PDF《2019 年度国家科学技术奖拟提名项目 公示材料》

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2019 年度国家科学技术奖拟提名项目 公示材料 项目名称:高速重载系列钢轨及异型材数字化高质量轧制关键技术及应用 提名者: 谢建新 北京科技大学 中国工程院院士 化工、冶金与材料学部 毛新平 宝武钢铁集团有限公司 中国工程院院士 化工、冶金与材料学部 刘正东 中国钢研科技集团有限公司 教授 冶金工程技术 提名意见: 项目针对高速重载系列钢轨及异型材高质量轧制技术中的难题,在复杂孔型系统高效设计、 产品内部及表面质量稳定性一致性控制、全长尺寸高精度控制等复杂截面型材生产的核心技术 上取得创新性成果,研发出一整套高铁、重载铁路系列钢轨及异型材数字化高质量制造技术, 实现大规模产业化应用.

项目的主要创新包括:研发出基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术,实 现钢轨及异型材孔型系统智能设计-配辊-轧辊加工,使新产品研发效率大幅度提高;

开发出全 轧程三维模拟精准预测轧件参数及生产过程质量稳定性控制技术,实现系列钢轨及异型材轧制 全过程工艺优化和质量稳定性控制,显著提高了产品内在质量稳定性和一致性;

开发出基于大 数据及在线控制的钢轨轧制金属流动预测-补偿模型和全长尺寸精度智能控制技术,解决了高铁 百米轨,重轨全长尺寸在线高精度控制难题;

研发出钢轨局部润滑轧制及表面质量控制技术, 显著减少了轧疤等钢轨表面质量缺陷. 项目获授权发明专利

37 件,制定国际标准

2 项,国家标准

1 项,行业标准

4 项,发表学术论文

53 篇,专著

1 部,形成完整的自主知识产权.所开发的技术已大规模应用于系列高速重载钢轨及 异型材的高质量制造过程中,产品在京沪高铁、青藏铁路及大秦重载铁路等国家重点铁路建设 工程中得到大规模应用,经济社会效益显著.项目技术对发展新一代钢铁材料绿色化、数字化 和智能化制造技术具有重要意义. 提名该项目参评国家科学技术进步奖一等奖.

一、项目简介 我国高铁、重载铁路及工程机械发展迅速,已成为国家名片和品牌,高铁运营里程占世界 66%. 高铁百米轨、重轨及特种异型材是铁路及机械装备的关键基础材料,其质量与精度对列车运行平 稳安全性、服役寿命及建造成本影响极大.钢轨及异型材轧制为高温多道次大变形复杂过程,孔 型系统高效设计、产品内部质量稳定性及表面质量控制、全长尺寸高精度控制一直是国内外研 究的技术难题. 项目历经

12 年,研发出一整套高铁、重载铁路系列钢轨及异型材数字化高质量轧制技术,实 现大规模产业化应用,取得重大科技创新: ⑴研发出基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术.突破了型材轧制孔型系 统设计长期依赖经验试错、效率低、成本高的难题,首次实现钢轨及异型材孔型系统智能设计- 配辊-轧辊加工,使新产品研发效率提高

10 倍以上,大幅度降低了研制成本;

2 ⑵开发出全轧程三维模拟精准预测轧件参数及生产过程质量稳定性控制技术.通过精准预测 各道次温度及变形,应用发明的机架间高温区局部冷却及残余应力控制装置,保证了产品内在质 量的稳定性并大幅度降低了残余应力.产品强度波动≤40MPa;

轨底中心残余应力≤50MPa,甚至 改善为压应力的国际领先水平;