創(chuàng)新 高質(zhì)量發(fā)展動力源

本刊記者 張小紅｜文

有色金屬行業(yè)獲得國家科技獎勵數(shù)量及科技含量不斷提高，為近距離了解有色金屬行業(yè)近幾年榮獲“國家科技獎”的具體情況，促進科研成果在實際中的應用，同時，希望通過了解及宣傳行業(yè)的這些獲獎成果，來窺見全行業(yè)科技創(chuàng)新的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，激發(fā)全行業(yè)科技創(chuàng)新的潛能與熱情，本刊記者專訪了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會副秘書長兼科技部主任張洪國。

作為我國最權威的政府科技獎勵，一年一度的國家科學技術獎勵大會，不僅是科技界，全社會都在關注。從近幾年的獲獎情況可以看到，我們的科技成果從零星到井噴，從量變到質(zhì)變，中國科技正站在飛躍發(fā)展的新起點，彰顯著中國新時代的強大創(chuàng)造力。

有色金屬行業(yè)也不例外，獲得國家科技獎勵數(shù)量從2017年度的6 項到2018年度的10 項，再到2019年度的13 項，項目數(shù)量逐年增加，科技含金量不斷提高，尤其在有色冶金技術方面，部分技術指標已達到國際前列。

為近距離了解有色金屬行業(yè)近幾年榮獲“國家科技獎”的具體情況，促進科研成果在實際中的應用，同時，希望通過了解及宣傳行業(yè)的這些獲獎成果，來窺見全行業(yè)科技創(chuàng)新的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，激發(fā)全行業(yè)科技創(chuàng)新的潛能與熱情，近日，本刊記者專訪了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會副秘書長兼科技部主任張洪國，以下為采訪實錄。

“冶金爐窯強化傳熱關鍵技術及應用”項目團隊代表在北京領獎

★獲獎數(shù)量逐年增加，說明創(chuàng)新已深入行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展理念

本刊記者：從近三年有色行業(yè)獲國家科技獎的情況看，獲獎數(shù)量在逐年增加，從2017年度的6 項到2018年度的10 項，再到2019年度的13 項。這個現(xiàn)象說明什么？您認為發(fā)生這種變化的原因是什么？

張洪國：科技獎勵制度是我國長期堅持的一項重要制度，是黨和國家激勵自主創(chuàng)新、激發(fā)人才活力、營造良好創(chuàng)新環(huán)境的一項重要舉措，對于促進科技支撐引領經(jīng)濟社會發(fā)展、加快建設創(chuàng)新型國家和世界科技強國具有重要意義。近幾年，有色金屬領域獲得國家科技獎勵項目逐年增多，體現(xiàn)我國有色金屬行業(yè)技術發(fā)展與國外發(fā)達國家差距在不斷縮小，在有色冶金技術方面，部分技術指標已達到國際前列。獲獎項目成果充分體現(xiàn)我國“創(chuàng)新型國家建設”戰(zhàn)略的貫徹實施，創(chuàng)新已深入有色金屬行業(yè)發(fā)展理念，成為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。

有色金屬行業(yè)舉辦創(chuàng)新大會

★2019年度獲獎項目代表了當前有色行業(yè)科技創(chuàng)新最高水平

本刊記者：從獲獎內(nèi)容看，您認為2019年度13 個獲獎項目釋放出哪些信號？

張洪國：充分展示了有色金屬工業(yè)科技創(chuàng)新碩果，代表了當前我們行業(yè)科技創(chuàng)新的最高水平，特別是在諸多“卡脖子”高性能新材料領域有所突破。一是高性能材料有突破，近終型精細制備技術得到發(fā)展，反映行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈向下游精深加工延伸，產(chǎn)業(yè)結構向高端轉型發(fā)展。二是有色冶金領域體現(xiàn)強化生產(chǎn)、降低能耗、綜合利用和環(huán)境友好、綠色發(fā)展，在固廢資源再生利用方面取得長足發(fā)展。三是“脈沖強磁場國家重大科技基礎設施”獲得科技進步一等獎，為基礎研究和原始創(chuàng)新奠定基礎。四是地質(zhì)成礦預測和找礦技術得到突破，為保障我國資源安全提供支撐。

★行業(yè)創(chuàng)新還處于初級階段，要發(fā)揮科技創(chuàng)新對核心技術的引領，要強化企業(yè)創(chuàng)新對核心技術的主導作用

本刊記者：結合近幾年的獲獎情況，以及面對我們要建設“有色金屬工業(yè)強國”這樣的目標，請您談一談有色行業(yè)當前在科技創(chuàng)新方面的一些特點、難點以及努力方向。

張洪國：當前我國有色金屬工業(yè)技術創(chuàng)新大部分還處于引進、仿制、吸收階段，企業(yè)缺乏研發(fā)創(chuàng)新動力，與發(fā)達國家產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展相比，還處于初級階段，正從技術引進向原始創(chuàng)新邁進，尚未完全進入“需求驅(qū)動-自主創(chuàng)新”，甚至“技術驅(qū)動-自主創(chuàng)新”階段。具有自主知識產(chǎn)權的技術儲備（發(fā)明專利、原創(chuàng)成果）還不足，造成有色金屬行業(yè)在高端產(chǎn)品方面缺乏核心技術和品牌，對外依賴度高。同時高端技術與裝備專利使用費昂貴，國產(chǎn)裝備技術水平低、可靠性差，關鍵配套裝備和核心部件嚴重依賴進口。

要建設有色金屬工業(yè)強國，一要強化原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新，發(fā)揮科技創(chuàng)新對核心技術的引領。二要強化企業(yè)創(chuàng)新對核心技術的主導作用。企業(yè)是創(chuàng)新的主體，發(fā)揮企業(yè)的積極性、創(chuàng)造性，加大核心技術研發(fā)投入力度，實現(xiàn)核心技術突破。三要產(chǎn)學研結合、上下游銜接、大中小企業(yè)協(xié)同攻關，加快核心技術科技成果轉化和產(chǎn)業(yè)化。

★我們行業(yè)更需要國際領先的、節(jié)能降耗的、環(huán)保的創(chuàng)新技術

本刊記者：請您舉例說明在現(xiàn)實生產(chǎn)或生活中應用很好、帶來巨大改變或收益的獲獎項目。我們行業(yè)需要什么樣的科技創(chuàng)新？

張洪國：由昆明理工大學等單位完成的“冶金爐窯強化供熱關鍵技術及應用”，獲2019年度國家科技進步二等獎。該項目針對傳統(tǒng)冶金爐窯強化供熱導致爐體壽命短、金屬直收率低、金屬工件過熱過燒、產(chǎn)品成材率低的難題，研發(fā)了熔池熔煉爐富氧旋流混沌攪拌強化供熱技術和加熱爐旋流混沌燃燒強化供熱技術，打破了發(fā)達國家在高端金屬材料熱加工過程中精準均勻加熱的技術壟斷。成果應用于中銅、金川、寶鋼、中信戴卡以及爐窯制造、高鐵軸承制造等企業(yè)，部分技術出口美、德、日等21個國家，全球累計用戶達627 家。

由全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、中南大學等單位完成的“鋁合金節(jié)能輸電導線及多場景應用”獲2019年度國家科技進步二等獎。該項目發(fā)明了高導電率的硬鋁、中強鋁合金和耐熱鋁合金導線，突破了成分與組織精確調(diào)控的關鍵技術，開發(fā)了導線多場景應用的關鍵技術及配套產(chǎn)品。三類導線相比現(xiàn)役導線，導電率分別提高4.0%、3.9%、3.3%。整體技術達到國際先進水平，主要技術指標達到國際領先水平。近三年累計架線2.15 萬公里，實現(xiàn)了低損耗電力傳輸，達到了節(jié)能降耗的目的。

由中南大學等單位完成的“紅土鎳礦冶煉鎳鐵及冶煉渣增值利用關鍵技術與應用”獲2019年度國家科技進步二等獎。該項目對鎳鐵生產(chǎn)工藝進行全方位的技術創(chuàng)新，發(fā)明了紅土鎳礦選擇性固態(tài)還原-磁選制備鎳鐵新工藝，開發(fā)出還原熔煉渣系優(yōu)化調(diào)控新技術及鎳鐵渣制備復相耐火材料新方法，實現(xiàn)了鎳鐵的高效低耗低成本生產(chǎn)與鎳鐵渣的高效增值利用。

由大連理工大學、有研半導體材料有限公司等單位完成的“大尺寸硅片超精密磨削技術與裝備”項目獲2019年度國家技術發(fā)明二等獎。大尺寸硅片的超精密磨削是IC 芯片制造關鍵工藝流程，該技術和設備一直被國外壟斷。有研半導體與大連理工等單位歷經(jīng)十年聯(lián)合攻關，在大尺寸硅片超精密磨削工藝技術與設備方面取得重大突破。“大尺寸硅片超精密磨削技術與裝備”項目研制的設備關鍵技術指標居國際領先水平。打破了國外壟斷，填補了國內(nèi)空白，為“中國芯”制造提供了有力的基礎支撐。有研半導體利用公司建設的國內(nèi)首條300 毫米硅片生產(chǎn)線，開展了設備和工藝的應用驗證及性能考核，為項目的順利完成作出了重要貢獻。

由金川集團股份有限公司完成的“鎳陽極泥中鉑鈀銠銥綠色高效提取技術”項目獲2019年度國家科技進步二等獎。該項目通過發(fā)明“鉑鈀高效富集及分離”“短流程精煉鈀”“兩步還原精煉鉑”“銠銥高效精煉”4 項技術，解決了傳統(tǒng)工藝金屬回收率低、流程長、污染物排放量大、原料適應性差等缺點，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。金川集團一線工人潘從明高級技師為有色行業(yè)首次獲得工人農(nóng)民組國家科技進步獎，體現(xiàn)了金川集團對一線工人技術創(chuàng)新的重視與支持。

★國家科技獎項在縮減和優(yōu)化，獲獎難度進一步上升，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會作為提名國家科技獎的渠道，有義務有責任將行業(yè)有影響力、有顯示度、有引領性的時代成果推進國家科技獎勵“殿堂”

本刊記者：國家科技獎的門檻有多高？哪些對象可以參與評選活動？基層員工是否也有機會參與？對行業(yè)內(nèi)希望參加評選的企業(yè)或單位，有色協(xié)會有哪些建議又能夠提供哪些幫助？

張洪國：近年來，國家科技獎勵按照《關于深化科技獎勵制度改革的方案》提出的“提高質(zhì)量、減少數(shù)量、優(yōu)化結構、規(guī)范程序”總要求推進改革，國家自然科學獎、國家技術發(fā)明獎和國家科技進步獎三大獎總數(shù)由400 項縮減為不超過300 項，進一步優(yōu)化了獎勵結構，規(guī)范和完善了評審程序，獎勵的權威性和公信力進一步提升。每年年底黨和國家組織的重大科技活動就是召開國家科技獎勵大會，習近平總書記和李克強總理等黨和國家領導人親自為獲獎人員頒獎，體現(xiàn)了崇高的榮譽。

國家科技獎勵深入改革，獲獎項目數(shù)量減少進一步提高了獲獎門檻，獲獎比例減少，困難進一步上升。按照《國家科技獎勵條例》和實施細則，國家自然科學獎、國家技術發(fā)明獎和國家科技進步獎都是以項目獎勵形式，分設一等獎和二等獎，規(guī)定了獲獎人員和單位數(shù)量，并不限定候選人的身份，只要對項目成果技術內(nèi)容做出貢獻項目人員均可作為項目完成人申報。申報項目應該是有色行業(yè)的技術排頭兵，是行業(yè)優(yōu)秀科技成果，并且經(jīng)過三年的實際應用，效果顯著。應該突破了相關領域的技術瓶頸，推動了相關領域的技術進步，提升了國際競爭力，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。對于候選項目，國家科技獎勵辦明確要求，反對“包裝”，反對“拼湊”，鼓勵“十年磨一劍”的項目申報。

有色協(xié)會作為提名國家科技獎的渠道，有義務有責任將行業(yè)有影響力、有顯示度的時代成果推進國家科技獎勵“殿堂”，在國家科技獎勵層面發(fā)出有色聲音。對于提名國家科技獎項目，我們提倡產(chǎn)學研結合，提前三到五年培育布局，注重知識產(chǎn)權和第三方評價，要體現(xiàn)應用效果，并做好技術推廣和交流宣傳，在行業(yè)和社會上形成一定影響力。不能存在知識產(chǎn)權糾紛和單位個人排序爭議，避免存在任何投訴異議的環(huán)節(jié)。

項目名稱：冶金爐窯強化供熱關鍵技術及應用

1.獎項

國家科技進步獎二等獎

2.項目主要完成單位

昆明理工大學，中國銅業(yè)有限公司，金川集團股份有限公司，北京賽維美高科技有限公司，寶山鋼鐵股份有限公司

3.項目主要完成人

王華，王沖，劉日新，劉玉強，饒文濤，施哲，孔德頌，王仕博，楊偉，黃夏蘭

4.項目簡介

針對傳統(tǒng)冶金爐窯強化供熱導致爐體壽命短、金屬直收率低、金屬工件過熱過燒、產(chǎn)品成材率低的難題，研發(fā)了熔池熔煉爐富氧旋流混沌攪拌強化供熱技術和加熱爐旋流混沌燃燒強化供熱技術，打破了發(fā)達國家在高端金屬材料熱加工過程中精準均勻加熱的技術壟斷。

5.項目創(chuàng)新成果

（1）建立了冶金爐窯最低燃耗強化供熱理論模型。針對傳統(tǒng)的強化供熱是用增大熱負荷的方式來實現(xiàn)因而導致能耗高等問題，基于混沌數(shù)學提出了旋流混沌強化方法，建立了冶金爐窯最低燃耗強化供熱數(shù)學模型，并用于指導技術研發(fā)，以實現(xiàn)用最小的攪拌動能達到充分攪拌熔池減小噴濺，促進氧-硫的放熱反應和自熱熔煉或用最低的燃料消耗達到均勻加熱、提高質(zhì)量。

（2）研發(fā)了熔池熔煉爐富氧旋流混沌攪拌強化供熱技術。針對熔體噴濺導致設備壽命短的難題，提出了旋流混沌攪拌方法，開發(fā)了富氧浸沒式頂吹旋流混沌攪拌強化供熱技術、爐膛底部富氧旋流脈動振蕩混沌攪拌強化供熱技術、富氧側吹射流泉涌混沌攪拌強化供熱技術和富氧旋流混沌攪拌效果測控技術。產(chǎn)業(yè)化表明：用最小的攪拌動能促進了氧-硫的放熱反應，達到了均勻攪拌熔池、減小噴濺的目的；噴槍壽命由4～6 天 提 高 至12～15 天，提 高了170.0%，爐體壽命由28 個月延長至平均35 個月，提高了25.0%，最長爐壽達50 個月。渣中金屬含量由0.767%降至0.572%，降低了25.42%，金屬直收率由93.46%提高至94.10%提高了0.68%，能耗由176.0 千克標準煤/噸銅下降至130.1 千克標準煤/噸銅，下降了26.1%。

（3）研發(fā)了加熱爐旋流混沌燃燒強化供熱技術。針對金屬工件加熱均勻性難以精準化的難題，提出了旋流混沌燃燒與高溫爐氣渦旋流態(tài)耦合的強化加熱方法，開發(fā)了智能“黑匣子”溫度檢測技術及設備、最佳加熱制度精準調(diào)控技術和混沌旋流燃燒與高溫爐氣渦旋流態(tài)強化加熱技術。產(chǎn)業(yè)化表明：實現(xiàn)了用最小的燃料消耗均勻加熱，達到金屬工件的實際加熱溫度曲線與理論值的精確匹配，保證了加熱質(zhì)量。鋁輪轂熱處理溫度可精確到1℃～3℃，能耗下降了15.2%。400×2300×4800 毫米寬厚鋼板的加熱溫度均勻度可達8℃～10℃以內(nèi)；應用于航空航天、高鐵等領域的23×2200×13000 毫米大尺寸高性能鋁板的加熱均勻度控制到3℃以內(nèi)、成材率突破了99.8%。

6.項目成果應用

據(jù)不完全統(tǒng)計，該項技術成果應用于生產(chǎn)，近三年累計節(jié)能18.4 萬噸標準煤，減排二氧化碳49.6 萬噸，取得了良好的經(jīng)濟效益和節(jié)能減排效益。在國內(nèi)，成果應用于中銅、金川、寶鋼、中信戴卡以及爐窯制造、高鐵軸承制造等企業(yè)，近三年累計實現(xiàn)新增銷售額超過700 億元，此外，加熱爐智能測溫及精準調(diào)控等技術及設備已先后出口德國、日本、美國、俄羅斯等21 個國家和地區(qū)，全球累計用戶達 627 家。

項目名稱：鋁合金節(jié)能輸電導線及多場景應用

1.獎項

國家科技進步獎二等獎

2.項目主要完成單位

全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司，中南大學，國網(wǎng)遼寧省電力有限公司，上海電纜研究所有限公司，國網(wǎng)湖南省電力有限公司，亨通集團有限公司，遠東控股集團有限公司

3.項目主要完成人

李紅英，韓鈺，祝志祥，陳保安，楊長龍，黨朋，劉蛟蛟，袁駿，馬軍，汪傳斌

4.項目簡介

項目發(fā)明了高導電率的硬鋁、中強鋁合金和耐熱鋁合金導線；突破了成分與組織精確調(diào)控的關鍵技術；開發(fā)了導線多場景應用的關鍵技術及配套產(chǎn)品。三類導線相比現(xiàn)役導線，導電率分別提高4.0%、3.9%、3.3%。整體技術達到國際先進水平，主要技術指標達到國際領先水平。

5.項目創(chuàng)新成果

（1）基于不同場景的服役性能要求，設計了鋁合金導線的關鍵微結構組織模式，發(fā)現(xiàn)并揭示了與基體共格且具有L12 結構的納米復合粒子對力-電性能協(xié)同發(fā)展的有益作用及關聯(lián)機理，提出了“多元化、促復合、控總量”的微合金化準則，突破了導電率與強度、耐熱性此消彼長的技術瓶頸，發(fā)明了多種節(jié)能導線的成分配方。

（2）針對滿足不同場景需求的成分配方，開了選擇性調(diào)控的熔體處理技術，發(fā)明了誘導多元微合金元素充分脫溶和抑制沉淀相粗化的組織調(diào)控技術，通過雜質(zhì)元素的有效利用和關鍵微結構的精細調(diào)控，實現(xiàn)了質(zhì)量和性能穩(wěn)定的多種鋁合金節(jié)能導線的批量生產(chǎn)，在保證其他性能指標不降低的前提下，使耐熱鋁合金、中強鋁合金、硬鋁合金的導電率有較大程度提高。

（3）面向電網(wǎng)增容、節(jié)能的多場景需求，提出了絞線結構及導體用材的差異化原則，依托國內(nèi)多條典型服役環(huán)境地區(qū)的66 千伏～100 千伏輸電線路的工程師范應用，形成了新型節(jié)能導線的設計、制造、應用標準，提出了特高壓、遠距離、大跨越、高海拔、覆冰、強風、腐蝕等多種場景的應用技術規(guī)范，實現(xiàn)了高導電率鋁合金輸電導線的多場景應用和可靠運行。

6.項目成果應用

項目成果整體技術達到了國際先進水平，導電率指標處于國際領先水平。每年可減少線路損耗逾1 億千瓦時，節(jié)約3.6 萬噸標準煤，減少二氧化碳排放42 萬噸。近三年銷售三類導線22.31萬噸，新增產(chǎn)值36.26 億元，新增利稅2.33 億元，創(chuàng)匯5210 萬美元。累計架線2.15 萬公里，實現(xiàn)了低損耗電力傳輸，達到了節(jié)能降耗的目的。

目前，該項目已在全國推廣應用，成功服務于十余個省市不同環(huán)境條件下的60 條輸電線路，為更多地區(qū)織就堅強智能電網(wǎng)，驅(qū)動地方經(jīng)濟建設與發(fā)展。同時，該項目成果還走出國門，應用于眾多國外輸電線路工程，服務“一帶一路”倡議建設，助力提升我國線纜制造領域的國際影響力。

電力資源和電力負荷分布嚴重失衡

突破的難題

高導電率鋁合金導線結構