把科研論文寫在產線上
——記“全國工人先鋒號”獲得者、河鋼集團鋼研總院中試試驗研究所

文／本刊記者 蔣 寒 通訊員 魏清源

走進河鋼集團鋼研總院中試試驗研究所，50公斤真空感應爐、550毫米熱軋機組、帶鋼模擬退火機……，從煉鋼試驗系統、軋鋼試驗系統到深加工試驗系統，一應俱全，讓人仿佛走進一家“微型”鋼鐵廠。這里不但每套裝備都是世界先進的配置標準，在36人的團隊中，碩士、博士學歷員工占81%，平均年齡33歲。一股強勁的創新活力撲面而來。

中試試驗是科技成果向現實生產力轉化的關鍵環節。近年來，研究所緊緊圍繞鋼鐵材料新產品、新工藝研發等項目開展研究工作，為新技術的推廣應用和新產品的產業化提供冶煉、軋制、深加工、理化檢測等系列中試試驗技術支撐，培養出以京津冀職工職業技能大賽化學檢驗工冠軍劉潔為代表的一批高技能人才，有力地促進了企業產品升級、結構調整，將科研論文寫在鋼鐵生產線上。

產線成果落地的“加速器”

見到王學慧時，他剛剛結束了持續一個多月的鋅鋁鎂鍍層中試試驗，正在研究新型鍍層的中試試驗。

王學慧，河北理工大學碩士、中試試驗研究所軋鋼組組長。“鋼材鍍層，主要目的是防腐，提高使用壽命。但國際上在鍍層方面已經擁有了相當全專利，這次為子公司鋅鋁鎂鍍層進行中試試驗，就是摸索鍍層最佳的成分比例和最優的生產工藝，生產出最優產品。”王學慧說，鋅鋁鎂鍍層中試已經成功，很快就將在產線落地推廣，這將形成河鋼專有技術，提高產品競爭力。

從最初面對高精尖裝備的內心忐忑，到如今獨擋一面，背后是王學慧們持續不斷學習實踐和艱苦的耐心付出。“軋鋼工藝摸索很復雜，結果卻很簡單。從開軋、中軋到冷卻，需要軋制幾道次、每道次工藝參數怎么分配，才能實現產品最優，表面看起來不過簡單幾個數字，但摸索這些數字卻很難。”河鋼鋼研總院院長助理、中試試驗研究所所長翟永臻說，做中試試驗，需要拿出幾倍于平常的細心與耐心，由于個別軋鋼試樣所需的升溫、降溫速度緩慢，往往一次試驗需要花費十余個小時。

讓翟永臻自豪的是，在河鋼唐鋼高強汽車板項目建設過程中，研究院與項目合作方西門子奧鋼聯的專家，連續組織中試試驗一個多月，近200組試驗數據全部滿足外方嚴苛的要求。“那次中試試驗很關鍵，一旦試驗失敗，就得按照外方要求在高強汽車板項目中加建中試模擬平臺，相當于節省了3000多萬元的投入。”

僅2017年，研究所就為河鋼科技創新提供1萬多組試驗檢測數據，全年各種產品檢測試樣多達1.1萬塊，僅試樣加工一項，過去3人干的工作，現在增加至7人都忙不過來。

近年來，研究所通過熱軋高精度控軋控冷、冷軋超薄軋制、退火的精準模擬、鍍鋅的全方位參數模擬試驗方法的優化，解決了7大系列100多個品種的高強汽車板生產中存在的質量穩定性難以保證、產品研發周期較長、現場生產工藝窗口控制難度大等主要問題，有力推動了科技成果在產線的轉化落地，年創效達3000余萬元。

優秀技術人才培養的“創新平臺”

2014年以來，河鋼堅定走產品高端路線，對產品質量提出了更高要求。為實現將彈簧鋼中硼含量穩定在5個PPM（指百萬分比濃度）以下，一項對煉鋼原輔料中的微量元素進行檢測的研究課題交給了研究所。

劉潔，北京理工大學碩士，研究所理化檢測中心化學組組長。“對煉鋼原輔料中的微量元素進行檢測，最大的挑戰，就是國家和行業沒有檢測方法。”劉潔說，煉鋼原輔料中的硼含量在百萬分之一、少得只有一點痕跡，一般的檢測手段根本檢測不出來。

研究歷時一年多，在硅鐵溶解方法實驗中，光溶劑就嘗試了幾十種，一次溶解花費20多個小時；實驗對環境要求嚴格，每天都對實驗室做點檢，保持溫度、濕度恒定。

劉潔和同事們采用一系列方法，對10多種煉鋼原輔料做了1000多次微量元素試驗，在國家沒有標準的情況下，自主開發了鉬鐵、硅鐵、中包干式自流料、吸渣劑等多種煉鋼原輔料中微量硼、鈦、鋁等元素檢測方法，為煉鋼成分穩定控制提供了數據支撐。

汽車用鋼實現“整車造”，是河鋼產品升級的一大亮點。汽車板認證需要提供數據支持。近年來，研究所理化檢測中心副主任安治國博士的一大部分精力放到了“汽車板成型極限”實驗上。

“在認證中，廠家需要將汽車板沖壓做成模具來測試性能，這需要我們提供汽車板的成形極限圖，在多大的范圍內可以進行所有工藝的安全測試，超過多大范圍就會導致成形破裂，我們就是要把這個安全范圍摸索出來。”安治國說，每組數據需要實驗一周，重復做3次，才能得到可信的數據。現在，他們已經完成50多組實驗，并按照鋼種、規格、系列，豐富了集團汽車板成型數據庫。

高端產品需要耐疲勞指標。北京科技大學碩士、研究所理化檢測中心物理組組長孫曉冉，在現有的疲勞試驗機上，自主設計制作、拓展高溫疲勞、腐蝕疲勞等環境疲勞時試驗功能，滿足了產品升級的實驗需求。

“這些學生從走出校門，像白紙一樣面對高端中試裝備，到如今能夠獨擋一面，付出了很多，更收獲了自信和成長。”河鋼鋼研總院院長李建新說。近三年內，研究所獲得河北冶金科學技術獎9項；有4人入選河北省“三三三人才工程”，2人入選“河北省青年拔尖人才”支持計劃。劉潔奪得第二屆京津冀職工職業技能大賽化學檢驗工冠軍。

服務社會創新發展的“公共資源”

隨著研究所在行業影響力的提升，吸引了社會上眾多知名企業和高校慕名前來進行相關實驗研究。

今年以來，材料復合板中試試驗在研究院頻繁進行，復合板顧名思義，指將不同材料整合在一起的新材料，能夠綜合不同材料的優點，發揮出每種材料的最大優點，還能節省材料、低碳環保。

“現在很多高校都在開展復合板材料研究，這也是未來金屬材料的發展趨勢之一。”研究院技術人員郭維超說，每次做復合板中試試驗，都意味著一次全新挑戰，“不同材料的變形抗力不一樣，導致軋制延伸率也不一樣，就好比把大餅和饅頭整合在一起，大餅硬，變形小，而饅頭軟，變形大，通過擠壓的方法結合到一起是非常難的，這也是試驗的一大難點。”

做復合板試驗離不開鍍鋅模擬試驗機，這也是研究院敢于承接此類業務的底氣之一。這臺設備不僅技術改造最多，也是國內同類型設備中試驗能力發揮最好的設備之一，已經為武鋼、華中科技、上海大學、東北大學、北京鋼研等眾多單位完成大量實驗。

如今，研究院利用中試設備改造、升級和技術優化、創新，形成了“多功能煉鋼模擬試驗平臺”、“新型軋制模擬試驗平臺”、“超強熱處理模擬試驗平臺”、“均質化凝固試驗平臺”、“多功能金屬成型模擬實驗平臺”、“理化檢測分析平臺”等6大科研試驗系統，為高端鋼鐵材料的研究奠定了堅實基礎。理化實驗室2015年10月順利通過CNAS國家實驗室資質認定專家組評審。

憑借著一流裝備和一流團隊，研究所積極發展產學研用合作，實現了國內外高校、科研機構和企業委托的中試試驗任務倍增，外部業務量占1/3。目前，有80余家固定客戶遍布全國。出色完成了昆士蘭大學利用晶粒細化劑冶煉大厚度超細晶海洋工程用鋼、烏克蘭巴頓電焊研究所委托的特種焊材、國內某著名鋼鐵標準樣品提供商的超低合金元素的標樣鋼等高難度冶煉任務，贏得國內外客戶高度認可。

河鋼鋼研總院中試試驗研究所獲“河北省工人先鋒號”榮譽，2018年獲得“全國工人先鋒號”榮譽稱號。