跷板,一头起来,另一头必然下去。”
付绿平读本科期间,导师就曾提出过一个大胆的设想:“如果我们让材料内部形成微孔呢?”不是简单的打孔,而是在晶粒内部形成纳米到微米级的微孔结构——像给材料装上无数的“微型保温舱”,既降低导热系数,又不破坏整体强度。
“当时搜遍全球文献,没有任何参考。”付绿平回忆道,“理论上没有受到广泛认可,更是没有相关技术可参考。”
没人做过,就意味着没现成的路可走。也意味着,一旦走通,就是第一条路。
通过在实验室里反复试验,付绿平及团队证实了“微孔”技术能在不损害耐火材料寿命的情况下降低导热系数,实现隔热与长寿兼得。接下来,就是不断地调试材料比例,进行不同量级的实验。
在熬过了无数个白昼与黑夜后,团队终于研发出了“微孔刚玉”制备技术。这项技术能在材料内部造出大量尺度仅100-300纳米的微小气孔,单个孔隙的直径还不到头发丝的九十分之一,却构筑起了隔绝高温的“长城”。2013年,第一代“微孔”产品出炉。这一突破直接打破了行业数十年来的思维禁锢。
炉边守夜人:把论文写在滚烫的火焰上
微孔方案行得通,但要落地应用,却是另一场艰苦的攻坚战。
2017年,付绿平带着第二代产品走进钢铁企业进行测试。
测试结果出来了。实验室里“完美”的材料在车间现场水土不服,性能与实验室相比相差甚远,付绿平也听到了“你这砖到底行不行”的质疑声。
问题在哪?
“在现场。”车间的老师傅头也不抬,付绿平从灼人的空气里读懂了后半句没说的话:实验室的博士,懂理论,但不懂炉子的脾气!
他背着行李住进了企业宿舍,开始了“炉前守夜”的生涯。
“那时候孩子还不到一岁,但为了产品尽早投入使用,为企业带来实实在在的效益,我必须待在现场。”
为了验证效果,他在工厂里驻扎了几个月。在厂区,付绿平与工人们同吃同住,反复调整参数、观测效果。守在炉子前十几个小时是常事,炉火的高温与浸出的汗水凝结成了那段时间的记忆画面。
每天下班后,他会和家人视频通话。屏幕那头,孩子会翻身了,会坐了,会含糊地叫“爸爸”了。有时也会恍神,但第二天,他还是准时出现在炉前。
因为那里有问题要解,有承诺要兑现。
读懂炉子,是付绿平给自己下的“死命令”。
实验室的精细小样仰仗近乎完美的操控环境,而在车间,一切要从效益出发,为现实环境让路,技术要尽可能适配现有的炉子。坐得了冷板凳,熬得住炉边高温,付绿平通过一次次调试配方,结合前期积淀,逐渐调整出了适配企业生产实际的“黄金配方”。
能耗显著降低,炉衬寿命却比传统材料还要高。车间主任拍着他的肩膀:“付博士,你这材料,神了!”
技术好不好,市场说了算。
一开始,企业只敢将产品用在炉子最里侧,后来发现性能实在优异,逐渐把最外侧的材料也替换了过来。
2021年,团队研发的第三代产品将隔热效果和强度进一步提升。如今,付绿平团队的材料已在宝武集团等企业大规模应用,累计创造经济效益超25亿元。
从跟跑到领跑:中国“耐火方案”赢得世界回响
在2025 年湖北省留学回国人员创新创业大赛的现场,付绿平并不紧张,这份底气源于他亲历和见证了“高温工业隔热长寿型耐火炉衬制备及一体化设计关键技术”项目的前期积淀和蜕变升级。
谈到获得金奖的原因,付绿平提到,“首先是起步早,在这个方向没人肯做、不被认可的时候,我们就开始了技术研究。”
付绿平是土生土长的“武科大人”。从本科到博士,他在这里扎下根,又赴香港理工大学交流深造。学成后,他毅然归来,回到这个被誉为 “耐火材料黄埔军校” 的地方,接过了前辈的接力棒。“微孔”方案的提出和实施,离不开在武科大一代代耐火材料学者的该领域的理论积淀与薪火相传。付绿平学于此,长于此,也成为了这里第一个“90后”学科带头人。
“其次,是我们在这个方向持续深耕。”
在别人不认可时选准赛道铆劲发力,在别人模仿时持续迭代蜕变升级。
中国耐火材料行业协会等组织专家对项目进行了科技成果鉴定,结论是“1项技术处于国际领先水平,2项技术处于国际先进水平” 。
这背后,是100余项国内外专利筑起的知识产权“护城河”,是70余项国际、国家及行业标准掌握的话语权,是数十万组数据建立起的全链条数据库。
2019年,付绿平在德国亚琛摘得欧洲耐火材料中心颁发的“古斯塔夫-爱立许奖章”。该奖每年全球仅授3项,他凭借在耐火材料轻量化上的突出成果,成为当年唯一的亚洲获奖者。此后,国外也纷纷开始效仿相关技术。
“他们开始模仿我们的技术路线,”付绿平介绍道,“但我们已经迭代到第四代了。”
“最后,是团队成员具备多学科背景,知识结构广泛。”
付绿平团队成员的专业覆盖了材料、冶金、数字模拟、AI应用等多领域。传统要坚守,新技术也要拥抱。如今,他们正在将大模型引入耐火材料设计,用人工智能预演材料性能,开启智能化研发的新篇章。
从跟随,追赶,到领跑,付绿平一直坚守“耐火材料轻量化”的方向,在“耐火炉衬制备及一体化设计”方面不断推陈出新,除了经济效应方面的显著成效,这也与国家“双碳”战略高度契合。
付绿平算了一笔账:如果在全国钢铁行业推广这项技术,每年可节约标准煤1000万吨,减少温室气体排放1800万吨……这是给国家算的账,是给子孙后代算的账!
大雪时节,付绿平依然在实验室里忙碌,他期待着这一代产品在炉火中的的表现。这炉火曾照亮他的青春,如今也指引着他的未来征途。
窗外,材料学部大楼上“先进耐火材料全国重点实验室”的牌子在阳光下发亮。60年前,这里走出中国第一批耐火材料本科毕业生;60年后,一个“90后”带着他的“砖”继续在这条路上奔跑。
【记者手记】
采访付绿平教授,印象最深的是他谈到两件事时露出的喜悦神色:一是提到焦黑的试验砖,一是提到孩子。“砖”让他记得为什么出发,“孩子”让他记得要回家。
在这个追求“速成”的时代,付绿平的故事像一块耐火砖——层层包裹、结构复杂,但经得住火炼。或许,这就是“材料人”最本真的模样:不是喧嚣,而是坚守;不是华丽的宣言,而是炉火前的一夜又一夜。
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