軋製設備及成套技術教育部工程研究中心

燕山大學從上世紀60年代開始從事重型裝備，特別是軋製設備及成套技術的開發研究，取得一大批高水平的科研成果，開發出幾十套已應用於生產的軋鋼成套設備，研究成果代表了當前國家最新技術水平。同時，培養了一支學術水平高、素質精良、相關專業和研究方向齊全的隊伍。形成了從人才培養、研究開發到產品生產緊密結合的一體化機制，在國內享有較高聲譽。軋製設備及成套技術工程研究中心的建立，可以集中和整合燕山大學在軋製設備及成套技術研發方面的科研力量，集中資源、優化配置，實現人才隊伍和多學科的交叉融合，提升我校在先進軋製設備方面的綜合創新能力，形成新技術裝備開發－科研成果轉化－產業化的良性循環，它將加速我國軋製裝備的研製與開發、成果轉化及其產業化進程，促進企業技術改造和創新。在調整產業結構，提高產品質量和市場響應速度方面發揮核心作用。“工程中心” 的建立，能夠縮短我國冶金機械，特別是軋鋼機械成套裝備技術與國外先進技術之間的差距，實現基礎研究和重大技術開發的有機融合，趕超世界先進技術水平，增強我國軋製成套設備在國際市場上的競爭能力。

工程研究中心基礎設施包括供科研團隊研究開發用300平米辦公樓和4800平米的中試基地（包括1箇中試車間和3個實驗室）。

工程研究中心固定研究人員80人，其中研發人員50人，技術設計人員20名，市場營銷人員10名。研究人員實行聘任制，並以優惠政策吸引科研人員作為固定和客座研究人員，積極接納具有博士學位的回國人員進入中心從事博士後研究工作，同時廣泛吸引本領域中優秀研發人員進入中心工作。

根據國民經濟、社會發展和市場的需要，擬在以下幾個研究領域開展技術理論和工程化研究：

板形板厚控制已成為現代高精度板帶軋機的關鍵技術和重要的技術發展方向。板形板厚控制的理論和數學模型則是此項技術的理論基礎和關鍵科學問題。本工程中心關於板形板厚控制理論和技術的研究已有20多年曆史，熱連軋帶鋼的板厚、板形、板凸度控制以及產品質量預報等方面所取得的成果，HC軋機、CVC軋機、PC軋機等各種機型的運用，在邯鋼、首鋼和寶鋼等大型鋼鐵企業中都得到了應用。獲全國科技大會獎一項，國家科技進步二等獎一項，機械部科技進步一等獎、二等獎各一項、國家教委科技進步二等獎一

項和多項三等獎。出版專著2部。在《國際工程中的數值方法》等刊物上發表學術論文100多篇。本方向擬進行板形檢測系統及板形儀的研製；板形離線設定控制模型和軟件研究；板形在線閉環控制模型、軟件和系統研製；板形板厚綜合控制理論和技術研究；軋機機、電、液綜合動態控制仿真研究和材料組織性能與軋製工藝參數的關係研究等。

毛管壁厚不均，直接影響無縫管產品的精度及成材率，如何實現毛管壁厚的在線檢測和控制，是國際管材界長期追求的目標。目前國外只能做到用射線貫穿性測量縱向雙壁厚的平均值。由於不能確定檢測數據與檢測點的一一對應關係，因此無法實現毛管壁厚的自動控制。經過多年努力，本工程中心科研工作人員已經在非接觸式定位、定量壁厚檢測儀的理論方面取得了一些成果。

卷焊管是一種特殊焊管品種，具有一系列獨特的優點，在汽車、家電等行業中得到了廣泛應用。自1984年以來，本工程中心在雙層卷焊管的理論及實踐方面進行了大量的研究，雙層卷焊管的成形與焊接技術研究成果於1986年通過了技術鑑定。此後迅速將此項技術投入了工業性生產，先後在國內建立雙層卷焊管生產線8條，實現了完全靠國內的技術、利用國產原料和設備生產出性能優良的雙層卷焊管的創舉。獲河北省科技進步二等獎。

我國在型鋼工程化領域還很落後，在產品品種和尺寸精度方面提高幅度不大。為此，國家“95”攻關為我校立項，聯合德陽第二重型集團公司對馬鋼公司引進H型鋼成套機組關鍵技術進行研究，完成驗收，使我國未來設計立足國內。本工程中心在以下幾個方面開展了理論與實驗研究：型鋼萬能軋製技術基礎理論研究；型鋼高尺寸精度、形狀控制軋製技術和節省能源研究；過程控制自動化技術和型鋼柔性軋製新技術應用基礎理論研究。

近15年來，燕山大學軋機研究所對H型鋼技術進行基礎研究，在自行研的連接板式萬能型鋼連軋機上生產出國產第一根H型鋼和波紋腹板H型鋼，理論和實驗上取得了多項重要成果，為我國型鋼生產的新產品開發和發展做出了重要貢獻。另外，新型短應力線軋機、空間自位型高剛度軋機、高速棒材輸送系統關鍵技術的研究、分別獲得河北省、國家機械局科技進步二等獎。

虛擬設計與過程仿真是將產品從概念設計到投入使用生產的全過程在計算機構造的虛擬環境中實現。可在產品投產前對產品實現的方案進行評估和優化，提高了產品設計的可行性，大大簡化了物理測試試驗的過程，縮短了產品上市週期。

本研究方向主要包含三個方面內容：軋製設備強度分析技術基礎研究、軋機虛擬設計與過程仿真技術基礎研究、計算機輔助工程（CAD/CAM/CAE）技術。運用這些技術承擔了國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金青年基金項目、國家“九五”攻關項目和寶鋼重大基礎研究課題，部分研究成果達到了國內領先地位，取得重要的理論研究的突破和很大的經濟效益。

在軋機板形與板厚液壓控制研究方向上，由於軋製過程的高速度發展趨勢，板厚板形的控制越來越多的採用反應靈敏的液壓系統來完成。1999年，王益羣教授的IGC650HCW冷帶軋機成套設備研製及關鍵技術研究獲得國家科技進步二等獎。我校自主研製的四輥冷帶鋼軋機採用液壓控制實現支承輥彎輥、工作輥彎輥、工作輥軸向移動、工作輥交叉等多種板形控制技術，應用了板形板厚綜合調節技術，是一台集當今板形控制技術於一體的新型軋機，為國內首創，達到國際先進水平。

在液壓系統可靠性研究及故障診斷基礎理論研究方向上，針對越來越廣泛的液壓系統使用形勢，開展液壓系統可靠性研究及故障診斷基礎理論研究，將為液壓系統的應用發展提供良好的保障條件。

對大鍛件成形技術，塑性力學（包括工程塑性力學）很多問題不能正確描述其內在規律。燕山大學研究者經過長期的理論與實踐研究，取得的成果在世界上居於領先地位。

在大型鍛件新理論與新工藝的研究方面：①提出了平板鐓粗圓柱體和平砧拔長矩形截面毛坯的新理論，並經反覆試驗驗證，這為建立正確的大型鍛造工藝理論奠定了基礎；②相應提出了一系列新工藝，諸如錐形板鐓粗法、LZ鍛造法，新FM鍛造法以及橫向無拉應力鍛造法等，對於提高大型鍛件的質量都是行之有效的鍛造新工藝；③提出的新理論與新工藝，我研究與建立大型鍛件鍛造指令專家系統提供了可靠的判據。

在殘餘應力理論與技術領域：①軸對稱變形強化護環殘餘應力產生的機理、測量與消除等方面進行了全面、系統的研究，把力學上的一個空間問題分為兩個二維問題的疊加去處理而得到解決；②對於軸對稱物體內三維殘餘應力場，建立了新的軸對稱空間力學模型，引入了卸載和非卸載應力的概念，在求解中提出了應力函數及其解法；③發展了Sachs 內剝層法求解殘餘應力的理論。

連鑄連軋要求連鑄機能夠高温出坯，鑄坯具有高的表面質量和內部質量，同時要求連鑄機具有穩定的高的生產率、高的拉坯速度，以適應高速軋製的需要。結晶器非正弦振動技術是連鑄連軋的關鍵技術。

結晶器非正弦振動技術在提高拉坯速度、提高鑄坯的表面質量、減少拉漏率等方面具有顯著效果。該技術不但可以提高連鑄機拉坯速度，提高生產率，減少拉漏，使連鑄機生產穩定，而且可以為軋製提供高表質量的鑄坯，提高軋材的質量。

本中心多年來一直從事結晶器非正弦振動、連鑄坯連續矯直、輕壓下等高效連鑄關鍵技術和薄板坯連鑄連軋技術方面的研究工作，承擔過“六五”、“七五”、“八五”、“九五”等攻關課題和河北省自然科學基金等項目，取得了多項成果，獲得了多項省部級以上的獎勵。發表科研論文40餘篇。