轧制设备及成套技术教育部工程研究中心

燕山大学下属机构

“轧制设备及成套技术教育部工程研究中心”于2006年6月由教育部批准建设，中心自建设以来，得到了学校有关单位和部门及上级主管部门的大力支持和帮助。“中心”围绕轧制设备及成套技术的研究开发、产品创新、技术辐射和成果产业化等方面开展了卓有成效的工作，建成了国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心、河北省现代轧制技术与先进钢铁材料协同创新中心等创新平台，形成了适应中心发展的管理体制和运行机制，在国家及省部级奖励、知识产权、国家标准制订、行业领域技术创新、重大工程化成果转化等方面都取得了丰硕成果。

中心概况

燕山大学从上世纪60年代开始从事重型装备，特别是轧制设备及成套技术的开发研究，取得一大批高水平的科研成果，开发出几十套已应用于生产的轧钢成套设备，研究成果代表了当前国家最新技术水平。同时，培养了一支学术水平高、素质精良、相关专业和研究方向齐全的队伍。形成了从人才培养、研究开发到产品生产紧密结合的一体化机制，在国内享有较高声誉。轧制设备及成套技术工程研究中心的建立，可以集中和整合燕山大学在轧制设备及成套技术研发方面的科研力量，集中资源、优化配置，实现人才队伍和多学科的交叉融合，提升我校在先进轧制设备方面的综合创新能力，形成新技术装备开发－科研成果转化－产业化的良性循环，它将加速我国轧制装备的研制与开发、成果转化及其产业化进程，促进企业技术改造和创新。在调整产业结构，提高产品质量和市场响应速度方面发挥核心作用。“工程中心” 的建立，能够缩短我国冶金机械，特别是轧钢机械成套装备技术与国外先进技术之间的差距，实现基础研究和重大技术开发的有机融合，赶超世界先进技术水平，增强我国轧制成套设备在国际市场上的竞争能力。

中心条件

工程研究中心基础设施包括供科研团队研究开发用300平米办公楼和4800平米的中试基地（包括1个中试车间和3个实验室）。

工程研究中心固定研究人员80人，其中研发人员50人，技术设计人员20名，市场营销人员10名。研究人员实行聘任制，并以优惠政策吸引科研人员作为固定和客座研究人员，积极接纳具有博士学位的回国人员进入中心从事博士后研究工作，同时广泛吸引本领域中优秀研发人员进入中心工作。

研究方向

根据国民经济、社会发展和市场的需要，拟在以下几个研究领域开展技术理论和工程化研究：

板带轧机及其产品的质量控制技术

板形板厚控制已成为现代高精度板带轧机的关键技术和重要的技术发展方向。板形板厚控制的理论和数学模型则是此项技术的理论基础和关键科学问题。本工程中心关于板形板厚控制理论和技术的研究已有20多年历史，热连轧带钢的板厚、板形、板凸度控制以及产品质量预报等方面所取得的成果，HC轧机、CVC轧机、PC轧机等各种机型的运用，在邯钢、首钢和宝钢等大型钢铁企业中都得到了应用。获全国科技大会奖一项，国家科技进步二等奖一项，机械部科技进步一等奖、二等奖各一项、国家教委科技进步二等奖一

项和多项三等奖。出版专著2部。在《国际工程中的数值方法》等刊物上发表学术论文100多篇。本方向拟进行板形检测系统及板形仪的研制；板形离线设定控制模型和软件研究；板形在线闭环控制模型、软件和系统研制；板形板厚综合控制理论和技术研究；轧机机、电、液综合动态控制仿真研究和材料组织性能与轧制工艺参数的关系研究等。

管轧机及其产品质量控制技术

毛管壁厚不均，直接影响无缝管产品的精度及成材率，如何实现毛管壁厚的在线检测和控制，是国际管材界长期追求的目标。目前国外只能做到用射线贯穿性测量纵向双壁厚的平均值。由于不能确定检测数据与检测点的一一对应关系，因此无法实现毛管壁厚的自动控制。经过多年努力，本工程中心科研工作人员已经在非接触式定位、定量壁厚检测仪的理论方面取得了一些成果。

卷焊管是一种特殊焊管品种，具有一系列独特的优点，在汽车、家电等行业中得到了广泛应用。自1984年以来，本工程中心在双层卷焊管的理论及实践方面进行了大量的研究，双层卷焊管的成形与焊接技术研究成果于1986年通过了技术鉴定。此后迅速将此项技术投入了工业性生产，先后在国内建立双层卷焊管生产线8条，实现了完全靠国内的技术、利用国产原料和设备生产出性能优良的双层卷焊管的创举。获河北省科技进步二等奖。

型钢轧机及其产品质量控制技术

我国在型钢工程化领域还很落后，在产品品种和尺寸精度方面提高幅度不大。为此，国家“95”攻关为我校立项，联合德阳第二重型集团公司对马钢公司引进H型钢成套机组关键技术进行研究，完成验收，使我国未来设计立足国内。本工程中心在以下几个方面开展了理论与实验研究：型钢万能轧制技术基础理论研究；型钢高尺寸精度、形状控制轧制技术和节省能源研究；过程控制自动化技术和型钢柔性轧制新技术应用基础理论研究。

近15年来，燕山大学轧机研究所对H型钢技术进行基础研究，在自行研的连接板式万能型钢连轧机上生产出国产第一根H型钢和波纹腹板H型钢，理论和实验上取得了多项重要成果，为我国型钢生产的新产品开发和发展做出了重要贡献。另外，新型短应力线轧机、空间自位型高刚度轧机、高速棒材输送系统关键技术的研究、分别获得河北省、国家机械局科技进步二等奖。

轧制过程虚拟仿真技术基础研究

虚拟设计与过程仿真是将产品从概念设计到投入使用生产的全过程在计算机构造的虚拟环境中实现。可在产品投产前对产品实现的方案进行评估和优化，提高了产品设计的可行性，大大简化了物理测试试验的过程，缩短了产品上市周期。

本研究方向主要包含三个方面内容：轧制设备强度分析技术基础研究、轧机虚拟设计与过程仿真技术基础研究、计算机辅助工程（CAD/CAM/CAE）技术。运用这些技术承担了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金青年基金项目、国家“九五”攻关项目和宝钢重大基础研究课题，部分研究成果达到了国内领先地位，取得重要的理论研究的突破和很大的经济效益。

轧机液压、电气控制技术

在轧机板形与板厚液压控制研究方向上，由于轧制过程的高速度发展趋势，板厚板形的控制越来越多的采用反应灵敏的液压系统来完成。1999年，王益群教授的IGC650HCW冷带轧机成套设备研制及关键技术研究获得国家科技进步二等奖。我校自主研制的四辊冷带钢轧机采用液压控制实现支承辊弯辊、工作辊弯辊、工作辊轴向移动、工作辊交叉等多种板形控制技术，应用了板形板厚综合调节技术，是一台集当今板形控制技术于一体的新型轧机，为国内首创，达到国际先进水平。

在液压系统可靠性研究及故障诊断基础理论研究方向上，针对越来越广泛的液压系统使用形势，开展液压系统可靠性研究及故障诊断基础理论研究，将为液压系统的应用发展提供良好的保障条件。

大型冶金锻件工艺及设备

对大锻件成形技术，塑性力学（包括工程塑性力学）很多问题不能正确描述其内在规律。燕山大学研究者经过长期的理论与实践研究，取得的成果在世界上居于领先地位。

在大型锻件新理论与新工艺的研究方面：①提出了平板镦粗圆柱体和平砧拔长矩形截面毛坯的新理论，并经反复试验验证，这为建立正确的大型锻造工艺理论奠定了基础；②相应提出了一系列新工艺，诸如锥形板镦粗法、LZ锻造法，新FM锻造法以及横向无拉应力锻造法等，对于提高大型锻件的质量都是行之有效的锻造新工艺；③提出的新理论与新工艺，我研究与建立大型锻件锻造指令专家系统提供了可靠的判据。

在残余应力理论与技术领域：①轴对称变形强化护环残余应力产生的机理、测量与消除等方面进行了全面、系统的研究，把力学上的一个空间问题分为两个二维问题的叠加去处理而得到解决；②对于轴对称物体内三维残余应力场，建立了新的轴对称空间力学模型，引入了卸载和非卸载应力的概念，在求解中提出了应力函数及其解法；③发展了Sachs 内剥层法求解残余应力的理论。

连铸连轧工艺及设备

连铸连轧要求连铸机能够高温出坯，铸坯具有高的表面质量和内部质量，同时要求连铸机具有稳定的高的生产率、高的拉坯速度，以适应高速轧制的需要。结晶器非正弦振动技术是连铸连轧的关键技术。

结晶器非正弦振动技术在提高拉坯速度、提高铸坯的表面质量、减少拉漏率等方面具有显著效果。该技术不但可以提高连铸机拉坯速度，提高生产率，减少拉漏，使连铸机生产稳定，而且可以为轧制提供高表质量的铸坯，提高轧材的质量。

本中心多年来一直从事结晶器非正弦振动、连铸坯连续矫直、轻压下等高效连铸关键技术和薄板坯连铸连轧技术方面的研究工作，承担过“六五”、“七五”、“八五”、“九五”等攻关课题和河北省自然科学基金等项目，取得了多项成果，获得了多项省部级以上的奖励。发表科研论文40余篇。

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