山西省重点实验室巡礼：先进不锈钢材料国家重点实验室

  科技决定山西未来发展，创新引领三晋转变发展方式与经济转型。作为科学技术创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高水平发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴起的产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。

  为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展的策略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科学技术创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。

  随着“双碳”、交通强国、制造强国等国家战略的深入实施，新一轮材料变革欣欣向荣。国内首发薄膜型LNG船/罐专用不锈钢、70t级新型复合材料运煤专用敞车、高强耐蚀不锈钢复合材料……一项又一项科研成果在中国不锈钢材料领域唯一一家国家重点实验室——先进不锈钢材料国家重点实验室破茧而出，见证了实验室的铿锵步履。

  实验室以太原钢铁（集团）有限公司（以下简称太钢）为依托单位，借助太钢在工艺装备、人才和技术资源等方面的优势，在资源节约型不锈钢、特殊领域用高性能和高功能型不锈钢材料、不锈钢关键制造及应用共性技术三个研究方向开展工作。于2010年底由科技部批准建设，2013年5月通过科技部验收。2018年5月，在科技部发布的99个企业国家重点实验室评估结果为良好，位列第38名。

  面对国家重大需求，作为国内较早涉足LNG行业用不锈钢材料的企业，太钢及时成立技术攻关团队，经过两年的不懈努力，实验室突破了薄膜型LNG船/罐用不锈钢超高平整度控制、高表面上的质量控制等关键技术瓶颈。2022年9月，太钢国内首发MARK-III型LNG（液化天然气）运输船/罐薄膜型围护系统专用不锈钢产品，产品平整度、表面上的质量、低温性能等指标通过了法国GTT认证，成为国内首家、全球第三家具备资质的供应商，解决了我国LNG海运、储存基础材料“卡脖子”难题，成功替代进口，为我国薄膜型LNG运输船/罐的国产化提供有力支撑。

  除此之外，为支撑我国核电三步走发展的策略，实现三代、四代、聚变堆等先进核电技术及其关键不锈钢材料的自主化，实验室以不同核电对奥氏体不锈钢材料在高温、室温、低温性能以及材料的品质稳定性、可靠性上的新要求、高要求为目标，实现了多个核电用高品质奥氏体不锈钢材料的关键制造技术的突破，具备了不同核电技术用高性能、特殊不锈钢材料的高质量、高效制造能力，是压水堆核岛一回路主设备、示范快堆涉钠高温设备、我国承担的ITER计划超导导体等设备用不锈钢产品的国内唯一供货企业。成功开发了316H、316L等14个牌号的系列新产品，应用于我国自主设计的钠冷快堆、ITER计划以及“华龙一号”“国和一号”等27台国内外核电项目，累计供货6万余t，核电不锈钢产品市场占有率在60%以上，解决了核电重点工程不锈钢材料的难题。

  2022年12月16日，70t级新型复合材料运煤专用敞车、高强耐蚀不锈钢复合材料TE4003C5在中车太原机车车辆有限公司下线、首发。

  此次下线t级新型复合材料运煤专用敞车车体材料首次使用新型不锈钢复合材料，明显提升了整车载重重量、抵抗腐蚀能力、服役年限等综合性能，开创了铁路货车用钢铁复合材料的先河，这也是推动创新链产业链资金链人才链深层次地融合、落实山西省“优化提升产业链韧性”和“晋材晋用、尽用晋材”部署要求取得的重要成果.

  我国是全球最大的钢铁生产国，每年排放二氧化碳超过19.6亿t，占全国温室气体总排放的15%左右，太钢作为国内最大的不锈钢、碳钢联合生产企业，氩气消耗量大大高于普通碳钢生产厂，大大降低炼钢过程的氩气消耗是降低炼钢生产所带来的成本的重要措施。

  为实现“双碳”目标，实验室科研人员以提高能源利用效率、促进绿色低碳可持续发展为重点，自觉承担起不锈钢绿色环保排头兵、行业变革创新者的使命责任。早在2018年，就在国内率先研究二氧化碳在炼钢工序部分替代氩气，对二氧化碳气体在炼钢过程的脱碳速度、熔池温度、炉衬侵蚀等进行系统研究，实现超纯铁素体不锈钢冶炼氩耗降低25%。自2020年6月开始二氧化碳替代氩气形成规模化应用，截至2022年10月，累计使用二氧化碳气体3.08万t，替代外购氩气约1.27万t，为实现钢铁企业内部二氧化碳能源化和资源化循环利用、助力“双碳”目标实现作出了新贡献。

  国内首家、多项突破，彰显了实验室强劲的发展势头，同时也充分印证了国家大力扶持的战略新兴起的产业结出了坚实成果。

  十年来，实验室以“机理性、超前性”为准则，瞄准国际先进不锈钢材料发展趋势和前沿技术，解决不锈钢材料领域科学问题和工艺技术瓶颈环节；以“基础性、公益性”为准则，提高共性技术在中国不锈钢产业的推广和应用能力；建设不锈钢学术交流平台，打造不锈钢高水平科研基地，聚集培养优秀科学技术人才基地，建立不锈钢学术科研成果转化平台。

  十年来，实验室承担了17项国家级科研项目；获省、部级以上科技奖励33项，其中“先进铁素体不锈钢关键制造技术与系列品种开发”等5项科技成果获国家科技进步奖；授权发明专利106件；起草了3项国际标准及10项国家标准，已形成核电、海洋、铁路等领域用高性能及高功能型产品集群。形成了三代核电用钢、化学品船用双相不锈钢等18个国内市场独有产品；超纯铁素体不锈钢、高碳马氏体不锈钢等26个产品国内市场占有率第一。现在，已有40多种产品替代进口。在“港珠澳大桥”“华龙一号”“光伏多晶硅冷氢化反应器”“第四代核电快堆”“青岛机场屋面系统”“超超临界火电机组”“烟气脱硫脱硝”等国家重大工程及国家重大需求方面，均有太钢不锈钢产品作为强力支撑。

  人才兴则事业兴。实验室始终将人才教育培训和队伍建设放在首位，凝练了一支老中青相结合、知识结构和年龄结构符合常理、学术水平高的专职不锈钢研发队伍。王一德院士是该领域的优秀工程技术专家，一直工作在太钢工程技术一线，为中国不锈钢技术的发展做出了重大贡献。

  不停顿、不止步。未来，先进不锈钢材料国家重点实验室将继续瞄准国家战略需求，创新引领破解卡点堵点痛点，在国际不锈钢领域发展趋势和技术前沿勇往直前。