以实干创新 应国之所需 ——讲述冶金学院朱苗勇教授的故事

发布时间:2025-03-07点击数:

37载,专注科研,坚持原始创新,引领行业发展;突破关键工艺技术,开启世界“领跑”模式。不忘初心,实干报国。为党育人、为国育才,既能“顶天”,也能“立地”。

特厚板、大规格型/棒材产品广泛应用于超大型基建、重载货运专线等国家重大工程,以及航母舰船、高铁动车等重大装备的关键承压、承重、耐磨部件制造,是中国制造、国家安全不可或缺的钢铁材料,具有重要战略意义和巨大经济价值。因其特殊的服役环境,对组织均匀性、性能等质量要求极为严苛。

我国现拥有大断面连铸生产线80余条,但因铸坯的中心偏析、疏松等凝固缺陷一直未能得到根本解决,极大制约了产品的成材率、生产效率及服役稳定性。为此,朱苗勇教授团队历经10余年攻关,与企业、设计院协同创新,研发了适用于我国“一线多产”的动态重压下关键工艺与装备技术,形成了从原理、装备、技术到应用的完整知识产权体系。2020年度国家科学技术奖励大会上,东北大学作为第一完成单位、朱苗勇作为第一完成人的“连铸凝固末端重压下技术开发与应用”项目荣获国家科技进步奖二等奖。

突破关键工艺技术,开启世界“领跑”模式

“连铸”即连续铸钢,是钢铁生产中使钢水凝固成型的主要方法,与传统模铸方法相比,具有大幅提高生产效率和金属收得率及铸坯质量、节约能源等显著优势。目前我国钢铁年产量已经突破11亿吨,其中98%以上都采用连铸方式生产。“连铸是整个钢铁制造流程的中心环节,直接决定着生产效率、产品质量与性能。”朱苗勇介绍,“一个企业的连铸水平,反映了其整体的生产技术水平。”

项目组在唐钢、攀钢建成投产国际首条可实施连续、动态重压下的宽厚板坯、大方坯连铸生产线,开辟了低轧制压缩比生产高端大规格钢材的新途径。技术实施后,产品质量指标优于国外生产线。产品已广泛应用于北京大兴国际机场、冬奥会核心区、上海前滩国际商务区等多项重大工程,以及远洋货轮、煤机等重大装备。生产的75千克/米长尺重载钢轨组织性能更加均匀稳定,服役寿命提升了60%,形成100米长尺重载钢轨生产能力,在我国“西煤东运”主干线朔黄线与“中国重载第一路”大秦线铺设率分别达99%和90%,年通货量超8亿吨,保障了我国电煤供给生命线稳定运行。

“重压下技术是我国科技工作者对世界连铸技术的重大贡献,必将引领国际连铸技术发展的新潮流。这项技术实现了高端大规格宽厚板、型棒材产品的高效低成本稳定生产,对冶金技术的自主创新具有显著的引领示范作用。”中国工程院院士王国栋表示。

坚持原始创新,引领行业发展

朱苗勇从事钢铁冶金行业已有39年。1984年,朱苗勇考入东北工学院钢铁冶金系。刚入学时,他只想到毕业以后有份稳定的工作,但是这个想法因为一篇文章发生了改变。1986年,《人民日报》刊发的《世界性的业绩》一文,介绍了东北工学院冶金专家萧泽强教授在国际上取得的学术成绩。“我觉得很自豪,我们中国也有这么了不起的教授,自己也应该有更高的目标。能成为萧老师的学生,是自己一生中很重要的一次选择。”朱苗勇回忆。

本科毕业,朱苗勇在研究生考试中以优异成绩成为萧泽强教授的学生,从此也对所学专业有了更深刻的认识。朱苗勇认为,二十世纪八九十年代,我国钢铁领域理论方面的研究和国际上还有一定的差距,高校应该在这方面有更多的创新,特别是理论上的创新。

1993—1997年,朱苗勇多次前往世界钢铁领军性企业——新日本制铁株式会社(新日铁)的先端技术研究所作访学研究,1998年前往瑞典皇家工学院做客座研究员。“在当时,国外的研究环境、条件还是更优越一些,除了专业领域的知识,他们做事精细、认真的态度,推动技术创新的经验做法,都给我很大启发。”

30多年来,朱苗勇主持了国家创新计划、国家重大装备国产化创新、国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目及企业合作等科研80余项。

近年来,研究团队开发的多项新工艺与装备技术引起了钢铁界的高度关注,对我国钢铁行业的转型升级、绿色发展发挥了重要作用。针对“高效连铸理论与工艺研究”,团队建立了一套研究、优化连铸中间包内腔结构的理论和方法;实现了连铸过程三维多场耦合的数值模拟,揭示并建立了反映钢渣卷混的特征值与弯月面处液面波高之间的内在关系,定量描述了连铸结晶器内钢凝固过程气隙和保护渣的分布规律及凝固坯壳的热-力学行为。特别是在微合金钢连铸坯表面裂纹控制研究方面形成了原创性技术,设计研制出高效传热的内凸曲面新型连铸结晶器,研发出了实现凝固组织超细晶化连铸机二冷区控冷新技术,并规模推广应用于宝武、鞍钢、河钢及韩国现代钢铁等国内外13家企业24条生产线,成果获得辽宁省技术发明奖一等奖、冶金科学技术奖一等奖,2019年申报国家技术发明奖进入会评。

“希望学生以后都比我优秀,为国家多作贡献”

作为东北大学先进冶炼—连铸工艺与装备研究所的负责人,朱苗勇十分注重团队建设,大力支持青年教师的发展,给他们创造机会练就本领、展示才华。朱苗勇根据不同教师的特点,帮助每个人设置了领域方向,让他们在各个项目中不断锻炼、成长。

“一项原创性的技术是很难实现的,需要几年甚至十几年的不断尝试和积累。”朱苗勇说,“我常跟团队的青年教师和学生们讲,如果容易做,那大家都能做出来了。要沉下心来,踏踏实实,以科学、严谨的态度对待每一件事,真正作出一些成果和贡献来。”

目前,朱苗勇已经培养百余名博士、硕士研究生,指导的2篇论文获全国优秀博士学位论文提名奖。如今,他们已成为高校和企业的学术或技术骨干,发挥着重要的作用。比如,祭程(“连铸凝固末端重压下技术开发与应用”项目第三完成人)在连铸凝固末端重压下提升铸坯内部质量研究方面不断做精做深,蔡兆镇在微合金钢连铸坯表面无缺陷化技术开发方面不断开拓创新。

“冶金学科是东北大学的传统优势学科,要把这种优势传承发展下去,坚持原始创新,加强课程、教材建设,注重人才培养,都是十分重要的方面。”

一直以来,研究所的教师们要求学生“做真课题,真做课题”,不仅要能“顶天”,而且要能“立地”,鼓励他们深入企业一线进行一定时间的摸爬滚打,学真本事。因此,研究所毕业的研究生深受高校、科研院所和企业的欢迎,在新的工作岗位能够较快适应环境,表现出较强的职业发展潜力。成绩优异的研究生不仅获得国家奖学金和各种命名奖学金,还获得“2011”钢铁共性技术协同创新中心颁发的奖学金。

“如今我已实现了当年留校设定的目标,希望学生以后都比我优秀,为国家多作贡献。”朱苗勇说。

(文:张蕾)