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綠色軋鋼 創(chuàng)新模范

  • 發(fā)布時間:2016-01-19 05:55:48  來源:經(jīng)濟日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  王國棟,1942年出生于遼寧大連,中國工程院院士、東北大學教授、博士生導師。數(shù)十年如一日地以鋼鐵般的意志“鏖戰(zhàn)”在鋼鐵綠色軋制技術的第一線,在軋制關鍵共性技術等方面取得了一個個有重大意義的創(chuàng)新成果,先后主持和完成多項國家重大基礎研究規(guī)劃項目(973)、國家高技術研究發(fā)展計劃項目(863)、自然科學基金重大項目等,為我國超級鋼的開發(fā)、生產(chǎn)和應用走在世界前列作出了突出貢獻,被譽為“超級鋼之父”

  跨海大橋、艦船用鋼、高強度汽車用鋼……被譽為“工業(yè)糧食”的鋼鐵,作為重要的結構和功能材料,在國民經(jīng)濟、人民生活、國防安全等方面有著不可撼動的地位。

  然而近年來,鋼鐵產(chǎn)能嚴重過剩,鋼材價格低位徘徊,鋼鐵企業(yè)盈利狀況難言樂觀。在這一狀況下,鋼鐵企業(yè)生存困局該如何破解?鋼鐵行業(yè)又該如何實現(xiàn)從“黑色”向“綠色”的華麗轉身?

  中國工程院院士、東北大學教授王國棟以多年來努力攀登鋼鐵軋制技術高峰中積累的學術積淀和實戰(zhàn)經(jīng)驗給出了答案:化解危機的壓力是尋找新路徑和新動力的契機,創(chuàng)新是引領鋼鐵行業(yè)走出寒冬、綠色發(fā)展的第一動力,更是高碳排產(chǎn)業(yè)向低碳化發(fā)展的不二法門。

  做綠色鋼鐵的全球領跑者

  在王國棟的話語中,有一個高頻詞,那就是“領跑者”。通過設備升級和新技術開發(fā),不斷提高鋼鐵生產(chǎn)的質量和效益,實現(xiàn)綠色、低耗鋼鐵生產(chǎn),從跟跑、并行,直至讓中國成為世界綠色鋼鐵工藝的全球領跑者,這是王國棟畢生的夢想

  現(xiàn)已年過古稀的王國棟,數(shù)十年如一日地以鋼鐵般的意志“鏖戰(zhàn)”在鋼鐵綠色軋制技術的第一線,在軋制關鍵共性技術、鋼材組織和性能調控、短流程生產(chǎn)技術、軋制過程控制和自動化方面取得了一個個有重大意義的創(chuàng)新成果。這些成果中,超級鋼的開發(fā)就像一座里程碑,標注出領跑者的速度和氣魄。

  1998年,國家973計劃項目——“新一代鋼鐵材料重大基礎研究”立項,其中“鐵素體—珠光體鋼實現(xiàn)晶粒細化的基礎研究”課題落在東北大學王國棟教授科研團隊的肩上。

  與日本等國追求的晶粒極度細化不同,王國棟創(chuàng)新性地提出“晶粒適度細化和復合強化”的學術思想。思路一變天地闊,經(jīng)過近一年的實驗室研究,王國棟與他的科研團隊刻苦攻關,破解了提高材料抗拉強度、降低屈強比和在現(xiàn)有軋機上生產(chǎn)超級鋼兩個難題,采用傳統(tǒng)控軋控冷技術,研發(fā)出新一代鋼鐵材料原型鋼——超級鋼。

  隨后,他們與寶鋼集團合作,在2050熱連軋機生產(chǎn)線上實現(xiàn)了超級鋼熱軋帶鋼的工業(yè)試制和生產(chǎn)。

  在與一汽集團公司合作的過程中,應用超級鋼制作的汽車底盤承重梁等部件不僅各項指標全部滿足要求,而且每噸鋼可以降低成本200元至300元。

  這一課題連創(chuàng)國際競爭的4個第一:第一次在實驗室條件下得到了原型鋼樣品;第一次得到鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的工藝窗口;第一次在工業(yè)生產(chǎn)條件下軋制出超級鋼;第一次將超級鋼應用于汽車制造。這一研究成果被應用于寶鋼、鞍鋼、本鋼等企業(yè),已批量工業(yè)生產(chǎn)超級鋼數(shù)百萬噸,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

  在完成國家重大基礎研究項目、開發(fā)出“超級鋼”以后的10年間,王國棟和他的團隊繼續(xù)瞄準鋼鐵行業(yè)綠色化、減量化的大方向,聚焦新一代軋制控制冷卻技術這一熱軋鋼材最重要的關鍵共性技術,最大限度地挖掘鋼鐵材料的潛力,減少生產(chǎn)過程中的消耗和排放。他們針對鋼板、鋼管、型鋼、棒材和線材等不同的鋼材門類,開發(fā)出可以極均勻實現(xiàn)鋼材極限冷速的不同類型超快速冷卻系統(tǒng)。開發(fā)的先進自動控制系統(tǒng)可以與軋制線其他部分的控制系統(tǒng)無縫連接,根據(jù)不同鋼材的冷卻要求,準確控制冷卻路徑和參數(shù),實現(xiàn)鋼材產(chǎn)品組織和性能的優(yōu)化調控。這些創(chuàng)新工作為鋼材的組織性能控制和鋼材由“中低端”升級到“中高端”發(fā)揮了重要作用。

  憑借先進、精湛的新一代控軋控冷技術和良好、周到的工程服務,王國棟及其團隊在一些重大生產(chǎn)線的招標過程中,頻頻擊敗國外頂尖公司,向企業(yè)提供全套的控軋控冷工藝、裝備、自動化系統(tǒng);一些剛剛引進的國外先進生產(chǎn)線,也紛紛采用這一技術進行改造。他們還與企業(yè)一起,利用這些工藝與裝備,開發(fā)出新一代的綠色化鋼鐵材料,實現(xiàn)了鋼材品種的更新?lián)Q代。

  這些綠色化的鋼鐵產(chǎn)品,有力地支持了我國現(xiàn)代化建設。981鉆井平臺、觀音巖大型電站、新一代艦船、南海荔灣深海油氣田厚壁管線、馳騁北冰洋的高技術船舶等等,這些光彩奪目的“國之重器”,承載著國家和人民的重托,凝聚著王國棟及其團隊的心血和汗水,更是他們心中的幸福和驕傲。

  協(xié)同創(chuàng)新帶動行業(yè)振興

  創(chuàng)新注定是一條不平坦的路。王國棟堅信,只有下定“壯士斷腕”的決心,堅持協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)學研用結合,才能引領中國鋼鐵行業(yè)走出產(chǎn)品嚴重同質化、企業(yè)間惡性競爭的困境,從粗放走向集約,真正讓鋼鐵業(yè)為國民經(jīng)濟強筋健骨

  “要做第一流的科技創(chuàng)新國家隊,不僅要突破高校內部的體制機制壁壘,還要匯集行業(yè)各類創(chuàng)新要素,集中優(yōu)勢科研力量,服務國家重大戰(zhàn)略,面向企業(yè)實際需求開發(fā)行業(yè)共性關鍵技術?!闭劦接蓶|北大學牽頭的鋼鐵共性技術協(xié)同創(chuàng)新中心,擔任中心副主任的王國棟頗具戰(zhàn)略思維。

  創(chuàng)新注定是一條不平坦的路,但王國棟堅信,只有下定“壯士斷腕”的決心,堅持協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)學研用結合,才能引領中國鋼鐵行業(yè)走出產(chǎn)品嚴重同質化、企業(yè)間惡性競爭的困境,從粗放走向集約,減掉虛胖的贅肉,真正讓鋼鐵業(yè)為國民經(jīng)濟強筋健骨。

  幾十年來,王國棟不遺余力地倡導創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的對接。2014年,由東北大學、北京科技大學、中國鋼研集團、中科院金屬所等單位和寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼等冶金院所和大型鋼鐵企業(yè)共同組建的鋼鐵共性技術協(xié)同創(chuàng)新中心通過了教育部、財政部的認定。

  中心以“綠色制造、制造綠色”為鋼鐵行業(yè)綠色化轉型的發(fā)展戰(zhàn)略,不斷研發(fā)先進技術裝備,優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程,降低能源資源消耗,保護生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)綠色制造;優(yōu)化、調整產(chǎn)品結構,提高產(chǎn)品性能,開發(fā)高端鋼材,支撐國民經(jīng)濟和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的綠色化、可持續(xù)發(fā)展。這一平臺的搭建,促成了創(chuàng)新成果的涌動。

  針對鞍鋼4#和5#熱鍍鋅線鋅層厚度橫向分布不均等質量問題,中心下大力氣協(xié)助鞍鋼技術研究院改進鍍層厚度與均勻性控制技術,使鍍層厚度偏差大幅降低,鍍層均勻度有效提升。目前,這些以中低端產(chǎn)品為主的涂鍍生產(chǎn)線,已成功改造成為生產(chǎn)高質量汽車、家電用涂層產(chǎn)品的中高端產(chǎn)品生產(chǎn)線,產(chǎn)品已經(jīng)應用于奔馳、高爾夫等中高檔汽車上。

  中心在唐鋼京唐港中厚板公司率先進行了“靶向式”改造試點,預計2016年年終將可以由中低端產(chǎn)品生產(chǎn)廠跨入中高端產(chǎn)品生產(chǎn)廠,實現(xiàn)企業(yè)轉型升級。

  在王國棟看來,協(xié)同創(chuàng)新中心只要動員鋼鐵行業(yè)和相關行業(yè)產(chǎn)學研用各個方面的力量,行業(yè)協(xié)同,學科交叉,創(chuàng)新驅動,鋼鐵行業(yè)一定可以走過目前的困難,實現(xiàn)有質量、有效益、可持續(xù)、綠色化的發(fā)展。

  真做科研 做真科研

  問題是創(chuàng)新的原點,需求是創(chuàng)新的原動力?!拔覀円欢ㄒ蜒芯块_展在工程里,把我們的論文發(fā)表在產(chǎn)品上!”王國棟認為,企業(yè)的機器一年365天開轉,只要生產(chǎn),就會有問題需要解決。我們如果針對這些問題開展研究,給出答案,那研究得到的成果必然很快就轉化為生產(chǎn)力

  在王國棟的辦公室最醒目的位置,有這樣一幅條幅:真做科研,做真科研。這是他的心聲,更是他科研品格的真實寫照。

  王國棟一直認為,實踐出真知,干是硬道理。如果遠離實際,只是趴在計算機上進行自圓其說的“模擬”計算,就難以面對國家和人民對我們提出的重大需求。這種情況下,不僅產(chǎn)生不了真正的科學家,只能培養(yǎng)出一批學術界的“周老虎”。

  項目從哪里來?在王國棟看來,答案就在實踐中,在國民經(jīng)濟的主戰(zhàn)場上。他認為,企業(yè)的機器一年365天開轉,只要生產(chǎn),就會有問題需要解決。我們如果針對這些問題開展研究,給出答案,那研究得到的成果必然很快就轉化為生產(chǎn)力?!拔覀円欢ㄒ蜒芯块_展在工程里,把我們的論文發(fā)表在產(chǎn)品上!”他說。

  問題是創(chuàng)新的原點,需求是創(chuàng)新的原動力?!皩嶒炇乙冀K敏感地捕捉行業(yè)發(fā)展的前沿問題,開發(fā)一批創(chuàng)新的工藝技術,研制出一批創(chuàng)新的工藝裝備,向社會奉獻出一批引領性的鋼鐵工藝產(chǎn)品,打破國外技術壟斷,填補國家鋼鐵技術的空白?!边@就是王國棟一直倡導的“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務”一體化的系統(tǒng)創(chuàng)新機制,也是他們服務企業(yè)、不斷創(chuàng)新的法寶。

  10年前,我國經(jīng)濟大踏步發(fā)展,基本建設如火如荼,重點工程星羅棋布,需要大量高檔次的工程機械用鋼、耐磨板等高強度鋼板;艦船、潛艇的建造,也急需各種極限規(guī)格甚至超極限規(guī)格的高強鋼板。但是對這類鋼板進行熱處理的輥式淬火機,我國并不能自主制造,從國外引進價格也十分昂貴。市場上,極限規(guī)格高強板的價格飆升到數(shù)萬元,自主建造輥式淬火機已經(jīng)迫在眉睫。

  這種情況讓王國棟和他的團隊看在眼里,急在心上。“我們不但要研究工藝技術,還要研究裝備和自動化系統(tǒng)!”

  實踐出真知。王國棟和他的團隊走訪了鋼板用戶單位,了解了這些高強鋼板使用部位和性能需求,又解剖了國外引進的高強鋼板,分析了這些材料的組織和性能特點。同時,走訪鋼廠,考察引進淬火機的性能和特點,且特別注重向現(xiàn)場操作人員了解引進設備存在的問題。這些問題,恰恰就是他們攻關的目標、創(chuàng)新的原點。

  機遇總是青睞有準備的人。正在這時,太鋼臨汾中厚板廠提出建造一臺輥式淬火機,以滿足高強鋼板和高端不銹鋼板熱處理需求??紤]到進口設備的價格和質量,他們決定選擇在國內尋找自己的合作伙伴。王國棟的學生王昭東、袁國等一批30歲左右的年輕新秀來到晉中腹地,白天下現(xiàn)場調研,向企業(yè)技術人員和工人請教學習,晚上討論、整理設計與實施方案。一個多月后,當廠里的專家拿到初步方案,立刻得出結論:這些小伙子能行!

  轉眼之間,一年過去了,工程項目也進入現(xiàn)場安裝階段。這是一臺長20余米,寬近10米,高約7米的龐然大物,重量達到200余噸。整臺設備全部自動化控制,“一鍵式”完成。

  接著,他們又揮師南下,南鋼、寶鋼、新余、華菱漣鋼、酒鋼……眾多鋼廠接受了這個示范,接受了這些年輕人的作品。這批年輕人走南闖北,轉戰(zhàn)四方,自從他們登上淬火機的大舞臺,就結束了引進淬火機的歷史。這10多年來,他們的設備逐漸覆蓋了國內市場。

  制造出設備并不是結束,而是另一場戰(zhàn)斗的開始。在王國棟的帶領下,這些年輕人又根據(jù)不同材料性能要求,不斷完善成分設計和工藝制度。最終,他們掌握了從重要材料到核心技術的全流程,受制于人的歷史從此結束!

  綠色是生命的顏色,代表著希望。以創(chuàng)新助推鋼鐵從“傻大黑粗”向“綠精富強”轉變的征程中,王國棟仍然志在千里!

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