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经济强市迎双一流高校,国家教育行政学院考察团访问东北大学
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狼牙山五壮士,附中党支部在狼牙山参加爱国主义教育活动

顽强强国

我国是世界第一产钢大国,但大而不强,耗能高、污染高、对外依存度高,集中度低、附加值低等"三高两低" 痼疾一直困扰着钢铁行业,阻碍着中国钢铁事业的发展。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室立足中国面向世界,大胆占领世界轧制技术的潮头,用一项项自主创新成果助推钢铁行业的创新发展,树立起中国轧制技术的丰碑,让"钢铁强国"之梦渐行渐近!

实验室王国栋院士在科研现场

占领世界制轧技术制高点–打造钢铁领域的"国"字招牌

从世界和中国经济发展的要求看,能源消耗和环保已经成为决定竞争力的关键因素之一,也成为钢铁企业能否生存的决定性因素。要实现钢铁强国的梦想,必须通过设备的升级和新技术的开发,不断提高钢铁的生产质量和效率,解决全行业高能耗和低环保的问题,实现绿色钢铁、低耗钢铁。

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的工作人员们高度关注着这些问题,开始了一条探索"新一代钢铁材料"的创新之路。他们首先着手解决的是钢铁界最棘手的难题:如何将占我国钢铁材料产量大部分的普碳钢和低合金钢在不添加或少添加合金元素的情况下强度明显提高。

这是一个有巨大经济效益的课题,不仅可以提高钢材的可回收率,而且对我国经济的可持续发展更具深远意义。1998年底,国家973计划项目–"新一代钢铁材料的重大基础研究"立项,其中"轧制过程中实现晶粒细化的基础研究"课题的重任落在了东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的肩上。当时,日本等国家已经开始了这方面的研究,他们追求的是晶粒细化的极限。但是实验室科研人员经过文献分析和现场调研后,决定不追随国外的潮流,将研究重点定位在现有工业条件下能够实现的目标上,创新性地提出了晶粒适度细化和复合强化的学术思想。

经过近1年的实验室研究,实验室采用传统控轧控冷技术研发出了新一代钢铁材料原型钢–超级钢。随后,他们与宝钢公司合作,在2050热连轧生产线上实现了400MPa超级钢热轧带钢的工业试制和工业生产。这种新一代钢铁材料被用于一汽集团卡车底盘发动机前置横梁,不但各项指标全部满足要求,而且每吨钢可以降低成本200-300元,经济效益和社会效益都非常显著。

这个课题创造了国际竞争的四个第一:第一次得到超级钢工业生产的工艺窗口;第一次在实验室条件下得到了原型钢样品;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。

在此基础上,实验室又向"控制轧制和控制冷却技术"这一20世纪钢铁业伟大的成就之一发起了挑战。经过8年的艰苦奋战,"以超快冷为核心的新一代TMCP技术"已经由当初的设想和实验室研究走向企业,为钢铁材料降低成本、应对金融危机、实现全面升级换代发挥作用。

创新实验平台–为企业插上腾飞的翅膀

世界钢铁工业经过上一世纪后半叶的飞速发展,已经发生了巨大的变化,以日本钢铁工业的发展为代表,实现了轧制过程大型化、连续化、自动化。

这种大规模的现代化的生产轧制过程,对轧制技术、工艺、装备、产品的实验研究工作提出了严格的要求。工厂企业不能用一炉几百吨的钢水做实验,也不能用一块几十吨的钢坯做实验,他们期望用几十公斤,甚至十几公斤重量的试样代替几十吨重的板坯,用小规模的实验设备代替庞大的轧制和冷却设备,将巨大的冶金厂浓缩到一个实验开发平台上。实验室敏锐地捕捉到钢铁业发展中的这一瓶颈环节,从20世纪90年代开始,率先开始一项具有里程碑意义的研究–现代轧制过程中试研究创新平台的研究。

经过十几年的潜心研究,这个中试研究创新平台已经展现在人们的面前。中试研究平台由各类热轧实验轧机、热力模拟实验机、冷轧实验轧机、连续退火模拟实验机等构成。利用这样一个研究平台,研究者可以用小尺寸试样,在严格控制的实验条件下,得心应手地进行模拟工业条件的轧制实验,从而向企业提供可以应用于现场的研究结果,缩短研究成果转化的周期,迅速提升企业的核心竞争力。

重点实验室陆续将这些设备提供给宝钢、鞍钢、首钢、太钢、包钢等全国20余家大型钢铁企业,让它成为企业技术人员手中技术创新、降本增效的锐利武器。企业界同志们形象而亲切地将这个研究平台形容为"企业腾飞的翅膀"。

实验室为宝钢建设的热轧实验轧机,在引进5米轧机投产之前,宝钢的研究人员便利用这台实验轧机将全部钢材品种的轧制规程研究出来,为5米轧机的品种开发和顺利达产创造了条件。

解决行业关键性技术–为钢铁技术发展提供更强的支撑

在东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的创新征途中,始终竖立着一支前进的标杆–创新增长!

实验室科研人员深入钢铁企业,根据企业提出的问题和国家发展与安全方面的重大需求,不断加强创新研究,开发企业急需的工艺、装备和产品。实验室研发的中厚板生产技术、中厚板热处理生产线和热处理工艺技术、超厚板坯制造与超厚板生产技术等研究成果和技术储备多数已经成功在现场运行,转化成生产力,在抵御金融危机的过程中正在发挥重要的作用。

辊式淬火机和相关的工艺技术是制约国内中厚板企业生产高附加值产品的一个瓶颈问题。实验室在大量储备研究的基础上,与太钢临汾公司合作,经过二年多的艰苦攻关,解决了高效率、高均匀性喷嘴,高可靠性升降结构,高精度控制系统、模型及软件等难题,掌握了制造中厚板辊式淬火设备及开发中厚板辊式淬火生产工艺的关键技术和操作诀窍,开发出3000mm中厚板淬火机,成功打破了国外技术垄断。

2006年12月26日,由东北大学RAL和太原钢铁公司联合完成的临汾中板生产线淬火机正式竣工投产,用于不锈钢和9Ni钢等高附加值产品的生产,实现了该项重大冶金技术及核心设备的国产化。国产首套连续型辊式淬火机运行稳定、可靠,碳素钢淬火、奥氏体不锈钢固溶处理以及双相不锈钢热处理等生产工艺先进可行,产品性能及平直度等指标经检测均达到或优于国家和企业相关标准。其中开发的多项不锈钢中厚板产品生产工艺为国内首次开发成功,取得了显著的经济和社会效益。以中科院院士殷瑞玉为主任的鉴定委员会一致认为:项目成果整体上达到了国际先进水平。

实验室在科研项目的选择上,始终以创新为生命线,以创新为取舍的准绳。实验室成立不久,面临着一个项目选择的抉择:一个是关于中厚板的小项目,经费是50万元;另一个是关于复合板的项目,经费有150多万元,而那时实验室的人手不够,必须有所取舍。签于中厚板的小项目对以后学科的发展可能更有利,应用前途更为广泛;签复合板的项目对当时资金尚不充裕的实验室来说更具诱惑力。实验室毫不犹豫地签下了中厚板的小项目!当时,有些同志不解,但接下来铁一般的事实告诉他们,这才是前瞻之举!这个"小"项目,让实验室在中厚板轧制技术领域站稳了脚跟,更为实验室后来与此相关项目达到1个亿的科研量奠定了基础。

凭借着这个中厚板"小"项目的研究基础,实验室在1998年获得了首钢3340轧机的改造"大"项目。这一项目的成功,得到了首钢的高度评价,为实验室争得了中厚板项目上的发言权。2000年,实验室又拿下了首钢建设新的3500轧机的核心技术项目,开发了成套的具有我国自主知识产权的中厚板生产核心技术。他们在首钢竖起了这个新的现代化轧机的标杆,同时也在中国轧制技术的发展历史上竖起了巨型轧机国产化的丰碑,改写了中国轧制技术发展的历史。截至2004年底,3500轧机项目已实现经济效益6个多亿,并获得国家科技进步二等奖。

"搞科研,不能靠说,不能靠写,必须靠干!"这是实验室科研人员中广为流传的一句口头禅。凭借着领先的技术、创新的成果,实验室已经进入行业竞争的主渠道,进入国民经济建设的主战场,用最有说服力的原始创新成果捍卫着中国钢铁事业的荣誉,为"钢铁强国"的实现勇敢拼搏着!(东北大学丁义浩)

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