他带领团队成功研发超级钢,在国际上连

“超级钢”,能够大幅度提高传统钢铁材料的性能,延长使用寿命,又能有效地提高钢材的利用率和回收率,减轻了企业成本和环境压力。那么,我国的超级钢是如何研发出来的呢?请读本文。

王国栋,年出生,辽宁大连人,中国工程院院士、东北大学教授、博士生导师。他带领团队研发的超级钢,能够大幅度提高传统钢铁材料的性能,延长使用寿命,又能有效地提高钢材的利用率和回收率,减轻了企业成本和环境压力。

王国栋院士

结缘钢铁

年,8岁的王国栋随父母来到鞍山。当时,鞍山最著名的企业当属鞍钢,涌现了孟泰、王崇伦、张明山等三位享誉全国的劳动模范。王国栋是听着他们的先进事迹长大的。

因此,他在大学填报志愿时,报考了东北大学(当时校名为东北工学院)钢铁冶金系钢铁压力加工专业。

在东北大学老一辈学者的引路下,王国栋真正走进了钢铁冶金的知识殿堂,徜徉在浩瀚的钢铁知识中,他对世界钢铁的发展历程有了更深入的了解。

大学毕业后,王国栋在鞍钢小型厂参加工作。该厂主要生产螺纹钢,生产条件最艰苦、劳动强度最大、危险性最高,在整个钢铁行业里被称为“阎王殿”。在这种严酷的环境下,王国栋从车间做起,和师傅们一样夹钳、换辊……一干就是十年。

尽管王国栋刚到生产一线的时候并没有技术革新的任务,但他把问题看在眼里,记在心上,很快便找到了努力的方向。

当时,工厂生产解放汽车和黄河汽车前桥的毛坯,是周期断面钢材。由于没有喂入装置,轧件不能在要求的时刻从周期开始点咬入轧辊,造成头尾部形成两段不完整的周期,成材率最多不过75%,原料浪费极大。

为了解决这个问题,王国栋主动请缨,连续笔译了多部俄文专著,与3位实践经验丰富的老工人组成技术革新组进行攻关。

经过多次尝试,他们设计制造出了一套用在轧机上的连锁装置和夹持装置,实现了轧件装置与轧机传动系统的联动,可以将周期中间喂入钢材改为周期开启时喂入,保证了成材率。

这一工艺上的革新,使周期断面钢材的轧制取得突破性的进步,也被誉为鞍钢“企业领导干部、技术人员、工人三结合”的重大成果。

年,中国迎来了改革开放,更迎来了“科学的春天”。十年扎根一线,让王国栋对中国钢铁有了更深刻的认识:“我国的钢铁工业还很落后,我有责任为祖国钢铁工业的崛起贡献自己微薄的力量。”

于是,王国栋考取了北京钢铁研究总院压力加工专业的硕士研究生,毕业后,他回到了阔别多年的母校——东北大学任教,并在这里尽献芳华。

自力更生

年,在国家“”项目的支持下,王国栋和他的团队开始了“轧制过程中实现晶粒细化的基础研究”课题。

当时,日本、韩国已经相继启动了面向21世纪的结构材料研究计划,目标就是在成分基本不变的前提下将现有钢材的强度和寿命提高一倍,他们主要的研究目标是探究晶粒细化的极限。

通过多年的一线经验与实验结果,王国栋和团队发现,细化晶粒对抗拉强度的作用不十分明显。且在当时的工业条件下,加工制造难度极大。于是,他们创新性地提出了晶粒适度细化的概念。

思路一变天地阔。研究有了新的头绪后,王国栋带领他的团队长期“驻扎”宝钢,不停地穿梭于实验室和宝钢之间,在实验室是实验、分析、计算,在现场则是调研、召开座谈会,举行学术讨论,制订实验方案。

王国栋(右一)带领科研团队深入钢铁企业

年9月,无数次实验后,在宝钢热连轧机——当时我国最先进的一套“宝贝”轧机上进行了SS钢细化晶粒的第一次现场轧制实验,这是世界上第一次用工业化的轧机轧制超级钢的实验。

当板卷通过轰鸣的轧机和冷却系统,最后在卷取机上成卷时,课题组的同志和现场的工程技术人员拥抱在一起,流出了喜悦的泪水。他们知道,“超级钢”诞生了!

这一课题的研究成果,被应用于宝钢、鞍钢、本钢等企业,批量工业生产超级钢数百万吨,并连创国际竞争的4个第一:第一次在实验室条件下得到了原型钢样品;第一次得到钢铁工业生产的工艺窗口;第一次在工业生产条件下轧制出超级钢;第一次将超级钢应用于汽车制造。

年3月28日,王国栋荣获国家科技进步奖一等奖。超级钢的应用,不仅每年至少为国家节省数亿元的开支,而且非常有效地降低了资源消耗,减轻了环境压力,对于国民经济全面、协调、可持续发展具有重要意义。

但每当谈起“超级钢”,王国栋总是说,这只是材料革命浪潮里的一朵涟漪。把这一页翻过去吧,往前看,那才是波涛汹涌的大海。

勇闯新路

创新不停步,奋斗无止境。

让中国从跟跑、并行直至成为世界钢铁科技的领跑者,是王国栋矢志不渝的奋斗目标。

年,日本、欧洲开发出热轧钢板超快速冷却技术,但该技术严格保密,不转让、不出售。

“我们自己开发,走自己的路。”王国栋和他的团队下定决心,兵分两路:一路以擅长装备研发的王昭东、袁国等年轻人带头,根据已有团队研发成功的钢板淬火机的原理,进行控制冷却系统硬件的研发;一路则由擅长组织、性能调控的刘振宇等牵头,开发热轧过程组织性能预测技术,建立我国自己钢材组织控制的软件“北斗导航系统”。最终,两路人马顺利攻克难关,并在先进技术成功应用在了南钢的生产线上。

王国栋院士(右二)和科研团队探讨技术

近年来,王国栋满腔热忱推动协同创新,结合钢铁行业工序复杂、涉及学科专业及行业众多等特点,组织覆盖“采矿-选矿-炼铁-炼钢”的全流程协同攻关。学科交叉,让团队如虎添翼,更快更好地服务国家重大需求。

一路走来,王国栋充分认识到:“我国的钢铁工业要从并跑到领跑,必须做好原创性、前沿性、颠覆性的研究,在从0到1的研究上下真功夫,抢下被‘卡脖子’的技术山头,做到人无我有、人有我精、人精我强。”




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