刘正东,1966年生于吉林突泉(现内蒙古突泉)。中国工程院院士、中国钢研科技集团有限公司副总工程师,钢铁研究总院首席专家。主要从事超超临界火电站、核电站和潜艇核动力工程用钢冶金技术及其工程应用研究。
“行胜于言”是中国工程院院士刘正东一直深信的道理。在他看来,个人成长应融入国家社会的发展,而他对待科研的认真与执着,影响着同事、学生和身边的人。
选择可能“卡脖子”的问题
“你如果想进入科学殿堂,一定要先选择一个即将迅速成长的领域,然后用你的一生与它一起成长。”在加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)读博士时,导师Keith Brimacombe的一句告诫和刘正东的想法不谋而合,也成为他求学、结缘钢铁研究30余年的写照。
1990年从清华大学金属压力加工专业毕业后,刘正东到钢铁研究总院攻读金属热处理专业硕士学位。1993年毕业后,他成为钢铁研究总院一名合金钢产品冶炼锻造工程师。1996年怀着对钢铁冶金专家Keith Brimacombe的崇敬,他选择到UBC深造。2001年,完成冶金工程博士学位后,刘正东回到钢铁研究总院。刚回来时,他所在的研究组只有4人。
“那时我国超超临界火电和百万千瓦核电工程还未启动,研究组以给中小企业做临时性技术服务为主。我感到中国经济发 展需要能源工业支撑,超超临界火电和百万千瓦核电是先进的能源工程技术,而发展这些技术的‘卡脖子’问题主要是关键原材料,即高压锅炉管和核用大锻件等。这些恰是我们可以做的事情。”刘正东说。
抱着“回来就是要做点事情”的想法,刘正东迅速作出判断,开始收集文献,并于2001年底着手了解相关产业情况。刘正东记得第一次去中国一重集团有限公司调研时,“一个人也不认识,手里只有一个电话号码”。他一边筹措预研经 费,一边组建研究队伍。直到2003年,刘正东才拿到第一个锅炉管研究的国家科研任务,2005年拿到第一个核工程大锻件材料研究的国家科研任务。
600℃超超临界是迄今世界最先进的商业燃煤发电技术。2003年我国开始发展600℃超超临界机组,但关键锅炉管全靠进 口,国外技术垄断使其价格畸高,有时拿钱也买不到货,已威胁到我国能源安全。
锅炉管须在高温高压多种腐蚀环境中长期稳定服役,研发难度大、周期长。在此情况下,科技部2003年至2010年间两次设立重点项目,钢铁研究总院牵头围绕600℃超超临界锅炉管技术联合攻关,历经10余年,实现了我国超超临界关键锅炉管从无到有、从有到全(整台全套锅炉管)、从全到先进的跨越,使我国锅炉管技术跃居国际先进水平。
到2018年底,我国已建造600℃超超临界电站320座,已投运239座,占世界同类最先进燃煤电站90%以上。耐热管自主化后,超超临界电站管系成本降低45%,电站单位造价降低20%。
“盒饭研讨会”上的收获
在完成600℃超超临界电站锅炉管攻关的同时,刘正东团队从2007年起开始研究600℃蒸汽参数以上机组所需的耐热材料,这在国际上尚属于空白。G115®钢是刘正东团队发明并与宝钢集团有限公司共同实现工程化、可工程用于630℃至650℃的新型马氏体耐热钢。2017年12月通过市场准入评审后,G115®钢成为目前世界上唯一可用于630℃超超临界燃煤电站大口径厚壁管制造的候选钢种。
2018年国家能源局批复大唐电力集团山东郓城电厂开建我国(也是世界)首台630℃超超临界燃煤示范电站,G115®钢是其主蒸汽管道候选材料,而解决其大口径厚壁管工程焊接问题是全行业的焦点。历经多轮次工业实验失败后,2019年元旦期间刘正东组织G115®钢管“材料—冶炼铸坯—制管—焊接—电站”全行业专家在京召开分析研讨会。
会议期间,为节省时间,东道主刘正东决定会议成员午餐和晚餐全部吃盒饭。3天的研讨会中,专家们甚至吃饭时都在进行激烈的技术争论。会上全行业团队达成了共识,找到了解决G115®钢大口径管现场工程焊接问题的思路和方法,并制定了详细的执行方案。
这次会议成为解决G115®大口径厚壁管现场工程焊接问题的重要转折点,该问题在2019年7月彻底得到了解决。“刘老师对工作的认真和执着不仅体现在争分夺秒利用时间上,也体现在他对研究细节的一丝不苟上。他常告诫我们,研制过程一定要结合工业实际,进行全流程一体化开发,要关注实验室和工业试制的每一个细节,细节决定成败。”团队成员何西扣说。
安心立志的“入门”谈话
刘正东长期在一线从事超超临界火电站、核电站和潜艇核动力工程用钢冶金技术及其工程应用研究,他总结和建立了电站动力工程用钢制造的“全流程+全寿期选择性冶金过程设计与组织性能一体化调控”学术思路和基础框架,并应用于工程实践。他主持创建了我国超超临界燃煤电站耐热无缝管冶金技术、构建了先进压水堆核岛高质量大锻件全流程冶金技术、研发了我国潜艇核动力用关键钢材成套制造技术。
但提到成就,他更愿意将其归功于团队。刘正东说:“团队、技术成熟度,国家发展的阶段和政策等,都是影响工程成败的重要因素。一个工程的成功也绝不是一代人的事情,前面有好多代人的积累。时间的长河里,个人可能起到了一点点推动作用,但总的来说,是不那么重要的。”
“刘老师常说,科学可以是个人的才华施展,工程一定是团队合作的成果显示。”何西扣说,“他强调‘合作共赢’,非常重视团队合作,因此能带领能源用钢全行业团队近20年稳定攻关先进耐热钢及合金,全团队的人都信服他。”
新人进入课题组时,刘正东会为每人撰写一个课题研究提纲,并约定每月进行一次汇报讨论,而最有趣的莫过于学生口中的第一次“安心立志的入门谈话”。
“刘老师从家国情怀谈起,谈超超临界电站对我国能源结构和节能减排的意义、谈电站重大工程建设的紧迫性、谈耐热钢管产品的‘卡脖子’问题、谈老一辈科技工作者的事迹、谈他的科研经历……第一次谈话虽然没有具体的研究内容,但谈完后我非常亢奋,有强烈的使命感,觉得不应辜负青春。”一位硕博连读的新生说。
2015年,刘正东获得何梁何利基金科学与技术创新奖。不久,他和夫人赵葵利用十万元奖金在家乡设立奖学金,对品学兼优的学生进行奖励。离开家乡数十年,他一直对家乡怀有深深的眷恋。在同事和学生眼里,刘正东“严谨、认真、有方法”。在家乡人心中,他是家乡的骄傲和学子们的标杆。作为一线工程科技人员,刘正东以做实事、说实话的言传身教影响着认识他的人。