中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 孫正平
“將來(lái)研發(fā)的一定是節省資源、節省能源,減少甚至沒(méi)有有害排放,而且是高質(zhì)量的,能滿(mǎn)足我們未來(lái)發(fā)展需求的新型鋼鐵材料。因此,這些鋼材本身必須具有高質(zhì)量、高性能、減量化、低成本、長(cháng)壽命、易循環(huán)等特點(diǎn),而它們的生產(chǎn)過(guò)程一定是低排放、低消耗、節約型的。隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和進(jìn)步,未來(lái)的鋼鐵材料應當不斷根據社會(huì )發(fā)展需求,被賦予諸多新的性能,滿(mǎn)足社會(huì )需求,引領(lǐng)社會(huì )不斷發(fā)展?!?月21日,在由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )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(xié)辦,中國冶金報社承辦的全國鋼鐵行業(yè)慶祝建黨100周年座談會(huì )上,中國工程院院士、東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗室教授、博士生導師王國棟在接受《中國冶金報》記者專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示。

圖為王國棟院士正在接受本報記者采訪(fǎng)。(代鑫/攝)
那么,我們如何打造高質(zhì)化鋼?王國棟從以下幾方面談了他的看法。
開(kāi)發(fā)獨有技術(shù),中國鋼材才可以獨步天下
我國經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,當前的科學(xué)技術(shù)解決方案非常需要增強創(chuàng )新這個(gè)第一動(dòng)力。習近平總書(shū)記在出席兩院院士大會(huì )暨中國科協(xié)第十次全國代表大會(huì )上發(fā)表重要講話(huà)時(shí)表示:“科技立則民族立,科技強則國家強?!?/div>
王國棟院士認為,首先我們得有習近平總書(shū)記說(shuō)的這種自立自強精神。我們面對的是發(fā)展日新月異、一日千里的世界科技前沿,是世界第二大經(jīng)濟體的國民經(jīng)濟主戰場(chǎng),是一個(gè)由一窮二白向世界科技強國發(fā)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。我們干的是前景廣闊的偉大事業(yè)。我們的發(fā)展進(jìn)步必須建立在自主創(chuàng )新、奮發(fā)圖強、艱苦奮斗的基點(diǎn)上。我們必須丟掉幻想,下決心苦干、實(shí)干,靠我們自己的力量在無(wú)人區中開(kāi)辟出一片新天地,在崎嶇小路上奮力前行,登上光輝的頂點(diǎn)。我們鋼鐵產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)新工藝的建立,是國民經(jīng)濟主戰場(chǎng)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(dòng)手”“豐衣足食”,來(lái)滿(mǎn)足國家的需求。
“我們要樹(shù)立自立自強的精神,才能不斷進(jìn)行研究、創(chuàng )新?,F代技術(shù)的創(chuàng )新,不是一個(gè)單位或一個(gè)人有本事就行,必須發(fā)揮我們社會(huì )主義制度的優(yōu)越性,匯聚資源,匯聚人才,行業(yè)上協(xié)同,學(xué)科上交叉,產(chǎn)學(xué)研深度融合,工藝、裝備、產(chǎn)品、服務(wù)一體化創(chuàng )新。綜合起來(lái),我們稱(chēng)作為資源的‘4個(gè)維度’的匯聚?!蓖鯂鴹澰菏空f(shuō)道,要促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用深度融合,這樣我們社會(huì )主義制度優(yōu)越性、集中力量辦大事的能力就會(huì )更好地發(fā)揮出來(lái)。
那么,什么樣的產(chǎn)品才能稱(chēng)之為高質(zhì)化產(chǎn)品呢?我們需要怎么打造呢?王國棟院士說(shuō),日本人說(shuō)了一個(gè),Number one(第一) 和 Only one(唯一),就是“大家都有的產(chǎn)品,我的最好,我是第一;別人沒(méi)有,我們有,我是唯一”。也就是說(shuō),我們做的產(chǎn)品不僅滿(mǎn)足了需求,而相比較而言,產(chǎn)品是最好的。這不一定非得是高端產(chǎn)品,普通產(chǎn)品也有這個(gè)問(wèn)題。就看你和別人比,你是不是最好的,是不是頂尖的。這是我們打造高質(zhì)化產(chǎn)品重要的一點(diǎn)。
“比如說(shuō)低溫壓力容器用鋼,液化天然氣(LNG)儲罐用鋼,通常稱(chēng)為9鎳鋼,要求在-196攝氏度下具有良好的沖擊韌性。這種鋼與我國的能源儲備關(guān)系密切。開(kāi)始的時(shí)候,我們不會(huì )做,向國外購買(mǎi),不能按期供貨,而且價(jià)格非常高。別人有不如自己有。南鋼和高校合作,決定自己開(kāi)發(fā)。我們開(kāi)始跟跑,經(jīng)過(guò)幾年的努力,9鎳鋼終于開(kāi)發(fā)出來(lái)了。后來(lái)國外開(kāi)始開(kāi)發(fā)7鎳鋼代替9鎳鋼。我們就又繼續合作,攻低鎳鋼?,F在我們通過(guò)“十三五”攻關(guān),開(kāi)發(fā)了獨有的生產(chǎn)工藝和熱處理裝備,開(kāi)發(fā)成功6.5鎳低溫壓力容器用鋼,滿(mǎn)足了LNG儲罐用鋼的需求。減了2.5個(gè)鎳,一個(gè)鎳1000多元錢(qián),成本大大降低了?!蓖鯂鴹澰菏空f(shuō)道。這是一種制造LNG儲罐的低溫壓力容器用鋼,還有一種是制造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(yōu)的抗超低溫低周疲勞性能。用這種無(wú)鎳高錳鋼(18%-24%Mn)替代9Ni鋼制作船用LNG儲罐,性能更好,成本只相當于含3%-4%鎳的鎳鋼,用于船用LNG儲罐可以節約成本,提高船用儲罐質(zhì)量?!笆濉表椖柯?lián)合攻關(guān),已經(jīng)完成了這個(gè)項目,取得了振奮人心的成果,現在正在產(chǎn)業(yè)化,今年底將投用。
用自主核心技術(shù)服務(wù)到用戶(hù)心坎上去
產(chǎn)品研發(fā)力的提升與客戶(hù)服務(wù)有何聯(lián)系?企業(yè)該如何做好服務(wù)才能使客戶(hù)滿(mǎn)意?
習近平總書(shū)記曾明確提出,深化科技體制改革,建立以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng )新體系。
王國棟院士認為,作為搞研究工作的同志必須深入實(shí)際,像習近平總書(shū)記講的,要產(chǎn)學(xué)研深度融合。原來(lái)叫產(chǎn)學(xué)研結合,后來(lái)叫深度融合。我們怎么和企業(yè)深度融合呢?就是你和企業(yè)分不開(kāi)了。你到企業(yè)里去,企業(yè)提出需求,你和企業(yè)一起,按著(zhù)企業(yè)的需求去做,遇到問(wèn)題了你可以和企業(yè)的技術(shù)人員、工人一塊去切磋交流、研究設計,不斷創(chuàng )新和改進(jìn)。這就是現在我們講的轉化。我們研究從哪里來(lái)?問(wèn)題的答案只能是:從企業(yè)來(lái),從市場(chǎng)上來(lái),從實(shí)踐中來(lái)。我們把這些問(wèn)題整理出來(lái),在實(shí)驗室研究,在鋼廠(chǎng)研究。很多問(wèn)題涉及重要基礎和應用基礎,我們就要運用基本的理論解釋現象,提出新的原理和方法?;A問(wèn)題解決了,我們還要開(kāi)展應用研究,提出新的工藝方法和裝備設計。經(jīng)過(guò)不斷的研究和改進(jìn),最終研究的裝備用到了生產(chǎn)線(xiàn)上,工藝技術(shù)成為了規程和標準,產(chǎn)品源源不斷地用到國民經(jīng)濟主戰場(chǎng),眾多的廠(chǎng)家找上門(mén)來(lái),要采用你的技術(shù),這才算解決了問(wèn)題。也就是說(shuō),如果我們的問(wèn)題找對了,又能夠和企業(yè)一起來(lái)解決這些問(wèn)題,能夠提供市場(chǎng)需要的產(chǎn)品,你的技術(shù)肯定會(huì )受到企業(yè)的歡迎。這就是市場(chǎng)為導向,這就是重大需求為牽引。有了這個(gè)導向和牽引,成果就不愁轉化了。
“轉化的問(wèn)題,關(guān)鍵是在于你做的時(shí)候,知道為什么去做這個(gè)事。你如果真的按企業(yè)需求做去,產(chǎn)品做好了,企業(yè)那邊正等著(zhù)你的米‘下鍋’呢,你給送來(lái)了,這不馬上就轉化了嗎?”王國棟院士提到,轉不轉化,重要之點(diǎn)在于你開(kāi)始的時(shí)候,必須是按照企業(yè)的重大需求,按照市場(chǎng)的重大需求去做研究,和企業(yè)的同志們一起尋找問(wèn)題的答案,這肯定能完成高水平的研究,獲得高水平的成果。
“高強、超高強工程機械用鋼、耐磨鋼等的開(kāi)發(fā)都是這個(gè)情況?!蓖鯂鴹澰菏空f(shuō),“我國大搞基礎設施建設,必須有國際領(lǐng)先的工程機械用鋼和高端耐磨鋼,但是我國既沒(méi)有生產(chǎn)裝備,也沒(méi)有生產(chǎn)技術(shù),根本不能生產(chǎn),只能依靠國外,花幾倍高的價(jià)錢(qián)去購買(mǎi),而且供不應求,時(shí)常斷貨。關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備沒(méi)掌握在自己手里,那滋味別提多難受了?!?/div>
這種情況機械工程裝備制造企業(yè)體會(huì )最深,而鋼鐵廠(chǎng)的同志們看在眼里,痛在心頭,深深自責。太鋼、南鋼、漣鋼等一批企業(yè),對熱處理工藝技術(shù)和裝備可以用“望眼欲穿”來(lái)形容。他們一只手拉著(zhù)院校,另一只手拉著(zhù)下游用戶(hù),決心大家協(xié)同起來(lái),開(kāi)發(fā)我們自己的高強、超高強鋼板熱處理設備和生產(chǎn)工藝技術(shù)。經(jīng)過(guò)十幾年產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng )新,最薄生產(chǎn)1.5毫米高強鋼板熱處理裝備制造出來(lái)了,最高級別的高強鋼板開(kāi)發(fā)出來(lái)了。接著(zhù),這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng )新團隊,又與自動(dòng)裝卸卡車(chē)廠(chǎng)、三一重工和中聯(lián)重科等工程機械廠(chǎng)、鄭煤機等煤礦機械企業(yè)合作,開(kāi)發(fā)出各種國際一流、國家急需的工程機械,各種輕型超長(cháng)臂吊車(chē)、輕量化的自動(dòng)裝卸卡車(chē)、高耐磨鏟斗等高端工程機械工作在我國的廣袤的土地上、礦山里、煤井下,并走出國門(mén),在“一帶一路”建設中大顯身手,為國爭光。這就是需求驅動(dòng)創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng )新的結果。
求人不如求己,有了自己的核心技術(shù),一切都有了!這是真理!
與時(shí)俱進(jìn),走在世界鋼鐵科技前端
如何實(shí)現與時(shí)俱進(jìn),走在世界鋼鐵科技的前端?
王國棟院士表示,要技術(shù)創(chuàng )新,就得盯住兩個(gè)問(wèn)題,一是主戰場(chǎng)生產(chǎn)中提出的難題,另外一個(gè)是看國際上的發(fā)展趨勢。有了這兩者以后,我們再根據自己的情況確定我們的工作目標。我們的目標肯定要解決生產(chǎn)中的問(wèn)題,要領(lǐng)先于國際的發(fā)展水平。只要鋼廠(chǎng)機器轉,必定會(huì )有新問(wèn)題;只要世界在進(jìn)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(shí)俱進(jìn)。
“熱沖壓用鋼是目前國際、國內汽車(chē)輕量化材料的熱點(diǎn)。早期的沖壓用鋼強度不高,易成形,可保證成形精度,故采用冷沖壓成形。但是隨著(zhù)汽車(chē)輕量化的發(fā)展,大力開(kāi)發(fā)高強鋼和超高強鋼,這就是現在所說(shuō)的吉帕鋼。由于高強鋼沖壓負荷大,成形困難,設備和工具的工作條件很差,產(chǎn)品成形精度也極難保證。人們需要新的成形方式,這就是熱沖壓。工件需要加熱到800-900攝氏度沖壓,沖壓負荷低,成形容易,精度高,沖后冷卻淬火,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(chǎn)者的青睞,逐漸成為高強沖壓件的主流生產(chǎn)方式。我們實(shí)驗室易紅亮教授與本鋼、馬鋼、鞍鋼等企業(yè)結合,世界首發(fā)2吉帕熱沖壓鋼,滿(mǎn)足客戶(hù)的迫切需求。但是熱沖壓用鋼的涂層技術(shù),成為阻止材料推廣應用的攔路虎。國際上一個(gè)公司有涂層技術(shù)專(zhuān)利,用此技術(shù),1噸鋼得交1500元錢(qián)專(zhuān)利費。因此,易教授團隊又與企業(yè)合作,開(kāi)發(fā)熱沖壓用鋼的涂層技術(shù)。目前技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功,產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)了國內外著(zhù)名汽車(chē)廠(chǎng)商的認證。該技術(shù)控制涂層工藝,優(yōu)化涂層厚度,涂層的質(zhì)量明顯超出國外技術(shù)的產(chǎn)品。相信不久的將來(lái),將大量地生產(chǎn),改變熱沖壓鋼的技術(shù)版圖?!蓖鯂鴹澰菏空f(shuō)道。
“我們單位是國家重點(diǎn)實(shí)驗室,按理說(shuō)就應該是以基礎研究和應用基礎研究為主,但是從企業(yè)方面來(lái)看,還需要關(guān)鍵共性技術(shù)、先進(jìn)前沿技術(shù)的支撐。我們現在就把這兩者結合起來(lái)。有一些項目我們是先研究基礎,弄清道理和機制,然后再據此開(kāi)發(fā)出關(guān)鍵共性技術(shù);還有一些項目,是先創(chuàng )新關(guān)鍵共性技術(shù),把問(wèn)題解決了,然后返回來(lái)倒逼我們的基礎研究,推動(dòng)理論研究深入,并培育創(chuàng )新人才?!蓖鯂鴹澰菏空J為,基礎研究和關(guān)鍵共性技術(shù)開(kāi)發(fā)要互相促進(jìn)、互相協(xié)同、互相拉動(dòng),促進(jìn)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,由落后變?yōu)轭I(lǐng)先,由跟跑變?yōu)轭I(lǐng)跑。
數字驅動(dòng),智能發(fā)展,賦能鋼鐵產(chǎn)品高質(zhì)化
我們要貫徹黨中央、習近平總書(shū)記提出的“加快建設數字中國”的指示,狠抓科技創(chuàng )新,堅決實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略,做好結構調整,數字驅動(dòng),賦能鋼鐵。
王國棟院士認為:“面對目前信息革命的大潮,鋼鐵工業(yè)應當與信息產(chǎn)業(yè)合作,利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、5G等先進(jìn)通信技術(shù),共同組建協(xié)同、共贏(yíng)、創(chuàng )新、共享的平臺級鋼鐵材料創(chuàng )新基礎設施,推進(jìn)鋼鐵工業(yè)的智能化轉型。這個(gè)平臺集成計算-實(shí)驗-數據等;以實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)作為主要的提供數據的實(shí)驗工具;以大數據與機器學(xué)習、深度學(xué)習等現代信息技術(shù),進(jìn)行數據挖掘;以企業(yè)大數據中心為基礎,提供豐富、精準、寫(xiě)實(shí)的歷史大數據和現實(shí)生產(chǎn)數據。據此進(jìn)行鋼鐵行業(yè)鋼鐵材料創(chuàng )新,大幅度節省新產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間,降低研發(fā)成本。以材料創(chuàng )新基礎設施為基盤(pán),形成具有“原位分析能力”的數字孿生,建設鋼鐵生產(chǎn)全流程、一體化的信息物理系統,必將有力推進(jìn)鋼鐵行業(yè)智能制造蓬勃開(kāi)展,新鋼鐵材料、新生產(chǎn)技術(shù)必將迅速開(kāi)發(fā)和應用,提高我國鋼鐵材料生產(chǎn)技術(shù)的總體水平?!?/div>
王國棟院士表示,目前,企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新素質(zhì)轉型的中心工作圍繞兩方面展開(kāi)。
其一,是SaaS(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的管理應用層)之上的云中大數據中心,即云端管理層。這是鋼鐵工業(yè)數字化創(chuàng )新平臺的管理和支撐部分。它包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò )、虛擬化等云基礎設施,它的平臺層工業(yè)PaaS(中臺)進(jìn)行平臺資源部署和管理,包括設備管理、資源管理、運維管理,故障管理,物流管理,生產(chǎn)計劃與調度等,是正常運行的支撐和保障。平臺層還包括數字孿生AI優(yōu)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(chǎn)計劃與管理、訂單處理、全流程生產(chǎn)計劃編制,各單元工序生產(chǎn)工藝制度制定等。IaaS(互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺)層還具有管理創(chuàng )新功能,包括安全環(huán)境、市場(chǎng)分析、供應管理、設備管理創(chuàng )新、資源管理創(chuàng )新、物流管理創(chuàng )新等。
其二,是邊緣,對鋼鐵等流程工業(yè)來(lái)講,邊緣是最重要的。邊緣是鋼鐵工業(yè)數字化創(chuàng )新平臺的大腦,是最核心的部分。正是邊緣層與物理實(shí)體的虛實(shí)映射、實(shí)時(shí)交互、循環(huán)賦能,才有了鋼鐵企業(yè)對加工物料的高保真度的實(shí)時(shí)控制,才有了鋼鐵企業(yè)最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量,才有了鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程的可靠穩定,才實(shí)現了資源、能源的節約和生產(chǎn)成本的降低。邊緣部分緊靠著(zhù)最底層的鋼鐵材料創(chuàng )新實(shí)驗工具,即鋼鐵生產(chǎn)線(xiàn)、中試裝備、實(shí)驗室裝備,以及數據采集系統。處于邊緣的實(shí)時(shí)控制層包括原有自動(dòng)化控制系統的底層部分,原基礎自動(dòng)化和過(guò)程機系統在新系統中繼續發(fā)揮作用。但是邊緣被賦予分布智能云的功能,包括設備接入、協(xié)議分析、邊緣數據處理、多接入邊緣計算,是互聯(lián)網(wǎng)系統的智能云的一部分。高保真度的數字孿生(來(lái)自PaaS),融入實(shí)時(shí)控制層。依據實(shí)時(shí)數據與控制目標,實(shí)現動(dòng)態(tài)設定的智能控制功能。
“在建設鋼鐵材料創(chuàng )新基礎設施的過(guò)程中,鋼鐵工業(yè)內生的信息技術(shù)人才和隊伍,從萌生、發(fā)展到壯大,形成鋼鐵工業(yè)創(chuàng )新生態(tài),必將促進(jìn)鋼鐵工業(yè)的數字化轉型。展望未來(lái),數字鋼鐵顯神威,智能制造結碩果。有了數字驅動(dòng)的鋼鐵工業(yè)數字孿生、信息物理系統、鋼鐵材料創(chuàng )新基礎設施,中國鋼鐵就率先進(jìn)入了數字化時(shí)代,鋼鐵產(chǎn)品的高質(zhì)化就有了可靠的保證?!蓖鯂鴹澰菏空f(shuō)道,“中國鋼鐵行業(yè)的未來(lái)最美好!”
來(lái)源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯:張雨恬
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