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1:[科技成果评价--炼钢工艺与技术]汽车外板表面炼钢缺陷控制关键 技术及应用

轿车作为家庭的高端消费品,鉴于对轿车外观日益严苛的要求,汽车外板成为表面质量要求最高的钢铁产品。在汽车外板的炼钢连铸、热轧、冷轧和热镀锌等各生产工序中都可能产生表面缺陷,其中炼钢连铸工序中产生的表面缺陷(炼钢缺陷)占比达到 70%左,由于其产生机理复杂,又与其他缺陷相互交织,造成其判定、识别和改进非常困难。因此汽车外板表面炼钢缺陷控制近年来成为各大钢铁公司炼钢连铸技术领域最重要的研发课题。 上海大学联合宝钢、首钢京唐、首钢迁钢、鞍钢等数家在汽车外板制造技术国内领先的钢铁公司,2010 以来围绕该技术持续研究,取得显著成效。
作者:高怀 发表时间: 2022-08-05 09:03:58 阅读(1813) 评论(0)

2:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:数据驱动融合机理的热连轧三维尺寸数字孪生模型 与CPS系统应用

通过对国内近百条热连轧生产线的过程控制模型精度和产品质量指标研究发现,造成非稳态过程难以控制的原因,既有板带材轧制本身的工艺因素,又受制于热连轧自身的控制特点,长期面临如下突出问题: (1)热连轧各机架存在着弹性变形和塑性变形的交叉耦合作用。热连轧各机架与带材直接接触并产生压下量时,轧机设备会发生弹性变形,轧件又会发生塑性变形,这种设备弹性状态和带钢压下产生的塑性状态耦合到一起,导致传统数学模型很难对其进行精准计算和表述,尤其在频繁换规格或换钢种状态下,一种弹塑性耦合状态下的模型未完自学习至最优状态,又会过渡到另外一种弹塑性状态,导致整个机组形成长时间的非稳态过渡过程。 (2)非稳态过程难以建立高精度的热轧数学模型。该过程具有不确定性、非线性等特点,存在润滑状态、设备工况等多种多样难以表述的变化,这些对薄带材轧制的影响远超过普通带材。而实际控制过程采用的单一常参数模型难以满足连续变化的要求,模型匹配性差,实际生产过程中轧制力、前滑等关键参数存在很大偏差。 (3)多工序间的过程控制参数波动的影响。热连轧生产过程装备由加热炉、定宽压力机、粗轧机组、精轧机组、控制冷却及卷取机组等多个区域组成,各个工序均具有非线性、快响应以及时变、不确定性、工艺控制模型复杂、过程变量维数高、规模大等特点,这就决定了各个工序的建模过程比一般的工业过程复杂得多。这种非稳态下的过程参数波动,均可对下游工序产生很大的影响,从而导致产品质量问题,如板形、尺寸精度以及工艺性能等。 针对热连轧制造领域内过程精准控制科学问题和相关技术瓶颈,2019年河钢集团有限公司、华为、东北大学在深圳举行联合组建“工业互联网赋能钢铁智能制造联合创新中心”签约挂牌仪式。三方成立的联创中心将作为钢铁行业工业互联网与智能制造产学研用平台,以钢铁全流程产线为基点,着力实现网络化、数字化、智能化的新钢铁,促进钢铁产业转型升级、高质量发展。 项目团队依托河钢邯钢公司邯宝2250mm热连轧生产线,基于现有自动化与信息化系统,深度融合数据驱动模型与机理模型,首次开发了热连轧过程动态数字孪生模型并建立了CPS控制系统平台,提高了轧制工艺对复杂多变工况的原位分析能力,改善了热连轧过程三维尺寸控制指标。
作者:高怀 发表时间: 2022-08-02 01:38:55 阅读(769) 评论(0)

3:[研发项目动态--国家科技支撑计划]科技新进展:全系列建筑结构用高性能钢板研发及重大工程应用

我国钢结构建筑日益向大型化、高层化、装配化、高效化的趋势发展,对钢铁材料提出了抗震性、强韧性、耐火耐候性等功能多样化的服役要求。为此,必须解决以下主要技术问题: 问题1:为保证建筑钢结构良好的抗震性能,对钢材提出的关键技术指标要求是较低屈强比(≤0.83)、更高抗层状撕裂性能(Z35)、窄屈服强度波动(≤110MPa),以及具有明显的屈服平台。对于420MPa以上大厚度高强韧建筑钢,依靠原有技术难以稳定控制显微组织中软硬相比例,无法实现特厚钢板心部晶粒细化。 问题2:为解决结构耗能、消能、减震设计需求,对制作钢结构“减震器”的软钢,提出了极低屈服强度等级(100MPa)、低屈强比(≤0.6)与小波动范围(±20MPa)、极高断后伸长率(≥50%)等技术要求,需要创新设计低屈服强度软钢成分体系,突破轧制和热处理精准化工艺技术。 问题3:为提高建筑钢结构综合抗灾能力(火灾和腐蚀),要求开发适应不同防火等级的耐火耐候钢,特别是在600℃高温并保持3小时的条件下,690MPa的屈服强度不低于室温目标值的2/3(≥460MPa),需要探明抗震、耐火耐候组织与性能耦合机制,系统开展耐火极限等服役性能评价。
作者:高怀 发表时间: 2022-07-18 03:26:22 阅读(625) 评论(0)

4:[研发项目动态--国家重点研发专项]科技新进展:基础件用特殊钢长寿命机理、关键技术 及产品开发

特殊钢是钢铁强国的重要标志,也是一个国家工业化程度的重要标志之一。轴承、齿轮、紧固件、弹簧、轴类等基础件作为先进制造业的核心部件,量大面广,对制造业具有重大支撑作用,其发展趋势是更高可靠性、更长寿命、以及更好的环境适应性。目前,我国基础件及其用特殊钢整体上与国外先进水平存在较大差距,导致制造业大而不强,汽车、机械、航空、新型能源等行业的先进装备目前尚未完全实现国产化,成为“中国制造2025”制造业转型升级的重要瓶颈。与日本、德国等装备制造业发达国家相比,我国基础件用特殊钢产量大,但其质量稳定性、加工和使用性能与国外先进水平存在明显差距,导致基础件可靠性低、寿命波动大、服役环境适应性差,无法满足高端装备制造业的需求,急需在相关基础理论、关键共性技术以及应用等方面开展追赶工作,以满足制造业转型升级的发展需求。 针对以上问题,钢铁研究总院联合兴澄特钢等十家单位,在国家重点研发计划“先进制造业基础件用特殊钢及应用”等项目支持下,选取轴承钢、齿轮钢、弹簧钢、非调质钢、紧固件用钢、轴类用钢等量大面广的典型基础件用特殊钢,开展了长寿命机理研究及质量稳定性控制等系列关键技术、高效测试表征技术与产品开发攻关,以满足汽车、航空、机床、新能源等先进装备的需求,为先进装备的国产化和制造业升级奠定基础,从而带动我国特殊钢行业的升级换代,提升基础材料产业的整体竞争力。
作者:高怀 发表时间: 2022-06-23 09:08:16 阅读(705) 评论(0)

5:[研发项目动态--国家重点研发专项]科技新进展:基于机器视觉的宽厚板轮廓及板形CPS智能制造技术 研发与应用

通过对国内近百条中厚板生产线的工艺技术装备现状研究发现,产线普遍在关键工艺质量参数感知、多工序协调优化方面,长期面临如下突出问题: 1、生产过程中轧制、剪切等工序的自动化达到较高水平,但是各工序控制系统相对孤立,尚未形成联动,部分工序缺失关键质量参数,不能基于反馈进行动态优化控制,机理模型的预测和控制精度低,严重影响产品质量、生产效率和成材率的提升; 2、缺少钢板轮廓识别和板形检测关键大型仪表,导致轧后钢板头尾形貌、轮廓和板形等关键质量参数难以在线精准识别,仍以人工方式线下测量,无法与轧制过程形成在线反馈控制,难以通过在线工艺优化来保证最终产品质量; 3、依靠人工经验的传统组板系统订单匹配度低、精准剪切控制能力偏低,无法根据钢板实时轮廓信息优化组板策略导致组板余材过多,影响生产效率和成材率。剪切工序也无法根据实时轮廓形状优化剪切策略。此外,剪切工序与轧制过程、组坯过程除基础的产品信息交互之外,无其它过程质量数据交互,迫切需要将轧后钢板实际轮廓形状与订单合同进行实时动态匹配,急需开发面向多目标约束的优化剪切和动态组板策略,以实现减少切损的同时提高订单的匹配度。 针对宽厚板制造领域内过程精准控制科学问题和相关技术瓶颈,2010年由山钢与东北大学等单位组建联合研发团队,在国家十三五重点研发计划《基于CPS架构的多工序协调优化与质量精准控制及应用示范》(2017YFB0304103)项目和山东省《宽厚板智能轧制数字化车间是的试点示范》项目的支撑下,依托山东省山钢王国栋院士工作站科研平台,深入推进开展产学研合作和协同创新,发挥高校基础研究理论创新优势与企业产工程技术优势,联合开展本项目关键共性技术的科研攻关工作。
作者:高怀 发表时间: 2022-06-23 09:07:52 阅读(679) 评论(0)

6:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:大板坯连铸-轧钢界面高效化、绿色化关键技术 开发与集成应用

针对国内微合金化钢生产中存在的板带材表面质量缺陷,以及生产过程能耗高、成材率低、生产效率低的实际情况,钢铁研究总院在2015年9月首先与邯郸钢铁集团有限公司签订技术合作合同,共同开展宽厚板边直裂控制技术和微合金化钢红送裂纹控制技术的研究工作,并取得初步成效。 在此基础上,2017年7月由首钢集团有限公司联合邯郸钢铁集团有限公司、鞍钢股份有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司、新冶高科技集团公司等在微合金化钢生产中具有丰富实践经验和研究基础的单位,共同承担“十三五”国家重点研发计划中“钢铁流程铸-轧界面物质流与能量流协同优化及智能控制技术”课题的研究任务。以期在微合金化钢板带材生产关键技术方面取得突破,首先在国内建成集连铸坯表面无缺陷生产技术、边直裂控制技术、红送裂纹控制技术等为一体的大板坯连铸-轧钢界面高效化、绿色化关键技术集成应用示范生产线,并向钢铁企业进行工程化推广,使连铸坯真正成为物质流、能量流、信息流的载体,被直接输送到下一步轧制工序,彻底打通和捋顺铸-轧界面,为下工序高效率、绿色化、高质量生产奠定坚实的基础。
作者:高怀 发表时间: 2022-06-13 10:11:36 阅读(881) 评论(0)

7:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:冷热卷余材跨工序智能充当系统

针对钢铁长流程加工过程中余材种类多、余材数量大、库存控制难等典型问题,宝钢股份于2004年开始着手余材充当技术的研发,历经十几年的探索创新,建立了以规则配置平台和优化决策模型双轮驱动的余材充当系统,逐渐具备了薄板全产品、全工序、全产线的优化充当能力,实现了经济价值和劳动效率的大幅度提升。数年来该技术水平在覆盖面、优化效果、自动化程度、工艺数字化全方位持续保持国际领先。
作者:高怀 发表时间: 2022-06-13 10:11:07 阅读(780) 评论(0)

8:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:合金采购与管理决策支持系统

本系统通过收集市场信息(如网页抓取、行业共享),以人机结合,专家决策为主的方式进行。以冶金机理计算为主,结合生产工艺的要求与过程控制模型,通过分析生产实绩信息建立了多个炼钢厂、多条精炼路径的模型群,有效准确地确定不同钢种的合金消耗标准,从而能精确预测炼钢合金的需求量。
作者:高怀 发表时间: 2022-06-13 10:10:58 阅读(852) 评论(0)

9:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:高品质钢精准钙处理关键技术与在线控制软件 开发及应用

钢铁工业对我国国民经济的发展和国家建设有着举足轻重的地位。高品质钢具有洁净化、均质化和细晶化的要求,其中洁净化指的是钢中非金属夹杂物。所有钢都有夹杂物的问题,解决了夹杂物的问题就解决了所有钢种的三分之一以上的问题。合金结构钢中的脆性夹杂物会导致产品的开裂失效,非调质钢和易切削钢中硫化物沿晶界析出会导致产品的疲劳伤损,大型铸锻件模铸过程聚合形成的大型夹杂物会导致产品的探伤不合。因此,钢中非金属夹杂物的特征直接影响钢产品的质量和性能,同时高熔点夹杂物会引起钢连铸过程浸入式水口结瘤。钙处理技术是改性钢中非金属夹杂物的最常用、最直接、最有效的方法,在过去的几十年里,钙处理在减少水口结瘤和夹杂物控制等方面一直扮演着无可替代的角色。 然而,由于钙金属本身化学性质活泼以及沸点低等特性,导致工业生产钙处理过程存在着喂钙量经验化、钙合金收得率波动大、改性夹杂物效果不稳定的行业瓶颈难题。因此,有必要针对高品质钢钙处理改性夹杂物的精准性和稳定性开展深入和系统的研究,使钙处理技术始终处于最优效果,准确有效地实现钢中夹杂物数量、成分和形态的稳定控制,为我国高端特殊钢产品质量的稳定提升和自主生产制备提供技术支撑。
作者:高怀 发表时间: 2022-05-25 05:44:22 阅读(844) 评论(0)

10:[研发项目动态--产业化示范工程]科技新进展:汽车用高性能复相钢制造关键技术及应用

本项目以高性能复相钢使用需求为出发点,通过扩孔/拉延协同控制和材料局部成形的机理创新,提出组织调控新思路,实现复相钢综合力学性能提升;通过轧制工艺、退火工艺、板形控制工艺等创新,实现复相钢性能稳定性、极限规格产品板形质量的提升,在上述机理创新和工艺创新的基础上,最终实现高性能复相钢的稳定生产。另外,为解决复相钢零部件生产过程中的关键瓶颈问题,建立材料边部裂纹敏感性评价方法和基于零件成形方式的冲压边裂预测方法,保障汽车关键结构件的稳定生产,从而满足整车轻量化、安全化的需求。
作者:高怀 发表时间: 2022-05-25 05:44:13 阅读(655) 评论(0)

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