引言
习近平总书记指出:“标准决定质量,有什么样的标准就有什么样的质量,只有高标准才有高质量。”武汉科技大学耐火材料标准团队,用四十年的接续奋斗,为这一重要论断写下了生动而有力的注脚。
从研制行业标准到国家标准,再到国际标准,他们历经三代人的传承和创新,在全国和全球耐火材料领域立起一座座“标杆”,推动了行业的技术进步和持续发展。本文讲述他们在平凡中创造非凡的真实故事,展现中国标准化事业从起步到腾飞的辉煌历程。
四十年接续立“标杆”
程毓
走进武汉科技大学耐火材料标准团队,处处可见“标准”的存在。
门边墙上,有一个白色的小箱子,二十几串钥匙按照实验室楼层,依次挂在对应的钩子上;
文件柜里,数十个档案盒整齐排列,仿佛等待检阅的士兵方阵,在相同的位置上写着课程名称……
“做事讲究标准,可能是我们的职业习惯。”标准团队的第二代掌门人“50后”葛山笑着解释说,标准也确实无处不在,比如,工业有生产标准,食品有安全标准,空气有质量标准。
他随手从办公桌上拿起两份《中华人民共和国国家标准(送审稿)》:“这是我们牵头研制的两项国家标准,不久前刚刚通过了会议评审。”
从上世纪八十年代起,武科大耐火材料标准团队就开始研制标准,从行业标准到国家标准,再到国际标准。四十年间,三代人接续奋斗,在全国和全球立起一座座“标杆”。截至目前,团队完成各类标准73项,还有在研国际标准3项,在研国家标准5项。
“在耐火材料领域,武科大是研制标准最多、检测实力最强的高校,为推动中国和世界耐火材料的科研、生产和贸易产生了积极影响。”先进耐火材料全国重点实验室负责人李亚伟教授评价说。
一、从无到有
标准化是社会文明进步的重要保障
——国际标准化组织前主席帕特里克·托马斯
上世纪七十年代,葛山本科毕业来到武科大,成为耐火材料实验室的实验员。他本以为,这辈子就是在实验室的方寸之地悄然度过,给学生们上实验课,帮老师们做检测,生活平淡而安稳。
然而,一本“标准汇编”改变他的一生,让“标准”像一颗种子,在他心中悄然扎根,之后发了芽,开了花。
1985年,《耐火材料标准汇编》第1版发布。这本B5大小、200多页的册子,成为耐火材料领域公认的、共同遵守的准则。
当时,国内的标准大多是“舶来品”,所以在标准上注明“本标准等效采用ISO 标准”。但是,发布时许多标准的技术指标做了修改。例如,把原标准“耐火材料焙烧后需保温12小时”,改成了“保温2小时”。
企业按照这个技术标准做,结果“失之毫厘,差之千里”,产品质量大幅降低。“国家意识到问题的严重性,赶紧组织国内专家修订标准,并把‘等效’改为‘等同’,很快规范了行业秩序。”葛山回忆说。
这件事像一记重锤,敲在了葛山的心上。他意识到,标准不仅是技术规范,更是行业的生命线,也让他对研制标准充满了好奇。
机会很快来了!
经常有老师从企业带回莫来石,请他们帮忙化验。他发现,作为耐火材料基础原料的莫来石,因为没有行业标准,质量参差不齐,严重影响钢铁生产。
中国耐火材料的“领头羊”李楠教授,也敏锐地注意到这个问题,提议:“我们来做莫来石的行业标准吧。”
于是,“30后”李楠成为武科大耐火材料标准团队的第一代掌门人。
没有莫来石的原料样品,他们来到湖南的一家小厂。大家戴上安全帽,拿着工具,像矿工一样挖岩土,然后挤压成一个个小拇指状,在简陋的炉子上烘干、煅烧。一天下来,每个人灰头土脸,手掌都磨出了泡。
但当他们把莫来石放在显微镜下观察时,针状交叉的奇妙图案,让他们忘记了疲劳。莫来石经过加工,就变成耐火度在1580°C以上,能够承受相应物理化学变化和机械作用的耐火材料。
经过大量数据分析,他们把莫来石按照主要成分含量分为几个级别,研制出莫来石的行业标准。1990年,这项标准首次发布,成为生产企业和使用企业的“指南针”。
为了适应行业的发展,每隔几年,他们就对莫来石的标准进行修订。因为有标准在手,全国各地的莫来石都寄过来检验。实验室的检测结果,就是全国的“通行证”。1995年,实验室被批准为湖北省耐火材料产品质量监督检验站。
当修订第5版时,“接力棒”交到了葛山的手上。
“你们实验室做出来的结果,和其他实验室的不一样。”有企业提出质疑。当时,不同企业生产的莫来石,因为检测方法不一样,市场上鱼目混珠,甚至出现了伪造品。
葛山意识到,必须制订“莫来石含量的检测标准”。他从湖南、河南的6家企业要来不同种类、几十公斤的莫来石。经过两年多的试验,终于将温度、浸泡时间、洗涤次数、灼烧时长等全部量化,制订出莫来石含量的检测标准。
“使用这个定量分析方法,任何地方做出来的数据都一致。”葛山自信地说。
莫来石行业标准第5版发布后,这个检测标准马上发挥了重要作用!
一家企业购买了一批莫来石,生产出来的产品都不合格。葛山建议,用这个行业标准检测一下。结果显示,莫来石含量不达标。该事件在行业内曝光后,大家都知道了,莫来石有了检测标准,全国有了统一的“标杆”,再也不敢造假了。
团队持续修订莫来石的行业标准,为中国耐火行业的有序发展“保驾护航”。
二、中国标杆
标准化是推动全球经济一体化的重要保障
—— 国际标准化组织前秘书长阿尔伯特·伽马
“我们花了大价钱从国外进口,这些耐火砖的性能怎样?价格多少?都由他们说了算。”一家企业的技术人员抱怨。
这句话深深刺痛了武科大耐火材料标准团队,也引起他们对行业问题的密切关注。
二十一世纪初,中国成为世界上耐火材料产量最多的国家,年产量比美日德英法5国的产量之和还要多。然而,高品质耐火砖却还要依赖进口。
“有的出现了问题,只能寄到国外检测,耽误工期,费用也高。”这位技术人员说,因为国内没有检测耐火材料性能的关键设备——激光导热仪,也没有相关的国家标准,这让中国企业在国际市场上处处受限。
“我们先买一台,解决行业急需。”担任实验室主任的葛山想。一打听,一台激光导热仪至少要一百多万元。“这笔钱当时在武汉中心城区可以买5套房。”他有些犹豫。
但是,看到全国正在大规模建高炉,每年花费几十亿元从国外购买耐火砖,葛山咬咬牙下了决心:“这是当务之急,必须想方设法买来。”
团队一边千方百计筹措资金,一边和国外企业谈价格,终于买来国内第一台进口激光导热仪。先进的设备有了,如何操作?检测结果是否可靠?他们又摸索了一年多,才得到厂家的认可。
从此,实验室“火”了!
全国各地的样品像雪片一样寄来。“企业都要得急,最忙的时候,设备24小时开机都做不过来。”葛山说,有的样品要连续做十几个小时,还要定时加液氮,实验室的灯光常常是整栋楼里最晚关的。
虽然忙得不可开交,但是团队并没有止步于此。
“80后”尹玉成硕士毕业,2006年进入实验室。已是团队第二代掌门人的葛山想:“我们有设备,有人才,应该继续做标准。”他提议做《激光导热法测试耐火材料导热系数标准》,让尹玉成查阅相关资料。
“文献显示,导热系数标准的适用范围非常广泛,不仅用于耐火材料,还可以用于金属、陶瓷等多个领域。”尹玉成建议修改题目。
经过几个月的充分论证,他们确定做《闪光法测量热扩散系数或导热系数》国家标准。正是这个正确的决定,使得这项国家标准发布后,在众多领域使用至今。
研制标准的过程并非一帆风顺。
尹玉成建议,每个样品做10个。葛山认为,做3个就可以了。他心疼设备:“激光导热仪的核心零件只能用十万次,用一次就少一次。”尹玉成也理解,但是担心试验效果不佳。
两人争执不下,最后决定用“数据”说话。他们分别取10个样品和3个样品,做了几批次,测试结果一样。葛山赢了!尹玉成心服口服地说:“照您说的做。”
做样品时,出现了问题。样品的表面不平整,孔洞的大小不一,导致测出来的数据不准确。葛山根据文献介绍,使用覆盖法,结果覆盖物和样品表面接触不好。
尹玉成尝试用填充法,将多余的样品磨成细粉,填充到样品的孔里,效果出奇得好,而且几乎没有额外成本。尹玉成赢了!葛山夸赞他:“不错啊,把问题解决了。”
试验完成后,他们撰写了文本。当年的审查会在新疆召开,两人事先分工,葛山负责解答技术,尹玉成负责解释文本。
这是尹玉成第一次参加标准审查会。在从武汉到乌鲁木齐的路上,他手里一直拿着50多页的文本,有空就看,恨不得一字不落地背下来。
在会上,50多位专家轮番提问,两人应接不暇。答辩整整持续了一天,当听到组长宣布通过时,两人身上的衣服早已汗湿,尹玉成的声音也有些嘶哑。
这是团队牵头研制的第1项国家标准,是他们从行业标准迈向国家标准的重要一步。
实验室成了全国耐火材料检测的“集聚地”。“国字号”企业——中国航天三江集团送来航天器上用的样品。第一次,来人只带了2个样品,还一直守在测试现场观摩。看到他们检测的流程很规范,后来每年都寄来大批样品。
企业有了检测数据,不仅可以在谈判桌上和国外厂家理直气壮地争取更有利的价格,还自主研发高品质耐火砖。之后几年,一批批国产耐火砖逐步取代进口产品,不仅降低了企业成本,还促进了耐火材料的出口量增长,为中国挣来大量外汇。
业内流传一句话:“好砖筑好锅,好锅炼好钢。”好砖,指的是耐火砖;好锅,指的是冶炼炉。导热系数国家标准的发布,推动了耐火材料的技术进步,促进中国钢铁产能和品质大幅提升,带动建筑、桥梁、汽车、高铁、航天器等钢铁相关产业迅猛发展。
2010年,团队凭借这项国家标准申报湖北省科技进步奖,在激烈的竞争中获得一等奖。在庆祝宴上,葛山开心地说:“我们做标准,既能为行业提供优质服务,又能为国家做出贡献,还能为学校赢得荣誉。”
团队逐渐凝聚成一个共同的奋斗目标:致力于标准的制订。
三、走向世界
谁掌握标准,谁就占据制高点
—— 中共中央总书记、国家主席习近平
有为,就有位。
耐火材料标准团队在标准领域取得不断突破,武科大加大支持力度,3名“80后”研究生陆续加入。团队通过自制和购买设备,拥有了一大批具有国际领先水平的大型设备,建成全国设备最齐全、最先进的实验室,并被批准成为省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室。
每天,走进宽敞的实验室,看着一排排先进的设备,大家觉得像在检阅千军万马。各种仪器运转起来,轰鸣声在外人耳里是一片嘈杂,但在他们听起来却是美妙的交响乐。
党的十八大以后,党中央、国务院高度重视标准化工作,将标准化上升为国家战略。2015年,国务院印发《深化标准化工作改革方案》,提出创新与完善标准体系,提升标准国际化水平。
团队定下新目标:“我们要做没人做过的标准。”这意味着,难度更大,耗时更长。
此时,耐火材料行业进入产业结构调整、创新驱动发展的新时期。企业新建了一批高炉,有的高温炉因为炉顶的材料抗压性能不够,出现了塌顶;有的企业为了防止塌顶,做加固处理,导致成本大幅提高。
葛山萌发了做“耐火材料高温力学”标准的念头。
这是一个世界性难题。大家都知道,这个标准对工业炉的设计、耐火材料的产品质量和安全生产很重要,但是全世界都没有相关的标准。
“因为难度非常大,没人愿意做。”葛山举例说,比如试验用的模具夹子,既要耐高温又要抗压抗扭,这个“拦路石”就挡住了所有的研究人员。
看着身边的“80后”们,葛山心里有了底气:“如果我这一代没干成,还有下一代接着干。”他带着团队开始挑战这个世界难题。团队进行分工,有的研制设备,有的采集原料,有的制备样品……
一天,一个灵感在葛山脑海中闪现:“只做局部加热,是不是可以解决夹子的难题?”
他们来到江苏,找厂家订制了两万元一台的三维磨床,把样品做成纺锤状。然后,采用感应加热方法,将装上石墨环的线圈套在样品上,通过石墨环间接加热。样品升温很快,每分钟升温300度,几分钟就到了1200度。
团队巧妙利用局部加热的方法,破解了抗拉夹具不能承受高温的世界难题。
接着,研制加热炉。先做了一个小的,因为体积较小,操作不方便,他们只好扩大一倍,又发现做不了1200度以上的高温试验。通过改进加热方式和炉体结构,他们研制出第三代。为了方便采集数据,又自行开发软件,做成第四代。
最终的设备,由加热炉、测量装置和测控软件组成。
制备样品也遇到问题。样品要加工成直径只有12毫米的薄片,手捏不住,工具也夹不起来。“我来做设备!”葛山设计了图纸,找厂家订制夹具,上面是7个孔位,下面是真空泵,用吸气的方法,把薄片稳稳地吸附在孔位里,方便了样品的加工。
他们从各地采购了上十个品种的耐火材料,仅原料就两吨多。团队要研究每个品种的不同尺寸、各种温度和变形点,工作量非常大。重复而枯燥的试验做了4年,其间难免让人生出倦意。
“我们是实验员,就是干这个事的。”葛老师反复强调。说完,他带头干,常常来得最早,走得最晚。
实验室里,偶尔也有浪漫的时光。当阶段性试验完成时,葛老师唱起了歌。他那雄浑而极富穿透力的男高音,让实验室仿佛变成了音乐厅。所有人和设备都成了听众,沉醉在优美的歌声中。
《耐火材料高温抗扭强度试验方法》《耐火材料高温耐压强度试验方法》《耐火材料高温抗拉强度试验方法》3项力学国家标准,2015年一起出现在审查会上,全部获得通过,进一步完善了中国耐火材料标准体系。
标准发布实施后,改建或新建高炉的企业,都把样品送来检测。有的达到了标准,企业放心使用;有的不达标,企业避免了风险,大大提高了全国高炉的安全和质量。
大家都很有成就感,只有葛山却紧锁眉头。
他深知,标准已成为世界各国争夺的战略性创新资源。中国是耐火材料大国,国际标准却都是欧美国家制定的。“我们能不能再努力一些,将中国标准推向世界,成为国际标准?”葛山在团队会上认真地说。
“好啊,接着干!”享受了成功带来的喜悦,年轻人都愿意接受更大的挑战。
他们带着精心制作的PPT 和彩色册子,第一次参加国际标准化组织(简称ISO)分会年会。在大会宣讲后,会场反应很冷淡。事后问了才知道,程序不对。
获批国际标准必须过“五关”:新工作项目提案立项、工作组草案、委员会草案、委员会询问、成员国投票。第二年,团队按照ISO工作程序,首次提交《耐火材料高温耐压强度》国际标准立项申请。
由于与成员国之间交流较少,该标准又是全新的标准,不出所料,未获批准。“我们要让更多国家的学者了解我们做的事。”在每年年会上,团队广泛与各国学者交流。
2019年第5次提交申请,终于获得全体委员超过1/2的赞同票,成功立项。这项国际标准由武科大耐火材料标准团队牵头,英国、美国、俄罗斯等八国专家参与。
成功带来的“高光”时刻只是一瞬间,大家知道,这只是迈出了第一步。
为了在规定的3年内完成研制工作,大家白天试验,晚上讨论,全年只春节放假7天。大楼的门卫看到,大年三十、初一,实验室都有人。
因为之前的国家标准,他们做得很扎实。这次,按照国际标准的试验步骤、技术要求,他们两年就把所有的数据做出来了。根据ISO规定,他们带上自制的设备和大批的样品,前往6个具有国际认证资质的实验室做对比试验。
测试数据的重复性和再现性都很好。2021年,他们提交了草案。经过ISO成员国投票通过,成为中国研制的首个耐火材料高温力学国际标准。
获知喜讯的那天晚上,大家一起喝酒庆祝。“今天的酒杯上有刻度,每个人倒一次,标准是100毫升,看谁倒的酒最接近标准。”尹玉成提议。大家先是一怔,然后哈哈大笑起来。
德国一家实验室采用了该标准方法,测试高温下建筑用石材的耐压强度,并以此为依据,选用合适的现有石材,用于古建筑修复的替代材料,提高了建筑的安全性,受到全球广泛关注。
实验室成为全球耐火材料高温力学性能的检测中心,世界各国的样品都寄过来。“我们做的检测结果,是全球的‘通行证’。世界顶级学术期刊只认可在武科大做出来的数据。”大家为此感到骄傲。
“之后参加ISO年会时,国外的专家都主动找我们交流。”葛山带着团队站上了国际标准的大舞台,团队成为“标准圈”令人瞩目的“中国天团”。
全国耐火材料标准化技术委员会秘书长彭西高评价说:“这项国际标准的发布实施意义重大,是中国由设备研制、测试方法开发到国际标准研制全流程自主研发的成功案例,是我国耐火材料标准研制由跟跑、并跑到领跑的转折点。”
四、新的征程
标准助推创新发展,标准引领时代进步
—— 中共中央总书记、国家主席习近平
谁制定标准,谁就拥有话语权。
标准的意义是“实现最佳秩序和共同效益”。武科大耐火材料标准团队敢于“发声”。
国内一家硅砖企业,修订了一个产品的国家标准,把一项关键指标从小于1.5%,改为小于1%。这个数据一改,只有这家企业能生产。每年一季度,该企业的全年订单都满了,生产供不应求,而其他企业只能“望洋兴叹”。
“国际标准是小于1.5%,全世界都用得很安全。小于1.0%,要用很多燃料。这不仅仅是垄断,更是极大的浪费。”葛山认为。在修订标准时,他和与会专家据理力争,终于将这个标准改了回去。
标准的目的是“简化复杂性、提升效率”。武科大耐火材料标准团队敢于“亮剑”。
前几年,耐火材料的标准大量涌现。有的换名称,就变成一个新标准;有的瞎拼凑,做出一个没有实际用途的新标准。
在年会上,葛山呼吁,要控制国家标准的增量,以免扰乱行业的发展。有的专家不以为然,气得他直接站起来,大声列举弊端。尹玉成仰头看着他,心想“敢于提出批判性意见的葛老师,特别有知识分子的范”。
之后,国家标准委下文,减少一般性产品国家标准制定的文件,使标准泛滥现象得到遏制。
维护标准的公正性,是团队坚守的底线。
一家企业送来从甲方购买的样品,葛山检测“不合格”。他的同班同学是甲方的工程师,从外省过来,求他修改检测结果,被他当场拒绝。过了几天,老同学又来恳求,再次被他严词拒绝。这批砖1000吨,大几十万元,乙方拿着检测单要求甲方退货。
“我们是执法单位,不能掺假。我们在检测单上签了字,就要负法律责任。”几十年来,团队就像一座“标杆”,从不向“歪风邪气”低头,从不向“弄虚作假”妥协。
“想要公正的结果,就送到武科大检测”成为业内共识。
标准人永远在路上!
2021年,党中央、国务院印发《国家标准化发展纲要》,提出加快构建推动高质量发展的标准化体系,助力高技术创新,促进高水平开放,引领高质量发展。”
武科大耐火材料标准团队主动迎接新挑战。
耐火材料产品的绿色化如何评估?团队和70多家单位联手,研制《绿色产品评价 耐火材料》国家标准,对耐火材料的资源、能源、品质和低碳指标等,做了数字化的指标体系。该标准于2024年发布,推动企业全面绿色转型。
如何诊断耐火企业的节能指标?团队和15家单位联手,研制《耐火材料企业节能诊断技术规范》国家标准,规定了节能诊断内容、要求和诊断报告。该标准将于2025年发布,成为引领耐火材料行业技术创新、低碳发展的航标。
青年教师已成为该团队的主力军。由“85后”李亦韦牵头,主持修订《耐火材料术语》国家标准,修改21条,增加157条,全部有中英文对照。这本耐火材料“大词典”已获批发布,帮助中国耐火材料企业进入国际市场,推动耐火材料新技术与新产品的跨国应用。
“加强标准化普通高等教育,培养德才兼备的高素质标准化人才。”国家五部门印发的《标准化人才培养专项行动计划(2023-2025年)》提出。武科大成为湖北省首批“专业+标准化教育”试点高校。
去年,第一门标准化课程《工业标准化概论》开课,就有90多名学生报名。第三代掌门人尹玉成信心满满地说:“标准化的接力棒一定会传递得越来越好!”
熟悉而悠扬的歌声,在实验室里响起,宛如一缕温暖的春风,带着无尽的希望与梦想,飘向远方……