王國棟院士(右一)帶領(lǐng)科研團(tuán)隊常年在鋼鐵企業(yè)一線現(xiàn)場探討、解決問題。(資料照片)
新華社北京9月9日電(記者陳凡靖、王瑩、王鈺慧)9月9日,新華每日電訊微信公號刊發(fā)題為《“中國超級鋼之父”王國棟:核心技術(shù)買不來,必須靠智慧和雙手》的報道。
“大幅度提高傳統(tǒng)鋼鐵材料的性能,延長使用壽命,又能有效地提高鋼材的利用率和回收率,減輕了企業(yè)成本和環(huán)境壓力?!敝袊こ淘涸菏俊|北大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師王國棟團(tuán)隊開發(fā)的超級鋼,在國際上連創(chuàng)4個第一,就像一座里程碑,標(biāo)注出領(lǐng)跑者的速度和氣魄。
“我不喜歡別人叫我‘超級鋼之父’,我們需要的是腳踏實地,而不是頭頂?shù)墓猸h(huán)?!北简v的鋼花日夜飛濺,厚重的軋機轟鳴成曲,王國棟就是那個愛聽鋼鐵歌唱的人?!叭绻f還有什么遺憾,那就是人生苦短,實在是擠不出更多的時間了?!辈贿^,好在他的學(xué)生青出于藍(lán)。
結(jié)緣鋼鐵,譜一首鐵與火之歌
王國棟所在的軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室,位于東北大學(xué)東南側(cè),每天早上,78歲的他早早便會來到這里。
“我每天走路來上班,一邊走,一邊鍛煉身體,這樣既節(jié)省了運動的時間,又能保障充沛的體力來完成工作?!蓖鯂鴹澾@樣描述自己一天的開始。
熟悉王國棟的人都知道,他太忙了。翻開他的日歷,每年約有一半的時間奔波于下企業(yè)解決技術(shù)問題、推動鋼鐵智能化生產(chǎn)技術(shù)體系在鋼廠落地……
“我去鋼廠有‘癮’。到了鋼廠,就有一種回家的感覺?!蓖鯂鴹澱f,他對鋼鐵的情結(jié)是熔鑄在骨子里的。
1950年,8歲的王國棟隨父母來到鞍山。那時,如火如荼的建設(shè)工地、捷報頻傳的鋼廠建設(shè)項目,還有那頂天立地的鋼鐵工人,是“鋼都”生活的主旋律。
鞍鋼的大型無縫七高爐是他幼小心靈中一座座巍峨的殿堂。
20世紀(jì)50年代,鞍鋼出了三位享譽全國的勞動模范——孟泰、王崇倫、張明山,他們是風(fēng)靡全國的技術(shù)革新代表人物。“我就是聽著他們的事跡長大的,是他們的‘粉絲’?!蓖鯂鴹澱f。
“別人都說鋼鐵車間太吵,但是我覺得那是鋼鐵在歌唱,仔細(xì)聽是可以聽出韻律的。”在他看來,巨大與細(xì)微、粗獷與精密,就像高音和低音一樣,有機統(tǒng)一在鋼材的軋制過程中。
鋼鐵廠熱氣蒸騰的生產(chǎn)車間,熱火朝天的勞動場景,深深鐫刻在了王國棟的記憶里,大學(xué)填報東北大學(xué)(當(dāng)時校名為東北工學(xué)院)鋼鐵冶金系鋼鐵壓力加工專業(yè),也就成了順理成章的事情。
在東北大學(xué)老一輩學(xué)者的引路下,王國棟真正走進(jìn)了鋼鐵冶金的知識殿堂,徜徉在浩瀚的鋼鐵知識中,他對世界鋼鐵的發(fā)展歷程有了更深入的了解。
“畢業(yè)后我來到鞍鋼實習(xí),這讓我看到,鋼鐵行業(yè)有宣傳畫上意氣風(fēng)發(fā)的宏偉場面,也有現(xiàn)實中的艱苦、單調(diào)甚至危險?!蓖鯂鴹澱f,實習(xí)讓他對鋼鐵有了更深層次的認(rèn)識,看似千篇一律的鋼鐵軋制過程,若稍加控制,材料的性能就會千差萬別。
進(jìn)行一次淬火,重塑一個自我。1968—1978年,王國棟在鞍鋼小型廠度過了破繭成蝶的青春歲月。
回憶起在鞍鋼的那段歲月,王國棟笑著說:“當(dāng)時的小型廠主要生產(chǎn)螺紋鋼,生產(chǎn)條件最艱苦、勞動強度最大、危險性最高,在整個鋼鐵行業(yè)里被稱為‘閻王殿’。我剛?cè)サ臅r候,從車間做起,和師傅們一樣夾鉗、換輥……那是我成長脫胎換骨的十年?!?/span>
盡管王國棟剛到生產(chǎn)一線的時候并沒有技術(shù)革新的任務(wù),但他把問題看在眼里,記在心上,很快便找到了努力的方向。
當(dāng)時,工廠生產(chǎn)解放汽車和黃河汽車前橋的毛坯,是周期斷面鋼材。由于沒有喂入裝置,軋件不能在要求的時刻從周期開始點咬入軋輥,造成頭尾部形成兩段不完整的周期,成材率最多不過75%,原料浪費極大。
為了解決這個問題,王國棟主動請纓,連續(xù)筆譯了多部俄文專著,與3位實踐經(jīng)驗豐富的老工人組成技術(shù)革新組進(jìn)行攻關(guān)。
“我都記不清失敗了多少回,反正就是在車間沒日沒夜地干,畫的草圖都有好幾本,總算設(shè)計制造出了一套用在軋機上的連鎖裝置和夾持裝置,實現(xiàn)了軋件裝置與軋機傳動系統(tǒng)的聯(lián)動,可以將周期中間喂入鋼材改為周期開啟時喂入,保證了成材率?!闭f起這一段,王國棟眉飛色舞。
這一工藝上的革新,使周期斷面鋼材的軋制取得突破性的進(jìn)步,也被譽為鞍鋼“企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)干部、技術(shù)人員、工人三結(jié)合”的重大成果。
“這十年的歷練,讓我可以像鋼廠老工人一樣,如數(shù)家珍地把我們的1150mm初軋機等介紹給親戚朋友們,告訴他們那些巨大的鋼錠怎樣變成鋼坯,又怎樣變成一根根鋼軌,一根實心的鋼棒怎樣在穿孔機里變成無縫鋼管?!倍嗄旰螅貞浧鹉羌で槿紵氖?,王國棟依舊深情不減,充滿眷戀。
1978年,中國迎來了改革開放,更迎來了“科學(xué)的春天”。十年扎根一線,讓王國棟對中國鋼鐵有了更深刻的認(rèn)識,也被中國鋼鐵工人的“工匠精神”深深震撼。
“我國的鋼鐵工業(yè)還很落后,我有責(zé)任為祖國鋼鐵工業(yè)的崛起貢獻(xiàn)自己微薄的力量?!蓖鯂鴹澰?978年考取了北京鋼鐵研究總院壓力加工專業(yè)的碩士研究生,畢業(yè)后,他回到了闊別多年的母?!獤|北大學(xué)任教,并在這里盡獻(xiàn)芳華。
自力更生,國之重器不能受制于人
鋼鐵,作為工業(yè)之糧食,大國之筋骨,其戰(zhàn)略地位不言而喻。
但20世紀(jì)八九十年代,我國的鋼鐵工業(yè)發(fā)展與世界領(lǐng)先水平仍有不小的差距,汽車用鋼、橋梁鋼、高層建筑用鋼、工程機械用鋼及航母等大國重器用的高端鋼材,仍受制于人。
“核心技術(shù)是買不來的,必須靠著自己的智慧和雙手去拼出一個新天地。”與鋼鐵打了一輩子交道的王國棟,深知打破鋼鐵材料瓶頸,國之重器才能不受制于人。
1998年,在國家“973”項目的支持下,王國棟和他的團(tuán)隊開始了“軋制過程中實現(xiàn)晶粒細(xì)化的基礎(chǔ)研究”課題。
當(dāng)時,日本、韓國已經(jīng)相繼啟動了面向21世紀(jì)的結(jié)構(gòu)材料研究計劃,目標(biāo)就是在成分基本不變的前提下將現(xiàn)有鋼材的強度和壽命提高一倍,他們主要的研究目標(biāo)是探究晶粒細(xì)化的極限。
王國棟介紹說,通過多年的一線經(jīng)驗與實驗結(jié)果,他和團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),細(xì)化晶粒對抗拉強度的作用不十分明顯。且在當(dāng)時的工業(yè)條件下,加工制造難度極大。
“我們決定不盲目追隨日韓的潮流,而是定位在現(xiàn)有工業(yè)條件下能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo),創(chuàng)新性地提出了晶粒適度細(xì)化的概念。”王國棟介紹說。
思路一變天地闊。研究有了新的頭緒后,王國棟和課題組成員開始了長期“駐扎”寶鋼的生活,晝夜奮戰(zhàn),與寶鋼集團(tuán)無縫銜接。
那段日子里,王國棟帶領(lǐng)他的團(tuán)隊,穿梭于實驗室和寶鋼之間,在實驗室是實驗、分析、計算,在現(xiàn)場則是調(diào)研、召開座談會,舉行學(xué)術(shù)討論,制訂實驗方案。
“我有一個經(jīng)驗,當(dāng)我們吃不下飯、睡不著覺的時候,我們的科研成果就快要出來了!那個時候就是這種狀態(tài)?!被貞浧鹉嵌螝q月,王國棟說,他并不覺得苦,因為隱約已見隧道前端的光亮。
1999年9月,無數(shù)次實驗后,在寶鋼2050熱連軋機——當(dāng)時我國最先進(jìn)的一套“寶貝”軋機上進(jìn)行了SS400鋼細(xì)化晶粒的第一次現(xiàn)場軋制實驗,這是世界上第一次用工業(yè)化的軋機軋制超級鋼的實驗。
當(dāng)板卷通過轟鳴的軋機和冷卻系統(tǒng),最后在卷取機上成卷時,課題組的同志和現(xiàn)場的工程技術(shù)人員擁抱在一起,流出了喜悅的淚水。他們知道,“超級鋼”誕生了!
這一課題的研究成果,被應(yīng)用于寶鋼、鞍鋼、本鋼等企業(yè),批量工業(yè)生產(chǎn)超級鋼數(shù)百萬噸,并連創(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(yīng)用于汽車制造。
2005年3月28日,王國棟終生難忘。這一天,他作為國家科技進(jìn)步獎一等獎的獲得者,在人民大會堂受到了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的親切接見。
超級鋼的應(yīng)用,不僅每年至少為國家節(jié)省數(shù)億元的開支,而且非常有效地降低了資源消耗,減輕了環(huán)境壓力,對于國民經(jīng)濟全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
但每當(dāng)談起“超級鋼”,王國棟總是說,這只是材料革命浪潮里的一朵漣漪。把這一頁翻過去吧,往前看,那才是波濤洶涌的大海。
勇闖新路,矢志追求行業(yè)領(lǐng)跑
創(chuàng)新不停步,奮斗無止境。
讓中國從跟跑、并行直至成為世界鋼鐵科技的領(lǐng)跑者,是王國棟矢志不渝的奮斗目標(biāo)。
在開發(fā)出“超級鋼”后,王國棟和他的團(tuán)隊聚焦“新一代軋制控制冷卻技術(shù)”,這一熱軋鋼材最重要的關(guān)鍵共性技術(shù),能最大限度地挖掘鋼鐵材料的潛力,服務(wù)國家需要。
20世紀(jì)七八十年代,以水代替合金提高鋼材性能的加速冷卻技術(shù)在日本、歐洲取得重大突破。我國也十分關(guān)注這一領(lǐng)域,在熱連軋、中厚板等生產(chǎn)領(lǐng)域大量引進(jìn)。
可惜的是,我們一直處于跟跑地位。2004年,日本、歐洲又開發(fā)出熱軋鋼板超快速冷卻技術(shù),但該技術(shù)嚴(yán)格保密,不轉(zhuǎn)讓、不出售。
“我們自己開發(fā),走自己的路?!蓖鯂鴹澓退膱F(tuán)隊下定決心,兵分兩路:一路以擅長裝備研發(fā)的王昭東、袁國等年輕人帶頭,根據(jù)已有團(tuán)隊研發(fā)成功的鋼板淬火機的原理,進(jìn)行控制冷卻系統(tǒng)硬件的研發(fā);一路則由擅長組織、性能調(diào)控的劉振宇等牽頭,開發(fā)熱軋過程組織性能預(yù)測技術(shù),建立我國自己鋼材組織控制的軟件“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”。
人間萬事出艱辛。
南鋼的生產(chǎn)線上,有一幕特別令人振奮:印刻著“RALNEU ”(東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室縮寫)標(biāo)識的超快冷裝置和西馬克集團(tuán)生產(chǎn)的預(yù)矯直機一前一后地矗立在生產(chǎn)車間,仿佛在昭示著自主研發(fā)的國產(chǎn)裝備與進(jìn)口裝備“硬核”過招的戰(zhàn)績。
印度鋼鐵公司到南鋼考察,為東大設(shè)備創(chuàng)造的效益所震撼,并立即聯(lián)系實驗室,希望幫助其改造生產(chǎn)線,實現(xiàn)綠色減量化生產(chǎn)。
提起做項目的日子,王國棟的學(xué)生袁國滿是感慨:“南鋼輥式淬火機項目進(jìn)展的關(guān)鍵時期,項目組三天兩夜只吃兩頓飯。”
“經(jīng)過幾百年的努力,鋼鐵生產(chǎn)中的難題大部分已經(jīng)解決了。要想領(lǐng)先,就得敢于啃剩下為數(shù)不多的‘硬骨頭’?!被貞涍@一段從跟跑到并行、再到領(lǐng)跑的發(fā)展歷程,王國棟不無感觸地說。
咬定領(lǐng)跑不放松,王國棟率領(lǐng)團(tuán)隊和東北大學(xué)“冶金工業(yè)流程學(xué)科群”在工藝綠色化、裝備智能化、產(chǎn)品高質(zhì)化等方面持續(xù)開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新,在熱處理技術(shù)和裝備、鋼鐵智能制造等前沿領(lǐng)域逐漸進(jìn)入“領(lǐng)跑”行列。
近年來,王國棟滿腔熱忱推動協(xié)同創(chuàng)新,結(jié)合鋼鐵行業(yè)工序復(fù)雜、涉及學(xué)科專業(yè)及行業(yè)眾多等特點,組織覆蓋“采礦-選礦-煉鐵-煉鋼”的全流程協(xié)同攻關(guān)。學(xué)科交叉,讓團(tuán)隊如虎添翼,更快更好地服務(wù)國家重大需求。
協(xié)同創(chuàng)新中心的成果,還為非洲人民帶來福音。難選鐵礦石研究方向的韓躍新教授團(tuán)隊,破解了貧雜鐵礦石資源化利用的世界性選礦難題,“吃干榨盡貧礦資源”,增加了國產(chǎn)鐵精礦產(chǎn)量,保障了我國鐵礦資源的安全供給,先進(jìn)的技術(shù)走向非洲,將塞拉利昂等國的“貧礦”變成“富礦”。
2019年底,在他的積極推動下,由河鋼集團(tuán)、華為集團(tuán)、東北大學(xué)聯(lián)合成立了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能鋼鐵智能制造聯(lián)合創(chuàng)新中心”,與時俱進(jìn)運用“5G+”技術(shù)等賦予行業(yè)發(fā)展新動能。
綠色化的鋼鐵產(chǎn)品,有力地強健了大國“筋骨”。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(shù)船舶、“華龍一號”三代核電技術(shù)全球首堆示范項目……這些光彩奪目的“國之重器”,承載著國家和人民的重托,凝聚著王國棟和團(tuán)隊的心血和汗水,更是他們心中無上的幸福和驕傲。
“我國的鋼鐵工業(yè)要從并跑到領(lǐng)跑,必須做好原創(chuàng)性、前沿性、顛覆性的研究,在從0到1的研究上下真功夫,搶下被‘卡脖子’的技術(shù)山頭,做到人無我有、人有我精、人精我強。”
王國棟說,做項目是一件苦差事,但更是展示自己、提高水平的平臺,其中樂趣無窮。
桃李芬芳,和年輕人一起尋找未來
盛夏時節(jié)的東北大學(xué),綠樹葳蕤,王國棟像往常一樣來到單位參加項目研討。沒有人知道,他剛剛做完腎結(jié)石的手術(shù)。
“如果說自己還有什么遺憾的話,就是感覺現(xiàn)在時間不夠用,很多引領(lǐng)鋼鐵綠色發(fā)展的新技術(shù)還沒有在國內(nèi)得到推廣,而自己卻年事漸高,身體不如從前?!闭f到這里,王國棟目光低垂。
“但是我很開心,我的學(xué)生更加優(yōu)秀?!蓖鯂鴹澴钕矚g談的話題是學(xué)生。他帶出的100多名碩士、博士研究生,都活躍在院校和企業(yè)里,為國家的鋼鐵行業(yè)發(fā)光發(fā)熱,這是最令他欣慰的。畢竟,未來要看年輕人的。
桃李不言,下自成蹊。
劉振宇是王國棟團(tuán)隊的中生代力量。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊與寶鋼梅山公司、鞍鋼等企業(yè)合作,讓大數(shù)據(jù)握手大生產(chǎn),開發(fā)出綠色鋼鐵智能化制造技術(shù),有效解決了當(dāng)前鋼鐵企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)和用戶個性化需求之間的矛盾。
“王老師既是我讀博期間的導(dǎo)師,也是我們專業(yè)基礎(chǔ)課老師。當(dāng)時的研究生很少,系里只有我們兩位同學(xué)。我記得,王老師在講張量分析時,給我們兩人準(zhǔn)備了厚厚的一本教案,每次講課都在黑板前認(rèn)真板書和推導(dǎo)?!眲⒄裼钌钋榈鼗貞浿?dāng)年種種。
除了“實踐出真知”的工作作風(fēng),王國棟對鋼鐵的熱愛、鋼鐵報國的赤子情懷也對學(xué)生產(chǎn)生著潛移默化的影響。
袁國是東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點實驗室主任。還在研究生期間,他就參加了王國棟實驗室的大型研究項目。無論是淬火機的從無到有,還是中厚板、熱連軋、無縫鋼管超快冷技術(shù)從0到1,山重水復(fù)、關(guān)關(guān)難過的“硬骨頭”項目,決定“生死”的關(guān)鍵時刻,都有王國棟院士帶著袁國等年輕的“戰(zhàn)友”們拼搏的身影。
“鋼鐵材料是很可愛的,你們只有愛上它才能駕馭它?!痹瑖硎荆@句話是老師對鋼鐵的態(tài)度,也是對學(xué)生們的諄諄教誨。
“我‘年輕的戰(zhàn)友’都很優(yōu)秀,正在成長為參天大樹,他們是我的開心果?!蓖鯂鴹澱f,有了這樣為國家鋼鐵事業(yè)奮戰(zhàn)的年青一代,他深感欣慰。
在一次汽車用鋼研討會上,一位年輕人進(jìn)入了王國棟的視野。雖然年輕,但是談吐穩(wěn)健,見解獨到。王國棟后來知道,這個年輕人叫易紅亮,畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué),是英國皇家工程院院士、劍橋大學(xué)教授Herry Bahdeshia的學(xué)生。在韓國拿到博士學(xué)位后,他回到了山東萊鋼工作。
同聲相應(yīng),同氣相求。幾次長談后,易紅亮毅然決定加入王國棟團(tuán)隊:“在王老師這里,可以做自己想做的事,最重要的是,能實現(xiàn)自己的價值?!?/span>
2017年,易紅亮帶領(lǐng)團(tuán)隊在全球率先研發(fā)出了抗拉強度超過2GPa的超高強韌熱沖壓成型鋼新鋼種,該鋼種在本鋼實現(xiàn)了工業(yè)化量產(chǎn);2019年,他在汽車鋼鋁硅鍍層強韌化領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從紙上到車上的突破,這項引領(lǐng)性技術(shù),產(chǎn)業(yè)化后將在全球生產(chǎn)超過300萬噸,對世界汽車工業(yè)輕量化發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
王國棟認(rèn)為,興趣是學(xué)生研究世界的基礎(chǔ)原動力,但是,無論什么工作,只要深入進(jìn)去,都可以看到紛繁多彩的世界,體驗無窮奧妙。
如今,王國棟的學(xué)生們和實驗室的青年教師們圍繞國家戰(zhàn)略重點和企業(yè)實際需求,參與項目港珠澳大橋、西電東送輸電鐵塔、大型潛艇……創(chuàng)新成果寫在國家重大需求和國民經(jīng)濟的方方面面。
王國棟,這位鋼廠車間里走出來的中國工程院院士,這位推動了中國鋼鐵由“傻大黑粗”向“綠富精強”轉(zhuǎn)變的鋼鐵“戰(zhàn)士”,正和他的團(tuán)隊一起,淬煉著愛國筋骨,書寫著鋼鐵人生,乘風(fēng)破浪,一路向前。
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