上世纪８０年代初，从北京钢铁研究总院硕士毕业的王国栋回到母校东北大学任教。“我和同事带着学生们去本钢、宝钢等企业学习，很多进口的钢铁生产设备和技术用起来得心应手。但是，轧机上‘ＳＭＳ’、‘三菱’的品牌标志却刺痛着我的眼睛。我问自己：什么时候我们才有自己的核心技术和品牌？什么时候我们能用中国自己的大型轧机为经济建设服务？”
１９９８年，国家重大基础研究计划项目（９７３项目）“新一代钢铁材料的重大基础研究”立项，王国栋负责的国家重点实验室承担了“轧制过程中实现晶粒细化的基础研究”课题，任务就是通过细化晶粒等手段，在实验室里把钢材的强度在原有基础上提高一倍。历经两年的努力，超级钢技术被应用到宝钢、一汽，产生巨大的经济效益和社会效益。
这个课题创造了国际竞争的四个第一：第一次得到超级钢工业生产的工艺窗口；第一次实验室条件下得到了原型钢样品；第一次在工业生产条件下轧制出超级钢；第一次将超级钢应用于汽车制造。
随后，他们又向“控制轧制和控制冷却技术”、“热轧工艺的模拟和优化”、“人工智能在轧钢中的应用”等一个又一个国家重大课题发起挑战。在研究中，他们经历了很多失败和挫折。王国栋总是鼓励大家：“如果你的工作不是经常遇到挫折，表明你做的事情没有很大的创新性。新一代科技工作者需要对科学和技术有一种痴情，他可以为科学生，也可以为科学死，科学胜过他的生命。”
２００６年，王国栋被评选为中国工程院院士。他创新的脚步没有停歇，先后研发了中厚板热处理生产线和热处理工艺技术、热轧钢材的超快冷技术、氧化铁皮控制技术。
除了科研，他还坚持教书育人，从教３１年来，培养硕士、博士研究生百余人。在王国栋的培养下，一批有创新能力的年轻专家成长起来，投入到国民经济的主战场。
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