7. 冶金装备、建设及自动化组获奖项目概况评述

作者:学术部              发布时间:2016-11-23


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 一、概况

冶金装备、建设及自动化组因涉及3个方面的成果历来是冶金科技奖评审的数量大户,尤其是2015年度,参评项目数达55项,占8个专业组全部参评项目240项的22.92%,获奖项目19项,其中一等奖3项,二等奖6项,三等奖10项,占获奖项目总数78项的24.35%,均是8个专业评审组中最高的。

本组参评项目和获奖项目均比2014年增加了40%以上,总体上反映出冶金装备自动化和冶金建设科技创新的长足进展。申报项目成果中冶金装备项目数量居首,自动化项目次之。

二、获奖项目评述

1.一等奖项目

2015年获奖的三个一等奖项目中冶金设备、自动化、冶金建设各占一项。

1.1 “快速变频幅脉冲冷却控制模具钢在线预硬化生产线技术开发”

本项成果专业评审组评为特等奖,但冶金科技奖评审时,因差3票不足评委总票数2/3而未获通过,终评一等奖。本项成果由北科大、东北特钢和北京安信中元科技公司共同完成。本项成果较好地解决了高端模具钢快淬不裂且内部组织性能理想的世界性技术难题,其主要创新点为:①首次提出了“快速变频幅脉冲冷却控制在线淬火”原理并建成国内外首条变频线为在线的模具扁钢在线预硬化生产线。②开发并应用世界首个“多波段变频幅气水组合冷却器控制系统”,以“脉冲气水冷却”构建理想淬火冷却曲线和加热、轧制、在线淬火、回火组织统一调控、淬火冷却路径调控,并结合多场耦合板形平直均匀空冷技术,实现计算机在线控制和精准控制。

本项成果建设的生产线缩短了流程,自动化程度高,提高了生产效率(淬火时间﹤5min为油水池式的1/21/4且不淬裂率达99.6%),换热调控范围加大1.56倍,且持有弱冷调控能力,使生产的模具钢同板硬度差≦1.5HRC,达到了国际先进或领先水平。目前4Cr13H预硬钢已占国内市场50%,且一些产品已可远销欧美。本项技术还有望推广到大规格扁、棒线材及有色金属领域

1.2 “客户驱动的冶金企业全流程协同制造系统开发与应用”

这是宝钢股份与宝信软件股份联合开发的企业具有智能化生产特点的创新成果,具有一定的先导和示范作用,其创新特点主要有:

这是钢铁行业首个报道的基于工业大数据物联网云计算能快速响应客户需求,覆盖钢铁生产全流程,可实现跨地域、制造基地、具有实时响应、在线生产管理的协同制造系统。

具有基于多源异构海量数据融合技术和大数据处理技术,可对全流程及工序质量数据在线分析,优化控制功能,从而改善工艺、提高质量。

研发与应用供应链计划协同技术,与钢铁产品各大客户生产计划信息贯通对接,直接推动钢铁制造与物流过程,产生了钢铁与链接行业的高效率、高效益,具有巨大的示范经济效益和对行业智能化发展示范推动作用。

项目成果已快速推广,具有国际先进水平,其中供应链计划协同技术属国际领先。

1.3 “大型冶炼高炉技改建造综合技术的研究和应用”

这是十九冶和宝冶共同创新的一项冶建科技成果,包含了“高炉技改建造集成技术的研究应用”和“冶金工程快速改造与大修电器设计优化、安装调试成套技术”两个方面的创新成果,主要创新技术是:

集成了高炉炉体纠偏复位;高炉炉底更换;高炉煤气系统上升管及五通球安装方法等22项发明专利的组合应用技术。

形成了“高炉内衬快速施工技术”、“高炉本体水平推移位置”、“热风炉施工平台”等46项实用新型专利支撑的整合应用系统技术。

开发了“炉体框壳同步单元法快速安装”、“电缆桥架快速拆除及电器配管安装技术”、“多高炉(两或三座)协同施工管理”等组合式高效施工方法。

完成了《高炉炼铁工程管理与施工技术》专著撰写及编辑2项国家级工法、2项国家标准、41项省部级、行业地方标准的相关工作,此项成果大大提高了国内外十几套大中型高炉建设与大修工程的施工效率与质量,具有显著的经济和社会效益,属国际领先水平。

2.二等奖项目

本次获奖二等奖项目6项,自动化成果3项居首,装备成果2项次之,建设项目1项。

2.1 “抽屉式布置紧凑型无料钟炉顶装料的研发与应用”

这是中冶东方的创新成果、主要创新点有:

紧凑结构的放料阀、料流调节阀和料缸-放料阀紧凑链接。

机械、液压组合传动的溜槽旋转与倾角控制。

可垂直于高炉中心线(径向)拉出的抽屉式炉顶设备,易于安装维修。

该项成果已在20多炼铁厂的603000m3以下的高炉中应用,有效打破了卢森堡PW公司在这一领域的垄断,属国际领先水平。

2.2 “中厚板高性能矫直机系列成套设备开发与应用”

这是中冶京城和兴澄合作安装的另一项装备二等奖项目。其重大创新点在于:

研发应用小辊距高负荷矫治技术和高刚度四重式结构。

②采用电液快速压下,板头矫直、连续变辊距矫直成套工艺和技术。

研发出40MN超高负荷高强钢矫直机成套装备。

④研发应用高强钢矫直自动监控系统和工艺模型这些成套技术已有包括预娇、热矫、热处理温矫、冷矫等多种设备,矫直的中厚板厚度范围比扩大了1015倍,辊缝控制灵活,精度高达0.02mm,先后供货了35004300 7套整机设备,16套辊系及辊盒更换件成套设备,打破了国外垄断,迈上了国际先进水平行列,有力地推动了高品质中厚板的生产,具有重大意义。

2.3 “大型轧机成套安装技术研究与应用”

这是二十冶创造的大型轧机装备安装的成套高效新型技术,有效地突破了轧机底座精准安装、轧机机架超限吊装和轧机设备快速检测等三大技术瓶颈,凝聚了横向滑移液压垂直同步顶升,轧机底座垂直度测量、首创的旋转法、声控接触法和激光跟踪对中检测方法等多项核心技术,极大地提高了国内外154项轧机工程安装的精度和效率,达到了国际先进或领先的水平,并对石油、造船、国际工程大型设备安装提供了重要的借鉴。本项成果已授权3项发明专利,27项实用新型专利。

应当指出本项成果集成创新性技术水平和推广应用并不亚于获得一等奖的“大型高炉技改建造综合技术的研究和应用”项目成果,对推动钢铁行业建设具有重大意义。

2.4“高性能工艺控制器CCTS的研制与应用”、“冷轧连退线自动化系统集成研发”、“百米高速重轨超声波在线检测系统关键技术与应用”是三项获得二等奖的轧钢自动化控制与检测创新的成果,分别由山钢、马钢、武钢联合有关设计检测技术公司完成。

这三项成果都具有分层级、分组元协同耦合在线监测,高精度控制的特征,无论是嵌入式控制器,还是信息化一体化集成,模型的高精度都达到了国际先进水平,有力地推动了轧钢智能化生产的发展。

3.三等奖项目

此次获评的10个三等奖项目中,装备成果最多(5项),自动化次之(3项),建设项目2项。

3.1“高速铁路百米钢轨用复合式步进冷床的研发与应用”、“热态渣无轨化运输装备与工艺开发”、“大型复合工具钢粗轧辊的研制”、“新型顶管机组的研制与应用”、“十二垛软磁铁气体人工智能可控气氛罩式烧结炉的研发”5项装备三等奖成果基本上属于单体设备和部件的研发成果,包括了材料、工艺和监控的相关内容。如百米钢轨步进式冷床不仅有冷床结构和传动方式创新,还在自动预弯和强制冷却工艺和设备上有创新,整体达到了国际先进水平;软磁铁气体罩式烧结炉项目不仅突破了国内外炉体尺寸极限、机电一体化水平高,而且在炉气氛围控制、烧结工艺等方面均有创新,整体达到了国际先进水平。复合工具钢粗轧辊研制项目中加工(如铸造)、成分设计创新、顶管机组框架结构设计和包括4项专有技术的顶管工艺创新;热态渣运输项目各级别、型号的系列化装备结构创新均有亮点。这些装备三等奖成果大多拥有专利或者较高水平的专有技术。

3.2“移动式管控平台技术的研发与应用”、“面向产品多样化需求的CSP生产流程柔性制造管控平台”、“大型型钢生产线全流程自动控制系统的研发与应用”3项成果基本属于自动化领域,涉及工厂管理、产品性能控制和生产过程控制。

吉林通钢自动化公司移动式管控平台研发基于大数据和云计算,实现了公司矿山各种IT资源、异构系统的集成,提升了信息交流水平和办公效率,降低了管理成本,且已推广到国内矿山、有色、化工等多家上市公司。

武钢与北科大共同完成的CSP生产流程柔性化制造管控平台创新了以用户订单驱动的拉动式铸-轧批量计划模型及算法,实现了多品种、不同批量的产品全过程产品预测质量,实物质量跟踪管控动态优化的“柔性化制造”,稳定了生产过程和质量,提升了效益,符合当前生产过程控制的发展方向。

大型型钢生产线全流程自动控制系统是唐钢研发的自动化轧钢新技术,基于轧件速度和时间窗口的故障诊断点记忆恢复自动轧制,基于材料映像技术和快式交互方式的轧件全线宏跟踪等技术是创新亮点,使生产效率和成材率提高,在国内大型型钢生产中名列前茅,有良好的推广应用前景。

3.3“高炉高耗损易损伤炉体结构基于数字模型工厂化建造成套技术”、“大型铜金矿浮选机模块化安装关键技术研究与应用”是由天津二十冶和中冶六工集团分别完成的冶金建设安装创新成果。前一项为高炉安装建造、基于数字模型、关键工序工厂化的高效技术、自主研发的高炉斜开孔等17项创新技术,解决了大型高炉建造中一系列技术难题,实现了工作效率的提高、组装整体尺寸精度达优的目标,达到了国际先进或领先的水平。后一项成果则是开发了浮选机离线模块化组装和在线化安装的新工艺,不但大幅度提高了安装效率,还保证了设备的精确定位和工程质量,降低了工程的安装风险。整体上达到了国际先进水平。

三、对本年度创新成果综合述评的几点见解

冶金设备、自动化和冶金建设的众多的成果成了2015年冶金科技奖的一大亮点,就本专业组而言,不仅评审成果项目和获奖项目数量比2014年有大幅度增加,而且高奖级项目数量也比2014年大大增加,自主创新代替了引进技术再创新,在各专业组中也是获一等和二等奖项目最多的。

①本年评审成果可以充分证明,我国冶金装备以自主创新为主的格局已基本稳定,尤其是自主研发的主流程大型装备均具有国际先进或领先水平,成为钢铁生产工艺稳定、产品质量上档次的有力保证。

②智能化生产的发展趋势已显见。

本次评审的成果中,3项一等奖中的2项,6项二等奖中的4项,10项三等奖中的4项都是直接的自动化成果,占获奖项目的一半以上。尤其是宝钢股份和宝信公司完成的“客户驱自动的冶金企业全流程协同制造系统开发与应用成果”,最好地体现了现代智能化钢铁生产的几大关键特征:即基于大数据和云计算(云平台);企业全流程在线实时响应协同管控;生产与供应、客户网络链接(制造与物流链接)等等,成为实现钢铁智能化生产的示范性成果。其他多项成果也直接与大数据云计算相关联,这些成果表明,钢铁智能化生产已逐渐由机电一体化向步入数字化、网络化、制造与物流全过程一体化更高水平的方向迅速发展。本次评奖应当对此有较大的推动。

③应考虑扩大评审项目获奖比例。

与过去几年的评审相似,因获奖项目限制,获奖比例偏低的问题依然存在。2015年评审项目大幅度增加,但获奖比例反倒不如去年。一批成果没评上,获奖单位数量也不多,评上的三等奖项目中一些具有国际先进水平的成果也未能获得高等级奖项。应研究进一步鼓励创新的评审实施细则。


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