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巧用“泼冷水” 造就中国热

作者:通讯员 王钰慧 发布时间:2017.10.09
中国教育报
巧用“泼冷水” 造就中国热

聚焦国家重大科研项目系列报道⑫

【项目推介】:

“高等级中厚钢板连续辊式淬火关键技术、装备及应用”,是由东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室主任王昭东教授带领科研团队完成的一项冲破国际技术封锁、实现辊式淬火机国内“零”的突破以及高端中厚板产品和生产装备国产化的重大科研项目。

钢铁是怎样炼成的?是烈火与骤冷的双重作用。“骤冷”在钢铁行业术语称为“淬火”。在长达几公里的生产线上,淬火虽然仅是十几个生产工序之一,却是决定产品是否优质的最核心环节。

然而,中国钢铁淬火设备及工艺这一最关键、最复杂环节的缺失,导致在相当长一段时间内高端中厚板产品自主生产质量不高、大量依赖高价进口。钢铁工业发展和钢铁强国之梦“如鲠在喉”。

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室先进轧制及热处理团队,专门攻克的就是高端中厚板淬火这一环节。十几年来,该团队不仅冲破国际封锁,开发出“国”字号辊式淬火机、实现高端中厚板产品国产化,也让中厚板辊式淬火机成套技术装备及高等级钢板热处理工艺、高端中厚板产品走向国际市场、引领行业发展。成果之一“国产辊式淬火机取得极薄规格钢板高平直度淬火等多项重大技术突破”成为世界钢铁工业十大技术要闻。

    “难”:做自己是唯一出路

2005年,中国的钢产量已达到约3.5亿吨,占世界总产量(11.294亿吨)的31%。然而,在巨大的产量背后,当时中国的钢铁还不够“强”——应用于工程机械、水电核电等行业的高端中厚板淬火产品年进口量高达200余万吨,不需要进口的部分需要完全依赖进口设备来生产。

其生产核心装备——辊式淬火机,是我国极少数完全依赖进口的大型冶金关键工艺装备,技术垄断、价格昂贵、供货周期长……这意味着,工业急需的超大型起重机吊臂、核电站核岛主装备、大型液化天然气运输船等装备关键部件的生产需要高价进口。

“淬火设备及工艺是钢铁生产线上的‘禁区’,长期被国外几个大公司垄断。因为其涉及热处理工艺及设备、机械设计与制造、金属材料、自动控制及仪表等多个学科,是学术和工程领域的‘高地’。”项目组成员、中国工程院院士王国栋作为轧制技术领域的国际知名专家,坚信凭借实验室的力量能够“排除万难,有所突破,有所作为”。

当时,30出头的项目负责人王昭东,凭着实验室的资源和自己的一腔热情、一股子钻劲勇敢地接下这块难啃的骨头。他带领袁国、韩毅、付天亮等查阅大量资料,深入企业调研,逐个突破中厚板热处理设备及工艺的关键点和难点。

当时国内中厚钢板淬火存在两种研发路线:一种是改进传统的层流冷却,另一种是当时主流的辊式淬火。面对困境,王国栋院士召集大家反复讨论,最终确定“要做就做最好,不做重复无用功,着力发展辊式淬火装备技术”的思路。

路已选定,如何走,又摆在了年轻的项目组面前。辊式淬火装备的核心是高性能的射流喷嘴,团队找准了这个切入点,率先开发出了高冷却能力、高冷却均匀性的大型淬火装备整体超宽狭缝式喷嘴,突破工艺难点,打破了国外技术垄断。

边准备边等待机会。2006年中厚板辊式淬火机终于迎来了首台套的机会。

“到底行不行?”从实验室到现场应用,这不仅是承担着风险的企业自始至终的疑虑,也是团队每天都要面对的“考问”。

    “韧”:先把自己“炼”成钢

“越是困难的时候就越接近成功。”这是王昭东回顾项目十年经历的感言。王昭东和团队经历了重重考验才突破这关键的一步。

能让企业接受并愿意转化科研成果,这首先就是一道坎。“企业也是冒着很大风险的。如果没有企业迫切转型的需求,没有东北大学和轧制技术及连轧自动化国家重点实验室的招牌,这第一步很难迈出去。”王昭东回忆起建设首台套的情景,仍然是感慨万千。

2006年2月,刚刚过完正月十五,王昭东就动身前往临汾。这时候,公司还没有下定决心用他的成果。

在临汾整整45天的时间里,王昭东和公司的技术人员沟通细节问题,修改方案。由于合作基础相对薄弱,项目推广工作并非一帆风顺。

在巨大的压力下,王昭东也曾灰心过。有一天,他甚至买好了回沈阳的机票,准备回家再做打算。临行,他向常联系的一个技术人员发短信告别。没想到技术人员很快回复信息说:“为什么不做最后一次努力呢?”

“难道这是在告诉我还有希望?”哪怕有一丝一毫的可能,王昭东都不肯放过。于是,他退掉车票,马上重新起草项目材料。就是因为这最后的坚持,1497万元的项目最终得以谈成。

能让成果落地,这是第二道坎。3个月的调试期,为了不影响正常生产,项目组成员每天下午4:00进厂、第二天早上8:00离开;为了节约时间,他们十几个人就近租住在工厂附近的一个毛坯房里。

从上一道工序钢板出来,到经过辊式淬火机完成淬火,300多米的路程项目组成员每天都会像钟摆一样往复无数次。王昭东的脚磨破了,就用鞋垫简单包裹一下继续工作;身穿的军大衣被水喷湿了,就进中控室烤干了再出来调试……

项目组在巨大的责任和压力之下,拼出来了、闯出来了。凭着舍我其谁的闯劲和干劲,大家在调试过程中一次次跌倒,又原地爬起。“在这个项目之后,我们觉得再也没有什么能难倒我们了。”

“方法总比问题多”,这是团队的“通关密语”。正是这样的执着,造就了团队今天的成绩:高端中厚钢板热处理生产技术及装备实现国产化,打破国外设备和产品垄断,突破进口同类装备生产钢板的厚度下限,我国成为除瑞典外掌握极限薄规格高强调质钢板生产技术的国家。

    “热”:产品是最好的名片

2011年,福岛核电事故,日方依赖中国三一重工的臂长超长的水泥泵车来完成工程救援。三一重工2007年就以66米泵车创造了最长臂架泵车吉尼斯世界纪录。两年后,三一重工臂架长度增至72米,刷新纪录,这些拥有超常臂架的“大长颈鹿”最细、最顶尖的部分就是东北大学科研团队的“中国制造”。

首台套正式投产之后,该团队不断完善和突破形成新的研究成果。

2010年、2011年,团队先后与南钢开发9%Ni钢板、首创高强度淬火耐磨钢板,生产的调质高强板、Q1100高强钢板打破了SSAB独家垄断的局面。

2014年,在宝钢特钢有限公司开发的成套辊式淬火装备设备具备高低压水冷、气雾冷却、强风冷却等功能,能够生产高温合金、钛合金等产品,满足机械化工、军工核电等领域特种金属及合金板带生产需要……

近年来,应用东北大学项目组研发的装备,南钢出产的桥梁钢成功应用于目前世界上跨度最大、国内第一座真正意义上的免涂装耐候钢桥梁——拉林铁路藏木雅鲁藏布江特大桥;南钢供应的轧制复合桥梁板在中铁山桥梅汕客专项目上成功应用,这是轧制复合板在桥梁行业上的首次批量应用。

目前,项目组的成套装备国内市场占有率达44%;项目开发的高端品种板已成功应用到国家战略石油天然气储备、核电水电主装备、大型工程矿用机械、大型特殊用途船舶等国家重点工程项目,以及中国石油、中海油、三一重工、北方重工等行业骨干企业,应用到美国Caterpillar(全球最大工程机械供应商)、瑞士CVACEROSAG(全球最大特殊钢材采购商)等著名公司的产品上。高等级不锈钢固溶处理钢板、4~10mm厚淬火碳钢板占全国产量的70%~80%,不仅满足了国内对高端特种钢板的需求,且批量出口至英国、西班牙等10余个国家。

“东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室协同创新的环境还将让我们的成果有更多的可能。”王昭东认为,以东北大学为主体的钢铁共性技术协同创新中心所积聚的资源、技术及优势,未来必将让“中国制造”走得更远。(通讯员 王钰慧)

《中国教育报》2017年10月09日第7版 

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