我們如何打造高質化鋼?
專訪中國工程院院士,東北大學軋製技術及連軋自動化國家重點實驗室教授、博士生導師王國棟
2026-04-16 09:25:01
中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 孫正平
“將來研發的一定是節省資源、節省能源,減少甚至沒有有害排放,而且是高質量的,能滿足我們未來發展需求的新型鋼鐵材料。因此,這些鋼材本身必須具有高質量、高性能、減量化、低成本、長壽命、易循環等特點,而它們的生產過程一定是低排放、低消耗、節(jie)約(yue)型(xing)的(de)。隨(sui)著(zhe)社(she)會(hui)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)進(jin)步(bu),未(wei)來(lai)的(de)鋼(gang)鐵(tie)材(cai)料(liao)應(ying)當(dang)不(bu)斷(duan)根(gen)據(ju)社(she)會(hui)發(fa)展(zhan)需(xu)求(qiu),被(bei)賦(fu)予(yu)諸(zhu)多(duo)新(xin)的(de)性(xing)能(neng),滿(man)足(zu)社(she)會(hui)需(xu)求(qiu),引(yin)領(ling)社(she)會(hui)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)。”6月21日,在由中國鋼鐵工業協會主辦,沙鋼集團、中國寶武、鞍鋼集團、首鋼集團、中信泰富特鋼協辦,中國冶金報社承辦的全國鋼鐵行業慶祝建黨100周年座談會上,中國工程院院士、東北大學軋製技術及連軋自動化國家重點實驗室教授、博士生導師王國棟在接受《中國冶金報》記者專訪時表示。

圖為王國棟院士正在接受本報記者采訪。(代鑫/攝)
那麼,我們如何打造高質化鋼?王國棟從以下幾方麵談了他的看法。
開發獨有技術,中國鋼材才可以獨步天下
woguojingjishehuidefazhanlibukaikexuejishudebuduanjinbu,dangqiandekexuejishujiejuefanganfeichangxuyaozengqiangchuangxinzhegediyidongli。xijinpingzongshujizaichuxiliangyuanyuanshidahuijizhongguokexiedishiciquanguodaibiaodahuishangfabiaozhongyaojianghuashibiaoshi:“科技立則民族立,科技強則國家強。”
王國棟院士認為,首先我們得有習近平總書記說的這種自立自強精神。我們麵對的是發展日新月異、一日千裏的世界科技前沿,是世界第二大經濟體的國民經濟主戰場,是一個由一窮二白向世界科技強國發展的重大國家需求,是占世界70億人口20%的人民的生命健康。我們幹的是前景廣闊的偉大事業。我們的發展進步必須建立在自主創新、奮發圖強、艱苦奮鬥的基點上。我們必須丟掉幻想,下決心苦幹、實幹,靠我們自己的力量在無人區中開辟出一片新天地,在崎嶇小路上奮力前行,登上光輝的頂點。我們鋼鐵產品的研發、生產新工藝的建立,是國民經濟主戰場上的局部戰役,但是道理都是一樣的。我們要根據國家的需要、利用我們自己的力量,自立自強,“自己動手”“豐衣足食”,來滿足國家的需求。
“我們要樹立自立自強的精神,才能不斷進行研究、創chuang新xin。現xian代dai技ji術shu的de創chuang新xin,不bu是shi一yi個ge單dan位wei或huo一yi個ge人ren有you本ben事shi就jiu行xing,必bi須xu發fa揮hui我wo們men社she會hui主zhu義yi製zhi度du的de優you越yue性xing,彙hui聚ju資zi源yuan,彙hui聚ju人ren才cai,行xing業ye上shang協xie同tong,學xue科ke上shang交jiao叉cha,產chan學xue研yan深shen度du融rong合he,工gong藝yi、裝備、產品、服務一體化創新。綜合起來,我們稱作為資源的‘4個維度’的彙聚。”王國棟院士說道,要促進產學研用深度融合,這樣我們社會主義製度優越性、集中力量辦大事的能力就會更好地發揮出來。
那麼,什麼樣的產品才能稱之為高質化產品呢?我們需要怎麼打造呢?王國棟院士說,日本人說了一個,Number one(第一) 和 Only one(唯一),就是“大家都有的產品,我的最好,我是第一;別人沒有,我們有,我是唯一”。yejiushishuo,womenzuodechanpinbujinmanzulexuqiu,erxiangbijiaoeryan,chanpinshizuihaode。zhebuyidingfeideshigaoduanchanpin,putongchanpinyeyouzhegewenti。jiukannihebierenbi,nishibushizuihaode,shibushidingjiande。zheshiwomendazaogaozhihuachanpinzhongyaodeyidian。
“比如說低溫壓力容器用鋼,液化天然氣(LNG)儲罐用鋼,通常稱為9鎳鋼,要求在-196攝she氏shi度du下xia具ju有you良liang好hao的de衝chong擊ji韌ren性xing。這zhe種zhong鋼gang與yu我wo國guo的de能neng源yuan儲chu備bei關guan係xi密mi切qie。開kai始shi的de時shi候hou,我wo們men不bu會hui做zuo,向xiang國guo外wai購gou買mai,不bu能neng按an期qi供gong貨huo,而er且qie價jia格ge非fei常chang高gao。別bie人ren有you不bu如ru自zi己ji有you。南nan鋼gang和he高gao校xiao合he作zuo,決jue定ding自zi己ji開kai發fa。我wo們men開kai始shi跟gen跑pao,經jing過guo幾ji年nian的de努nu力li,9鎳鋼終於開發出來了。後來國外開始開發7鎳鋼代替9鎳鋼。我們就又繼續合作,攻低鎳鋼。現在我們通過“十三五”攻關,開發了獨有的生產工藝和熱處理裝備,開發成功6.5鎳低溫壓力容器用鋼,滿足了LNG儲罐用鋼的需求。減了2.5個鎳,一個鎳1000多元錢,成本大大降低了。”王國棟院士說道。這是一種製造LNG儲罐的低溫壓力容器用鋼,還有一種是製造LNG船用的低溫壓力容器用鋼。LNG運輸船用的儲罐必須頻繁地承受室溫至-162攝氏度裝載卸載,即可以抗溫差變形,因此必須具有更優的抗超低溫低周疲勞性能。用這種無鎳高錳鋼(18%-24%Mn)替代9Ni鋼製作船用LNG儲罐,性能更好,成本隻相當於含3%-4%鎳的鎳鋼,用於船用LNG儲罐可以節約成本,提高船用儲罐質量。“十三五”項目聯合攻關,已經完成了這個項目,取得了振奮人心的成果,現在正在產業化,今年底將投用。
用自主核心技術服務到用戶心坎上去
產品研發力的提升與客戶服務有何聯係?企業該如何做好服務才能使客戶滿意?
習近平總書記曾明確提出,深化科技體製改革,建立以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體係。
王wang國guo棟dong院yuan士shi認ren為wei,作zuo為wei搞gao研yan究jiu工gong作zuo的de同tong誌zhi必bi須xu深shen入ru實shi際ji,像xiang習xi近jin平ping總zong書shu記ji講jiang的de,要yao產chan學xue研yan深shen度du融rong合he。原yuan來lai叫jiao產chan學xue研yan結jie合he,後hou來lai叫jiao深shen度du融rong合he。我wo們men怎zen麼me和he企qi業ye深shen度du融rong合he呢ne?就jiu是shi你ni和he企qi業ye分fen不bu開kai了le。你ni到dao企qi業ye裏li去qu,企qi業ye提ti出chu需xu求qiu,你ni和he企qi業ye一yi起qi,按an著zhe企qi業ye的de需xu求qiu去qu做zuo,遇yu到dao問wen題ti了le你ni可ke以yi和he企qi業ye的de技ji術shu人ren員yuan、工人一塊去切磋交流、研究設計,不斷創新和改進。這就是現在我們講的轉化。我們研究從哪裏來?問題的答案隻能是:congqiyelai,congshichangshanglai,congshijianzhonglai。womenbazhexiewentizhenglichulai,zaishiyanshiyanjiu,zaigangchangyanjiu。henduowentishejizhongyaojichuheyingyongjichu,womenjiuyaoyunyongjibendelilunjieshixianxiang,tichuxindeyuanlihefangfa。jichuwentijiejuele,womenhaiyaokaizhanyingyongyanjiu,tichuxindegongyifangfahezhuangbeisheji。jingguobuduandeyanjiuhegaijin,zuizhongyanjiudezhuangbeiyongdaoleshengchanxianshang,gongyijishuchengweileguichenghebiaozhun,chanpinyuanyuanbuduandiyongdaoguominjingjizhuzhanchang,zhongduodechangjiazhaoshangmenlai,yaocaiyongnidejishu,zhecaisuanjiejuelewenti。yejiushishuo,ruguowomendewentizhaoduile,younenggouheqiyeyiqilaijiejuezhexiewenti,nenggoutigongshichangxuyaodechanpin,nidejishukendinghuishoudaoqiyedehuanying。zhejiushishichangweidaoxiang,zhejiushizhongdaxuqiuweiqianyin。youlezhegedaoxiangheqianyin,chengguojiubuchouzhuanhuale。
“轉化的問題,關鍵是在於你做的時候,知道為什麼去做這個事。你如果真的按企業需求做去,產品做好了,企業那邊正等著你的米‘下鍋’呢,你給送來了,這不馬上就轉化了嗎?”王(wang)國(guo)棟(dong)院(yuan)士(shi)提(ti)到(dao),轉(zhuan)不(bu)轉(zhuan)化(hua),重(zhong)要(yao)之(zhi)點(dian)在(zai)於(yu)你(ni)開(kai)始(shi)的(de)時(shi)候(hou),必(bi)須(xu)是(shi)按(an)照(zhao)企(qi)業(ye)的(de)重(zhong)大(da)需(xu)求(qiu),按(an)照(zhao)市(shi)場(chang)的(de)重(zhong)大(da)需(xu)求(qiu)去(qu)做(zuo)研(yan)究(jiu),和(he)企(qi)業(ye)的(de)同(tong)誌(zhi)們(men)一(yi)起(qi)尋(xun)找(zhao)問(wen)題(ti)的(de)答(da)案(an),這(zhe)肯(ken)定(ding)能(neng)完(wan)成(cheng)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)研(yan)究(jiu),獲(huo)得(de)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)成(cheng)果(guo)。
“高強、超高強工程機械用鋼、耐磨鋼等的開發都是這個情況。”王國棟院士說,“woguodagaojichusheshijianshe,bixuyouguojilingxiandegongchengjixieyongganghegaoduannaimogang,danshiwoguojimeiyoushengchanzhuangbei,yemeiyoushengchanjishu,genbenbunengshengchan,zhinengyikaoguowai,huajibeigaodejiaqianqugoumai,erqiegongbuyingqiu,shichangduanhuo。guanjianhexinjishuhezhuangbeimeizhangwozaizijishouli,naziweibietiduonanshoule。”
這種情況機械工程裝備製造企業體會最深,而鋼鐵廠的同誌們看在眼裏,痛在心頭,深深自責。太鋼、南鋼、漣鋼等一批企業,對熱處理工藝技術和裝備可以用“望眼欲穿”來形容。他們一隻手拉著院校,另一隻手拉著下遊用戶,決心大家協同起來,開發我們自己的高強、超高強鋼板熱處理設備和生產工藝技術。經過十幾年產業鏈的協同創新,最薄生產1.5毫米高強鋼板熱處理裝備製造出來了,最高級別的高強鋼板開發出來了。接著,這個產業鏈創新團隊,又與自動裝卸卡車廠、三一重工和中聯重科等工程機械廠、鄭煤機等煤礦機械企業合作,開發出各種國際一流、國家急需的工程機械,各種輕型超長臂吊車、輕量化的自動裝卸卡車、高耐磨鏟鬥等高端工程機械工作在我國的廣袤的土地上、礦山裏、煤井下,並走出國門,在“一帶一路”建設中大顯身手,為國爭光。這就是需求驅動創新、產業鏈協同創新的結果。
求人不如求己,有了自己的核心技術,一切都有了!這是真理!
與時俱進,走在世界鋼鐵科技前端
如何實現與時俱進,走在世界鋼鐵科技的前端?
wangguodongyuanshibiaoshi,yaojishuchuangxin,jiudedingzhulianggewenti,yishizhuzhanchangshengchanzhongtichudenanti,lingwaiyigeshikanguojishangdefazhanqushi。youlezheliangzheyihou,womenzaigenjuzijideqingkuangquedingwomendegongzuomubiao。womendemubiaokendingyaojiejueshengchanzhongdewenti,yaolingxianyuguojidefazhanshuiping。zhiyaogangchangjiqizhuan,bidinghuiyouxinwenti;隻要世界在進步,國際前沿就不斷向前延伸。因此,我們的目標就必須不斷改變,向更高水平提升,向更前沿拓展。這就是與時俱進。
“熱衝壓用鋼是目前國際、國guo內nei汽qi車che輕qing量liang化hua材cai料liao的de熱re點dian。早zao期qi的de衝chong壓ya用yong鋼gang強qiang度du不bu高gao,易yi成cheng形xing,可ke保bao證zheng成cheng形xing精jing度du,故gu采cai用yong冷leng衝chong壓ya成cheng形xing。但dan是shi隨sui著zhe汽qi車che輕qing量liang化hua的de發fa展zhan,大da力li開kai發fa高gao強qiang鋼gang和he超chao高gao強qiang鋼gang,這zhe就jiu是shi現xian在zai所suo說shuo的de吉ji帕pa鋼gang。由you於yu高gao強qiang鋼gang衝chong壓ya負fu荷he大da,成cheng形xing困kun難nan,設she備bei和he工gong具ju的de工gong作zuo條tiao件jian很hen差cha,產chan品pin成cheng形xing精jing度du也ye極ji難nan保bao證zheng。人ren們men需xu要yao新xin的de成cheng形xing方fang式shi,這zhe就jiu是shi熱re衝chong壓ya。工gong件jian需xu要yao加jia熱re到dao800-900攝氏度衝壓,衝壓負荷低,成形容易,精度高,衝後冷卻淬火,可以得到1500兆帕甚至2000兆帕以上的超高強鋼。熱成形用鋼受到零件生產者的青睞,逐漸成為高強衝壓件的主流生產方式。我們實驗室易紅亮教授與本鋼、馬鋼、鞍鋼等企業結合,世界首發2吉(ji)帕(pa)熱(re)衝(chong)壓(ya)鋼(gang),滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)的(de)迫(po)切(qie)需(xu)求(qiu)。但(dan)是(shi)熱(re)衝(chong)壓(ya)用(yong)鋼(gang)的(de)塗(tu)層(ceng)技(ji)術(shu),成(cheng)為(wei)阻(zu)止(zhi)材(cai)料(liao)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)的(de)攔(lan)路(lu)虎(hu)。國(guo)際(ji)上(shang)一(yi)個(ge)公(gong)司(si)有(you)塗(tu)層(ceng)技(ji)術(shu)專(zhuan)利(li),用(yong)此(ci)技(ji)術(shu),1噸鋼得交1500元yuan錢qian專zhuan利li費fei。因yin此ci,易yi教jiao授shou團tuan隊dui又you與yu企qi業ye合he作zuo,開kai發fa熱re衝chong壓ya用yong鋼gang的de塗tu層ceng技ji術shu。目mu前qian技ji術shu已yi經jing開kai發fa成cheng功gong,產chan品pin已yi經jing通tong過guo了le國guo內nei外wai著zhu名ming汽qi車che廠chang商shang的de認ren證zheng。該gai技ji術shu控kong製zhi塗tu層ceng工gong藝yi,優you化hua塗tu層ceng厚hou度du,塗tu層ceng的de質zhi量liang明ming顯xian超chao出chu國guo外wai技ji術shu的de產chan品pin。相xiang信xin不bu久jiu的de將jiang來lai,將jiang大da量liang地di生sheng產chan,改gai變bian熱re衝chong壓ya鋼gang的de技ji術shu版ban圖tu。”王國棟院士說道。
“我們單位是國家重點實驗室,按理說就應該是以基礎研究和應用基礎研究為主,但是從企業方麵來看,還需要關鍵共性技術、xianjinqianyanjishudezhicheng。womenxianzaijiubazheliangzhejieheqilai。youyixiexiangmuwomenshixianyanjiujichu,nongqingdaolihejizhi,ranhouzaijucikaifachuguanjiangongxingjishu;還有一些項目,是先創新關鍵共性技術,把問題解決了,然後返回來倒逼我們的基礎研究,推動理論研究深入,並培育創新人才。”王國棟院士認為,基礎研究和關鍵共性技術開發要互相促進、互相協同、互相拉動,促進我們整體的水平提升。這樣我們才能做到頂天立地,百戰百勝,由落後變為領先,由跟跑變為領跑。
數字驅動,智能發展,賦能鋼鐵產品高質化
我們要貫徹黨中央、習近平總書記提出的“加快建設數字中國”的指示,狠抓科技創新,堅決實施創新驅動發展戰略,做好結構調整,數字驅動,賦能鋼鐵。
王國棟院士認為:“麵對目前信息革命的大潮,鋼鐵工業應當與信息產業合作,利用工業互聯網、大數據、雲計算、5G等先進通信技術,共同組建協同、共贏、創新、共享的平台級鋼鐵材料創新基礎設施,推進鋼鐵工業的智能化轉型。這個平台集成計算-實驗-數據等;以實際生產線作為主要的提供數據的實驗工具;以大數據與機器學習、深度學習等現代信息技術,進行數據挖掘;以企業大數據中心為基礎,提供豐富、精準、xieshidelishidashujuhexianshishengchanshuju。jucijinxinggangtiexingyegangtiecailiaochuangxin,dafudujieshengxinchanpinyanfashijian,jiangdiyanfachengben。yicailiaochuangxinjichusheshiweijipan,xingchengjuyou“原位分析能力”的數字孿生,建設鋼鐵生產全流程、一體化的信息物理係統,必將有力推進鋼鐵行業智能製造蓬勃開展,新鋼鐵材料、新生產技術必將迅速開發和應用,提高我國鋼鐵材料生產技術的總體水平。”
王國棟院士表示,目前,企業技術創新素質轉型的中心工作圍繞兩方麵展開。
其一,是SaaS(工業互聯網平台的管理應用層)之上的雲中大數據中心,即雲端管理層。這是鋼鐵工業數字化創新平台的管理和支撐部分。它包括服務器、存儲、網絡、虛擬化等雲基礎設施,它的平台層工業PaaS(中台)進行平台資源部署和管理,包括設備管理、資源管理、運維管理,故障管理,物流管理,生產計劃與調度等,是正常運行的支撐和保障。平台層還包括數字孿生AI優化,以利用大數據獲得高保真度模型。在管理應用層還包括生產計劃與管理、訂單處理、全流程生產計劃編製,各單元工序生產工藝製度製定等。IaaS(互聯網技術平台)層還具有管理創新功能,包括安全環境、市場分析、供應管理、設備管理創新、資源管理創新、物流管理創新等。
其二,是邊緣,對鋼鐵等流程工業來講,邊緣是最重要的。邊緣是鋼鐵工業數字化創新平台的大腦,是最核心的部分。正是邊緣層與物理實體的虛實映射、實時交互、循(xun)環(huan)賦(fu)能(neng),才(cai)有(you)了(le)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)對(dui)加(jia)工(gong)物(wu)料(liao)的(de)高(gao)保(bao)真(zhen)度(du)的(de)實(shi)時(shi)控(kong)製(zhi),才(cai)有(you)了(le)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)最(zui)優(you)的(de)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang),才(cai)有(you)了(le)鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)可(ke)靠(kao)穩(wen)定(ding),才(cai)實(shi)現(xian)了(le)資(zi)源(yuan)、能源的節約和生產成本的降低。邊緣部分緊靠著最底層的鋼鐵材料創新實驗工具,即鋼鐵生產線、中試裝備、shiyanshizhuangbei,yijishujucaijixitong。chuyubianyuandeshishikongzhicengbaokuoyuanyouzidonghuakongzhixitongdedicengbufen,yuanjichuzidonghuaheguochengjixitongzaixinxitongzhongjixufahuizuoyong。danshibianyuanbeifuyufenbuzhinengyundegongneng,baokuoshebeijieru、協議分析、邊緣數據處理、多接入邊緣計算,是互聯網係統的智能雲的一部分。高保真度的數字孿生(來自PaaS),融入實時控製層。依據實時數據與控製目標,實現動態設定的智能控製功能。
“在建設鋼鐵材料創新基礎設施的過程中,鋼鐵工業內生的信息技術人才和隊伍,從萌生、fazhandaozhuangda,xingchenggangtiegongyechuangxinshengtai,bijiangcujingangtiegongyedeshuzihuazhuanxing。zhanwangweilai,shuzigangtiexianshenwei,zhinengzhizaojieshuoguo。youleshuziqudongdegangtiegongyeshuziluansheng、信息物理係統、鋼鐵材料創新基礎設施,中國鋼鐵就率先進入了數字化時代,鋼鐵產品的高質化就有了可靠的保證。”王國棟院士說道,“中國鋼鐵行業的未來最美好!”
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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