千锤百炼淬特钢

  ——记冶金学院特殊钢冶金研究所所长、2011钢铁共性技术协同创新中心特殊钢冶金团队负责人姜周华教授

  2020年1月10日上午10时30分，2019年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开。会上，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”项目荣获国家科学技术进步一等奖。这是东北大学历史上以第一完成人和第一完成单位获得的首个国家科学技术进步一等奖。这对深入东大骨髓和基因的传统优势学科——冶金工程而言更是注入了一针强心剂，唤起了沉睡多年的力量，再现了昔日的辉煌。

  姜周华是冶金学院的一名普通教师，是学院21个基础组织之一特殊钢冶金研究所的负责人。1986年东北工学院钢铁冶金专业硕士毕业后留校任教，长期工作在教学和科研一线，看上去很平凡。但他在平凡的工作岗位上做出了不平凡的业绩：长期从事国家急需的处于钢铁材料塔尖的高端特殊钢的基础研究、技术创新、工程实践和教学工作。他主持300余项国家级和企业的科研项目，包括国家重点研发计划、“863”计划、国家自然科学基金重点项目和企业重大合作项目，取得了大量具有国际领先或领先水平的原创性科研成果，解决了我国重大装备所需高端特殊钢的系列“卡脖子”问题，为我国特钢技术发展和钢铁强国建设作出了卓越贡献。发表论文500余篇，其中SCI收录335篇，出版教材和专著9部，授权发明专利146件；获国家科学技术进步一等奖1项（排名第一）、二等奖2项、省部级科技奖15项；为中国首获“IEC1906”国际标准奖；先后入选辽宁“百千万人才工程”百人层次、“兴辽英才计划”杰出人才，获国务院政府特殊津贴，全国先进工作者、全国创新争先奖、杰出工程师奖等荣誉，带领团队入选“全国高校黄大年式教师团队”。

  1963年10月，姜周华出生在浙江萧山南部的一个偏僻小山村，过着靠山吃山，靠水吃水的生活，阖门数口饔飧不继。山村教育资源匮乏，村里仅有一个小学，教师最高学历也只是小学毕业，人们受教育程度普遍很低，这也给姜周华的求学路带来了极大的困难。

  1974年，姜周华小学毕业无学可上之时，碰巧村里向当地政府申请办了一个空前绝后的初中班，但是初中的任课老师仍然是小学的老师，老师通过边自学边授课，与姜周华和他的同学们度过了两年初中时光。初中和小学非正规系统的教育使得姜周华根柢未深。1976年姜周华初中毕业，但其学业路又面临戛然而止的窘境。父母之爱子，必为之计深远，父亲多次寻找可以使儿子有学可上的方法。功夫不负苦心人，他终于成功被推荐到萧山第六中学读高中。

  这所高中的教师大部分是当年的下乡知青，文化素养高、教育学生的方式得当，所以在这两年的高中生涯中，他的学习突飞猛进，可是高考还是以20多分的差距名落孙山。自此，他开始了日出而作，日落而归的山间劳作生活。所幸，姜周华的聪明睿智、力学不倦，给高中的老师们留下了深刻的印象。担心人才被埋没，老师给姜周华及其家长写了一封信，邀请姜周华免费回校复读，而正是这封信彻底改变了姜周华的人生轨迹。

  尽管家境贫寒，父母基本没上过学，他们心中知识改变命运的信念让他们毫不犹豫的支持姜周华继续他的求学之路。怀着对知识的渴望，带着父母的期盼，姜周华更加珍惜这来之不易的机遇。宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来，终于在一年后，也就是1979年16岁的姜周华考入东北工学院钢铁冶金系电冶金专业。

  姜周华与钢铁冶金这一专业的渊源颇深。他的父亲是杭州钢铁厂的一名工人，小时候去父亲的单位玩耍，被宏伟的高炉所震撼，被火龙一样的钢坯所吸引，这让姜周华对钢铁工业有了初步的认识并产生了强烈的好奇心。而当时国家对钢铁的需求巨大，为中华之崛起而读书的信念使他毅然决然的选择报考了被誉为钢铁工程师摇篮的东北工学院。

  大学四年，尽管生活艰苦，但姜周华学习朝乾夕惕，出类拔萃。1983年本科毕业后，他以优异成绩考取了本校本专业的硕士研究生，师从我国电渣冶金的先驱者之一——姜兴渭教授。

  对于致力于从事电渣冶金方向研究的渊源，姜周华曾在所著的《电渣冶金的物理化学及传输现象》（东北大学出版社，2000年出版）一书前言中回忆：“最早接触电渣冶金是在1982年，当时我还是大学四年级的学生。姜兴渭教授给我们讲授了《特种冶金》课程，其主要内容便是电渣冶金。通过课堂学习，我了解到电渣重熔法可以生产出从几克重的假牙到几百吨重的大型火电汽轮机转子毛坯，其应用场景范围涉及到国民经济的许多领域，这使我对电渣冶金技术产生了浓厚的兴趣，从此便与电渣冶金结下了不解之缘。”

  彼时，中国的钢铁产业还着重于解决“量”的问题，一直处在粗放型发展阶段，对于主要是针对高端精品特钢冶炼的电渣重熔技术几乎无人问津。在最不受关注、研究经费最紧缺的日子里，姜周华甘坐冷板凳，继续坚持从事电渣冶金研究，同时默默培养团队。他坚守自己的科研志向，也坚信自己的预判：“在新的世纪里，电渣冶金技术将会具有强大的生命力。”以后的20年里，他的团队做了大量基础性和应用性研究工作，为日后的项目研究提供了强有力的支持。

  2000年后，随着我们国家工业发展步入新阶段，高端装备制造业快速地发展，一系列重大工程、装备对高端材料需求激增，中国钢铁产业开始从产量向质量转变，从粗放向精细化和高质量转变。在21世纪开始的10多年中，电渣冶金技术在国内外得到了加快速度进行发展，姜周华终于守得云开见月明，迎来了大展拳脚的机会。

  姜周华始终秉承着科技报国的理念，牢记把我国建设成为钢铁强国的崇高使命，瞄准国际科技前沿和国家重大需求，以解决国家重大装备和重大工程用关键核心材料制备技术难题为目标而奋斗。但科研是场苦行僧的修行，无欲速，无见小利，欲速则不达，见小利则大事不成，科研过程需要无比的创新、恒心和耐心。

  科学研究需要勇攀高峰、敢为人先的创新精神，而钢铁冶金作为我国一项传统产业，如何在科学技术日新月异的今天谋求新的发展，姜周华也有自己的发展思路，他通过学科交叉、联合，创新思想、技术，凝练学科方向，由此产生新的学科增长点。在躬行实践中，他将炼钢技术与信息技术相结合，把传统的炼钢工艺提升为智能炼钢技术，不仅大幅度的提升炼钢的效率，也在很大程度上改善了产品质量。将炼钢技术与材料科学相结合，依据市场对钢铁新材料的性能要求，研究新的冶金工艺和流程，为企业研发出使用户得到满足需要的新产品。

  从“实践中来到实践中去”是东北大学的传统，也是电冶金团队的传统。姜周华的硕士导师姜兴渭老师为团队师生作出了表率。在上世纪70年代开始就长期与企业合作，把科技成果转化为实际生产力。姜周华在研究生期间就经常去抚钢、沈阳三钢等企业实习和科研。优秀的传统，薪火相传，生生不息。1993年他破格晋升为副教授并担任电冶金教研室主任，带领研究生和实验室工程师继续走“产学研用”道路。从上世纪90年代起，他带领团队与10多家企业合作，推广电渣重熔技术，改进设备、工艺和产品。但当时使用的来自于乌克兰老一代技术，实践中发现传统电渣重熔技术存在许多不足，不能够满足高端装备制造对特殊钢材料日益增高的要求。因此，从本世纪初开始姜周华在实验室理论研究的同时，带领团队与宝钢特钢、抚顺特钢、本钢特钢、太钢、中钢邢机、兴澄特钢、大冶特钢、舞钢、通裕重工、中原特钢等几十家企业合作开发新一代电渣重熔技术。30多年来，他走遍了上百家钢铁和重机企业。姜周华的博士论文就是在1996年宝钢新建的150吨电弧炉生产线上完成的，解决了电弧炉兑铁水和LF精炼的核心工艺技术，取代了国外引进的工艺。后来他指导的硕士和博士研究生大部分课题都来自生产现场，如博士生董艳伍、臧喜民和刘福斌的学位论文分别是在中钢邢机、兴澄特钢和长城特钢的生产实际中完成，这也支撑了国家科学技术进步一等奖的核心技术，他们也成为国家科学技术进步一等奖的获奖成员。

  科研道路充满荆棘，困难重重，姜周华始终敢于质疑，勤于思考，直面困难，挑战难题。一次，在河钢集团舞钢公司采用电渣重熔工艺生产水电特厚板时，探伤发现电渣坯有许多密密麻麻的缺陷。生产所带来的成本高昂，国家需求迫切，困难亟待解决。当时大家一致认为是钢中非金属夹杂物导致了这一现象，而姜周华认为不可能是夹杂物的问题，但又拿不出确切证据。随后对于电渣坯料进行了夹杂物检测，发现夹杂物尺寸及数量均在合理的范围，证实了这一问题并不是夹杂物造成的。找不到问题所在，水电特厚板的开发陷入了僵局。姜周华追本溯源，夜不能寐。一天傍晚，他在舞钢附近的石漫滩水库的湖边散步，这里6月的初夏天气已经比较炎热，湖边的空气中明显感觉到湿热的潮气。凭着多年的知识和经验，他比较肯定缺陷是冶炼时增氢导致钢板轧后产生的白点。实践和怀疑的精神让他保持自我，在他的劝说下，企业工程师终于同意通过控制氢来探究这一问题。再次试验时通过监测大气的湿度、控制原料的水份并采用干燥空气保护冶炼，生产出的电渣锭缺陷消失了，这也证实了姜周华的想法，解决了生产的难题。

  在姜周华团队的指导下，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150mm厚及以上厚规格水电特厚板长期依靠国外进口的“卡脖子”难题，迫使世界最著名的特厚板生产企业——德国迪林根将水电特厚板售价从6万元/吨降低到2万元/吨。舞钢生产的水电特厚板全规格应用在最近几年建成的世界上单机容量最大的水电站——白鹤滩和乌东德，支撑了我国水电科技的自立自强。姜周华时刻勉励自己及学生，科研过程中问题和困难层出不穷、比比皆是，别害怕困难，克服困难就是我们科研工作者能力的提升，价值的体现。

  解决国家重大需求是姜周华一直以来努力的方向，将核心技术掌握在自己手中是他奋斗的目标，把科研成果应用在实际生产是他心之所向，力之所求。他带领团队开创的电渣重熔新技术，实现我国电渣重熔技术从跟跑-并跑-领跑的跨越，引领行业发展。相关成果在60多家企业应用，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核心部件——涡轮盘；研制出世界上最大厚度的电渣特厚板，成功应用于三峡总公司的单机容量世界最大的水电站——乌东德和白鹤滩，以及C919大飞机制造起落架的8万吨模锻压机支座；为我国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，实现第四代核电（钠冷快堆）用钢国产化；电渣高端轴承钢（风电、盾构机、铁路）和高端模具钢替代进口。与太钢合作开发了具有国际领先水平的铁素体不锈钢冶炼新流程和新工艺，开发出30余个不锈钢新品种，满足了铁路运输、汽车、造币、海洋装备、家电等国家重要领域和改善民生的急需。他带领团队，对洁净钢生产的所有的环节和整体优化进行了系统的理论和应用研究，将洁净钢冶炼技术成果在全国几十家大中型钢铁企业推广应用。尤其是在国内率先开发了具有自主知识产权的炼钢成套中试生产线多家大中型钢铁企业技术中心推广应用，提高了中国钢铁企业的自主创造新兴事物的能力。开创特殊钢加压冶金学科新方向，带领团队成功开发了第三代航空高氮不锈轴承材料30Cr15Mo1N，其材料性能全面超越我国航空航天现役的M50和M50NiL轴承材料，为我国航空航天轴承材料的换代升级提供强有力的材料支撑。他的多项科研成果填补了国内空白，达到了国际领先水平，为国家及企业创造了巨大的经济和社会效益。

  近年来，姜周华团队的理论研究受到国际学术界普遍认可和广泛关注，有关论文多次登上国际期刊的杂志封面。在国际电渣学术研究方面，东北大学SCI检索论文在全球292个研究机构中排名第一，姜周华个人排名第一。

  标准是技术的制高点。2002年姜周华依靠他在学术上的国际影响力和扎实的技术功底，在激烈的竞争中脱颖而出，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。该标准于2005年8月正式在整个世界出版发行。2018年他再次牵头修订了包含最新研究成果的两项电渣炉国际标准，并于2020年正式颁布发行。这两项国际标准的修订，使我国在国际标准制订中的地位与影响力焕然一新，引领了我国电渣技术在国际上的线年的国际电工委员会（IEC），是世界上成立最早也是顶级规模的国际性政府间标准化组织，负责与电相关领域中的国际标准制定、修正等工作，堪称技术领域的“联合国”，其标准的权威性为世界所公认。2005年，姜周华被国际电工委员会授予最高奖项——“IEC1906”国际标准奖，成为中国获此殊荣第一人。

  五、高瞻远瞩，知行合一，致力培养高品质人才，打造国际一流创新团队和研发平台

  科学原理怎么样转化为技术？新的技术怎么来实现？怎样在生产中逐渐完备？理论与实践之间，隔着很多复杂难解的工程问题。实验室研究只考虑有限的变量因素，但到了生产现场，可能就是成百上千个。有一个因素解决不了，生产就举步维艰。电脑上种不出稻子，电脑上也炼不出钢来。不到生产现场没法掌握第一手资料，理论和实践脱节，就搞不好研究，也解决不了实际问题。

  姜周华时常以“实践出真知、斗争长才干”来勉励学生，而他也是身体力行的践行着这一理念。他常年投身在工业现场，传授理论，学习经验，寻找科研的方向和源泉。一次，国内某厂在生产的全部过程中出现了难题，一直找不到原因及处理方法，特请姜周华去现场帮助解决该问题。众所周知，冶金行业生产流程较长，情况复杂，大家都认为姜周华晚上会回去休息后第二天上午再来现场，可是第二天早上技术人员来到生产现场发现姜周华还在，原来是他为了快速准确的找到问题的根本又继续跟了一晚的生产。他仔仔细细地观察生产的全部过程的每一个细节，终于找到了问题所在，并向技术人员提出了圆满的解决方案。团队老师及培养的学生深深地为姜周华“不破楼兰终不还”的刻苦钻研精神和对冶金事业的热爱折服，并以他为榜样，博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。每次与企业合作，姜周华及其团队都会到现场当地考验查证，并与工人一样倒班工作，从中获取最真实、最可靠的数据，发现企业实际存在的问题，制定有明确的目的性的解决方案，真正为企业解决实际问题。正是团队高信誉、高质量的服务赢得了许多大中型企业的信赖。

  作为科研团队的“核心”，姜周华眼光独到，洞察力敏锐，带领团队一直走在行业发展前沿。他把为国家培养高端钢铁人才和打造国际一流的创新团队为己任，先后组建了特殊钢先进冶金工艺和装备教育部工程研究中心、辽宁省特殊钢电冶金专业方面技术创新中心和辽宁省沈抚创新改革示范区东大工业技术研究院。筹措资金6000多万元，关键装备以自己设计为主，建成了国际一流的特殊钢冶金中试平台，为研究生培养和青年教师成长提供了国际一流的科学技术创新平台，同时也为“产学研用”合作提供了有力支撑。目前小组成员已达160多名，包括教职工14名和工程师10名，硕士和博士研究生130余名。多名青年教师已成为特殊钢冶金领域独当一面的专家。毕业的200多名博士和硕士大多成为本单位和行业的骨干，部分成为行业专家和单位领导。万人操弓，共射一招，招无不中，团队齐心协力赴创佳绩，入选了全国高校黄大年式教师团队、辽宁省首届优秀研究生导师团队，获辽宁省劳模创新工作室、辽宁省高校创新团队，东北大学“青年文明号”和东北大学创新团队等荣誉。

  姜周华目前还担任第八届国务院学科评议组成员、中国金属学会电冶金分会和特殊钢分会副主任委员、特殊钢先进冶金工艺和装备教育部工程研究中心主任、辽宁省特殊钢电冶金专业方面技术创新中心主任，辽宁省沈抚改革创新示范区东大工业技术研究院院长。

  作为科研人员，他百折不挠，踏实肯干，四十年如一日，成绩斐然；作为团队带头人，他深谋远虑，立足高远，带领团队攻关克难。

  大国有重器，百炼淬成钢。姜周华一直用自己的行动为国之重器贡献力量。他将不忘初心，不改本色，继续埋头苦干，围绕国家重大发展需求，服务国家经济建设，解决企业难题，培养行业栋梁之才，在百舸争流、千帆竞发的洪流中勇立潮头；在不进则退、不强则弱的竞争中赢得优势；在报效祖国、服务人民的人生中有所作为！

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