以往信息汇总:实验室近年来取得的代表性研究成果

发布人:Super User  发布时间:2006-02-23  浏览次数:4675

 

 

1) 超级钢的研究开发
2) 轧制过程的智能优化和数模调优
3) 有限元理论及应用
4) 人工智能应用
5) 热轧钢材组织性能演变的模拟、预报和控制
6) 中厚板轧制新技术开发

 

 

超级钢的研究开发

    "新一代钢铁材料的重大基础研究"是国家重点基础研究发展规划项目(973)之一,本重点实验室承担了项目中"新一代钢铁材料轧制过程中实现晶粒细化的基础研究"课题。课题研究目标是,对于现有Q235级别的碳素结构钢,在对轧制过程中实现晶粒细化的有关理论进行研究的基础上,在现有工业生产条件下,批量生产出铁素体晶粒尺寸接近4mm,屈服强度为400MPa的新一代碳素结构钢带产品。课题于1999年启动,经过几年来的研究工作,课题组在低碳钢变形过程及冷却过程组织演变及控制,新一代钢铁材料(超级钢)原型钢的获得、工业生产及应用方面取得丰硕的研究成果。具体体现在如下几方面:
    (1) 建立了有关低碳钢应变诱导相变研究的系统严密的实验方法,解决了低碳钢高温变形后的组织固定问题,从理论上和实验上确定了应变诱导相变发生的温度范围及变形工艺参数化学成分等对应变诱导相变的影响规律,科学地评价了应变诱导相变在低碳钢铁素体晶粒细化和组织控制中的作用。
    (2) 通过对低碳钢变形过程组织变化规律的研究,确定了低碳钢奥氏体动态再结晶、静态再结晶以及应变诱导相变发生的温度范围,为在现有生产条件下通过控制轧制对奥氏体状态实现精确控制提供了理论依据。
    (3) 根据低碳钢变形过程组织演变规律的研究结果,准确地划分了低碳钢控制轧制的温度范围,研究了不同温度范围内的变形对铁素体晶粒细化的影响,确定了铁素体晶粒细化及提高综合性能的工艺控制原则。
    (4) 首次在现有工业条件下用普碳钢生产400MPa级超级钢,在保证韧性前提下实现屈服强度翻番。开辟了节省合金元素、降低钢材成本、大幅度提高性能、促进钢材品种更新换代的新途径。产品已成功地应用于汽车工业,创造了可观的经济效益。
    "500MPa碳素钢先进工业化制造技术"是十五863国家高技术研究发展计划重点课题之一,我实验室为课题负责单位,刘相华教授任课题负责人。项目基于在"973"重大基础研究中提出并被证实的创新思想,以开发普通碳素钢扁平材和长型材屈服强度500MPa级超级钢先进的冶金生产工艺流程和相关材料工艺为目标,确定在现有工业生产条件下生产出以C、Mn为主要成分的500MPa级的超级钢的生产工艺,逐步代替该强度级别的低合金高强度钢,研制出用途广泛、性能优越的低成本钢种系列。课题从2001年启动以来,全面开展了500MPa级碳素钢的实验室研究工作和由"973"原型钢向工业钢的转化工作,确定了500MPa级碳素钢的成分体系以及相应的生产工艺。在宝钢、本钢、首钢等进行了500MPa超级钢热轧带钢的工业试生产,推广应用产量已达5000吨。课题进展良好,已被863高性能结构材料技术主题列为863重点课题。
    《中国冶金报》12月31日公布的该报评选的《2002年中国冶金十大新闻》中将超级钢的成果列为第3:“我国钢铁领域一些重大科研项目取得重要突破。新一代钢铁材料的重大基础研究项目工业化试验达到预期目的,强度翻番,寿命翻番,并率先实现工业化”。
    《光明日报》2003年2月18日头版头条发表报道《973计划:为发展提供科学支撑-国家重大科技计划回望之一》,在"973计划已取得重要进展"一节中首先谈到超级钢的进展:"四年多来,经过有关部门的共同努力和奋战在第一线的广大科技工作者的艰苦拼搏,973计划已在较短时间内取得了一批令人鼓舞的研究成果。如新一代钢铁材料的基础研究项目,通过深入研究钢材中微观组织形成和形变诱导相变机理,进一步探寻细化钢材的晶粒度,提高钢材的洁净度,改善钢材的均匀性等,钢材的强度和使用寿命都取得了突破性进展。这一新型钢材已用于长春一汽作为载重车等车型的前后悬置梁用钢,且载重性能明显提高,深受用户的欢迎。
    中国金属学会轧钢学会理事长林滋泉在2002年全国轧钢生产技术会议暨中国金属学会第七届轧钢年会上代表学会所作的大会主报告《我国轧钢生产技术的进步和展望》中指出:"1998年,我国启动了国家重大基础研究规划项目(973项目),新一代钢铁材料的基础研究课题首批进入了这一项目中。该课题的目标是在生产成本基本不增加的前提下将现有的结构用钢的强度指标提高1倍,并满足韧性和各种使用性能的要求。这项研究已经取得重大进展,由东北大学等单位承担的400MPa级的超级钢热轧薄板已经在国际上率先实现工业生产,宝钢2050热连轧机生产的产品开始成批量地向汽车工业部门提供。在第一汽车集团公司制造加工要求较高的汽车发动机前置梁等零件的生产中,降低了造价,提高了性能,创造了巨大的经济效益…,这些成果标志着我国超级钢的研究水平和工业化程度处于国际的前列。"
    在国家科技部的《2002年重点科技工作进展情况》报告中指出:"在材料领域,超级钢、高强高韧铝合金、先进镁合金材料、无级聚合物和特种工程塑料方面均取得了重要技术突破"。


轧制过程的智能优化和数模调优

    本项成果2000年获得国家科技进步二等奖。本项目结合我国宝钢、本钢、鞍钢板带钢生产过程具体应用背景,以轧制过程数学模型软件的升级改进为主线,利用人工智能和有限元模拟等现代方法优化轧制过程。在刚塑性有限元理论、组织性能预测理论突破和人工智能技术应用的支撑下,进行系列软件程序开发,提出连轧过程集有限元为主要方法的"变形参数调优"、以组织性能预测为手段的"组织性能参数调优"和人工智能技术为中心的"人工智能调优"为一体的创新思想,实现轧制参数高精度设定、预报及控制,形成了具有特色的轧制过程优化与数模调优理论体系和实用方法,优化轧制过程,提高轧制产品的质量和产量。经专家评审主要进展达到国际先进水平。其主要内容如下:
    (1)提出数学模型参数调优工具的思想,并建立了综合运用有限元模拟、组织性能预测、人工智能方法的实用调优工具,将"变形参数调优"、"组织性能调优"、"人工智能调优"应用到轧制过程,实现过程的优化,提高产品的质量和产量
    (2)解决了刚塑性可压缩有限元中变分原理和总能量泛函极值点的唯一性的证明,第一、第二类奇异点分析处理等有限元基本理论问题,在此基础上开发了系列有限元分析轧制过程的软件,对板带钢轧制、板坯立轧等过程进行了有限元分析
    (3)提出利用智能纠偏方法提高数学模型预设定精度的新思想,利用神经网络与数学模型结合,实现了轧制力的高精度预报
    (4)率先将人工智能技术应用于钢材的组织性能预测和控制,成功地建立了热轧带钢显微组织与力学性能关系的神经网络模型和化学成分、热轧工艺参数与力学性能对应关系的神经网络模型

应用推广情况

    本项目成果应用于宝钢2050mm热带轧机,使厚规格热轧带钢成材率提高1%;应用于宝钢2030mm冷带轧机,使冷轧带钢厚度超差减少50%;应用于本钢1700mm热带轧机,使带钢板形得到根本性改善,厚度精度大幅度提高,解决了为本钢新建冷连轧机组供料的老大难问题。应用于鞍钢新轧公司厚板厂,提高成材率1.61%。1997~1999年在宝钢、本钢、鞍钢应用本研究成果已取得直接经济效益1.7亿元。

有限元理论及应用

    现代轧钢生产和轧钢技术的发展,为轧制理论提出了一系列新课题。例如,提高中厚板成材率、提高薄板平直度、提高型钢开坯的不均匀变形等,这就需要对轧制过程金属流动的速度场、温度场、应力场和应变场等等分布量进行精确计算,传统轧制理论难以精确处理这类问题,而有限元法作为轧制理论研究的解析工具求解这类问题取得了令人瞩目的新进展。有限元求解各类轧制过程的范围从2维扩大到3维变形过程;从稳态轧制扩大到轧件头尾非稳态过程;从一般参数的计算扩大到裂纹分析、材质预报及反向模拟、坯料设计的领域。
    为满足现代轧钢生产和轧钢技术发展的迫切需要,解决现代轧制理论出现的新课题,本实验室在国内率先开展刚塑性有限元求解轧制过程方面的理论与应用研究工作,确立了以有限元进行"变形参数调优"的指导思想,开展刚塑性有限元理论及应用研究,进行数学模型优化和"变形参数调优",为改进生产过程服务。在有限元理论及应用方面发表学术论文60余篇,"刚塑性FEM 理论和应用" 1999年获国家冶金局科技进步二等奖,"刚塑性有限元可压缩法的若干理论问题" 2001年获辽宁省自然科学三等奖。
    主要研究内容如下:
    (1) H型钢轧制过程的解析。H型钢万能轧制过程变形条件极为复杂,我们在国际上率先用刚塑性有限元对此进行了求解,得到了腰部轧制力、边部轧制力、轧制力矩、边部宽展、腰部前滑等实用参数,与实测结果符合较好。已经用于指导H型钢轧制规程的设定和优化。
    (2) 异型板带轧制过程的数值模拟。异型板带兼有板带和型钢的特点,其金属流动规律复杂。我们开发了用有限元法对尖角热弯型钢坯料和纵筋板进行数值模拟的软件,得到横向金属流动、凸起部分金属充填等有规律的结果,对实际生产起到了指导作用。
    (3) 板坯立轧及随后平轧过程的有限元分析。板坯立轧是典型的超高件轧制,局部变形相当严重。我们开发了板坯立轧的全3维有限元法解析程序,能够对咬入、正常轧制和脱尾过程进行全程模拟。模拟结果比前人有新的提高。得到了立轧时狗骨变形、鱼尾变形等规律和立轧后平轧的回展规律,对提高产品宽度控制精度和成材率起到了指导作用。
    (4) 平板轧制和棒线材轧制过程的3维有限元分析。解决了板带轧制过程中板形控制、横向厚差控制和棒线材连轧过程温度控制等一系列难题,对轧制规程的设定和现场生产工艺的优化起到重要指导作用。
    创新点:
    1)在国际上首次证明了刚塑性可压缩材料的变分原理,并指出马尔可夫变分原理是刚塑性可压缩材料变分原理当可压缩参数g=0时的特例,从而完善了刚塑性有限元理论。
    2)率先发现导致总体能量泛函发散的一个主要因素是工具与工件接触表面上存在第二类奇异点,并提出有效的处理方法。
    3)提出了超薄单元新概念来处理第一类奇异点,并给出了合理的理论解释,有效地处理了轧件入口单元的剪切功率计算问题。
    4)提出了伪形函数等新概念来处理部分接触区函数的插值问题,有效地解决了部分接触单元的接触面积计算、摩擦功率泛函及其求导等问题。

应用推广情况

    为使有限元法等数值模拟方法能够得到方便的应用,我们开发了用于轧制过程模拟计算的系列程序:
    1)轧制过程轧件2维温度场有限元程序
    2)矩形断面轧件3维温度场有限元程序
    3)平辊轧制过程的3维有限元解析程序
    4)板形问题的3维有限元解析程序
     5)板坯立轧过程的3维有限元解析程序
    6)非稳定轧制过程的3维有限元解析程序
    7)H型钢轧制温度场和变形场的模拟分析程序
    8)棒线材轧制温度场和变形场的模拟分析程序
    上述有限元模拟分析平台为轧制过程的模拟分析提供了有力的工具。利用这些工具对板带、型材、棒线材轧制温度场、速度场、应力场进行了大量的模拟计算,在较为广泛的范围内得到了轧件的塑性变形规律与轧辊的弹性变形规律,为数学模型优化和"变形参数调优"工具的开发奠定了理论基础。同时也利用模拟计算为我国重大技术改造项目提供了参考数据。这方面解决的具体问题有:
    1)本钢连轧厂精轧机组技术改造方案及确定关键参数的模拟计算
    2)宝钢2050轧机板形控制系统分析及改造方案的模拟计算
    3)本钢粗轧提高成材率的模拟计算及规程优化
    4)宝钢益昌薄板公司改造相关轧制参数的模拟计算
    5)鞍钢厚板厂轧件变形平面形状模拟计算
    研究成果已经用于本钢、抚钢、宝钢、鞍山第一轧钢厂等企业的生产实践。用于本钢热轧厂粗轧板坯立轧的狗骨和头尾形状预报,板宽控制精度由原来的+30mm提高到+15mm,切损由原来的250~300mm减至200mm以下,成材率提高了0.14%,95~97年累计经济效益2906.36万元;用于鞍山第一轧钢厂为H型钢轧制规程优化提供指导,1998年销售收入6300.0万元,年实现净利润630.0万元;用于抚顺钢厂模具扁钢的宽展进行预报,使轧制规程得到优化;提高了宝钢热带精轧机组轧制过程参数的理论解析精度,成为热带精轧机组数学模型的开发工具。
    中国金属学会轧钢学会理事长林滋泉在2002年全国轧钢生产技术会议暨中国金属学会第七届轧钢年会上代表学会所作的大会主报告《我国轧钢生产技术的进步和展望》中指出:"轧制过程FEM模拟开始广泛应用。国内在FEM研究方面,取得了重要的进展。在刚塑性有限元方法的研究方面,国内证明了可压缩法的泛函极值的唯一性和收敛性,取得了理论上的重大突破。"

人工智能及其在轧制中的应用

    人工智能及其在轧制中的应用技术研究结合国家计委95攻关项目"人工智能在轧制中的应用"进行,2000年获得辽宁省科技进步二等奖。它以我国宝钢、本钢、鞍钢、攀钢、首钢等板带钢生产过程具体应用为背景,以轧制过程数学模型软件的开发和升级改进为主线,利用人工智能的现代方法进行系列软件程序开发,并应用于生产实际,取得明显的经济效益。
    人工智能方法主要有人工神经网络、专家系统、模糊逻辑、遗传算法及其它们的组合。把人工智能作为优化轧制过程的工具,进行"人工智能调优",是本研究的特色。RAL近年来对各种人工智能方法进行了大量的研究,掌握了各种实用的人工智能技术,并应用于轧制过程的智能优化。基于这些工作的积累,RAL建立了人工智能工具平台。在这些平台上,将人工智能方法与有限元等研究变形规律的方法和组织性能预测等的研究组织性能参数优化的方法融合和综合,优化变形参数和组织性能参数。利用上述思想已经进行了轧制过程参数的预报与优化,精轧机组宽度预测,短行程控制,卷取温度控制,板形控制,厚度偏差诊断,数据分析与处理,精轧机组负荷分配,组织性能预报等,取得了明显的效果。具有以下突出特点:
    (1) 将数学模型和ANN神经网络相结合进行轧制力的预报精度。在网络结构上,国外是一种网络针对多种情况,训练难度大,本研究采用多个网络针对一种情况,适应性好;训练方法上,国外导师信号采用全量修正系数;本研究采用偏量DP,纠正的是偏差,因此预报精度大大提高。
    (2) 综合运用人工神经网络、专家系统、模糊逻辑和遗传算法等人工智能工具,来进行数据处理、过程优化、参数设定与控制和操作指导,建立了热带钢精轧机组负荷分配的协同人工智能设定模型。开发了第一个具有自主版权的软件,经仿真研究和现场应用效果良好。
    (3) 利用人工智能技术进行热轧带钢组织性能预报,建立了显微组织与力学性能以及工艺参数与力学性能对应关系的神经网络模型,为进一步将人工智能技术应用于材料工程之中探索出了可行之路。
    (4) 提出了一种新的FUZZY-PID复合控制算法,从根本上克服了传统PID控制算法时系统动态响应速度与稳态性能之间的矛盾及采用单纯模糊控制算法时的系统精度较差的不足,大大提高液压弯辊系统的动态响应速度及对目标弯辊力给定值的跟踪精度。提出了一种新的板形在线控制动态模型的神经网络建模方法。并首次将滚动优化概念引入到板形控制系统中,增强了板形控制系统对轧制过程各参量变化及扰动的适应性。
    (5) 将小脑模型用于AGC的前馈反馈控制,开发了小脑模型回想算法和学习算法,改善了控制效果。开发了小脑模型协调学习控制算法,并用于森吉米尔轧机的板形控制。将模糊小脑模型用于5机架AGC控制,减小了轧机辊缝的超调量,加快了收敛速度。
    (6) 紧密结合实际,运用AI技术开发了热轧带钢厚差诊断专家系统,利用遗传算法优化了热连轧粗轧机的短行程控制曲线。

应用推广情况

    "人工智能及其在轧制中的应用"研究成果已在本溪钢铁(集团)公司的热连轧厂的"提高热轧带钢尺寸精度"(辽宁省科技示范工程项目)中应用,建立了轧制过程信息采集与处理系统、轧制力智能预报系统和工艺诊断专家系统,大幅度提高带钢厚度精度,改善了板型和板凸度,带钢纵向厚度由从前≤±0.10mm 占全长76.24%提高到95.75%,≤±0.05mm 达到占全长87.72%,不平直度从过去的波动较大(最大达到70I)提高到≤30I的占全长90%以上。1997年已供冷轧料20.75万吨,1998年供冷轧料45万吨。热轧带钢的实物质量满足本钢冷轧用料的要求,1997-1998年共为本钢新增效益2820.4万元。"提高冷轧带钢厚度精度"项目在宝钢2030冷连轧机应用,对摩擦系数数学模型和动态变规格数学模型进行改进和优化,提高了冷轧带钢的精度,使厚度超差量降低了50%。"厚板坯料设计与管理专家系统"项目在鞍钢新轧公司厚板厂应用、宝钢等轧钢厂得到了实际应用,厚板厂成材率提高1.61%,年创效益1055.49万元。
    中国金属学会轧钢学会理事长林滋泉在2002年全国轧钢生产技术会议暨中国金属学会第七届轧钢年会上代表学会所作的大会主报告《我国轧钢生产技术的进步和展望》中指出:"人工智能技术在轧钢工艺中应用。在热轧带钢轧制中利用ANN与数学模型结合进行轧制力控水方面,已经开始应用于工业生产,本钢与东北大学合作,在国产轧机上进行轧制力预测,取得了良好的效果。目前,宝钢与东北大学合作,在2050 mm热带轧机上实施ANN轧制力预测的工程项目。

热轧钢材组织性能演变的模拟、预报和控制

    本项成果1999年获辽宁省科技进步二等奖。研究以热轧板带钢为对象,以物理冶金学理论为基础,以模型化和模拟仿真为手段,基于实验室模拟实验,建立了描述板带钢热轧生产过程中组织演变的系统数学模型。研究成果用于钢材组织演变机力学性能德模拟预测,为提高板带钢的性能提供依据。主要创新点有:
     (1)提出了奥氏体的晶粒尺寸、晶粒表面积和平均位错密度随连续冷却时间演变过程的计算方法,描述更合理更可靠;
    (2)将传统的规则溶液模型扩展应用到多元微合金钢中,并将KJMA动力学方程应用到连续冷却过程;提出微合金元素碳氮化物在均热过程中的溶解行为的计算方法;提出热轧和冷却过程奥氏体及铁素体中微合金碳氮化物应变诱导析出行为的计算方法;
    (3)首次利用人工智能技术,建立了热轧带钢显微组织、工艺参数与力学性能之间的神经网络模型,可精确预报钢材强度、韧性和硬度;
    (4)开发了适用于各钢种热轧过程中温度演变和分布的预测模型及相应的软件,并将温度演变模型与组织性能预测模型相结合;
    (5)运用不可逆过程热力学理论,建立了D2钢的Processing Map,提出了金属内部组织变化、缺陷发生的热力学判据,为优化工艺制度提供了理论指导。

应用推广情况

    本研究成果应用于工业生产实际,用于指导工业生产的改进和开发,为热轧过程的优化、工艺制度的制定和改进提供了理论基础。热轧工艺制度的最优化技术应用于本钢、抚钢和宝钢,对改进工艺制度,提高产品的质量发挥了巨大作用。应用于本钢"热轧带钢全线最优温度制度的研究",使热轧温度参数的制定实现了理论化和智能化,年创经济效益760万元。该研究成果应用于鞍钢和宝钢,开发了工程机械用高强钢板(国家经贸委攻关项目)和440MPa和520MPa两个级别汽车后桥壳用钢(国家计委95攻关项目,已经验收)等钢材新品种,后者已经用于"庆铃"汽车;降低热轧产品的力学性能波动和提高热轧产品的强度级别的技术,应用于新西兰BHP New Zealand Steel"降低热轧带钢性能波动和提高强度级别"项目(辽宁省国际合作项目),在不改变成分的前提下,是使碳钢由280MPa级提高到350MPa使碳钢热轧板卷的性能波动范围减少了50~100MPa。上述研究结果证明了理论分析的正确性和可应用性,同时,也展示了应用这项技术进一步进行组织性能控制的良好前景。
    以本项成果的先导,在东北大学和钢铁研究总院等单位的联合建议下,国家在十五863计划中,在结构材料主题确立了一个以钢材组织性能在线预报为主要内容的重点项目"金属材料组织性能预报及在线监测",我们实验室是该项目的负责单位之一。国家自然科学基金委也在2002年的项目指南中把钢材组织性能预报相关内容列为重点资助的项目。
    中国金属学会理事长,原冶金部副部长翁宇庆在在2000年轧钢生产技术工作会议上的讲话(摘要)《调整品种结构,优化轧钢工艺,提高国产钢材的市场竞争力》(见轧钢,2000,Vol.17,No.3, pp3-7)中指出:"关于组织性能预报和控制的商业软件正在推广应用中。我国宝钢与东北大学合作,采用人工智能方法已成功预报了碳钢和低合金钢的力学性能,并待在生产中应用。"
    中国金属学会轧钢学会理事长林滋泉在2002年全国轧钢生产技术会议暨中国金属学会第七届轧钢年会上代表学会所作的大会主报告《我国轧钢生产技术的进步和展望》中指出:"近年来,我国开始了热轧带钢组织和性能演变的研究及应用,已经针对C-Mn钢、HSLA钢等两大面广的钢种,建立了组织和性能演变的模型,开展优化钢材组织性能、开发新钢种、提高现有钢材性能方面的研究,取得了可喜的成果…。在这些工作的基础上,'十五'国家863计划安排了'钢铁材料连铸连轧过程组织性能预报及监测系统'课题近年已经开始启动,该项目参加单位有钢铁研究总院、东北大学、北京科技大学、中科院金属所和宝钢、鞍钢等。"

中厚板轧制新技术开发

    本项目2001年获冶金科学技术二等奖,2002年获得北京市科技进步2等奖。为了提高厚度控制精度,提高产品市场竞争力,在四辊精轧机上增设液压AGC的技术改造。中厚板轧制采用液压AGC可以有效地控制所轧制钢板的厚度同板差和厚度异板差,准确地控制轧制厚度目标值,实施负偏差轧制。结合中厚板厂的技术改造和产品的升级换代,RAL开发了各种型式的控制冷却系统,在济钢中板厂、鞍钢中板厂等单位推广应用。其中鞍钢中板厂的直管式层流冷却系统已经通过辽宁省科技厅主持的科学技术成果鉴定。该项目取得了一系列创新成果:
    1)在AGC系统中,提出一种新的压下规程的分配方法-最大能力逼近法,实现了压下辊缝的高精度设定和轧制过程的快速动态修正;
    2)在AGC系统中,采用短期自适应和长期自适应相结合的算法,提高了同规格产品的轧制力预报精度,从而确保绝对值AGC控制策略的顺利投入;
    3)在AGC系统中,采用了一系列重点实验室独有的新技术,例如:在AGC的控制策略中,独创了"关联因子K"的概念,实现了厚度和侧弯综合控制;在液压缸的位置闭环中引入了HAPC和AHFC并行工作方式,实现了位置闭环系统向压力闭环系统自动平滑地切换;并通过其独有的顶帽传感器的设计,首次在线检测出在咬钢过程中由于突加轧制力作用所产生的瞬时丝杠窜动量,并对该窜动量进行了动态补偿;
    4)采用独特设计的直管式层流冷却系统,对轧机控制冷却系统进行实验和理论研究。利用ANSYS软件进行的FEM分析,为实际工业应用的冷却系统的开发和研制奠定了理论基础。
    经该课题的攻关,首钢中厚板轧机AGC响应速度、控制精度和产品的尺寸精度达到或超过了国内外相同装备的中厚板轧机的技术指标,达到并超出了预定的各项技术指标。使中厚板轧机改进了产品质量、提高了成才率和负偏差盈重率指标,经济与社会效益显著。本项目为利用高新技术成果改造传统轧机提供了一个成功的范例。整体研究工作达到了国际先进水平。

应用推广情况

    首钢中厚板轧钢厂四辊轧机液压AGC投入运行以来,系统运行稳定,负偏差盈重率、薄规格产品成材率创出中板厂历史最好水平。轧机增设液压AGC系统后,提高了钢板的厚度控制精度,实现了理论计重交货钢板通过负偏差盈重增利。2000年首钢中厚板轧钢厂负偏差盈重和提高薄规格成品成材率两项总计年增效益384.8万元,全部投资一年零五个月内即可收回。
    "首钢3500mm中厚板轧机核心轧制技术和关键设备研制"是国家经贸委和中国钢铁工业协会联合设立的"十五"国家重大装备研制项目,该项目是在"中厚板轧制新技术开发"长期技术积累的基础上发展起来的。RAL作为首钢3500mm轧机建设的主要承担单位,承担了其中的重大关键技术的开发,在经贸委项目的立项、实施、研究等方面发挥了极其重要的作用。控制冷却系统为RAL与合作单位共同开发的直管式层流冷却系统,可以实现控制轧制和加速冷却,为开发具有我国特色的TMCP技术创造了良好的条件。该轧机尚具备平面形状控制、厚度自动控制、板凸度和板形自动控制等多种功能,其控制功能是目前已经运行中厚板轧机中最为先进的。中厚板控制冷却技术已在首钢中厚板厂3500mm中厚板轧机、南钢中板厂2500mm中板轧机、济钢中板厂2500mm中板轧机、鞍钢中板厂2300mm中板轧机和攀钢热连轧厂1420mm热轧带钢轧机上得到实际应用。
    中国金属学会轧钢学会理事长林滋泉在2002年全国轧钢生产技术会议暨中国金属学会第七届轧钢年会上代表学会所作的大会主报告《我国轧钢生产技术的进步和展望》中指出:"首钢建设的3500mm中厚板轧机、鞍钢改造新制的4300mm轧机均为强力型轧机,均主要依靠国内自己的力量设计制造。首钢轧机的传动和控制技术,包括AGC、平面形状控制技术等,也将主要依靠国内的力量。"关于控制冷却装备和技术,他指出:"国产化的轧后冷却设备已经开始应用。近年来,东北大学、营口流体设备公司、济钢等单位合作在济钢中板厂建立了水幕层流冷却系统…。近年以来,首钢、新余钢铁公司、舞阳厚板厂、南京钢铁公司中板厂开始利用国内力量建设控制冷却系统。"