我国轧钢装备和技术引进之探讨（转）

zhangbird

1、引言
旧中国为半封建半殖民地社会，工业十分落后，新中国成立后为实现工业化，50年代从苏联引进了大型冶金设备和技术。经中国自己技术力量的努力，对其技术和装备学习，消化，于60年代自己设计制造了武钢2800中厚板轧机，舞阳4200宽厚板轧机，酒泉钢铁公司1700 3/4连续热连轧机（后改安装在本钢）。由于50年代厚控技术还处于研究所以鞍钢1700热连轧无厚度自动控制系统（AGC），我国当时设计制造的板带轧机也没有AGC，落后于国际水平。为忙赶上国际先进水平，70年代从德国，日本引进了具有世界先进水平的1700冷、热连轧机，这样轧钢装备上达到了世界先进水平。由于“文革”干扰，未能在武钢引进的基础上自主改进开发，所以以增大了与国外先进水平的差距。80年代宝钢从德国引进了2030冷连轧机和2050热连轧机，该装备属世界最先进水平，但是，它虽然有先进的CVC板形控制装备，但由于板形理论上未突破，控制软件不完备，影响了板形控制效果，后来也引进敢板形控制软件技术。上述3次轧钢装备与技术引进是完全必要的，但90年代形成的引进潮是否完全必要呢？是什么原因造成此后果呢？本文对此问题作一些粗浅分析。

2、技术原因
    90年化引进国外轧钢装备的技术，是在解决板形（平直度、板凸度）质量控制上。60年代厚控技术得到推广应用，使纵向厚度精度大幅度提高。厚控是压力正反馈，厚控精度提高使板形质量变坏，所以从60年**始板形理论与技术研究一直是轧制中心课题。60年代起斯通的弹性基础梁理论，以绍特为代表的影响函数法以及有限元计算的板形理论形成了研究高潮，但板形理论一直未突破，达不到厚控理论的水平。由于板形理论落后，提高板形质量的主要方法转移到发明多种板表控制装备和复杂的控制系统上来，如HC、PC轧机，CVC、VC、DSR轧辊等。国外多种板形控制装备的出现，是由于知识产权的原因，日立发明了HC轧机，别的公司只能发明别的板形控制装备。多种板形控制装备各有千秋，没有哪一种更先进。我国在引进或在试验国外的所有板形控制装置，力量很分散，滑哪一种技术完全过关，到头来带得靠引进。
国外解决板形控制是靠装备创新的，由于我国工业基础落后，所以跟踪国外的方法，是难于成功的，起立 建立板形理论突破的方法是一条可行的技术路线。笔者已建立了新型板形理论，其内容主要有板形测控数学模型，解析板形刚度理论和板形板厚协调规律。该理论实现了“轧钢机是板形仪”功能，已形成了完整的衫技术，成功的应用在美国“CitiSteel4064mm宽厚板轧机上，并已获美国专利。目前正在CVC、1580PC热连轧机上推广应用，已完成该轧机板形控制模型的消化，板形计法的实验验证，正在用计算机模拟方法进行控制的实验，争取2001扑克线控制实验，取得明显效果后代替原引进国外的板形控制模型。
由于国内在板形理论取得了突破进展，在美国已在工业轧机上应用，很快将在宝钢热轧机上应用，所以完全滑必要再引进国外轧制技术了。否则花了许多钱，买来国外技术比国内自主开发的技术落后。
    3、认识原因
以中厚板轧机技术改造为例，80年代冶金待业主利害部门重点抓中厚板轧机技术改造是很有成绩的，主要有三辊劳特轧机改造成四辊轧机，高压水除鳞，液压AGC厚度和宽度测量等，使我国中厚板质量接近和达到了国际先进水平，90年代自主设计制造了有液压AGC和计算机控制的济钢、安阳、新余、南京、韶关和鞍钢六套技术先进的中厚板轧机，是全部国产化的。但是，中厚板领域出现了目前的引进潮、主要舞阳、酒钢、武钢、邯郸、济钢以及柳钢部分引进。武钢3000mm中厚板轧机液压AGC及计算机控制系统是北京理工大学协助从美国引进的。在2000年中厚板会议论文集上看到了武钢引进技术推广到马鞍山中厚板轧机上的技术介绍文章，了解到引进技术的水平，液压AGC和计算机控制系统是以数学模型水平为表现的，对这两点的数学模型水平分析就可以评价引进软件技术的水平。
    3.1  引进的AGC数学模型
    AGC数学模型，是英国钢铁协会（BISRA）最先发明的弹跳方程，只有轧机刚度一个参数。AGC数学模型有两次重大进步，第一次日本、德国分别由不同方法引进了轧件塑性系数，使厚控模型完备化；第二次是中国、日本、德国发明动态设定型AGC。3种动态设定型AGC是有本质区别的，日本、德国是从静态“Ph”图得到的，变刚度系数只能由经验确定，中国发明的动态设定AGC是以分析法代替“Ph”图，得到轧伯扰动可测和压力SGC参数方程（轧机、轧件、控制系统三参数方程）以及得到动态设定型变刚度厚控方法。
压力AGC3种水平，要达到相同厚控精度所要求机电装备和控制系统的水平是不同的，模型反蚋规律越深刻，要求装备条件越低，这也就是我国的动态设定AGC在同样装备上响应速度比BISRA AGC快2～3倍，在宝钢2050热轧机上，比原西门子厚控精度提高了一倍。
    3.2  过程控制设定模型
从负荷分配原则来看，末三道次重点考虑板凸，以保证有良好的板型，特别薄板规格更显示重要。这一原则是国外80年代前基本思想，但80年代后已有明显改变，是由全部负荷分配来保证板凸度和平直度达到目标要求，前边道次控制板凸度，后边道次控制平直度。显然80年代的控制思想是正确的，原因是有了CVC、PCHC等板形控制装备。
以上两个问题都充分说明国内所引进的模型软件不是最先进的，但为什么还要引进并推广它呢？此与人伞兵认识水平有关，其一是迷信国外技术，而不掌握各国技术之关系和判断先进与否的原则，美国技术上是先进的，但某一项具体技术并不一定先进，70年代以前轧钢技术美国先进，后来让位给德、日；其二是不太了解科学进化的标准，认为复杂的应用先进技术装备多的技术就先进，事实正相反，复杂正表明它在理论上落后。     
    4、导向原因
从我国钢铁工业发展来看，炼钢的两次导向失误造成了重大损失，第一次是奥地利发明的氧气转炉先进技术，而我们还在发展平炉；第二次是连铸技术发明，国外已推广应用，而我国还在建初轧机。轧钢导向失误比炼钢严重的多，直接后果是直到现在轧钢设备和技术还未能国产化，还在大量，成批引进，而造成我国轧机制造业落后，导致了目前的引进潮。下面举例说明近几年在导向上的失误。
    4.1 板形控制问题
国内思钢界虽然十分重视此问题，但在理论研究方面跟不上国外发展，主要有两点：60年代斯通、绍特等是以轧辊变形的板形理论，日本新日铁在之方面也做了许多工作，但70年代末新日铁形容了衫的轧件变形的遗传板形理论，而国内没有反映，其二是欧洲60年代已提出机械板凸度概念新日铁引用了此重要概念，在国内也没有反映。
    70年代以前国外提出“高刚度高精度”的轧机主导方向，其原因是为解决板形质量，但80年代以后，CVC、PC等板形控制装置成功应用以来，在轧机设备设计上，不再强调“高刚度高精度”了，但目前轧钢界主导方向还在强调高刚度高精度概念。


4.2 连轧过程计算机控制数学模型
连轧过程控制极端复杂化是与连轧理论一直停留在“秒流量相等条件”相关，前苏联在40年代已注意此问题，但在建立张力微分议程及解上有误，引起很大争议，但未能建立正确的连轧动态理论。60年代中国解决了这一问题。张力理论提出了3个个应用问题：热连轧无活套轧制；张力间接测厚，张力与辊缝闭环的恒张力与厚度复合控制系统；变形抗力与磨擦系数的非线性估计（Kμ估计）。Kμ估计与武钢合作研究成功了，并得到了推广应用。冷连轧张力与厚度控制系统国外研究成功已推广应用，我国所引进的冷连轧机均为此控制系统，称质量流AGC。热连轧无活套轧制得到宝钢支持，正在2050热连轧机上开展工业性实验。如果当晨就把连轧张力理论作为主导思想，我国已成为连轧技术上领先国家了，早已可实现轧钢装备与技术国产化。
    4.3 轧制设定数学模型
在设定模型问题上，日本是有贡献的，当连轧装备和技术从美国引进之后，关于设定模型在日本引起争论，一种观点认为模型应按美国统计模型，而轧钢界则认为用思制理论为基础的数学模型，由此而使日本在连轧技术上取得了世界领先的地位。一般认为设定模型的精度主要取决于压力模型精度，实践过程中，新日铁在80年代初提出了设定精度主要取决了弹跳议程。笔者就是从这一导向出发的，重点放在弹跳议程研究上，已取得了3项发明专利权。新日铁的板形理论方向指导了笔者的研究方向，从而取得了板形理论上的突破。这些都证明正确导向的重要性。
    4.4 当前轧钢过程控制的导向问题
由于市场激烈竞争，各公司在无限制地提高产品精度。国外在板形控制、负荷分配及压力预报精度方面提出了人工智能的应用来提高精度的方向。这方面，德国、美国、日本方面报导较多，所以对我国轧制数学模型的研究问题影响比较大。典型提法是“21世纪交夫工智能代替数学模型实现轧钢过程控制”。国外板形理论未突破，负荷分配未能从**上解决，所以采用人工智能方法会取得一定效果。但这两个问题我国已解决了。氢在轧钢控制上用人工智能代替数学模型的提法应当好好讨论，不能外国人提什么就跟着人家走，只有分析其正确导向才能跟着走。
    5、改变目前局面的几点建议
从计划经济过渡到市场经济，**的宏观调控是十分重要的，要有正确的导向。轧钢导向失误，直接与宣传机构主导方向有关，不能及时发表技术观点不同的文章。严重阻碍了其它先进技术的推广应用，应当分析原因和总结经验教训。对轧钢技术国产化和建成钢铁强国，以轧钢方面笔者提出如下的几点意见：
    5.1 热连轧方面
热连轧是轧钢最复杂和最重要领域，热轧卷质量解决了，达到冷轧要求，冷连轧过程控制问题就自然解决了。目前在宝钢2050已完成动态设定AGC代替原西门子厚控模型正常运行4年多了，目前正在实验张力复合控制系统，实现无活套轧制。在2050CVC和1580PC两厌轧机上实验板形计法，以达到大幅度提高板形质量，实现动态设定型板形板厚自动控制。进一步开展连轧AGC实验（一般称质量AGC），实现张力，厚度和板形综合控制。在热连轧机上实验流量AGC，在2000亚洲钢铁大会上报告中获知韩国浦项钢铁公司正在进行此项工作。
    5.2 薄板坯连铸连轧方面
薄板坯连铸连轧是一项先进技术，在国外发展很快。我国从西马克捆绑引进的3套连铸连轧生产线，已有2套正常生产，还有多家钢厂计划要上连铸连轧生产线。捆绑引进是引进全套技术达到国产化，这一点**应当干预彻底实现。目前各钢厂还是要从国外引进，此问题应当引起警觉。连铸连轧技术本身也在发展，符合否定之否定的辨证规律，最初连铸连轧是铸出50mm坯直接进连轧机、去掉了粗轧机，而目前将铸坯加厚了，增加了粗轧。目前唐钢引进的薄板坯连铸连轧生产线是一个机会，轧机是三菱PC板形控制轧机，国内已引进了2套（宝钢、鞍钢各1套）三菱PC热连轧机，板形设定模型是从三菱电机引进的，其板形控制效果较差。其原因已分析清楚，三菱提供的板形设定模型比新日铁模型要价太贵未买），三菱模型已分析清楚，与宝钢合作将在1580PC轧机上实施自产产权的板形计法设定模型，所以唐钢引进的PC轧机核心技术——板形设暄模型可实现国产化。
    5.3 冷连轧方面
前面已提到，冷连轧的流量AGC原理是中国学者发明的（89年冶金部专家鉴定）。目前国内要大上冷连轧机组，所以冷连轧机组国产化无困难。对于配套设备，酸洗、退火、涂镀层等技术是否引进要具体分析。
    5.4 宽厚板方面
前面重点说明了此问题，4m以下的宽厚板轧机控制技术不应当引进，国外技术比我国落后，对于5m的宽厚板轧机可考虑部分装置引进。
总体上讲，板轧机主体机电设备早在60年代已实现了国产化，后来的引进主要是在自动化方面，由于轧制理论落后，使设备和控制系统越来越复杂，而我国自主开发的轧制动态理论可以改变这一局面，所以轧机装备和技术可以完全国产化。而且在21世纪中国将会成为轧钢技术最先进的国家。

shengwensmile

写得很好,好像是高学术研究的吗?

zzc2125

我公司今年年底将投产4300mm宽厚板轧机，希望能用到动态轧制理论。