PDF《2019 年湖北省科技奖拟提名公示材料》

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2019 年湖北省科技奖拟提名公示材料 项目名称 热轧高强薄带钢高效稳定生产关键技术 提名者 湖北省教育厅 提名意见 该项目获得多项科研项目资助.

研究成果含专利

15 项、软件著作权

1 项、科技论 文13 余篇.高强薄带高效连续稳定生产的关键技术已在国内多条热轧产线得到应用. 新增直接经济效益

3 亿余元,产生了显著的社会效益与经济效益. 项目内容真实,符合填报要求;

经协商,完成单位、完成人排序无异议;

我单位按 要求公示无异议,符合湖北省科学技术进步奖申报条件,提名该项目为湖北省科技进步 奖一等奖. 项目简介 项目属于冶金机械及自动化技术领域. 以热代冷 是轧制工业的发展趋势, 热轧薄板将会取代 30%-35%的冷轧薄板市场. 利用热轧工艺代替冷轧工艺是实现高性能、 低成本薄带材生产的重要途径. 以热代冷 生产热轧高强薄带时,轧制负荷增加、板形敏感度提高、轧材温降过大,使得轧制稳定 性变差,轧制精度控制困难,设备故障率居高不下,严重制约了热轧高强薄带的连续稳 定高效生产.项目组从轧制界面摩擦性能、装备功能精度以及设备运行状态等三个严重 影响热轧高强薄带生产的关键问题,开展机理研究、技术开发和应用实践,实现了武钢 有限热轧薄带的高效稳定生产,并推广应用到宝武集团同类产线. 主要创新如下: 1)构建了一套 预测模型+测量技术+大数据迁移学习 的轧制界面摩擦性能的调 控体系,以轧机多系统耦合动力学模型为基础,通过建立轧制界面接触力学模型,开发 轧制界面力学参数测量技术,结合工业现场大数据迁移学习,确定了工艺润滑参数与轧 制界面摩擦力的关系,抑制了轧机异常振动,实现了高强薄带的稳定生产. 2)开发了用于热轧薄带的轧辊辊系精度测量、调整体系.发明了一种由全站仪和 激光动态跟踪仪有机组合的大尺寸空间坐标测量方法,实现大尺度、复杂辊系空间位置

2 及辊型的高精度检测,使机组关键设备精度达标率由原来的 90%提升至 99.5%;

研制了 成套轧辊预热装置,降低了冷辊上机时温度梯度对辊型精度的影响,并减少了轧辊断裂 事故 90%以上,保证了高效连续轧制. 3)揭示了面向高强薄带材轧制的精轧机传动系统损坏机理,提出了基于数据驱动 的多源信息融合故障诊断方法,开发了远程状态监测与诊断系统,实现设备故障时间缩 减为 2.17 时/月,明显低于国内外同类先进制造厂商水平. 项目研究过程中,获技术专利

15 项,其中发明专利

9 项,软件著作权

1 项,发表 科技论文

13 篇,近三年新增利润约

3 亿元.所开发的高强薄带高效稳定生产技术突破 了高强薄材 以热代冷 生产的瓶颈,实现量产,已成为国内钢铁行业的主导技术,显 著促进了我国高端汽车板生产的技术跨越和产业升级. 客观评价 本项目通过轧制界面摩擦性能调控、 设备功能精度提升以及设备状态多源信息融合 评估的研究,实现了高强薄带高效、连续、稳定量产,形成了成套的高强薄带生产技术, 关键性能参数与国内外同类产线相比情况如表

1 所示. 表1 武钢有限高强钢薄材生产装备水平与行业厂家对比 序号指标值 中国宝 钢 美国 Nucor 日本新日 铁 武钢有 限1薄带材抗拉强度(MPa)

800 700

700 750

2 薄带材屈服强度(Mpa)

700 600

600 700

3 薄带材最薄厚度(mm) 2.5 1.4 2.0 1.1

4 薄带材最大宽度(mm)

1250 1250

1035 1500

5 极薄带年产(万吨/年) 50.0 30.8 40.9 45.0

6 薄带材成材率(%) 97.43 97.68 97.26 97.79

7 关键设备功能精度达标率(%) 99.6 99.2 99.3 99.5

8 产线年作业率(%) 86.06 87.2 86.18 87.16

9 设备功能完好率(%) 99.7 99.7 99.8 99.8

10 轧制高强薄带材时设备故障时间(小时/月) 2.2 2.8 2.5 2.17

3 11 轧制高强薄带材时一般及以上设备事 故(次/年)

3 3

2 2

12 检修周期(天) 8~9 / /

10 (备注:数据来源查新报告、三菱公司与武钢有限技术谈判资料、行业内部调查) 通过本项目的实施,武钢有限的高强薄材的生产能力及装备水平处于国际先进水 平. 推广应用情况 本项目提供的技术在武钢有限 CSP 产线进行全面应用, 生产了厚度 0.8mm 至1.5mm, 强度 750MPa 的汽车用板、集装箱板、电工钢等各类高强度薄材.在此基础上,推广应 用到武钢有限热轧

一、

二、三分厂各产线,年产

300 余万吨(其中 0.8-1.2mm 规格的极 薄材

45 万吨),实现了 以热代冷 薄材高效连续量产,且关键设备功能精度达标率 99.5%,产线年作业率 87.16%,处于国际领先水平.此外,本项目技术成果还推广应用 到宝武集团其它同类产线. 主要知识产权证明目录 主要知识产权包含技术专利、软件著作权和科技论文,见表

2 和表 3. 表2技术专利与软件著作权 序号名称 类型 专利号 状态

1 一种测量轧制界面处接触应力的光纤光栅传感器 发明专利 201510193289.8 有权

2 紧密随动式超声波探伤装置 发明专利 201210413125.8 有权

3 模式飞剪曲柄自纠偏控制方法及控制系统 发明专利 201610866342.0 有权

4 一种连续退火炉均热段气封装置及方法 发明专利 201510118744.8 有权

5 分段紊流控制的合金化炉及其控制方法 发明专利 201510278472.8 有权

6 钢卷高度对中装置及方法 发明专利 201410616936.7 有权

7 一种大型卷筒再制造方法 发明专利 201410624181.5 有权

4 8 卷筒空心轴深孔内渐开线花键加工方法 发明专利 201410205093.1 有权

9 热处理炉辊修复再利用方法 发明专利 201610677114.9 有权

10 一种用于 CSP 线上轧辊的离线加热装置 实用新型 201320528359.7 有权

11 一种支撑装置 实用新型 201320590928.0 有权

12 连铸连轧机组均热炉高温废气余热利用系统 实用新型 201320265345.0 有权

13 用于带钢导入分切剪的夹送辊装置 实用新型 201320335860.1 有权

14 一种立辊传动轴的保护装置 实用新型 201420466301.9 有权

15 空气预热器 实用新型 201220376043.6 有权

16 基于异构平台的冶金装备监测系统 V1.0 软件著作 权2017SR740156 有权 表3科技论文 序号 论文名称 杂志刊物/年份

1 Research of the indirect friction sensor for prediction of contact stress by improved inverse method in strip rolling Smart Materials and Structures,2017

2 Hydro-dynamics method and its application in hot strip rolling Steel Research International,2017,

3 A simplified method to calculate the rolling force in hot rolling International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2017

4 Research on the influence of nonlocal effect on specific roll pressure by nonlocal stress gradient model in strip rolling International Journal of Advanced Manufacturing Technology,

2018 5 An improved inverse method by envelope flying for prediction of contact stresses in strip rolling Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2017,

5 6 基于改进的反演方法评估轧制界面接触应力的新型传 感器理论研究 机械设计与制造,2016

7 基于混合摩擦模型的轧机垂扭耦合特性分析 机械设计与制造, 2016(4):153-156.

8 CSP 产线精轧机组轧制高强极薄带材的载荷优化研究 冶金设备,2015

9 粗轧机组扭矩远程在线监测系统研究 冶金设备,2012

10 CSP 轧辊预热温度场分析 武汉工程职业技术学院学报,2013

11 武钢 CSP 生产线平整机组改造与优化 武汉科技大学学报........