我国超级钢开发应用走到国际前列

    新春伊始，从863项目"500MPa碳素钢先进制造技术"课题组传来喜讯，2002年宝钢、武钢、本钢、珠钢、首钢共生产了5000多吨400Mpa-500MPa超级钢板材，大幅度超额完成了年度指标，实现了我国钢铁生产技术的历史性突破。
    据课题组负责人、轧制技术及连轧自动化国家重点实验室副主任、东北大学教授刘相华介绍，超级钢也称为新一代钢铁材料，它通过提高钢的洁净度、细晶化和均匀性，使量大面广的普通结构钢在保证其它性能要求的前提下，大幅度提高强度(屈服强度提高1倍)，从而提高性能价格比，是优于铝、塑料等的新型材料。据悉，超级钢的思想提出后立即成为钢铁领域令人瞩目的研究热点，钢铁生产大国、强国之间展开了一轮新的国际竞争：1997年日本首先启动了"超级钢基础研究"十年计划，接着1998年韩国启动了"21世纪高性能结构钢"计划，2001年欧盟启动了"超细晶粒钢开发"计划，2002年美国在钢铁研究指南中公布了两个超级钢开发项目。
    众所周知，我国钢产量自1996年以来一直稳居世界第一，国内钢铁市场是当前世界上最具潜力的市场。但是在钢材品种质量方面，我国距离世界先进水平还有很大差距，沿用了几十年的钢种体系，急需更新换代。在这种国内外背景下，1998年我国在国家重点基础研究发展规划项目(973)中启动了"新一代钢铁材料基础研究"，项目，围绕采用高新技术提高钢铁产品质量、促进钢材品种的更新换代这一战略目标，在973项目研究基础上，2001年在国家高技术研究发展计划(863计划)中又安排了题为"500MPa碳素钢先进工业化制造技术"的超级钢开发项目，以积极的姿态参与到这场国际竞争之中。
    创新产业化模式
    如何使科研成果较快地进入产业化是一个困扰人们难题，过去人们习惯于思维定势，按照时间顺序，先由科研单位研制出成果后，再交由企业进行产业化，最后形成商品，流通到市场上的终端用户手中，这种方法被业内俗称"串联式"，它耗时费力，容易受到局限性。解决的办法是针对使用过程中发现的问题做新一轮的开发研究，再投入新一轮生产，即所谓的"循环式"，其产业化往往需要较长的周期。而以东北大学材料与冶金学院为主的超级钢开发课题组，独辟蹊径，克服了传统做法上的不足，大胆进行模式创新。据刘教授介绍，该课题采用了研发单位--生产单位--终端用户一体化联合开发模式，较传统模式有一定创新。
    课题组与日本等国外同行潜心于理论和实验室研究，着眼于十年后的重大突破的策略不同，在超级钢开发一开始就密切联系现场实际，确定了渐进的阶段性目标，力求见到在国民经济发展中有显示度的阶段性成果。在这种思想的指导下，从中国现有的钢铁生产条件出发，开展有针对性的理论分析和实验研究，得到的成果能够立即应用于现场生产。也正是基于这种思路，我国的超级钢开发采用了集中国内优势力量，走研发单位--产企业--终端用户一体化联合攻关的模式，刘教授将这种模式称为"融合式"。
    为了达到既定目标，课题组成员深入到宝钢、武钢、珠钢等生产厂和一汽、二汽等钢材终端用户现场，结合用户需求和生产条件开展前期研究，研究开发过程中，注重理论联系实际，从中国目前炼钢、轧钢的现有条件出发，按照现场能够实现的参数范围开展实验探索，从而使实验室研究结果对现场生产有直接的指导意义，得到的规律能够直接应用于指导生产实践。
    此外，参与项目的产、学、研、用户等相关单位在开发前期就密切地融于一体，汽车生产厂等用户前期参与研究开发中，使开发的钢种应用目标明确，技术指标清楚，成果评价实在。用户前期参与到生产试制中，使试制的产品有着落，能够形成试制批量，能够及时反馈试用效果的信息。
    据了解，包括钢铁研究总院、东北大学、北京科技大学、清华大学、中科院金属研究所等钢铁方面的研究单位，宝钢、武钢、鞍钢、首钢、本钢、攀钢、珠钢、淮钢、唐钢等国内著名大中型钢铁企业以及一汽、二汽、建筑部门等钢材用户都先后参加到这个项目的开发中来。
    首次试制取得成功
    在谈到项目产业化工作开展中遇到的最大困难时，刘教授深有感触，要知道让传统的钢铁用户放弃原来的材料，转而接受只有实验室数据结果的超级钢是非常困难的，课题组也深知实验室数据与工业化生产环境的巨大差异，为了尽可能的减少在工业化环境收集数据有可能造成的损失，他们先选择并说服一些对钢质量要求不高的用户，在避免企业损失的前提下，与生产企业一道，在生产第一线指导并获得了第一手的数据资料，为超级钢的工业化打下了坚实的基础。
    当课题组经过千百次实验，首次在工业生产条件下，利用普碳钢的化学成分试制出了400MPa级细晶粒超级钢时，其以屈服强度接近翻番，延伸率、冷弯等塑性指标合格而立即引起了国际上的强大反响。与此同时，超级钢开发也很快进入了小批量试生产和试用阶段，2001年由宝钢试制的200吨超级钢发往一汽集团公司，用于替代传统的微合金钢，制造汽车横梁。首批冲制7000多件，无一件废品，后经装车实验和各种复杂条件下的道路实验，展示了超级钢卓越的性能。
    工业应用成果斐然
    超级钢在一汽的成功应用，对我国钢铁生产者和用户都产生了巨大的鼓舞作用。促使超级钢的研究、开发、生产和应用在更大的范围内展开。2002年武钢、珠钢也开始进行超级钢的试制，并应用于二汽集团公司制作汽车部件。
    目前，国内钢铁企业对开发研制新一代钢铁材料表现出了浓厚的兴趣，宝钢、鞍钢、首钢、武钢、本钢、攀钢、珠钢、淮钢、唐钢等国内大中型钢铁企业都积极参与到超级钢的推广应用中。钢材用户对超级钢的进展也给予了充分的关注和支持，到2002年，宝钢、武钢、本钢、珠钢、首钢共生产了400MPa－500MPa超级钢5000多吨，用于一汽、二汽、吉林辉南车架厂、辽宁金州车架厂等单位。同时，用作汽车横梁、纵梁、辅助梁和建筑钢材的超级钢替代传给的低、微合金钢产品，节约了大量昂贵的合金元素，每吨可以降低成本200元－300元，取得了生产厂和用户双赢的效果。
    超级钢开发成功，对我国钢材品种更新换代将产生重要影响，新一代钢种系列将随着超级钢的出现而逐渐取代陈旧的钢号标准，超级钢将作为里程碑式的标志载入钢铁产品开发的史册。据悉，美国、日本、韩国、欧洲等外国的超级钢开发项目，目前处于以实验室研究为主的阶段，未见工业应用报道。我国在超级钢开发和应用这一轮国际竞争中，已经走到了前面。