陳林恒 南鋼研究院副院長

    南京素有“千古龍蟠并虎踞、六朝古都”的美譽，不僅風景秀麗、景色宜人，也是中華文明的重要發祥地之一。南京鋼鐵集團有限公司（以下簡稱“南鋼”）就坐落于此。1958 年，南鋼的前身南京鋼鐵廠成立，作為國務院批準建設的中國冶金行業 18 家地方骨干企業之一，自誕生之日起就肩負著支援國家基礎建設，保障地區經濟發展的重任。經過六十年不斷發展，南鋼已從一個年產 10 萬噸的地區小鋼廠發展成如今千萬噸級的全國精品特種鋼生產研發基地，在新中國建設的畫卷上留下了濃墨重彩的一筆。

    為了探秘南鋼如何在日益激烈的市場競爭中做大做強，全面了解其在海洋耐蝕鋼領域的研發進展，近日，記者采訪了南鋼研究院陳林恒副院長。

    成功無捷徑 唯有肯攀登

    談及南鋼這一路的發展歷程，陳院長成竹在胸 ：

    一個企業要做大、做強，首先要堅持不懈，砥礪前行。不管市場風云如何變幻，南鋼人始終牢記使命，不忘初心，以滿足國家發展需要為己任，以服務社會發展需求為導向。2015 年出版的《中國制造 2025：重點領域技術路線圖》中，明確將新材料產業等 10 大領域以及 23 個重點發展方向作為國家未來發展的主要著力點。而去年工信部刊發的《新材料產業發展指南》將先進基礎材料、關鍵戰略材料和前沿新材料作為我國“十三五”期間新材料產業三大發展方向。為此，南鋼確立了“一體三元五驅動”的戰略體系，構建鋼鐵與新產業“雙主業”發展格局，現已形成綠色產業、智慧產業、互聯網 + 平臺和新材料等多個投資平臺。目前，南鋼領跑行業的復合鋼板技術和服務能力，在海洋耐蝕鋼領域已經承載起“大國重器”領域鋼鐵新材料進化的使命和責任。

    其次要善于調整，適應環境。南鋼始建于 1958 年，是江蘇省興建最早的鋼鐵聯合企業、國家特大型工業企業。于 1996 年完成公司制改造，由南京鋼鐵廠改為南京鋼鐵集團有限公司。1999年 3 月，南鋼集團公司以部分鋼鐵主業資產投入發起設立了南京鋼鐵股份有限公司。2000 年 9 月 19 日，公司在上海證券交易所上市（600282），控股股東為南鋼集團公司；2003 年 4 月，南鋼集團公司進行三聯動改革，以資產出資與上海復星集團合資成立南京鋼鐵聯合有限公司，公司控股股東變更為南京鋼鐵聯合有限公司；2010 年 10 月，經中國證監會批準，公司完成重大資產重組，南鋼鋼鐵主業實現整體上市，控股股東變更為南京南鋼鋼鐵聯合有限公司。我們可以看到，南鋼在長期以來與市場的不斷的碰撞過程中，是主動去改變自身，適應市場和社會的需要，激發公司員工的潛能和工作熱情，使企業不斷保持活力。

    除了體制上的不斷革新之外，南鋼的發展還跟自身的技術創新密不可分：

    企業競爭力的核心即是自主創新能力，科學技術的發展使產品的更新周期越來越短，企業要擁有持續發展的動力，就必須不斷地進行新產品的研發和技術的更新。2011 年 3 月正式成立的南鋼研究院，旨在使南鋼成為鋼鐵行業轉型發展的引領者，實現“創建國際一流受尊重的企業智慧生命體”的愿景。

    作為南鋼的一級研發部門，南鋼研究院重點在于共性、基礎性、全局性、前瞻性工藝技術研究，在于鋼鐵新材料、新技術、新領域的探索性研究開發，在于特種材料的產銷研用一體化，在于用戶技術研究需求等。

    通過整合和嫁接公司內外部資源，實現了研發層級合理分工，研究資源科學配置，充分調動了科技人員創新的積極性。成立七年來，已從最早的三所一室發展到六所一室，并傾力打造了南鋼“2+3+4”高端研發平臺。即 2 個國際級研發平臺：南鋼 - 英國研究院、南鋼與日本冶金合作成立南鋼日幫；3 個國家級研發平臺：博士后科研工作站、國家認可實驗室、國家材料環境腐蝕平臺南京大氣站；4 個省級研發平臺：江蘇省企業院士工作站、江蘇省高端材料重點實驗室、江蘇省船舶用鋼工程技術研究中心、江蘇省企業技術中心。

    南鋼目前已經擁有從礦石采選、煉焦、燒結、煉鐵、煉鋼到軋鋼的完整生產工藝流程。經過近年來連續不斷的投入，公司所有工藝裝備均已完成了大型化、現代化改造，全面實現了提檔升級，具備年 1000 萬噸粗鋼的生產能力。本部目前已形成板材和長材兩大生產體系以及與其配套的煉鐵和煉鋼系統。其中，板材生產體系主要裝備有一條 5,000mm 寬厚板生產線、一條 3,500mm寬中厚板（卷）生產線和一條 2,800mm中板生產線；長材生產體系主要裝備有一條高速線材、一條帶鋼和 4 條棒材生產線。此外，公司下屬子公司 -- 安徽金安礦業目前具備 100 萬噸精礦粉的年生產能力；另一下屬子公司 -- 宿遷金鑫軋鋼還擁有兩條年生產能力達 40 萬噸的異型鋼生產線。公司所有生產線均通過 ISO9000 質量體系認證，主要產品均榮獲全國冶金產品實物質量“金杯獎”或“江蘇名牌產品”稱號。

    急國之所需 破耐蝕難題

    海洋耐蝕鋼主要指應用于潮流發電、海水發電、海濱大型跨海橋梁、海洋平臺、海底油氣管線和大型跨海橋梁等領域的一類低合金高強度鋼，在海洋開發和利用領域應用量大、涉及面廣，在海洋資源的開發和利用過程中，鋼材扮演著不可或缺的角色。

    與陸地油氣開采相比，海洋環境洋流劇烈、海溫和壓力隨深度變化大、海底巖層結構與陸地井迥異。海洋油氣中H 2 S、CO 2 和 Cl - 等的含量普遍較高，海底微生物種類復雜，化學腐蝕和微生物腐蝕能力都很強。因此，海洋油氣開采平臺用特殊鋼材料如不銹鋼、耐蝕合金等普遍要求高耐蝕、高強高韌和高耐磨等性能特點。隨著我國“一帶一路”事業的不斷拓展，我國對海洋耐蝕鋼鐵的標準和要求也在不斷提高，而國外的同類產品又要價高昂。為此，以陳院長為代表的南鋼研究院全體員工日夜奮戰、廢寢忘食，只為生產出符合實際需要，滿足國家要求的高性能海洋耐蝕鋼。

    海洋耐蝕鋼的開發，基礎研究是關鍵。為此，研究院于 2012 年抽調精干力量專門成立了的腐蝕研究室，經過多年的努力，已日漸成為腐蝕試驗檢測、腐蝕理論基礎研究、防腐控制技術研究、耐腐蝕產品開發為一體的綜合性研究室。2017 年，其大氣暴露試驗站通過國家材料環境腐蝕平臺的認證，成為國家級大氣腐蝕暴露站。腐蝕研究室擁有先進的實驗和檢測設備，主要設備有Q-FOG 鹽霧箱、浪花飛濺帶腐蝕試驗箱、周期浸潤試驗箱、VSP 電化學工作站、微機控制慢拉伸試驗機、微量氣體發生器等。實驗室開展的檢測項目分五類：一是在實驗室內模擬開展多種材料在海洋環境下的海水全浸區、潮差區、飛濺區的腐蝕模擬加速試驗和模擬在大氣環境中的腐蝕加速實驗，適用于快速評價耐候鋼，船板，海工板等材料的腐蝕性能。二是材料電化學性能測試，包括材料的自然腐蝕電位、極化曲線和交流阻抗的測試。三是應力腐蝕性能檢測，可測材料在不同的腐蝕介質中，慢應變速率下的應力腐蝕。四是晶間腐蝕性能檢測，可測得不同的試驗標準下，不銹鋼及合金材料的耐晶間腐蝕性能。五是大氣暴露試驗，在大氣暴露站進行若干試驗周期的暴露腐蝕試驗。另外，研究室自成立以來就開展了大量實物掛片試驗，建立了自然暴露腐蝕數據庫，數據庫涉及耐候鋼、橋梁鋼、風塔鋼、海洋工程用鋼等 20 多個鋼種，涵蓋了 Ni 系、Cr 系、Ti 系、Al 系、Si 系等耐蝕元素系列及組合。

    與此同時，針對海洋環境和用戶需求，南鋼采用“產學研用”一體化研發思路，并與國家腐蝕與防護學會深度合作，利用平臺大數據，先后開發了原油船貨油艙用耐蝕鋼、濱海免涂裝用耐蝕鋼、海洋壞境用耐蝕鋼筋等三大系列 27個耐蝕鋼。同時耐蝕鋼控制技術成功應用于船舶、海洋平臺等常規鋼，潛在提高了普通海洋用鋼的用戶使用性能，提高了產品銷量和品牌度。

    由南京鋼鐵股份有限公司與北京科技大學新材料院李曉剛教授團隊合作的“新型系列耐腐蝕結構鋼開發關鍵技術創新及產業化”項目，獲得了江蘇省科技進步一等獎。項目提出了腐蝕初期銹層結構是決定鋼鐵耐蝕性能的關鍵因素新理論；在國際上原創性提出了微納米尺度組織調控技術；首次發現了在高濕高鹽濱海環境富電子銹層對氯離子的排斥作用機理；形成了夾雜物控制、板型控制及耐酸性能評價等關鍵生產工藝控制技術；形成了海洋環境耐蝕合金化控制、氧化鐵皮控制及焊接組織控制關鍵工藝技術。研發的新產品已應用在跨海大橋、濱海建筑、海底隧道等國家重點項目工程，部分鋼種成功出口。

    敢直面挑戰 與世界爭先

    隨著海上物資運輸量的不斷增加，為追求更高的船舶運輸效率，集裝箱船向大型化和超大型化發展。21000TEU 型號的超大型集裝箱船也已經正式下水，超大型集裝箱船的建造及運行給市場、建造、環保、港口建設等方面都帶來了巨大的機遇與挑戰。其中，一個重要的挑戰就是超大型集裝箱船建造用材料的選擇。集裝箱船的大型化惡化了船體結構的受力狀態，使具有大開口特性的集裝箱船不僅存在縱向彎曲，還存在較大的扭轉變形，使得其結構處于復雜的受力狀態，增加了結構安全的風險。因此，要求船體結構必須具有較高的強度和剛度。在滿足超大型集裝箱船體結構強度和剛度需求的同時，高強鋼超厚板的使用也給船體結構的安全可靠性帶來了隱患：高強鋼的屈強比通常較高，以屈服強度作為設計基礎，會使結構的安全裕度下降；板厚規格的增大，會導致由焊縫初始缺陷存在幾率的增大，更為重要的是會使構件的應力狀態從平面應力狀態轉變為平面應變狀態，從而導致船體結構發生低應力脆性斷裂的幾率大大增加，而脆性斷裂又是對船體結構安全可靠性威脅程度最大的破壞形式，會直接導致船體的解體。因此，必須采取相應的防脆斷措施以保證超大型集裝箱船體結構的安全可靠性。為保證船體結構的安全可靠，防止脆性斷裂破壞的發生，需要基體鋼板具有足夠的止裂性能，為超大型集裝箱船的設計和建造提供技術支撐。

    集裝箱船用止裂鋼在國內僅某鋼廠有供貨業績。南鋼于 2018 年 2 月 7 日承接第一筆止裂鋼訂單，且用戶要求3 月底就要交貨。在批量生產前還要通過船級社認證的小試樣替代試驗，過去國內的一家生產廠家在做這個替代試驗時，得到船級社確認的時間接近半年。陳院長團隊面臨了一道看起來不可能逾越的坎。

    然而課題組并沒有因此而畏縮不前，而是勇敢地迎難而上，在接到中標消息的時候，第一時間組織相關部門召開生產協調會，對試制、認證、煉鋼、連鑄、軋鋼、精整、檢驗等各環節進行了部署。課題組制訂了各工藝環節的控制要點和時間節點，并與生產廠進行了技術對接。2 月 14 日生產處煉鋼，這一天是臘月二十九，距離春節只有兩天，課題組在短短四天時間內就開展了兩輪試制，并確定了認證送樣時間，初八試樣送到了洛陽 725 所。課題組的同志們又開始轉移到洛陽去跟蹤試驗，檢驗室的同志們熱線聯系船級社的驗船師一同進行現場見證試驗。最重要的寬板拉伸止裂試驗順利通過見證，在 3 月10 日試驗報告送到了船級社，3 月 20日船級社確認函發到了南鋼。據了解，這次的船級社見證替代試驗在國際同類見證活動中是最快速的，創造了一個世界速度。那道看起來不可逾越的坎就此邁過。

    任重而道遠 吾輩仍需努力

    陳院長坦言，國外對耐海洋環境腐蝕用鋼的研究始于 20 世紀 30 年代，其中以美國和日本等國家為代表。而我國對該領域的研究起步相對較晚，目前在以下幾個方面存在著差距：

    ①數據積累不足。耐腐蝕鋼最終需實際服役環境掛片評價驗證，由于我國研究相對較晚，其次由于我國海岸線長，南北海域環境差異大，因此需進行大量的實驗來積累數據。

    ②機理研究不夠深入。目前我們研究大部分集中在合金元素對鋼材耐蝕性的影響，其他方面研究教少，而且缺乏對焊縫焊材的耐蝕性問題研究，由于接頭各部分在成分和組織上的不均勻性、殘余應力以及應力集中等因素的影響，使得接頭的耐蝕性往往低于母材，而在整個焊接接頭中焊縫是耐腐蝕性最差的部位。

    ③推廣應用未成體系。我國已研發出了很多海洋耐蝕鋼，少量鋼種已開始推廣驗證階段，而大部分鋼種還未得到批量推廣應用。

    但他同時也樂觀地表示，看好國內目前在耐蝕鋼領域的研究發展勢頭，國家也在大力支持該領域的研究，吾輩一定竭盡全力，爭取“彎道超車”。為此，他也提出了兩點自己的意見的建議：

    首先希望國家政策引導支持，造船、海工、鋼鐵、航運等企業以及高?？蒲性核o密協同與合作。在國家層面制定海洋耐蝕鋼的科技發展規劃，加大研發投入，從而加強機理方面的研究和數據方面的積累。

    其次聯合用戶、設計院成立應用推廣團隊，研發開始就要考慮標準和設計規范方面的建立，從而加強耐蝕鋼的應用推廣。

    打造南鋼特色 實現持續發展

    陳院長表示，國家《全國海洋經濟發展“十三五”規劃》提出要優化海洋經濟發展布局、推進海洋結構化升級、向深遠海空間拓展。這勢必對我們鋼鐵材料將提出更高的要求，因此大力發展高性能鋼鐵材料迫在眉睫。結合公司“一體三元五驅動”發展戰略為導向，按照科技引領、創新驅動發展模式，圍繞研究院作為公司一級研發機構的定位開展研發工作，著力打造具有南鋼特色的高水平企業研發機構，為公司核心競爭力不斷提升做出新的貢獻。以產品結構優化、打造差異化競爭力為研發重點，以原創新和系統創新為支撐，不斷提高產品品質，降低生產成本。立足市場和現場，以解決用戶和現場生產痛點為著力點，在做好現有品種大類的延續研發、提檔升級以及市場推廣的基礎上，開展部分前沿產品及工藝技術研究，以產品質量要求促進工藝進步、以工藝進步帶動產品質量提升，加強產品、工藝和用戶技術的協同研究，為用戶提供設計、選材、用材等一攬子解決方案，達到提升用戶體驗價值的目的。重點從以下三個方面開展工作：

    ①高質量鋼材煉鋼技術研究及應用

    隨著鋼材使用環境越來越苛刻，用戶對鋼材的冶金質量要求也越來越高。近些年來鋼水潔凈度、夾雜物和鑄坯偏析疏松這些受煉鋼水平制約的冶金質量問題受到了廣泛關注，也是中厚板和特鋼產品用戶、研發人員和現場生產技術人員不得不面對的瓶頸問題。日本山陽制鋼、大同制鋼及愛知鋼廠等企業在特鋼領域夾雜物穩定控制和 T.O 水平控制方面遠遠領先，而德國、瑞典等傳統特鋼企業在夾雜物質量穩定控制上有獨到之處。這些企業的研發和生產經驗表明，夾雜物研究是個系統工程，僅僅從工藝角度來研究，其控制效果往往不夠理想，而且難度很大。用戶對夾雜物要求的日益嚴格都將是大勢所趨，在考慮鋼材疲勞性能、內部質量及表面質量及耐蝕性等方面無法避開夾雜物控制，而在大線能量、含硫易切削鋼等方面更是需要高超的夾雜物控制利用技術和工藝。

    ②用戶關鍵使用技術研究

    目前鋼鐵企業生產的產品品質相差很小，產品同質化現象非常嚴重，市場營銷層面的主要表現為價格競爭，售后服務手段單一，很少有企業能夠推出差異化的服務策略，與用戶的技術支持交流還非常有限，售后服務多數表現為質量異議的處理等簡單的服務，很少有鋼廠針對用戶的不同推出個性化的服務、服務質量有待于進一步提高。南鋼目前仍然處于市場導向階段，下一步應逐步向用戶導向階段過渡。隨著行業的不斷發展，用戶需要鋼廠提供更多的技術服務和支持。雙方間技術上的交流合作更加緊密。圍繞南鋼重點產品、重點客戶所關注的關鍵核心技術突破，重點攻關高性能材料、高附加值產品的制造加工中等關鍵技術與工藝；在高端裝備制造領域，重點攻關產業化關鍵技術、高效高速加工關鍵技術、深海資源鉆采設備制造關鍵技術、軌道交通新材料制造技術、關鍵基礎零部件核心技術等；持續提升南鋼重點產品的核心競爭力。加大技術創新力度，促進產業核心競爭力。

    ③高技術船舶及海洋工程用鋼

    隨著國家《中國制造 2025》和《海洋工程裝備制造業中長期發展規劃》實施、國家南海戰略的逐步實施，海洋工程裝備和高技術船舶領域將大力發展深海探測、資源開發利用、海上作業保障裝備及其關鍵系統和專用設備；推動深海空間站、大型浮式結構物的開發和工程化，必然使海洋工程用鋼及高技術船舶用鋼朝著更高級別、更大厚度方向發展，必然對鋼板的焊接性能等使用性能有更高的要求。海洋工程裝備及高技術船舶作為高端裝備制造的一部分，已成為國家的戰略性新興產業，而研究院積極響應南鋼“打造以船板、海洋工程用鋼、船用型材為主導的國內質量最優、配套最全的船用產品制造基地”目標，力爭在 3~5 年內實現海洋工程裝備和高技術船舶用鋼鋼種、規格、質量等級全覆蓋，并解決用戶在使用過程中出現的焊接、加工成型、火工等一攬子使用性能的問題，聯合銷售部門加強推廣力度，市場占有率≥ 20%。

    后記：

    櫛風沐雨六十年，南鋼已經從世界鋼鐵之林中的一株幼苗逐漸成長為了參天大樹。發憤圖強，百煉成鋼。讓我們一起期待南鋼更輝煌的明天！

    ●  人物簡介

    陳林恒，工學博士，高級工程師，南京鋼鐵股份有限公司研究院副院長，國家材料環境腐蝕平臺南京大氣站副站長，南鋼品種研發創新團隊負責人。主要從事先進鋼鐵材料的制備、腐蝕與防護技術開發等方面的研究，先后參加了國家“863”重點攻關項目，國家“973”計劃項目，國家重點研發計劃項目、江蘇省科技成果轉化項目等多個國家級和省級項目。公開發表科研學術論文 20 余篇，授權發明專利 10 余項，獲冶金科學技術獎一等獎 2 項等。