王國棟：要為年輕人搭建盡情施展才華的舞臺

　　王國棟院士（右二）指導研究生進行控制冷卻實驗

　　在王國棟工作的實驗室里，掛著一幅手書《浪淘沙》：“十載已成功，喜慶臨門。當年蓽路啟山林，創業艱辛經歷盡，終奪魁金。重任壓于身，鏖戰猶臨。充當高科技尖兵，品種工藝與質量，爭創全新。”這是王國棟的老師為他當選中國工程院院士和他所在的東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室成立10周年而作。“終奪魁金”、“爭創全新”，可以說是對王國棟多年科研與實踐相結合的點睛總結。

　　今年68歲的王國棟先后主持完成了多項國家重大基礎研究及攻關項目，在新一代鋼鐵材料、中厚板軋制技術、軋制過程控制技術研究和工業化方面獲得了重大創新成果，創造出多個國際競爭的“第一”，為我國鋼鐵工業的發展作出了重要貢獻。

　　學科前沿、國際領先、世界紀錄，當關注王國棟的創新成果時，這樣的字眼不時躍入眼簾。在這些詞語中最耀眼的當數新一代鋼鐵材料的開發和產業化。

　　1966年，王國棟畢業于冶金特色鮮明的東北工學院（現東北大學），畢業后分配到鋼廠工作10年，在讀完研究生后，又回到東北大學，可以說與鋼鐵打了一輩子交道。他深知鋼鐵材料對于國家經濟發展、科技進步和國家安全意味著什么。同時，他也日益感受到鋼鐵工業發展所面臨的資源、能源與環境的壓力。

　　對技術創新高度敏感的王國棟，一直密切關注著鋼鐵技術發展的最前沿：如果能夠將占我國鋼鐵材料產量大部分的普碳鋼在不添加或少添加合金元素的情況下強度提高一倍，不僅會有巨大的經濟效益，而且增加了鋼材的可回收性，這對于我國經濟的可持續發展將具有重要的意義。王國棟開始思索：怎樣找到一種新工藝，用它能夠生產出性能好、成本低、資源消耗少、回收率高的“新一代鋼鐵材料”呢？

　　生產出這種鋼材，王國棟和他的同事們要闖過三關。首先是實驗室階段，要做出超級鋼的原型鋼；其次是要在現有大生產條件下實現超級鋼的大規模工業化生產；三是工業應用階段，生產的超級鋼要能夠滿足終端用戶提出的各種各樣的性能要求。

　　1998年底，國家“973”計劃項目——“新一代鋼鐵材料的重大基礎研究”立項，其中“軋制過程中實現晶粒細化的基礎研究”課題的重任就落在了時任東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室主任王國棟教授的肩上。當時，日本等國家已經開始了這方面的研究，他們追求的是晶粒細化的極限。但是王國棟在經過文獻分析和現場調研后，決定不追隨國外的潮流，而將研究重點定位在現有工業條件下能夠實現的目標上，創新性地提出了晶粒適度細化和復合強化的學術思想。

　　經過近一年的實驗室研究，他們采用傳統控軋控冷技術研發出了新一代鋼鐵材料原型鋼。隨后，他們與寶鋼公司合作，在2050熱連軋生產線上實現了400MPa超級鋼熱軋帶鋼的工業試制和工業生產。這種新一代鋼鐵材料被用于一汽集團卡車底盤發動機前置橫梁，不但各項指標全部滿足要求，而且每噸鋼可以降低成本200～300元，取得了良好的經濟效益和社會效益。

　　這個課題創造了國際競爭的四個第一：第一次得到超級鋼工業生產的工藝窗口；第一次實驗室條件下得到了原型鋼樣品；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。

　　成功研制出超級鋼，并沒有讓王國棟就此停下創新的腳步。他們在該技術推廣中發現，采用傳統控制軋制和控制冷卻技術生產的超級鋼需要低溫大壓下，對軋制過程要求非常嚴苛；對微合金和合金元素依賴度較高、生產成本高、焊接性能差，等等。如何能夠實現熱軋和冷卻過程的高效化、減量化、高級化和集約化成為王院士又一個高度關注的課題，他和同事們向“控制軋制和控制冷卻技術”這一20世紀鋼鐵業最偉大的成就之一發起了挑戰。針對這一技術存在的問題和應用難點，他們提出了開發新一代控軋軋制控制冷卻技術的研究方向，提出了利用超快冷技術，綜合實現鋼材的細晶強化、析出強化和相變強化的一整套新的理論思路和工藝方法。

　　王國棟滿懷激情地表示：“我們中國人要對世界鋼鐵業作出自己的貢獻！”

　　與世界同步，與科學的發展同步，這是王國棟的一貫作風。到過東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室的人都會有一個不約而同的結論：要想知道軋鋼的國際前沿是什么，不用出國，只要到這里看一看就行了！

　　王國棟認真學習、分析國家對國家重點實驗室的要求和實驗室的定位，深刻認識到，軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室作為鋼鐵行業的國家重點實驗室，在提高鋼鐵行業自主創新能力、發揮科技支撐作用、促進行業振興方面負有重要的使命和責任，必須與企業緊密結合，針對行業發展中的關鍵技術、共性技術和前沿技術，共同攻關，不斷進行技術創新，為行業的跨越式發展作出貢獻。

　　王國棟認為，科研成果只有投入到工業生產中轉化為產品，才能真正變成生產力，才能進入行業競爭的主戰場，才能真正為國民經濟發展服務。他有一個很形象的比喻，“每一個項目都是一個展示自己才華的舞臺，在這個舞臺上，要演出威武雄壯的話劇來”。在王國棟的帶領下，東大軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室直接將舞臺搭建在國民經濟發展的主戰場上，實驗室在中厚板軋制設備和技術方面的系列工作就是他們不斷創新、不斷推進軋制技術跨越發展、服務于企業的一個典型案例。

　　早在1998年，實驗室通過競標獲得了首鋼3340軋機的改造項目。王國棟根據項目特點和需要，集中了工藝、自動化、計算機、液壓等多學科的人才，組建了科技攻關團隊，按時高質量完成了這一改造項目。這一項目的成功，得到了首鋼的高度評價，為實驗室爭得了中厚板項目上的發言權。2000年，首鋼決定進一步建設新的3500軋機。憑著3340軋機改造過程建立起來的良好信譽，經過精心的籌備，王國棟帶領他的團隊拿下了其中2000多萬元的核心技術項目。截至2004年底，3500軋機項目已實現經濟效益6億多元。2005年，這個項目被評為國家科技進步獎二等獎。

　　淬火可以顯著提高鋼的強度和硬度，是調質熱處理的一個重要環節。一些重要的高強度級別、高附加值的高檔中厚板產品，例如儲罐壓力容器板、艦艇板、軍工板、高強橋梁板以及不銹鋼板等是通過淬火—回火工藝生產的。最先進的淬火設備輥式淬火機冷卻速率高，冷卻均勻，但是工藝復雜，冷卻過程控制難度很大。因此該項技術多年來一直為極少數國外公司壟斷，我國長期以來完全依靠進口。進口設備供貨周期長，價格昂貴，而且厚度12mm鋼板的淬火技術拒絕提供。輥式淬火機和相關的工藝技術已成為制約國內中厚板企業生產高附加值產品的一個瓶頸問題。

　　王國棟看準了中厚板熱處理領域的強勁需求和可以挖掘的巨大潛力，帶領課題組的同志們果斷向這一領域進軍。他們在大量儲備研究的基礎上，與太鋼臨汾公司合作，經過兩年多的艱苦攻關，解決了高效率、高均勻性噴嘴，高可靠性升降結構，高精度控制系統、模型及軟件等難題，掌握了制造中厚板輥式淬火設備及開發中厚板輥式淬火生產工藝的關鍵技術和操作訣竅，開發出3000mm中厚板淬火機，成功打破了國外技術壟斷。2006年12月26日，由東北大學RAL和太原鋼鐵公司聯合完成的臨汾中板生產線淬火機正式竣工投產，用于不銹鋼和9Ni鋼等高附加值產品的生產，實現了該項重大冶金技術及核心設備的國產化。國產首套連續型輥式淬火機運行穩定、可靠，碳素鋼淬火、奧氏體不銹鋼固溶處理以及雙相不銹鋼熱處理等生產工藝先進可行，產品性能及平直度等指標經檢測均達到或優于國家和企業相關標準。其中開發的多項不銹鋼中厚板產品生產工藝為國內首次開發成功，取得了顯著的經濟和社會效益。

　　太鋼臨鋼3000淬火機開發成功以后，又推廣到寶鋼特鋼2800特鋼熱處理生產線、唐鋼3500中厚板熱處理生產線、新余3800中厚板熱處理生產線，應用于普碳、低合金鋼、合金鋼、不銹鋼、特鋼的熱處理。新鋼厚板廠3800mm輥式淬火機于2009年2月份開始進行第一階段的淬火工藝調試，至2009年4月，已經對GL-A32TM、07MnNiMoVDR、XGQ690E/A514MOD、XGCF62等多個鋼種12～50mm多個規格的鋼板進行了淬火工藝調試，淬火后鋼板的板形和性能指標經新鋼厚板廠及技術中心跟蹤檢測，均達到標準要求。新余淬火機可以處理的最薄鋼板厚度為6mm，遠遠超過以往國內可以處理的12mm的紀錄。2009年12月2日該項目通過中國金屬學會評價。2009年，實驗室還承擔了南鋼3500爐卷軋機熱處理生產線淬火機項目，該淬火機采用獨自創新的氣霧冷卻，鋼板的處理最小厚度進一步向下拓展到4mm。

　　在淬火機項目取得成功的條件下，王國棟又帶領課題組將這一成果拓展至中厚板調質熱處理生產線。他們承擔的寶鋼特鋼2800熱處理生產線是東北大學當時承擔的最大的工程項目，2009年5月投產，可以進行不銹鋼和特鋼的熱處理，最高加熱溫度達到1250℃，最薄規格4mm，為寶鋼生產優質不銹鋼和特鋼板材生產創造了條件。他們又承擔了酒鋼3500不銹鋼調質熱處理生產線（含熱處理爐和淬火機），總造價9870萬元，是東北大學迄今為止承擔的最大的工程項目，目前該項目正在進行中，2010年內將竣工投產。

　　板厚超過100mm的鋼板稱為超厚鋼板，是中厚板生產的重要品種。鍋爐及壓力容器向大型化發展，一些大型鋼結構工程，由于其結構跨度大，結構復雜，局部受力特別大，這些都要求鋼板越來越厚，例如國家體育場鋼結構工程局部采用110mm厚的Q460鋼材，新保利鋼結構工程局部采用125mm厚的Q420鋼材；在軍事方面，航母甲板、坦克裝甲及原子核反應堆對超厚鋼板的需要也越來越急迫。我國鋼鐵行業振興規劃中對特厚板的生產提出了迫切要求。現在國內超厚鋼板基本用鋼錠為原料生產，一般經過模鑄、初軋機開坯、寬厚板軋機軋制等生產工藝，生產周期長，鋼板質量差，成材率低，工序復雜，急需開發新的技術取而代之。超厚板的生產已經成為我國中厚板生產中的另一個瓶頸問題。

　　日本JFE公司開發了一種利用連鑄板坯復合軋制的方法生產極厚鋼板的技術。王國棟和課題組的同志們借鑒JFE的復合軋制方法，通過大量的實驗室研究和實際中厚板軋機的現場實驗，開發出低速強壓下軋制技術、防止復合部位氧化的高真空技術、復合表面處理和高潔凈化技術、EBW參數控制和優化技術、復合界面的控制技術等系列技術，開發了擴大板厚極限的新型超厚鋼板制造技術，軋制復合得到的厚鋼板具有良好的整體性和力學性能，可以滿足重要工程的需要。在此基礎上，實驗室正在與企業合作，進行超厚鋼板生產車間設計和設備設計、采購工作，預計在2010年下半年建成新的年產20萬噸超厚鋼板復合鋼坯的車間。

　　王國棟時常教育實驗室的年輕工作人員和學生，解決國民經濟發展中的重大問題，解決企業發展中的技術難題，必須拿出“高招”和“絕招”。這些“高招”和“絕招”從哪里來？只能從實踐中來。只有通過大量的實驗室實驗研究和現場實踐，通過大量實測數據的分析、對比，才有可能逐步逼近問題的科學解決，找到問題的答案，發現新的規律，建立新的方法，制成新的設備。實踐是科學研究的“根”和“源”。王國棟對學生們的要求是：實踐！創新！在實踐中鑄造自己的“一招絕”。他要求青年教師和研究生做論文要到實踐中找問題，找課題，找方法，找答案，找應用。

　　在鞍鋼小型廠10年的工作經歷，在他身上形成了一種作風、一個習慣，那就是邁開雙腳，走入實踐的王國，在實踐過程中增長才干，練就真功夫。他身體力行，常年奔波于各個鋼鐵企業之間。每次到企業去講學、搞科研或參觀學習，他都帶著筆記本和相機。利用筆記本，他記下了現場同志提出的問題，記下了他們實踐中體會出的真知灼見。利用相機，他拍攝下了現場的重要信息，拍攝下了紅紅火火的奮戰場面。學生們回憶說，即使現場條件不允許拍照，王老師也要認真觀察、仔細琢磨，盡可能把重要的信息儲存到自己的頭腦中。回到住處，他必然打開筆記本，進行總結，記錄收獲。他常說：一次出行，如獲得一條重要的信息，或者有一點新的體會，那便是不虛此行。

　　“年輕人是祖國的未來，我要為他們搭建一個盡情施展才華的舞臺。”王國棟時刻關注著實驗室年輕人的成長，秉承著“實踐出真知，實踐出人才”的原則，讓他們在解決生產難題的實踐中增長才干，在最短時間內由一個僅僅經歷家門到校門的學生成長為領域內的專家。為了讓求學的研究生與博士生們能得到更好的實踐鍛煉，王國棟要求他們通過大量實驗獲取科學規律，帶領他們深入企業生產現場，掌握第一手材料。實踐的磨煉，使這些學生們知道了科學研究的源泉是實踐，成功的希望在于實踐。