● 陳凡靖
“大幅度提高傳統鋼鐵材料的性能,延長使用壽命,又能有效地提高鋼材的利用率和回收率,減輕了企業成本和環境壓力?!敝袊こ淘涸菏?、東北大學教授、博士生導師王國棟團隊研發的“超級鋼”,在國際上連創4個第一,就像一座里程碑,標注出領跑者的速度和氣魄。
“我不喜歡別人叫我‘超級鋼之父’,我們需要的是腳踏實地,而不是頭頂的光環?!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。
王國棟所在的軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室,位于東北大學東南側,每天早上,80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,既節省了運動的時間,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忙于給企業解決技術問題、推動鋼鐵智能化生產技術體系在鋼廠落地……
“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,如火如荼的建設工地、捷報頻傳的鋼廠建設項目,還有那頂天立地的鋼鐵工人,是“鋼都”生活的主旋律。
20世紀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,他們是風靡全國的技術革新代表人物。“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,仔細聽是可以聽出韻律的?!痹谒磥?,巨大與細微、粗獷與精密,就像高音和低音一樣,有機統一在鋼材的軋制過程中。
鋼鐵廠熱氣蒸騰的生產車間,熱火朝天的勞動場景,深深鐫刻在了王國棟的記憶里,大學填報東北大學(當時校名為東北工學院)鋼鐵冶金系鋼鐵壓力加工專業,也就成了順理成章的事情。
在東北大學老一輩學者的引路下,王國棟真正走進了鋼鐵冶金的知識殿堂,對世界鋼鐵的發展歷程有了更深入的了解。
1968年到1978年,十年的時間里,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:“當時的小型廠主要生產螺紋鋼,生產條件最艱苦、勞動強度最大、危險性最高,在整個鋼鐵行業里被稱為‘閻王殿’。我剛去的時候,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?!?/p>
盡管王國棟剛到生產一線的時候并沒有技術革新的任務,但他把問題看在眼里,記在心上,很快便找到了努力的方向。
當時,工廠生產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,連續筆譯了多部俄文專著,與3位實踐經驗豐富的老工人組成技術革新組進行攻關。


“這十年的歷練,讓我可以像鋼廠老工人一樣,如數家珍地把我們的1150毫米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?,回憶起那激情燃燒的十年,王國棟依舊深情不減,充滿無限眷戀。
1978年,中國迎來了改革開放,更迎來了“科學的春天”。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。
“我國的鋼鐵工業還很落后,我有責任為祖國鋼鐵工業的崛起貢獻自己微薄的力量?!蓖鯂鴹澰?978年考取了北京鋼鐵研究總院壓力加工專業的碩士研究生,畢業后,他回到了闊別多年的母校——東北大學任教,并在這里盡獻芳華。
鋼鐵,作為工業之糧食,大國之筋骨,其戰略地位不言而喻。
但20世紀八九十年代,我國的鋼鐵工業發展與世界領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?!迸c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,王國棟和團隊開始了“軋制過程中實現晶粒細化的基礎研究”課題。
當時,日本、韓國已經相繼啟動了面向21世紀的結構材料研究計劃,目標就是在成分基本不變的前提下將現有鋼材的強度和壽命提高一倍,他們主要的研究目標是探究晶粒細化的極限。
王國棟介紹說,通過多年的一線經驗與實驗結果,他和團隊發現,細化晶粒對抗拉強度的作用不十分明顯。且在當時的工業條件下,加工制造難度極大。
“我們決定不盲目追隨日韓的潮流,而是定位在現有工業條件下能夠實現的目標,創新性地提出了晶粒適度細化的概念?!蓖鯂鴹澱f。
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,與寶鋼集團無縫銜接。
那段日子里,王國棟帶領團隊不停地穿梭于實驗室和寶鋼之間,在實驗室是實驗、分析、計算,在現場則是調研、召開座談會,舉行學術討論,制訂實驗方案。
“我有一個經驗,當我們吃不下飯、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?!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,無數次實驗后,在寶鋼2050毫米熱帶鋼連軋機——當時我國最先進的一套“寶貝”軋機上進行了SS400鋼細化晶粒的第一次現場軋制實驗,這也是世界上第一次用工業化的軋機軋制“超級鋼”的實驗。
當板卷通過轟鳴的軋機和冷卻系統,最后在卷取機上成卷時,課題組的同志和現場的工程技術人員擁抱在一起,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,被應用于寶鋼、鞍鋼、本鋼等企業,批量工業生產“超級鋼”數百萬噸,并連創國際競爭的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生產的工藝窗口;第一次在工業生產條件下軋制出“超級鋼”;第一次將“超級鋼”應用于汽車制造。
2005年3月28日,王國棟終生難忘。這一天,他作為國家科技進步獎一等獎的獲得者,在人民大會堂受到了黨和國家領導人的親切接見。
超級鋼的應用,不僅每年至少為國家節省數億元的開支,而且非常有效地降低了資源消耗,減輕了環境壓力,對于國民經濟全面、協調、可持續發展具有重要意義。
但每當談起“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。
讓中國從跟跑、并行直至成為世界鋼鐵科技的領跑者,是王國棟矢志不渝的奮斗目標。
在開發出“超級鋼”后,王國棟和團隊聚焦“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,能最大限度地挖掘鋼鐵材料的潛力,服務國家需要。
20世紀七八十年代,以水代替合金提高鋼材性能的加速冷卻技術在日本、歐洲取得重大突破。我國也十分關注這一領域,在熱連軋、中厚板等生產領域大量引進。可惜的是,我們一直處于跟跑位置。2004年,日本、歐洲又開發出熱軋鋼板超快速冷卻技術,但該技術嚴格保密,不轉讓、不出售。
“我們自己開發,走自己的路?!蓖鯂鴹澓蛨F隊下定決心,兵分兩路:一路以擅長裝備研發的王昭東、袁國等年輕人帶頭,根據已有團隊研發成功的鋼板淬火機的原理,進行控制冷卻系統硬件的研發;一路則由擅長組織、性能調控的劉振宇等牽頭,開發熱軋過程組織性能預測技術,建立我國自己鋼材組織控制的軟件“北斗導航系統”。
“經過多年的努力,鋼鐵生產中的難題大部分已經解決了。要想領先,就得敢于啃剩下為數不多的‘硬骨頭’?!被貞涍@一段從跟跑到并行、再到領跑的發展歷程,王國棟深有感觸。
2019年底,在他的積極推動下,由河鋼集團、華為集團、東北大學聯合成立了“工業互聯網賦能鋼鐵智能制造聯合創新中心”,與時俱進運用“5G+”技術等賦予行業發展新動能。
綠色化的鋼鐵產品,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船舶、“華龍一號”三代核電技術全球首堆示范項目……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。
“我國的鋼鐵工業要從并跑到領跑,必須做好原創性、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’的技術山頭,做到人無我有、人有我精、人精我強?!蓖鯂鴹澱f,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。
王國棟最喜歡談的話題是學生。他帶出的100多名碩士、博士研究生,都活躍在院校和企業里,為國家的鋼鐵行業發光發熱,這是最令他欣慰的。除了“實踐出真知”的工作作風,王國棟對鋼鐵的熱愛、鋼鐵報國的赤子情懷也對學生產生著潛移默化的影響。
如今,王國棟的學生們和實驗室的青年教師們圍繞國家戰略重點和企業實際需求,參與港珠澳大橋、西電東送輸電鐵塔等項目,創新成果寫在國家重大需求和國民經濟的方方面面。