把科研论文写在产线上——记“全国工人先锋号”获得者、河钢集团钢研总院中试试验研究所

文／本刊记者 蒋 寒 通讯员 魏清源

走进河钢集团钢研总院中试试验研究所，50公斤真空感应炉、550毫米热轧机组、带钢模拟退火机……，从炼钢试验系统、轧钢试验系统到深加工试验系统，一应俱全，让人仿佛走进一家“微型”钢铁厂。这里不但每套装备都是世界先进的配置标准，在36人的团队中，硕士、博士学历员工占81%，平均年龄33岁。一股强劲的创新活力扑面而来。

中试试验是科技成果向现实生产力转化的关键环节。近年来，研究所紧紧围绕钢铁材料新产品、新工艺研发等项目开展研究工作，为新技术的推广应用和新产品的产业化提供冶炼、轧制、深加工、理化检测等系列中试试验技术支撑，培养出以京津冀职工职业技能大赛化学检验工冠军刘洁为代表的一批高技能人才，有力地促进了企业产品升级、结构调整，将科研论文写在钢铁生产线上。

产线成果落地的“加速器”

见到王学慧时，他刚刚结束了持续一个多月的锌铝镁镀层中试试验，正在研究新型镀层的中试试验。

王学慧，河北理工大学硕士、中试试验研究所轧钢组组长。“钢材镀层，主要目的是防腐，提高使用寿命。但国际上在镀层方面已经拥有了相当全专利，这次为子公司锌铝镁镀层进行中试试验，就是摸索镀层最佳的成分比例和最优的生产工艺，生产出最优产品。”王学慧说，锌铝镁镀层中试已经成功，很快就将在产线落地推广，这将形成河钢专有技术，提高产品竞争力。

从最初面对高精尖装备的内心忐忑，到如今独挡一面，背后是王学慧们持续不断学习实践和艰苦的耐心付出。“轧钢工艺摸索很复杂，结果却很简单。从开轧、中轧到冷却，需要轧制几道次、每道次工艺参数怎么分配，才能实现产品最优，表面看起来不过简单几个数字，但摸索这些数字却很难。”河钢钢研总院院长助理、中试试验研究所所长翟永臻说，做中试试验，需要拿出几倍于平常的细心与耐心，由于个别轧钢试样所需的升温、降温速度缓慢，往往一次试验需要花费十余个小时。

让翟永臻自豪的是，在河钢唐钢高强汽车板项目建设过程中，研究院与项目合作方西门子奥钢联的专家，连续组织中试试验一个多月，近200组试验数据全部满足外方严苛的要求。“那次中试试验很关键，一旦试验失败，就得按照外方要求在高强汽车板项目中加建中试模拟平台，相当于节省了3000多万元的投入。”

仅2017年，研究所就为河钢科技创新提供1万多组试验检测数据，全年各种产品检测试样多达1.1万块，仅试样加工一项，过去3人干的工作，现在增加至7人都忙不过来。

近年来，研究所通过热轧高精度控轧控冷、冷轧超薄轧制、退火的精准模拟、镀锌的全方位参数模拟试验方法的优化，解决了7大系列100多个品种的高强汽车板生产中存在的质量稳定性难以保证、产品研发周期较长、现场生产工艺窗口控制难度大等主要问题，有力推动了科技成果在产线的转化落地，年创效达3000余万元。

优秀技术人才培养的“创新平台”

2014年以来，河钢坚定走产品高端路线，对产品质量提出了更高要求。为实现将弹簧钢中硼含量稳定在5个PPM（指百万分比浓度）以下，一项对炼钢原辅料中的微量元素进行检测的研究课题交给了研究所。

刘洁，北京理工大学硕士，研究所理化检测中心化学组组长。“对炼钢原辅料中的微量元素进行检测，最大的挑战，就是国家和行业没有检测方法。”刘洁说，炼钢原辅料中的硼含量在百万分之一、少得只有一点痕迹，一般的检测手段根本检测不出来。

研究历时一年多，在硅铁溶解方法实验中，光溶剂就尝试了几十种，一次溶解花费20多个小时；实验对环境要求严格，每天都对实验室做点检，保持温度、湿度恒定。

刘洁和同事们采用一系列方法，对10多种炼钢原辅料做了1000多次微量元素试验，在国家没有标准的情况下，自主开发了钼铁、硅铁、中包干式自流料、吸渣剂等多种炼钢原辅料中微量硼、钛、铝等元素检测方法，为炼钢成分稳定控制提供了数据支撑。

汽车用钢实现“整车造”，是河钢产品升级的一大亮点。汽车板认证需要提供数据支持。近年来，研究所理化检测中心副主任安治国博士的一大部分精力放到了“汽车板成型极限”实验上。

“在认证中，厂家需要将汽车板冲压做成模具来测试性能，这需要我们提供汽车板的成形极限图，在多大的范围内可以进行所有工艺的安全测试，超过多大范围就会导致成形破裂，我们就是要把这个安全范围摸索出来。”安治国说，每组数据需要实验一周，重复做3次，才能得到可信的数据。现在，他们已经完成50多组实验，并按照钢种、规格、系列，丰富了集团汽车板成型数据库。

高端产品需要耐疲劳指标。北京科技大学硕士、研究所理化检测中心物理组组长孙晓冉，在现有的疲劳试验机上，自主设计制作、拓展高温疲劳、腐蚀疲劳等环境疲劳时试验功能，满足了产品升级的实验需求。

“这些学生从走出校门，像白纸一样面对高端中试装备，到如今能够独挡一面，付出了很多，更收获了自信和成长。”河钢钢研总院院长李建新说。近三年内，研究所获得河北冶金科学技术奖9项；有4人入选河北省“三三三人才工程”，2人入选“河北省青年拔尖人才”支持计划。刘洁夺得第二届京津冀职工职业技能大赛化学检验工冠军。

服务社会创新发展的“公共资源”

随着研究所在行业影响力的提升，吸引了社会上众多知名企业和高校慕名前来进行相关实验研究。

今年以来，材料复合板中试试验在研究院频繁进行，复合板顾名思义，指将不同材料整合在一起的新材料，能够综合不同材料的优点，发挥出每种材料的最大优点，还能节省材料、低碳环保。

“现在很多高校都在开展复合板材料研究，这也是未来金属材料的发展趋势之一。”研究院技术人员郭维超说，每次做复合板中试试验，都意味着一次全新挑战，“不同材料的变形抗力不一样，导致轧制延伸率也不一样，就好比把大饼和馒头整合在一起，大饼硬，变形小，而馒头软，变形大，通过挤压的方法结合到一起是非常难的，这也是试验的一大难点。”

做复合板试验离不开镀锌模拟试验机，这也是研究院敢于承接此类业务的底气之一。这台设备不仅技术改造最多，也是国内同类型设备中试验能力发挥最好的设备之一，已经为武钢、华中科技、上海大学、东北大学、北京钢研等众多单位完成大量实验。

如今，研究院利用中试设备改造、升级和技术优化、创新，形成了“多功能炼钢模拟试验平台”、“新型轧制模拟试验平台”、“超强热处理模拟试验平台”、“均质化凝固试验平台”、“多功能金属成型模拟实验平台”、“理化检测分析平台”等6大科研试验系统，为高端钢铁材料的研究奠定了坚实基础。理化实验室2015年10月顺利通过CNAS国家实验室资质认定专家组评审。

凭借着一流装备和一流团队，研究所积极发展产学研用合作，实现了国内外高校、科研机构和企业委托的中试试验任务倍增，外部业务量占1/3。目前，有80余家固定客户遍布全国。出色完成了昆士兰大学利用晶粒细化剂冶炼大厚度超细晶海洋工程用钢、乌克兰巴顿电焊研究所委托的特种焊材、国内某著名钢铁标准样品提供商的超低合金元素的标样钢等高难度冶炼任务，赢得国内外客户高度认可。

河钢钢研总院中试试验研究所获“河北省工人先锋号”荣誉，2018年获得“全国工人先锋号”荣誉称号。