追光——萧山籍科学家寻访
姜周华:大国重器背后的孜孜不倦“炼钢人”
科学家名片
姜周华,萧山戴村人,东北大学冶金学院二级教授,特殊钢冶金研究所所⻓,特殊钢先进冶金工艺和装备教育部工程研究中心主任。获得国家科技进步一等奖1项(排名第1)、二等奖2项,省部级科技奖15项,制定国际标准2项、国家标准3项,是中国首位获“iec1906”国际标准奖的专家。
夏末秋初的沈阳,历史悠久的东北大学南湖校区里,一幢幢楼房掩映在苍翠的松树间。姜周华教授的办公室就位于钢铁楼,挨着冶金楼与一排用作实验室的平房。
“我们沈阳气候还是凉爽的。”对着家乡来客,他幽默地笑道。16岁时,他从萧山戴村考入这所学校——当时名为东北工学院的钢铁冶金系电冶金专业,读硕后留校任教至今,多年担任该校特殊钢冶金研究所所长,已在沈阳生活了整整45年。
在他的带领下,东北大学特殊钢冶金团队开创的新一代电渣重熔技术,实现了我国高端特殊钢电渣重熔技术从跟跑、并跑到领跑的跨越。
大国有重器,百炼淬成钢
处于钢铁材料塔尖的高端特殊钢,是高端装备制造和国家重点工程需要的关键材料,广泛应用于航天、航空、军工、核电、风电、深井、高铁等众多领域。
“在我们上学的时候,国产的这些钢材料还比较落后,甚至大部分需要依靠进口。这些年,我们的工作一直围绕国家高端装备所需的特殊钢材料的研发和产业化,也和特钢行业的很多企业进行合作。”姜周华说。
从上世纪90年代起,他带领团队与10多家企业开展合作,开发和推广电渣重熔技术,不断改进设备、工艺和产品。后来,针对传统电渣重熔技术存在的不足,他在开展实验室理论研究的同时,带领团队与宝钢特钢、舞阳钢铁、大冶特钢等几十家企业合作,成功开发出新一代电渣重熔技术,推动高端特殊钢材料国产化。
每种特殊钢材料的研发,涉及到设计、冶炼过程、组织性能控制和产业化应用等一系列过程,必然会遇到各式各样的难题。姜周华对此深有体会。
一次,在河钢集团舞阳钢铁公司采用电渣重熔工艺生产水电特厚板时,发现电渣坯有许多密密麻麻的缺陷。当时大家一致认为存在非金属夹杂物,姜周华认为不是,但也找不出问题所在,水电特厚板的开发陷入僵局。他日夜冥思苦想,一天傍晚在附近水库边散步时,感觉到初夏的空气里有明显的湿热潮气,他立刻想到,一定是当地空气中水分过高,导致冶炼时增氢,钢板轧后产生白点。后续经过多次试验,采取监测大气湿度、控制原料水份、干燥空气等方法,生产出的电渣锭果然没有了缺陷,难题迎刃而解。
“我们的材料发展了,不光是性能提高了,成本也降低了,价格便宜了。” 姜周华说。在他的团队指导下,舞钢形成了全规格百万千瓦水电特厚板的批量生产能力,全面替代进口,解决了进口“卡脖子”难题,并成功应用于乌东德、白鹤滩水电站。
此外,姜周华团队还与合作厂家一起,为我国探月工程和载人航天研制了火箭发动机的核心部件涡轮盘,为福建霞浦第四代核电示范工程研制了特种不锈钢电渣钢板,以及实现电渣高端轴承钢(风电、盾构机、铁路)和高端模具钢替代进口。
标准是技术的制高点。2002年,姜周华被国际电工委员会推举为电渣炉国际标准工作组召集人,成为目前仅有的电渣行业两项国际标准的制定者。2018 年他再次牵头修订这两项标准,于2020年颁布发行。这两项国际标准的修订, 确立了我国电渣技术在国际上的话语权。
2020年1月,以东北大学为第一完成单位、姜周华教授为第一完成人的“高品质特殊钢绿色高效电渣重熔关键技术的开发和应用”项目荣获国家科技进步一等奖。
一生择一业,孜孜不觉倦
穿上朴素的工作外套,姜周华带领我们去参观实验室。一间间实验室虽环境简陋,各式复杂设备却是他牵头“重金”投入,研究生们正忙着做试验。
“我跟学生说,你要是念硕士、博士研究生就只想拿个文凭,那最好别念我们这个专业,那是很痛苦的。你只有喜欢这个专业,你才能用心去学,才能做出成绩。”他说。
从带领学生做实验,到与企业合作研发,姜周华始终坚持“实践出真知”, 不仅要有大量的理论分析计算与实验,还要善于“蹲现场”。无论路途多遥远,只要企业在生产实践中遇到问题,他都会第一时间赶赴现场,常常接连24小时值守,像工人一样“倒班”,在现场寻找答案。他指导的硕士和博士研究生,大部分课题都来自生产现场。
姜周华与冶金专业的结缘,始于兴趣。生长于戴村镇尖山下村的他,父亲是杭州钢铁厂的一名工人。一次,他随父亲到厂里上班,看到火龙一样的钢坯、宏伟的高炉,深受震撼。报考大学时,他便报考了被誉为“钢铁工程师摇篮”的东北工学院。
数十载过去,姜周华笑称自己仍旧是个山里走出去的农⺠,不讲究吃穿,不打牌不抽烟,每天早上5点起来工作,有时一直工作到半夜才休息,除夕、大年初一也常值班看书。“人必须有这种孜孜不倦,甚至是很痴迷的感觉才行。一辈子就干这么一件事,要把它当成乐趣,而不是负担。”他说。
每年4月,姜周华一定会飞回萧山,赶往尖山下村老家参加乡村帮扶基金会理事会活动。该基金会成立十几年来,他积极出资出力,帮扶乡村助学、助老事业。
他的研究方向之一,是智能冶金。钢铁生产过程会产生大量数据,“这是巨大的资源,如果我们把数据做好了,找出它的规律,就可以把生产过程进行优化。”姜周华说。眼下,他正有一项新计划,希望与萧山企业合作,将模型算法与冶金过程结合起来,在萧山打造一个作为“特钢全产业链数字智慧大脑”的工业互联网平台,构建覆盖全国,集供应链、生产、质量管控和销售全过程的大网格,帮助我国中小型特钢企业实现产品高端化、生产过程绿色化、技术智能化和管理数字化,大幅度提高效率、降低成本。
“萧山是生我养我的土地,我非常感激。作为一个萧山人,我感到自豪。我还想跟年轻人说一句古话,‘读万卷书,行万里路’。”采访尾声,姜周华寄语道。(萧山区科协)