“将来研发的一定是节省资源、节省能源，减少甚至没有有害排放，而且是高质量的，能满足我们未来发展需求的新型钢铁材料。因此，这些钢材本身必须具有高质量、高性能、减量化、低成本、长寿命、易循环等特点，而它们的生产过程一定是低排放、低消耗、节约型的。随着社会的发展和进步，未来的钢铁材料应当不断根据社会发展需求，被赋予诸多新的性能，满足社会需求，引领社会不断发展。”6月21日，在由中国钢铁工业协会主办，沙钢集团、中国宝武、鞍钢集团、首钢集团、中信泰富特钢协办，中国冶金报社承办的全国钢铁行业庆祝建党100周年座谈会上，中国工程院院士、东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室教授、博士生导师王国栋在接受《中国冶金报》记者专访时表示。

图为王国栋院士正在接受本报记者采访。（代鑫/摄）

　　那么，我们如何打造高质化钢？王国栋从以下几方面谈了他的看法。

　　开发独有技术，中国钢材才可以独步天下

　　我国经济社会的发展离不开科学技术的不断进步，当前的科学技术解决方案非常需要增强创新这个第一动力。习近平总书记在出席两院院士大会暨中国科协第十次全国代表大会上发表重要讲话时表示：“科技立则民族立，科技强则国家强。”

　　王国栋院士认为，首先我们得有习近平总书记说的这种自立自强精神。我们面对的是发展日新月异、一日千里的世界科技前沿，是世界第二大经济体的国民经济主战场，是一个由一穷二白向世界科技强国发展的重大国家需求，是占世界70亿人口20%的人民的生命健康。我们干的是前景广阔的伟大事业。我们的发展进步必须建立在自主创新、奋发图强、艰苦奋斗的基点上。我们必须丢掉幻想，下决心苦干、实干，靠我们自己的力量在无人区中开辟出一片新天地，在崎岖小路上奋力前行，登上光辉的顶点。我们钢铁产品的研发、生产新工艺的建立，是国民经济主战场上的局部战役，但是道理都是一样的。我们要根据国家的需要、利用我们自己的力量，自立自强，“自己动手”“丰衣足食”，来满足国家的需求。

　　“我们要树立自立自强的精神，才能不断进行研究、创新。现代技术的创新，不是一个单位或一个人有本事就行，必须发挥我们社会主义制度的优越性，汇聚资源，汇聚人才，行业上协同，学科上交叉，产学研深度融合，工艺、装备、产品、服务一体化创新。综合起来，我们称作为资源的‘4个维度’的汇聚。”王国栋院士说道，要促进产学研用深度融合，这样我们社会主义制度优越性、集中力量办大事的能力就会更好地发挥出来。

　　那么，什么样的产品才能称之为高质化产品呢？我们需要怎么打造呢？王国栋院士说，日本人说了一个，Number one（第一） 和 Only one（唯一），就是“大家都有的产品，我的最好，我是第一；别人没有，我们有，我是唯一”。也就是说，我们做的产品不仅满足了需求，而相比较而言，产品是最好的。这不一定非得是高端产品，普通产品也有这个问题。就看你和别人比，你是不是最好的，是不是顶尖的。这是我们打造高质化产品重要的一点。

　　“比如说低温压力容器用钢，液化天然气（LNG）储罐用钢，通常称为9镍钢，要求在-196摄氏度下具有良好的冲击韧性。这种钢与我国的能源储备关系密切。开始的时候，我们不会做，向国外购买，不能按期供货，而且价格非常高。别人有不如自己有。南钢和高校合作，决定自己开发。我们开始跟跑，经过几年的努力，9镍钢终于开发出来了。后来国外开始开发7镍钢代替9镍钢。我们就又继续合作，攻低镍钢。现在我们通过“十三五”攻关，开发了独有的生产工艺和热处理装备，开发成功6.5镍低温压力容器用钢，满足了LNG储罐用钢的需求。减了2.5个镍，一个镍1000多元钱，成本大大降低了。”王国栋院士说道。这是一种制造LNG储罐的低温压力容器用钢，还有一种是制造LNG船用的低温压力容器用钢。LNG运输船用的储罐必须频繁地承受室温至-162摄氏度装载卸载，即可以抗温差变形，因此必须具有更优的抗超低温低周疲劳性能。用这种无镍高锰钢（18%-24%Mn）替代9Ni钢制作船用LNG储罐，性能更好，成本只相当于含3%-4%镍的镍钢，用于船用LNG储罐可以节约成本，提高船用储罐质量。“十三五”项目联合攻关，已经完成了这个项目，取得了振奋人心的成果，现在正在产业化，今年底将投用。

　　用自主核心技术服务到用户心坎上去

　　产品研发力的提升与客户服务有何联系？企业该如何做好服务才能使客户满意？

　　习近平总书记曾明确提出，深化科技体制改革，建立以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系。

　　王国栋院士认为，作为搞研究工作的同志必须深入实际，像习近平总书记讲的，要产学研深度融合。原来叫产学研结合，后来叫深度融合。我们怎么和企业深度融合呢？就是你和企业分不开了。你到企业里去，企业提出需求，你和企业一起，按着企业的需求去做，遇到问题了你可以和企业的技术人员、工人一块去切磋交流、研究设计，不断创新和改进。这就是现在我们讲的转化。我们研究从哪里来？问题的答案只能是：从企业来，从市场上来，从实践中来。我们把这些问题整理出来，在实验室研究，在钢厂研究。很多问题涉及重要基础和应用基础，我们就要运用基本的理论解释现象，提出新的原理和方法。基础问题解决了，我们还要开展应用研究，提出新的工艺方法和装备设计。经过不断的研究和改进，最终研究的装备用到了生产线上，工艺技术成为了规程和标准，产品源源不断地用到国民经济主战场，众多的厂家找上门来，要采用你的技术，这才算解决了问题。也就是说，如果我们的问题找对了，又能够和企业一起来解决这些问题，能够提供市场需要的产品，你的技术肯定会受到企业的欢迎。这就是市场为导向，这就是重大需求为牵引。有了这个导向和牵引，成果就不愁转化了。

　　“转化的问题，关键是在于你做的时候，知道为什么去做这个事。你如果真的按企业需求做去，产品做好了，企业那边正等着你的米‘下锅’呢，你给送来了，这不马上就转化了吗？”王国栋院士提到，转不转化，重要之点在于你开始的时候，必须是按照企业的重大需求，按照市场的重大需求去做研究，和企业的同志们一起寻找问题的答案，这肯定能完成高水平的研究，获得高水平的成果。

　　“高强、超高强工程机械用钢、耐磨钢等的开发都是这个情况。”王国栋院士说，“我国大搞基础设施建设，必须有国际领先的工程机械用钢和高端耐磨钢，但是我国既没有生产装备，也没有生产技术，根本不能生产，只能依靠国外，花几倍高的价钱去购买，而且供不应求，时常断货。关键核心技术和装备没掌握在自己手里，那滋味别提多难受了。”

　　这种情况机械工程装备制造企业体会最深，而钢铁厂的同志们看在眼里，痛在心头，深深自责。太钢、南钢、涟钢等一批企业，对热处理工艺技术和装备可以用“望眼欲穿”来形容。他们一只手拉着院校，另一只手拉着下游用户，决心大家协同起来，开发我们自己的高强、超高强钢板热处理设备和生产工艺技术。经过十几年产业链的协同创新，最薄生产1.5毫米高强钢板热处理装备制造出来了，最高级别的高强钢板开发出来了。接着，这个产业链创新团队，又与自动装卸卡车厂、三一重工和中联重科等工程机械厂、郑煤机等煤矿机械企业合作，开发出各种国际一流、国家急需的工程机械，各种轻型超长臂吊车、轻量化的自动装卸卡车、高耐磨铲斗等高端工程机械工作在我国的广袤的土地上、矿山里、煤井下，并走出国门，在“一带一路”建设中大显身手，为国争光。这就是需求驱动创新、产业链协同创新的结果。

　　求人不如求己，有了自己的核心技术，一切都有了！这是真理！

　　与时俱进，走在世界钢铁科技前端

　　如何实现与时俱进，走在世界钢铁科技的前端？

　　王国栋院士表示，要技术创新，就得盯住两个问题，一是主战场生产中提出的难题，另外一个是看国际上的发展趋势。有了这两者以后，我们再根据自己的情况确定我们的工作目标。我们的目标肯定要解决生产中的问题，要领先于国际的发展水平。只要钢厂机器转，必定会有新问题；只要世界在进步，国际前沿就不断向前延伸。因此，我们的目标就必须不断改变，向更高水平提升，向更前沿拓展。这就是与时俱进。

　　“热冲压用钢是目前国际、国内汽车轻量化材料的热点。早期的冲压用钢强度不高，易成形，可保证成形精度，故采用冷冲压成形。但是随着汽车轻量化的发展，大力开发高强钢和超高强钢，这就是现在所说的吉帕钢。由于高强钢冲压负荷大，成形困难，设备和工具的工作条件很差，产品成形精度也极难保证。人们需要新的成形方式，这就是热冲压。工件需要加热到800-900摄氏度冲压，冲压负荷低，成形容易，精度高，冲后冷却淬火，可以得到1500兆帕甚至2000兆帕以上的超高强钢。热成形用钢受到零件生产者的青睐，逐渐成为高强冲压件的主流生产方式。我们实验室易红亮教授与本钢、马钢、鞍钢等企业结合，世界首发2吉帕热冲压钢，满足客户的迫切需求。但是热冲压用钢的涂层技术，成为阻止材料推广应用的拦路虎。国际上一个公司有涂层技术专利，用此技术，1吨钢得交1500元钱专利费。因此，易教授团队又与企业合作，开发热冲压用钢的涂层技术。目前技术已经开发成功，产品已经通过了国内外著名汽车厂商的认证。该技术控制涂层工艺，优化涂层厚度，涂层的质量明显超出国外技术的产品。相信不久的将来，将大量地生产，改变热冲压钢的技术版图。”王国栋院士说道。

　　“我们单位是国家重点实验室，按理说就应该是以基础研究和应用基础研究为主，但是从企业方面来看，还需要关键共性技术、先进前沿技术的支撑。我们现在就把这两者结合起来。有一些项目我们是先研究基础，弄清道理和机制，然后再据此开发出关键共性技术；还有一些项目，是先创新关键共性技术，把问题解决了，然后返回来倒逼我们的基础研究，推动理论研究深入，并培育创新人才。”王国栋院士认为，基础研究和关键共性技术开发要互相促进、互相协同、互相拉动，促进我们整体的水平提升。这样我们才能做到顶天立地，百战百胜，由落后变为领先，由跟跑变为领跑。

　　数字驱动，智能发展，赋能钢铁产品高质化

　　我们要贯彻党中央、习近平总书记提出的“加快建设数字中国”的指示，狠抓科技创新，坚决实施创新驱动发展战略，做好结构调整，数字驱动，赋能钢铁。

　　王国栋院士认为：“面对目前信息革命的大潮，钢铁工业应当与信息产业合作，利用工业互联网、大数据、云计算、5G等先进通信技术，共同组建协同、共赢、创新、共享的平台级钢铁材料创新基础设施，推进钢铁工业的智能化转型。这个平台集成计算-实验-数据等；以实际生产线作为主要的提供数据的实验工具；以大数据与机器学习、深度学习等现代信息技术，进行数据挖掘；以企业大数据中心为基础，提供丰富、精准、写实的历史大数据和现实生产数据。据此进行钢铁行业钢铁材料创新，大幅度节省新产品研发时间，降低研发成本。以材料创新基础设施为基盘，形成具有“原位分析能力”的数字孪生，建设钢铁生产全流程、一体化的信息物理系统，必将有力推进钢铁行业智能制造蓬勃开展，新钢铁材料、新生产技术必将迅速开发和应用，提高我国钢铁材料生产技术的总体水平。”

　　王国栋院士表示，目前，企业技术创新素质转型的中心工作围绕两方面展开。

　　其一，是SaaS（工业互联网平台的管理应用层）之上的云中大数据中心，即云端管理层。这是钢铁工业数字化创新平台的管理和支撑部分。它包括服务器、存储、网络、虚拟化等云基础设施，它的平台层工业PaaS（中台）进行平台资源部署和管理，包括设备管理、资源管理、运维管理，故障管理，物流管理，生产计划与调度等，是正常运行的支撑和保障。平台层还包括数字孪生AI优化，以利用大数据获得高保真度模型。在管理应用层还包括生产计划与管理、订单处理、全流程生产计划编制，各单元工序生产工艺制度制定等。IaaS（互联网技术平台）层还具有管理创新功能，包括安全环境、市场分析、供应管理、设备管理创新、资源管理创新、物流管理创新等。

　　其二，是边缘，对钢铁等流程工业来讲，边缘是最重要的。边缘是钢铁工业数字化创新平台的大脑，是最核心的部分。正是边缘层与物理实体的虚实映射、实时交互、循环赋能，才有了钢铁企业对加工物料的高保真度的实时控制，才有了钢铁企业最优的产品质量，才有了钢铁生产过程的可靠稳定，才实现了资源、能源的节约和生产成本的降低。边缘部分紧靠着最底层的钢铁材料创新实验工具，即钢铁生产线、中试装备、实验室装备，以及数据采集系统。处于边缘的实时控制层包括原有自动化控制系统的底层部分，原基础自动化和过程机系统在新系统中继续发挥作用。但是边缘被赋予分布智能云的功能，包括设备接入、协议分析、边缘数据处理、多接入边缘计算，是互联网系统的智能云的一部分。高保真度的数字孪生（来自PaaS），融入实时控制层。依据实时数据与控制目标，实现动态设定的智能控制功能。

　　“在建设钢铁材料创新基础设施的过程中，钢铁工业内生的信息技术人才和队伍，从萌生、发展到壮大，形成钢铁工业创新生态，必将促进钢铁工业的数字化转型。展望未来，数字钢铁显神威，智能制造结硕果。有了数字驱动的钢铁工业数字孪生、信息物理系统、钢铁材料创新基础设施，中国钢铁就率先进入了数字化时代，钢铁产品的高质化就有了可靠的保证。”王国栋院士说道，“中国钢铁行业的未来最美好！”