重型機械科技發(fā)展規(guī)劃

重型機械科技發(fā)展規(guī)劃 目錄一．產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、面臨形勢及市場需求分析二．指導思想、基本原則及目標三．科技發(fā)展的主要任務（一）可循環(huán)冶金生產(chǎn)流程關鍵技術裝備開發(fā)研制（二）金屬材料精深加工關鍵技術裝備開發(fā)研制（三）冷、熱連軋機在線檢測裝置及自動控制系統(tǒng)自主化（四）大型軋機用軋輥及關鍵零部件加工技術裝備研制（五）能源裝備核心大件關鍵成形設備開發(fā)研制（六）運載裝備整體大件關鍵成形設備開發(fā)研制（七）重大裝備關鍵大型鑄鍛件開發(fā)研制（八）太陽能電池多晶硅材料精煉提純技術及裝備開發(fā)研制（九）信息技術在重型機械制造業(yè)中的應用研究（十）拓展服務領域四．研發(fā)基地建設和重點依托工程附表1重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表2重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表3重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表4重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表5重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表6重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表7重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表8重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表9重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）附表10重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）一、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、面臨形勢及市場需求分析（一）產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以重大冶金成套裝備和冶金、電力（水、火、風、核電）、石化、交通、航空航天、船舶、軍工等行業(yè)所需的大型、超大型鑄鍛件為代表性產(chǎn)品的重型機械制造業(yè)，是我國機械工業(yè)的重要組成部分，對國民經(jīng)濟的發(fā)展和國家安全具有重要支撐作用。重型機械行業(yè)深化改革，艱難轉(zhuǎn)型，在激烈的市場競爭中不斷發(fā)展壯大。跨入新世紀以來，重型機械產(chǎn)業(yè)迎來了大發(fā)展的新時期，呈顯穩(wěn)步快速發(fā)展態(tài)勢，工業(yè)總產(chǎn)值增幅每年都在30%左右，經(jīng)濟效益不斷提升，全行業(yè)主要經(jīng)濟效益指標一年一個新臺階，不斷創(chuàng)造歷史新高。2008年，重型機械行業(yè)有3225個企業(yè)，其中有19家企業(yè)進入全國500強；工業(yè)總產(chǎn)值4895.61億元，同比增長32.28％，新產(chǎn)品產(chǎn)值1169.17億元，同比增長31.05％，工業(yè)銷售產(chǎn)值4744.97億元，同比增長33.05％；出口交貨值655.80億元，同比增長26.09％，其中冶金機械出口交貨值54．41億元，同比增長79．41％。重型機械產(chǎn)業(yè)企業(yè)重組、技術改造、做大做強力度在不斷加大，已形成了自己的產(chǎn)品和技術體系，科技成果豐碩，創(chuàng)新能力正在培育和提升中，重大成套裝備出口出現(xiàn)喜人變化。重型機械產(chǎn)業(yè)的裝備水平和生產(chǎn)能力也有明顯提高。2006年，一重集團公司建成15000ｔ自由鍛造水壓機；2007年，二重集團公司建成16000ｔ自由鍛造水壓機，并在國家大飛機建設項目的帶動下，經(jīng)國家批準立項建造80000ｔ模鍛液壓機；2008年，上海重型機械廠建成16500ｔ自由鍛造油壓機，從而大大提升了我國大型、超大型鑄鍛件生產(chǎn)能力，可望徹底改變我國大型、超大型鑄鍛件依賴進口的局面。近10年來，在我國冶金工業(yè)，特別是鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展的帶動下，冶金機械市場需求旺盛，我國冶金機械的研制、開發(fā)、設計、制造和成套能力及其技術水平有了很大提高，重大冶金成套裝備的研發(fā)能力明顯提高，也推動了整個行業(yè)的科技進步。目前，已經(jīng)有能力提供年產(chǎn)600萬噸級鋼鐵聯(lián)合企業(yè)常規(guī)流程成套設備，包括4350m3高爐、6m焦爐、450m2燒結(jié)機、各類連鑄機、大型熱連軋板機、冷連軋板機、無縫鋼管熱連軋機、高速線材軋機、大型中厚板軋機，以及大型螺旋焊管機組等成套設備。2007年以來，我國冶金機械產(chǎn)品出口發(fā)生了喜人變化，長期依賴進口的大型冶金成套設備開始走出國門：出口尼日利亞900mm冷連機成套設備一套；出口印度1800mm熱連軋機一套；出口泰國1700mmHC薄板冷軋機一套；出口波蘭2250mm大型板坯熱連軋成套設備一套。這標志著我國冶金機械的技術水平和產(chǎn)品質(zhì)量得到了國際社會的認可，國產(chǎn)冶金機械不但能夠裝備本國，而且，開始走向世界，基本實現(xiàn)了冶金機械產(chǎn)品走出國門的愿望。新產(chǎn)品與重大技術裝備開發(fā)取得可喜業(yè)績，如：一重集團研制成功的2150mm和2130mm冷熱連軋機；二重集團研制成功的5米寬厚板軋機；中國重型機械研究院研制的10套1600mm以上大型板坯連鑄機；大連重工?起重集團研制的7.63米焦爐機械等。重型機械一些重要基礎零部件的研制成功，對推動重型機械技術水平上臺階也起著重要作用。如：大型軋機用軋輥、軋機油膜軸承等。此外，信息技術在行業(yè)主要企業(yè)得到廣泛應用，提升了行業(yè)的科技開發(fā)能力和管理水平。（二）存在問題我國已經(jīng)成為裝備制造業(yè)大國，但產(chǎn)業(yè)大而不強、自主創(chuàng)新能力薄弱，基礎制造水平仍較落后、低水平重復建設、自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應用困難等問題依然突出，在新技術、新產(chǎn)品開發(fā)、加工制造能力和工藝水平等方面還不能很好滿足國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。（三）面臨形勢——機遇與挑戰(zhàn)并存新版產(chǎn)業(yè)技術政策明確規(guī)定要“增強裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新能力”，包括制定重大技術裝備研制專項規(guī)劃，組織實施重大技術裝備研制專項，加快重大技術裝備研制開發(fā)，增強重大技術裝備自主研制能力；制定并定期修訂裝備技術政策，引導重點產(chǎn)業(yè)裝備技術發(fā)展。國家和地方重大項目應按照裝備技術政策優(yōu)先選用國產(chǎn)技術裝備；加快提高裝備制造業(yè)基礎件的技術和工藝水平，突破裝備制造業(yè)基礎技術和工藝瓶頸，提升裝備制造質(zhì)量與水平；建立和完善重大技術裝備研制的項目業(yè)主、制造企業(yè)與金融機構(gòu)的風險共擔、利益共享機制；支持重點工程采用國產(chǎn)首臺（套）重大裝備或具有自主知識產(chǎn)權的技術裝備等。在各種相關政策的有機整合中，需要把握好十個關系：市場調(diào)節(jié)和政府調(diào)控的有機結(jié)合；技術政策與產(chǎn)業(yè)政策的有機結(jié)合；整體利益與局部利益的有機結(jié)合；技術開發(fā)與技術應用的有機結(jié)合；技術供給與技術需求的有機結(jié)合；高技術與傳統(tǒng)技術的有機結(jié)合；技術引進與自主創(chuàng)新的有機結(jié)合；先進技術與適用技術的有機結(jié)合；平衡發(fā)展和重點突出的有機結(jié)合；區(qū)域優(yōu)先與均衡發(fā)展的有機結(jié)合。依托國家重點建設工程，大規(guī)模開展重大技術裝備自主化工作；通過加大技術改造投入，增強企業(yè)自主創(chuàng)新能力，大幅度提高基礎配套件和基礎工藝水平。以冶金工業(yè)為例，近幾年，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的裝備技術水平明顯提高，大型化、高速化、精密化和現(xiàn)代化是顯著特點。2006年與2002年比較，全行業(yè)3000m3以上大高爐由3座增加到12座，2000－2999m3大高爐由17座增加到37座；100t及以上轉(zhuǎn)爐由35座增加到91座；寬帶鋼熱連軋機由17套增加到35套；寬帶鋼冷連軋機由8套增加到24套；不銹鋼年產(chǎn)能達到1000萬t；2006年鍍鋅生產(chǎn)線能力和涂層生產(chǎn)線實際產(chǎn)量分別達到1398萬t和227萬t。在重點大中型鋼鐵企業(yè)的技改和新建項目中，燒結(jié)機容量達400m2以上(首鋼新燒結(jié)機為500m2)；焦爐達7.63m，高爐容積達是4000m3，5500m3的高爐也在籌建中；轉(zhuǎn)爐達300t；電爐達150t；各類軋機基本都是連軋機組，熱連軋速度一般在18m/s左右，冷連軋速度達25m/s左右，比老軋機提高一倍多；高速線材軋機的速度提高到100m/s以上。同時，冶金裝備的總體控制水平、過程自動化、軋材質(zhì)量和精度，以及信息化管理等，都有了明顯提高。2008年下半年以來，隨著國際金融危機的擴散和蔓延，我國鋼鐵和有色金屬產(chǎn)業(yè)受到嚴重沖擊，出現(xiàn)了產(chǎn)需陡勢下滑、價格急劇下跌、企業(yè)經(jīng)營困難、全行業(yè)虧損的局面，冶金產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展受到前所未有的挑戰(zhàn)。當前，由于國際、國內(nèi)兩個市場需求下滑，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已嚴重過剩。截至2008年底，粗鋼產(chǎn)能已達6.6億噸，超出實際需求約1億噸；某些先進技術、高端產(chǎn)品研發(fā)和應用仍要依靠引進和模仿。應當看到，鋼鐵產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了長期粗放型擴張后，必然要進行一次大的調(diào)整。這種調(diào)整對冶金機械，特別是技術含量高的高端產(chǎn)品技術水平提出了新的要求。有色金屬產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩等問題也日漸顯現(xiàn)，主要產(chǎn)品價格暴跌，企業(yè)虧損情況嚴重。2008年，有色金屬行業(yè)增加值比上年增長12.7%，增速同比回落6個百分點；十種有色金屬產(chǎn)量2520萬噸，比上年增長8.2%，同比回落16.2個百分點，其中電解鋁產(chǎn)量1318萬噸，增長7.7%，同比回落26.1個百分點，銅、鋅、鎳產(chǎn)量分別增長10%、4.3%和11.4%，錫產(chǎn)量下降11.1%。氧化鋁產(chǎn)量2279萬噸，增長17.7%，同比回落30個百分點。期間，預計鋼鐵和有色金屬產(chǎn)業(yè)將嚴格控制產(chǎn)能總量，加快淘汰落后產(chǎn)能，嚴格控制新增產(chǎn)能，所有項目必須以淘汰落后為前提。冶金機械的科技發(fā)展必須和冶金工業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策相適應。近兩年來，“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）”（國發(fā)〔2006〕8號）、“國務院關于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見”、“國家大型冶金裝備自主化實施方案”、“裝備制造業(yè)振興規(guī)劃”、“鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃”、“有色金屬產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃”相繼發(fā)布，我國冶金機械裝備市場面臨新的形勢和任務，機遇和挑戰(zhàn)同在。（四）市場需求分析據(jù)預測，到2011年，全球經(jīng)濟可望轉(zhuǎn)入復蘇階段，我國經(jīng)濟的復蘇可能提前到2010年，因此，期間的重型機械市場需求總體上仍然看好，特別是重型機械行業(yè)的科技發(fā)展依然是任重而道遠。我國是鋼鐵和有色金屬材料生產(chǎn)和消費大國，粗鋼產(chǎn)量連續(xù)13年居世界首位。2008年，粗鋼產(chǎn)量達到5億噸，占全球產(chǎn)量的38%，國內(nèi)粗鋼表觀消費量4.53億噸；直接出口折合粗鋼6000萬噸，占世界鋼鐵貿(mào)易量的15%。2007年，規(guī)模以上鋼鐵企業(yè)完成工業(yè)增加值9936億元，占全國GDP的4%，實現(xiàn)利潤2436億元，占工業(yè)企業(yè)利潤總額的9%。我國重型機械制造業(yè)將進入一個全新的發(fā)展階段?！秶鴦赵宏P于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》明確禁止和限制進口國內(nèi)已經(jīng)具備開發(fā)能力的關鍵技術和機械設備，取消整機和成套設備免稅政策，國產(chǎn)關鍵部件實行稅收優(yōu)惠和免稅，鼓勵采用國產(chǎn)冶金設備。這些政策將大幅度帶動國產(chǎn)設備的需求，從而帶來國內(nèi)冶金機械制造業(yè)的全面升級和長期競爭力持續(xù)提升。應該看到，我國目前正處于擴大內(nèi)需、加快基礎設施建設和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵時期，對先進裝備有著巨大的市場需求。二、指導思想、基本原則及目標（一）指導思想21世紀前20年，是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，也是裝備制造業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期。重型機械行業(yè)科技發(fā)展的指導思想應該是：自主創(chuàng)新、重點跨越、立足當前，著眼長遠。為此，要深入貫徹落實科學發(fā)展觀，統(tǒng)籌國內(nèi)外兩個市場，著力推動以重大冶金成套裝備和冶金、電力（水、火、風、核電）、石化、交通、航空航天、船舶、軍工等行業(yè)所需大型、超大型鑄鍛件為代表性產(chǎn)品的重型機械制造業(yè)科技進步和產(chǎn)品優(yōu)化升級；加強關鍵技術研發(fā)，形成新的競爭優(yōu)勢，加強自主創(chuàng)新，培育自主品牌；促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快技術改造，切實增強企業(yè)素質(zhì)和競爭力，促進產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展。（二）基本原則1．加強政府引導與堅持市場機制相結(jié)合加強政府政策引導，堅持裝備自主化與重點建設工程相結(jié)合，充分利用產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興時機，重點建設工程所形成的市場需求，加快推進裝備自主化，保障工程需要，帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2．自主創(chuàng)新與技術改造相結(jié)合通過加大技術改造投入，增強企業(yè)自主創(chuàng)新能力，提高研發(fā)水平，著力培育自主品牌，加快產(chǎn)品升級換代。培育企業(yè)原始創(chuàng)新能力、集成創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新能力，著力突破制約產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵技術，提高重型機械裝備技術水平。3．發(fā)展成套、整機與提高關鍵零部件技術水平相結(jié)合堅持發(fā)展成套、整機與提高基礎零部件技術水平相結(jié)合。努力實現(xiàn)重大成套技術裝備自主化，大幅度提高基礎配套件技術水平和基礎工藝水平，扭轉(zhuǎn)關鍵基礎配套件主要依賴進口的局面。4．內(nèi)需為主與全球配置相結(jié)合堅持充分利用兩個市場，以滿足國內(nèi)市場需求為主，優(yōu)化直接出口，擴大間接出口，抓住機遇，積極實施“走出去”戰(zhàn)略。5．振興產(chǎn)業(yè)與服務增值相結(jié)合力保先進生產(chǎn)能力，力保關鍵產(chǎn)品，充分利用各種有利因素，加快重型機械產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展與服務增值相結(jié)合，既要增強科技發(fā)展，又要拓展售后服務，強化生產(chǎn)與服務的紐帶聯(lián)系。

（三）規(guī)劃目標1．技術進步得到較大提升，自主化能力進一步提高加快技術進步，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，大力提高重型機械產(chǎn)品技術水平。一般裝備基本實現(xiàn)自主化，重大技術裝備自主化率達95%以上。2．自主創(chuàng)新能力明顯增強創(chuàng)新能力明顯增強，力爭在關鍵工藝技術裝備、節(jié)能減排技術裝備，以及高端機械產(chǎn)品研發(fā)、制造和應用方面取得突破，推動產(chǎn)業(yè)技術升級，提高產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)。3．研發(fā)基地建設成效顯著重型機械的自主創(chuàng)新、研發(fā)基地建設要在已有基礎上大力推進，形成真正能力，發(fā)揮顯著成效。4．節(jié)能減排技術裝備取得明顯成效鋼鐵和有色金屬生產(chǎn)企業(yè)是能耗大戶，水、煙塵、二氧化碳排放量巨大，必須進一步研發(fā)有效的節(jié)能減排技術裝備，以進一步降低企業(yè)噸鋼綜合能耗、噸鋼耗用新水量、噸鋼煙粉塵排放量、噸鋼二氧化碳排放量；基本實現(xiàn)二次能源回收利用、冶金渣綜合利用、污染物排放濃度和排放總量雙達標。三、科技發(fā)展的主要任務（一）可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程關鍵技術裝備研制“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）”中，把“可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備”作為國家技術發(fā)展規(guī)劃綱要的重要內(nèi)容，重點研究以非高爐煉鐵和資源優(yōu)化利用技術為基礎的新一代可循環(huán)鋼鐵流程工藝與裝備，作為循環(huán)經(jīng)濟的典型示范項目。這是鋼鐵工業(yè)走新型工業(yè)化道路、轉(zhuǎn)型升級的重要舉措。要積極開發(fā)二次資源循環(huán)利用技術，冶金過程煤氣發(fā)電和低熱值蒸汽梯級利用技術，高效率、低成本潔凈鋼生產(chǎn)技術，非粘結(jié)煤煉焦技術、大型板坯連鑄技術、熱、冷連軋機組的集成設計、制造和系統(tǒng)耦合技術等。開展新一代可循環(huán)鋼鐵流程裝備技術研究，實現(xiàn)關鍵領域的重大突破，是落實國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要的重要任務，落實科學發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能降耗是冶金工業(yè)“新政”的最大亮點，這將成為國內(nèi)冶金裝備制造業(yè)開拓市場的重要切入點。我國鋼鐵工業(yè)將進入一個全新的發(fā)展階段，這對冶金裝備提出了新課題和新要求。開展新一代可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程工藝裝備技術研究，實現(xiàn)關鍵技術領域的重大突破具有重要意義。重型機械制造業(yè)要在已有基礎上，積極開展新一代可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程所需關鍵技術裝備的研發(fā)，其中主要包括：基于氫冶金的熔融還原煉鐵新工藝裝備；非粘結(jié)煤煉焦技術裝備；高效率、低成本潔凈鋼生產(chǎn)工藝裝備；大型板坯連鑄機集成設計、制造和系統(tǒng)耦合技術；冷、熱連軋機組的集成設計、制造和系統(tǒng)耦合技術；薄板坯連鑄連軋機組關鍵技術國產(chǎn)化；具有節(jié)約資源潛力的干法除塵、冶金渣干法?；?、煙氣脫硫脫硝設備等?！颁撹F產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃”提出：冶金裝備的自主創(chuàng)新能力要進一步增強，要進一步提高技術裝備水平，一般裝備基本實現(xiàn)本地化、自主化，大型裝備本地化率達92%以上。力爭在關鍵工藝技術、節(jié)能減排技術，以及高端產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和應用技術等方面取得新突破?！颁撹F產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃”的規(guī)劃期只到2011年，到末，上述要求將進一步提高，大型裝備本地化率將達95%左右。新一代可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程工藝與裝備的開發(fā)研制是一項系統(tǒng)工程，需要依托鋼鐵產(chǎn)業(yè)新增、技改、搬遷工程項目的實際需求，分階段逐步推進。本規(guī)劃項目主要是針對新一代可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程關鍵技術裝備領域，依據(jù)期間冶金機械的市場需求分析，并在現(xiàn)有重要科研成果和新產(chǎn)品開發(fā)基礎上，進行更深入的關鍵技術研究和工程化技術集成，著力開發(fā)科研成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的技術裝備，實現(xiàn)該類裝備的基本自主化。1．超大環(huán)保型焦爐機械設計開發(fā)目前，我國焦化廠配套的焦爐機械大多無環(huán)保手段，即使有環(huán)保設備，使用效果也不理想，嚴重污染環(huán)境。本項目主要研究任務是：使焦爐機械具有完備的環(huán)保措施，以減少環(huán)境污染。具有環(huán)保功能的綠色焦爐機械，是煉焦行業(yè)將來科技發(fā)展方向，屬于國際一流技術，市場需求很大。本項目擬在消化吸收7.63米、7米焦爐機械成熟技術基礎上，開發(fā)國內(nèi)超大型、環(huán)保型焦爐機械設計技術，其主要研發(fā)內(nèi)容包括：設備單孔處理焦炭量在46噸左右；機型高度為世界第二，國內(nèi)最大，產(chǎn)焦能力基本與7.63米焦爐相同；具有機、焦側(cè)完備的環(huán)保措施；機械功能設置與7.63米基本相同；采用循環(huán)水熄頭尾焦技術，降低推焦機熄焦用水量，實現(xiàn)降耗目的；可靠、高效自動化操作；使其技術水平達到國際領先。本項目的研發(fā)目標是：完成方案設計和技術設計，若有依托工程則完成詳細設計。實施年限：2010-2015年。2．6.25米搗固焦爐機械設計開發(fā)本項目擬在消化吸收5.5米搗固焦爐機械成熟技術基礎上，獨立開發(fā)目前世界上最大型的搗固焦爐機械。通過考察國外6.25米搗固焦爐機械設備運行情況，掌握國外搗固焦爐機械的實際技術水平；再結(jié)合5.5米搗固機械技術提升、試驗，將搗固設計的新經(jīng)驗和成果，以及可靠技術應用于6.25米設計開發(fā)中。同時常規(guī)功能將移植6米和7米焦爐機械成熟技術。本項目的開發(fā)目標是：完成方案設計和技術設計，若有依托工程則完成詳細設計。實施年限：2009-2013年。3．400x2700mm超大型板坯連鑄設備關鍵技術研究及高效化改造近年來，板坯連鑄技術主要圍繞鑄坯無缺陷、高效、高可靠性、先進實用控制技術，以及工藝操作軟件、煉鋼-連鑄-軋鋼全流程生產(chǎn)銜接等方面進行改進。國產(chǎn)連鑄機部分關鍵設備和核心技術與發(fā)達國家相比仍然存在明顯差距，具體體現(xiàn)在：1)國外連鑄機作業(yè)率普遍大于80％；大型板坯連鑄機漏鋼概率約100至200萬噸鋼一次；基本實現(xiàn)無缺陷鑄坯(包括合金鋼)生產(chǎn)。而我國連鑄機生產(chǎn)穩(wěn)定性較差，事故相對較多，作業(yè)率偏低，鑄坯質(zhì)量也有一定差距；2)國外高效連鑄技術發(fā)展很快，低碳板坯拉速普遍大于2.0m/min，最高可達3.0m／min，連鑄機生產(chǎn)效率大大提高，而我國還存在較大差距；3)國外連鑄生產(chǎn)自動控制水平迅速提高，已普遍采用結(jié)晶器液面檢測與控制技術、計算機鑄坯質(zhì)量跟蹤和判定技術、漏鋼預報與控制技術。此外，智能化技術也有很大發(fā)展，如智能化動態(tài)二冷段，扇形段動態(tài)輕壓下技術等，而我國自行設計的連鑄機總體上自動控制水平還較低。自主設計制造的板坯連鑄機在幾項核心技術上與國際先進水平相比仍存在10年左右的差距，主要表現(xiàn)在：結(jié)晶器振動和輥縫遠程自動調(diào)整機電液一體化技術；自動控制系統(tǒng)、特別是過程控制系統(tǒng)；鋼鐵冶金和連鑄技術應用軟件和工藝模型、特別是動態(tài)冷卻，鑄坯凝固和輕壓下工藝模型等。為了盡快趕上發(fā)達國家先進的大板坯連鑄機設計、制造技術和生產(chǎn)水平，應加大開發(fā)力度，加強技術攻關和交流，努力掌握大板坯連鑄機關鍵設備和核心技術，包括結(jié)晶器振動優(yōu)化技術及鑄坯導向段輥縫遠程控制技術；智能動態(tài)二冷控制技術；具有動態(tài)輕壓下功能的扇形段技術等，逐步縮小并達到國際先進水平。本項目要達到的主要技術指標是：板坯斷面400mmX2700mm；大板坯鑄機作業(yè)率提高至90%以上；對于低碳鋼，碳偏析率提高0.4左右；基本消除1.0級以上中心偏析，控制在C級0.5級以內(nèi)；凝固末端液芯位置定位精度控制在25mm內(nèi)；液芯厚度測定精度控制在3mm內(nèi)；鑄坯平均拉速提高0.2m/min。本項目的技術創(chuàng)新點在于：1）如何保證熱跟蹤模型的準確性，準確判斷凝固末端的位置。這需要在試驗以及數(shù)值模擬的基礎不斷完善預測模型，并配備相應的反饋手段加以驗證，如在線的鑄坯表面測溫系統(tǒng)，鑄坯液芯厚度檢測(間接)系統(tǒng)等；2）如何測定鑄坯壓下過程中產(chǎn)生裂紋的臨界應力和應變值。要充分考慮實際連鑄工況，盡可能地模擬凝固前沿的組織、溫度分布及受力狀態(tài),使測得的臨界值能夠較真實地反映鑄坯內(nèi)裂紋的形成。這就需要大量的實際工況數(shù)據(jù)；3）提高自動化控制水平。需要投入大量資金進行高水平的自動控制及先進檢測設備的研制與開發(fā)。預計項目所需研發(fā)資金提高自動化控制水平。4．短流程熱帶鋼連鑄連軋技術裝備研制短流程連鑄連軋生產(chǎn)線具有生產(chǎn)流程短、投資少、節(jié)能降耗、生產(chǎn)及操作成本低、產(chǎn)品品種廣泛、產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點。其連鑄機液芯壓下技術，有助于精細均勻的粒狀晶的形成，使鑄坯內(nèi)部組織理想化，保證有良好的薄帶鋼內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量。良好的鑄坯表面溫度控制，保證了鑄坯直接進入軋制，很好的利用了熱能，節(jié)省了能源。該項技術市場前景廣闊。目前，世界上已投入工業(yè)生產(chǎn)的薄板坯連鑄連軋機組所采用的技術有德國西馬克公司的CSP技術；意大利阿維迪公司的AST技術；意大利達涅利公司的FTSR技術；奧鋼聯(lián)的Conroll技術。我國還沒有獨立自主設計制造的、具有自主知識產(chǎn)權的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，已建成的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線均為國外引進，多數(shù)采用CSP技術。薄板坯連鑄連軋技術近年來在工藝、裝備及其控制系統(tǒng)方面的發(fā)展極為迅速，不斷更新技術，力求降低投資成本和生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力。其發(fā)展趨勢是：1）薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線與轉(zhuǎn)爐匹配生產(chǎn)；2）適當增加鑄坯厚度；3）成品規(guī)格厚度越來越?。?）提高拉坯速度；5）鑄坯液芯壓下；6）產(chǎn)量、規(guī)模趨大；7）提高軋制速度。本項目擬在現(xiàn)有基礎上系統(tǒng)的開發(fā)、研制短流程熱帶鋼連鑄連軋技術裝備，實現(xiàn)這類裝備的自主化。短流程連鑄連軋項目屬于前沿技術，有著很大的發(fā)展空間。其產(chǎn)品熱軋帶鋼可直接用作成品和給冷軋?zhí)峁┰牧?。主要研究?nèi)容：1）連鑄連軋生產(chǎn)線工藝技術研究；2）連鑄連軋生產(chǎn)線關鍵設備研究；3）大型連鑄連軋機組兩級自動化系統(tǒng)成套技術研究。所需研發(fā)資金10000萬元；研發(fā)周期3年。5．短流程1450mm五機架帶鋼冷連軋關鍵技術裝備研制6．無縫鋼管連軋機組成套設備研制三輥限動芯棒連軋管機組主要生產(chǎn)高質(zhì)量石油套管、套管接箍、流體輸送管、高壓鍋爐管、低中壓鍋爐管、液壓支柱管、汽缸套管、化肥設備高壓管、結(jié)構(gòu)管、軍工管、船舶管及冷拔管坯料等。目前，國際上先進的三輥限動芯棒連軋管機組均為德國MEER公司和意大利DANIELI公司生產(chǎn)制造，該機組的關鍵工藝技術也由這兩家公司壟斷。機組中三輥限動芯棒連軋管機液壓輥縫控制（HGC）和芯棒限動技術的運用，使機組具有以下優(yōu)勢：a)改善鋼管壁厚精度；b)改善鋼管表面質(zhì)量；c)軋制更多鋼種；d)提高金屬收得率、產(chǎn)量；e)降低工具消耗；f)降低芯棒成本；g)具有更高的效率及適應能力；h)溫度均勻；i)可在更低的溫度下軋制；j)設備重量輕、占地面積小、設備基礎淺。現(xiàn)有不同規(guī)格的連軋管機組生產(chǎn)能力達：年產(chǎn)35～60萬噸。近十幾年來，僅國內(nèi)鋼管生產(chǎn)企業(yè)就從這兩家公司進口了十余套連軋管機組，而國內(nèi)鋼管設備制造企業(yè)僅能參加連軋管線的配套工作。本項目擬依托國內(nèi)建設項目，開發(fā)、研制國內(nèi)首套國產(chǎn)化φ180三輥限動芯棒連軋管機組成套設備，并進行連軋管生產(chǎn)工藝研究，目標是通過開發(fā)掌握關鍵核心技術，打破國外技術壟斷，并形成自主知識產(chǎn)權。同時運用價格優(yōu)勢，參加國際競爭。φ180三輥連軋管機組成套設備熱軋區(qū)國產(chǎn)設備總投資約4億元（人民幣），進口大約需要10億元。本項目主要技術指標：年生產(chǎn)能力：35萬噸；鋼管規(guī)格：直徑：φ60～φ180mm；壁厚：4～25mm；精度：達到國際相關鋼管技術標準。其中關鍵、核心技術是：1）三輥連軋時金屬變形機理研究，在此基礎上提出軋制力、軋制速度等工藝參數(shù)的計算方法，以及軋輥孔型設計研究；2）三輥限動芯棒連軋管機液壓輥縫控制（HGC）和芯棒限動技術、液壓系統(tǒng)原理及集成。軋制過程中液壓小艙根據(jù)數(shù)學模型的設定，以毫秒級不斷快速壓下和打開，位置精度達5μm。由于空間限制，系統(tǒng)的設計和制造有相當難度；3）交流變頻主傳動控制系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)，以往都是ABB等大型國際公司承擔，本項目需攻克大功率交流變頻傳動技術。按目前成本計算投資約1.2億元，企業(yè)自籌1.08億元，申請上級資助創(chuàng)新開發(fā)資金200萬元。研發(fā)進度：2010年－2013年。7．大型轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術裝備研制氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是我國主要煉鋼工藝，約占鋼產(chǎn)量的80％左右。轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術，屬于國家振興和培育的鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排、能源回收利用技術，具有良好的經(jīng)濟、社會效益和十分廣闊的應用前景。目前，我國約90%的轉(zhuǎn)爐采用濕法（OG法）凈化回收系統(tǒng)，部分轉(zhuǎn)爐根本沒有凈化回收裝置，只有少量新建轉(zhuǎn)爐采用煤氣干法凈化回收裝置，基本上采用國外全套引進或國外技術總負責、關鍵件引進模式。從而使該項技術的推廣應用受到很大限制，發(fā)展緩慢。本項目擬在進一步消化吸收引進裝備技術的基礎上，采用自主創(chuàng)新理念解決關鍵技術，通過示范工程構(gòu)建具有自主知識產(chǎn)權的轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術及其成套裝備，實現(xiàn)同類技術裝備的自主化。本項目主要針對大型轉(zhuǎn)爐（200～300噸）煤氣干法凈化回收系統(tǒng)技術和裝備，研究重點與開發(fā)內(nèi)容包括：1）系統(tǒng)工藝及控制軟件技術研究開發(fā)；2）圓筒型干法電除塵器高效除塵和可靠性研究；3）設備的安全防爆性能試驗研究；4）多功能智能型噴霧冷卻技術研究、開發(fā)；5）切換站盅型閥技術研究、開發(fā)；6）軸流風機技術研究、開發(fā)。項目計劃進度3年（參見附表1）。8．鋼渣粉磨節(jié)能技術及其裝備開發(fā)研制2000年，國家標準《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》GB18046-2000頒布實施，礦渣粉應用逐漸成熟并被廣泛接受和使用。2007年，全國鋼產(chǎn)量4.89億噸，鋼鐵渣總量2.4億噸，如將其全部深加工為渣粉，則可等量替代水泥熟料2.4億噸，相當于節(jié)約：石灰石資源3.36億噸、熟料煅燒用標準煤0.25億噸、電力144億度、CO2減少排放2.32億噸，并減少了由此生產(chǎn)過程而產(chǎn)生的溫室氣體、有害氣體，以及粉塵排放，其經(jīng)濟和社會意義，以及對節(jié)能、減排所起的作用、貢獻十分顯著。冶金渣通過現(xiàn)代技術加工改造，可以形成“資源—產(chǎn)品—再生資源”的循環(huán)經(jīng)濟，提高資源綜合利用率。本項目擬在自主研發(fā)的適合于鋼渣粉磨關鍵技術基礎上，開發(fā)用于固體廢棄物綜合利用的臥式輥磨機，實現(xiàn)冶金鋼渣的深加工，其市場應用前景十分廣闊，節(jié)能、減排效果非常顯著。臥式輥磨是代表料床粉磨技術發(fā)展的前沿技術，具有領先工藝技術水平，是粉磨行業(yè)技術領域發(fā)展的代表。國外，法國機械集團所屬FCB.cement致力于臥式輥磨的開發(fā)應用，丹麥FLSmidth也緊步其后；國內(nèi)，雖然尚無同類國產(chǎn)化產(chǎn)品投入市場，但已經(jīng)有多家企業(yè)與科研機構(gòu)正在加緊研發(fā)。本項目如能受到政府首臺套國產(chǎn)化重大技術裝備政策扶持和直接資金支持，完全可以通過自主研發(fā)，實現(xiàn)開發(fā)、設計、制造和工業(yè)應用的自主化。主要技術指標：磨機規(guī)格Φmm：4235；細度比表面積cm2/g：4500；機電耗kw.h/t：29.3；轉(zhuǎn)率%：82。本項目需研發(fā)資金4500萬元；研制周期4年。9．低品質(zhì)蒸汽余熱發(fā)電技術裝備研制余熱發(fā)電是國家中長期科技發(fā)展綱要中“新一代可循環(huán)鋼鐵生產(chǎn)流程工藝與裝備”明確提出的研制項目。冶金生產(chǎn)的高爐煤氣、氣化冷卻水、熱軋工序加熱爐余熱蒸汽；石化煉油裝置的催化、裂化、焦化冷卻水；化工硫酸生產(chǎn)中的焙燒、焚硫；各種工業(yè)窯爐低溫煙氣等都存在大量余熱。通常，余熱能源按溫度分為高、中、低三擋。650℃以上為高溫，230℃～650℃為中溫，230℃以下為低溫。低溫余熱能源約占余熱能源總量的30％。目前這些蒸汽，除了少數(shù)蒸汽為廠區(qū)提供熱源，大多采用直接外排處理，既浪費能源，又污染環(huán)境。以中小型鋼鐵企業(yè)為例，其全部余熱發(fā)電裝機容量可達50MW～100MW。對有效利用能源具有重要意義，具有廣闊的市場前景。目前，發(fā)達國家能源利用率都在50％以上，美國已超過60％，而我國只有30％左右。上世紀70年代末，美國研制出第一套利用地熱水發(fā)電的汽水兩項發(fā)電系統(tǒng)，功率為60KW。80年代后期，美國完成1套1000KW的地熱發(fā)電系統(tǒng)，內(nèi)效率65～74％。我國上世紀90年代開始研發(fā)低熱蒸汽發(fā)電工藝，目前只有試驗項目，設計容量300KW，內(nèi)功率50~60%。本項目針對低品質(zhì)蒸汽余熱發(fā)電技術及其裝置研發(fā)，主要技術指標為：完成低品質(zhì)蒸汽余熱發(fā)電工藝和動力設備設計研發(fā)；實際發(fā)電功率在65％以上；實現(xiàn)廢蒸汽有效利用，減少噪聲和廢氣對環(huán)境的污染；發(fā)電相序與電網(wǎng)相序能保持一致，機頻與網(wǎng)頻一致，并能自動控制跟蹤網(wǎng)頻。如遇突發(fā)事件，發(fā)電機系統(tǒng)的安全保護裝置均能與低壓網(wǎng)自動分閘。項目計劃進度3年（參見附表1）。附表1重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）序號項目名稱研發(fā)內(nèi)容預期目標研發(fā)年限經(jīng)費預算1超大環(huán)保型焦爐機械設計開發(fā)設備單孔處理焦炭量在46噸左右；機型高度為世界第二，國內(nèi)最大，產(chǎn)焦能力基本與7.63米焦爐相同；具有機、焦側(cè)完備的環(huán)保措施；采用循環(huán)水熄頭尾焦技術，實現(xiàn)降耗目的；可靠、高效自動化操作；使其技術水平達到國際領先。擬在消化吸收7.63米、7米焦爐機械成熟技術基礎上，開發(fā)國內(nèi)超大型、環(huán)保型焦爐機械設計技術。2010-2015年26.25米搗固焦爐機械設計開發(fā)掌握國外搗固焦爐機械技術水平；再結(jié)合5.5米搗固機械技術提升、試驗，將搗固設計的新經(jīng)驗和成果，以及可靠技術應用于6.25米設計開發(fā)中。在消化吸收5.5米搗固焦爐機械成熟技術基礎上，獨立開發(fā)目前世界上最大型的搗固焦爐機械。2009-2013年3大型板坯連鑄設備關鍵技術研究及高效化改造1）如何保證熱跟蹤模型的準確性，準確判斷凝固末端的位置；2）如何測定鑄坯壓下過程中產(chǎn)生裂紋的臨界應力和應變值；3）提高自動化控制水平。大板坯鑄機作業(yè)率提高至90%以上；低碳鋼碳偏析率提高0.4左右；基本消除1.0級以上中心偏析，控制在C級0.5級以內(nèi)；凝固末端液芯位置定位精度控制在25mm內(nèi)；液芯厚度測定精度控制在3mm內(nèi)；鑄坯平均拉速提高0.2m/min。2000萬元4短流程熱帶鋼連鑄連軋技術裝備研制1）連鑄連軋生產(chǎn)線工藝技術研究；2）連鑄連軋生產(chǎn)線關鍵設備研究；3）大型連鑄連軋機組兩級自動化系統(tǒng)成套技術研究。擬在現(xiàn)有基礎上系統(tǒng)的開發(fā)、研制短流程熱帶鋼連鑄連軋技術裝備，實現(xiàn)這類裝備的自主化。研發(fā)周期3年10000萬元5短流程1450五機架冷連軋機關鍵技術裝備研制6無縫鋼管連軋機組成套設備研制1）三輥連軋時金屬變形機理研究，提出軋制力、軋制速度等工藝參數(shù)計算方法；2）三輥限動芯棒連軋管機液壓輥縫控制（HGC）和芯棒限動技術、液壓系統(tǒng)原理及集成；3）交流變頻主傳動控制系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)。主要技術指標：年生產(chǎn)能力：35萬噸；鋼管規(guī)格：壁厚：4～25mm；精度：達到國際相關鋼管技術標準。2010－2013年200萬元7大型轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術裝備研制系統(tǒng)工藝及控制軟件技術研究開發(fā)；圓筒型干法電除塵器高效除塵和可靠性研究；設備的安全防爆性能試驗研究；多功能智能型噴霧冷卻技術研究、開發(fā)；切換站盅型閥技術研究、開發(fā)；軸流風機技術研究、開發(fā)。采用自主創(chuàng)新理念解決關鍵技術，通過示范工程構(gòu)建具有自主知識產(chǎn)權的轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術及其成套裝備，實現(xiàn)同類技術裝備的自主化。3年8鋼渣粉磨節(jié)能技術及其裝備開發(fā)研制主要技術指標：自主研發(fā)適合于鋼渣粉磨的關鍵技術，開發(fā)用于固體廢棄物綜合利用的臥式輥磨機，實現(xiàn)冶金鋼渣的深加工。4年4500萬元9低品質(zhì)蒸汽余熱發(fā)電技術裝備研制低品質(zhì)蒸汽發(fā)電工藝研發(fā)，動力設備設計研發(fā)。實際發(fā)電功率在65％以上；發(fā)電相序與電網(wǎng)相序保持一致，機頻與網(wǎng)頻一致，并能自動控制跟蹤網(wǎng)頻；如遇突發(fā)事件，發(fā)電機系統(tǒng)的安全保護裝置能與低壓網(wǎng)自動分閘。2009~2011年120萬元（二）金屬材料精深加工關鍵技術裝備開發(fā)研制將金屬材料，特別是鋼鐵材料精深加工工程技術領域具有市場價值的重要應用科研成果進行后續(xù)的工程化研究和集成；著力開發(fā)科研成果轉(zhuǎn)化為適合規(guī)模生產(chǎn)需要的共性技術、關鍵技術，增強我國冶金機械制造業(yè)的實力，為我國冶金工業(yè)和機械制造業(yè)再上新臺階服務。主要研發(fā)方向有：鋼水精煉技術與裝備；高精度帶材軋制成套裝備；高精度軋材精整技術與裝備；鋼材涂鍍層技術與裝備；大口徑管線鋼管UOE成套裝備；高精度冷軋、冷拔管機。本項目所涉及的技術領域都是我國冶金工業(yè)及其后步加工產(chǎn)業(yè)調(diào)整、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加高附加值產(chǎn)品，加快技術進步，加速淘汰落后產(chǎn)能和技術裝備，提高國際競爭力，實現(xiàn)我國從鋼鐵大國向鋼鐵強國轉(zhuǎn)變所不可缺少的金屬材料精深加工裝備技術，具有廣闊的市場前景。1．帶鋼高速高效電解脫脂成套裝備研制寶鋼、鞍鋼、武鋼、本鋼等大中型鋼鐵企業(yè)新建冷軋廠中的帶材高速高效電解脫脂機組全部由國外引進。原冷軋廠的普通脫脂機組面臨淘汰或技改，研制具有我國自主知識產(chǎn)權的帶材高速高效電解脫脂成套裝備，實現(xiàn)該類機械裝備的基本國產(chǎn)化，其設備造價約是進口設備的60%，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。國外先進的電解脫脂技術主要是美國UEC、日本川崎K-CSS和新日鐵HP-Jetcell，寶鋼冷軋廠采用美國UEC，鞍鋼新冷軋采用日本方式。項目的主要內(nèi)容與預期目標是：完成帶材高速高效電解脫脂成套技術裝備的研發(fā)，運用現(xiàn)代控制手段實現(xiàn)生產(chǎn)工藝及設備的自動化、智能化控制。其創(chuàng)新點在于：1）帶材高速高效電解脫脂工藝；2）循環(huán)系統(tǒng)的實時自動控制；3）運用現(xiàn)代計算機技術構(gòu)建生產(chǎn)工藝參數(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)的智能化設定。項目計劃進度3年（參見附表2）。2．UOE大直縫焊管生產(chǎn)關鍵技術及成套裝備研制UOE成形法焊管生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，殘余應力較低，一直被業(yè)內(nèi)譽為最佳的大直徑管線鋼管制造技術。目前，我國管道工程中需要的高等級UOE管線管基本上仍靠進口，制造技術和產(chǎn)品自給能力嚴重不足。開展UOE大直縫焊管成形關鍵技術及其裝備的研制是鋼管制造行業(yè)亟待解決的重大課題。目前，我國油、氣管道建設相對落后，與世界發(fā)達國家相比，無論從數(shù)量，還是質(zhì)量、品種，都存在很大差距，油氣管線長度不到世界管線總長度的1%。到2008年，國外已建和在建的UOE機組有30多項，其中，能生產(chǎn)管長18m、厚壁、高等級大直徑管線鋼管的生產(chǎn)線有8條，基本上都分布在發(fā)達國家。我國建成和在建的UOE生產(chǎn)線共四條：珠江鋼管有限公司通過引進二手UO成形設備和自制機械擴徑機建成國內(nèi)第一條UOE生產(chǎn)線；遼陽鋼管公司兩條國產(chǎn)化UOE機組；寶鋼在“十一五”期間，通過國際合作建設的我國第一條高水平UOE生產(chǎn)線。寶山鋼鐵公司UOE焊管生產(chǎn)線于2008年1月進行熱負荷試車，成功試制出直徑為φ1016mm的直縫埋弧焊管。該生產(chǎn)線的主要設備均采用國外引進技術，分別由一重、太重制造，機械擴徑機從德國米爾公司引進。該機組是目前世界上最先進的機組之一，產(chǎn)品外徑φ508~1422.4mm、壁厚6~40mm、長度6~18.3m，具備X100鋼級管線鋼管的生產(chǎn)能力，設計能力5×105t／年。目前，UOE大直徑管線鋼管生產(chǎn)工藝及其裝備技術被一些發(fā)達國家所掌握，在向我國提供UOE生產(chǎn)裝備時，對相應的關鍵技術，特別是工藝技術實行封鎖。結(jié)合寶鋼UOE機組的建設，國內(nèi)已開展了一些相關基礎理論和應用技術的研究，但由于研究工作比較分散且缺乏深度，一直沒有形成系統(tǒng)的應用基礎體系，期間有必要對UOE成形工藝繼續(xù)進行深入研究，為UOE焊管生產(chǎn)和裝備技術國產(chǎn)化提供支撐。本項目預計達到的各項技術指標如下：1）O成形壓力機的壓力720MN，彎邊機、U成形壓力機和機械擴徑機的設備能力分別達到40MN、30MN和15MN；2）產(chǎn)品最大直徑φ1625mm，最大壁厚達到40mm，最大管長18m；3）產(chǎn)品鋼級達到X100；4）產(chǎn)品精度，擴徑前的焊管橢圓度不超過3.0%，擴徑后橢圓度小于1.0%。進行生產(chǎn)工藝技術的開發(fā)和研究，實驗研究仍然具有十分重要的意義，由于UOE工藝路線長，工序多，涉及的設備多，自建實驗生產(chǎn)線是不現(xiàn)實的，需要在相關企業(yè)現(xiàn)有條件基礎上進行中試試驗研究，為此，需要“推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建”。本項目需研發(fā)資金：25000萬元。3．熱軋高強度鋼厚板縱切、橫切機組成套設備研制油氣管道，特別是天然氣管道發(fā)展的一個重要趨勢是：選用高鋼級、大口徑管材高壓輸送，從而大幅度節(jié)約建設成本。采用X100比X65、X70管材可節(jié)約費用30％左右，節(jié)約管線建設成本10％～12％。目前，輸氣管道的設計和運行壓力已達15MPa甚至20MPa。在西氣東輸?shù)戎攸c工程立項后，石油和冶金部門聯(lián)合開展了一系列相關的研究工作，長達4000公里的西氣東輸管道都采用了X70鋼級管線鋼管，輸氣壓力提高到10Mpa。X80高鋼級管材應用方面，相關單位聯(lián)合開展了10余項基礎攻關和技術開發(fā)，并已開始X100以上高強度管線鋼研制。國內(nèi)處理管線鋼的縱切和橫切設備主要依賴進口，現(xiàn)有縱切生產(chǎn)線最大剪切板材厚度12.7mm，材質(zhì)最高強度為X70。由于油氣輸送管道的不斷加長，急需大口徑焊接鋼管，要求縱切機組剪切板厚最大達15.1mm，材質(zhì)最高達X100，現(xiàn)有剪切線根本不能滿足要求。橫切機組剪切板厚最大達25.4mm－27mm，現(xiàn)有橫切剪切線也不能滿足要求。因此開發(fā)高強度、超厚度的熱軋厚板剪切線非常必要。本項目設定的目標是：縱切生產(chǎn)線材質(zhì)：X80~X100抗拉強度：646~923N/mm2屈服強度：508~775N/mm2來料厚度：4~15.1mm寬度：650~2150mm成品寬度：270~760mm剪切條數(shù)：3~15條機組速度：Max80m/min橫切生產(chǎn)線材質(zhì)：高強鋼抗拉強度：Max~850N/mm2來料厚度：4~27mm寬度：650~2150mm成品長度：6000~1000mm機組速度：Max60m/min主要研究內(nèi)容：針對X80~X100高強度管線鋼的開頭、剪切、卷取難問題，著重解決開頭機開頭鏟刀新結(jié)構(gòu)設計及力能參數(shù)計算；七輥矯直機矯直輥的彎曲強度計算及幾種材質(zhì)實驗分析；厚板圓盤剪的結(jié)構(gòu)設計及刀軸力能參數(shù)計算、刀片材質(zhì)的選擇及材質(zhì)的實驗研究；張力裝置的結(jié)構(gòu)設計及張力輥組的力能參數(shù)分析；卷取機鉗口的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計及鉗口塊材質(zhì)的有限元分析計算。橫切生產(chǎn)線的關鍵技術是：開發(fā)及研究厚板切邊圓盤剪，對圓盤剪刀軸及其它關鍵件的力能參數(shù)分析計算；厚板矯直機矯直輥的彎曲強度計算及幾種材質(zhì)實驗分析研究；開發(fā)及研究厚板飛剪機，對飛剪機的重要和關鍵件進行力能參數(shù)分析計算。本項目關鍵技術及創(chuàng)新點：1）生產(chǎn)線的工藝及設備組成；2）圓盤剪工藝及設備研發(fā)；3）矯直機工藝及設備研發(fā)；4）飛剪工藝及設備研發(fā)。本項目需研發(fā)資金：8000萬元，依托工程7500萬元；申請科技發(fā)展基金500萬元。研制周期3年。4．中厚板第三代矯直機研制造船、油氣輸送、石油、橋梁、高層建筑，以及工程機械等，對中厚板的強度、韌性、板形等性能要求不斷提高，從而對其進行后步精整加工的矯直機強度、剛度、功能和自動化水平也提出了更高要求，鋼鐵企業(yè)迫切需求新一代中厚板輥式矯直機。德國的SMS、日本三菱重工等率先推出了符合這些要求的新一代強力矯直機。國產(chǎn)中厚板輥式矯直機與國外同類型設備相比，矯直效率、不平度、自動化程度均有相當差距，難以滿足目前國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展需求，不得不花巨資從國外引進先進。本項目擬通過自主技術集成，并在集成中創(chuàng)新的模式，研制中厚板第三代矯直機，逐步形成具有我國自主知識產(chǎn)權的現(xiàn)代化設備。研制目標：利用解析法與模擬技術相結(jié)合，研究矯直輥壓彎量的影響因素，從而建立矯直過程中各彎曲單元的壓彎量與彎曲曲率、彈復曲率等工藝參數(shù)之間較為精確的關系；分析張力對板形的影響，張力與板厚、壓彎量、摩擦力之間的關系，建立中厚板張力矯直模型；對組合矯直機中鋼板穩(wěn)定運行與輥徑、輥距的關系，建立板材矯直穩(wěn)定運行條件關系式；利用上述研究目標及相關技術，實現(xiàn)第三代中厚板矯直機的自主化。擬解決的關鍵問題是：建立適用矯直過程的多極多物體接觸問題彈塑性邊界元法，與有限元法相結(jié)合，對矯直過程一些關鍵問題進行研究；建立張力對多個連續(xù)彎曲單元的影響表達式，并用試驗的方法驗證；考慮多道次彈塑性大變形的連續(xù)彎曲變形計算模型；各種應力分布在矯直過程中的變化和殘余應變的預測。5．中厚板液壓滾切剪研制滾切剪通常布置在矯直機之后，主要完成鋼板的切頭、切尾、切定尺、取樣等功能。近年來，用戶對板材斷口質(zhì)量的要求不斷提高，如：要求鋼板切口斷面毛刺≤0.5mm，斷面垂直度90°±1°，鋼板邊部瓢曲度≤0.15mm/m；并要求斷面無掉肉、重皮、刀瘤等缺陷。這些技術指標的實現(xiàn)同滾切剪自身無滑動、純滾動剪切性能指標及自動優(yōu)化剪切技術是密不可分的。我國通過與國外著名公司聯(lián)合設計、合作制造為國內(nèi)提供了一大批中厚板軋機精整剪切線，并配備了機械滾切剪設備，但對于滾切剪的設計、自動化控制、優(yōu)化剪切模型等核心技術，均由外商負責。到2010年底，全國中厚板軋機近100套，年生產(chǎn)能力將達到7160萬噸。據(jù)預測：期間，在新建和老線擴能中，對滾切剪的需求量近150臺；舊線設備升級改造中，對滾切剪的需求量也近百臺。國外滾切剪設備造價非常昂貴，如3500mm軋機的橫切剪設備價格接近6000萬人民幣，縱切雙邊剪設備價格接近1億元人民幣。本項目擬立足國內(nèi)，開發(fā)能滿足國內(nèi)中厚板精整工藝要求，并具有自主知識產(chǎn)權的液壓動力驅(qū)動雙自由度連桿機構(gòu)液壓滾切剪技術。液壓動力驅(qū)動的雙自由度連桿機構(gòu)寬厚鋼板滾動剪切技術，是靠液壓缸的伺服控制帶動連桿機構(gòu)實現(xiàn)滾切運動軌跡，同目前機械滾切剪的原理有本質(zhì)區(qū)別。與機械滾切剪相比，省去了主電機、減速機、曲軸等裝置，成本同國內(nèi)相比降低約30%，同國外相比降低約60%。本項目的研究內(nèi)容：1）通過系統(tǒng)分析剪切機構(gòu)PR-8R-PRⅡ級桿組的滾動剪切機理，建立剪切機構(gòu)的優(yōu)化數(shù)學模型，確定桿系的合理尺寸；2）通過對剪切機構(gòu)PR-8R-PRⅡ級桿組的機構(gòu)學研究，建立PR-8R-PR桿系的運動解析方程，確定各構(gòu)件的位置、速度、加速度及原動件的推進速度；3）通過對剪切機構(gòu)PR-8R-PRⅡ級桿組的動力學分析，計算出機構(gòu)各運動副間的作用力，原動件的平衡推進力；給出負載大小變化及機構(gòu)慣性力矩變化對液壓伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應特性和穩(wěn)態(tài)誤差的影響函數(shù)；4）通過液壓缸的節(jié)能布置方案優(yōu)化及上下連桿中心偏置結(jié)構(gòu)原理分析，建立液壓缸的斜置角度函數(shù)及上下連桿中心偏移量函數(shù)，優(yōu)化傳動機構(gòu)的重載力學特性。6．大直徑無縫鋼管壓力矯直工藝理論基礎研究國內(nèi)大直徑鍛件鋼管的矯直幾乎全部采用液壓壓力矯直機，由人工手動檢測定位并控制壓機進行矯直，矯直效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定。采用自動精密矯直設備或?qū)ΜF(xiàn)有液壓壓力矯直機進行改造，是提高矯直效率和精度的重要措施。鋼管在鍛軋熱加工、冷卻和熱處理過程中，由于各種原因，經(jīng)常出現(xiàn)弧形彎曲。成品交貨狀態(tài)平直度或彎曲度一般要求≤2mm/m，總彎曲不超過長度的0.2％，高檔產(chǎn)品要求≤1mm/m，過去按GB702－86最低等級考核≤5mm/m，尚有許多廠家達不到要求，這與國外同類產(chǎn)品實物質(zhì)量存在明顯差距。目前普遍使用的懸臂輥式矯直機依靠簡單的反復彎曲，根本達不到要求。壓力矯直工藝研究主要集中在矯直工藝的機理研究、矯直工藝主要參數(shù)的確定與計算。目前，對無縫鋼管（尤其是厚壁無縫鋼管）矯直理論的研究僅限于理論分析，尚無系統(tǒng)的理論分析與實驗研究，無縫鋼管在壓力矯直過程中，其變形特征不僅受壁厚、直徑的影響，而且不適當?shù)膲合铝繒沽慵植渴Х€(wěn)產(chǎn)生圓度誤差。對直徑大、壁厚的無縫鋼管，無法進行輥式矯直，只能通過壓力矯直機進行壓力矯直。壓力矯直具有矯直力大、體積小、重量輕、投資小等優(yōu)點，尤其適用于對大型管、棒材、大截面型材、表面不很規(guī)則的長軸類鍛件，以及特種鋼的矯直。對用于矯直力在2000KN以上的大尺寸、大彎矩壓力矯直機的計算機監(jiān)測控制系統(tǒng)的研究應用還處于摸索階段。市場對提高大直徑無縫管矯直設備精度的需求越來越迫切，結(jié)合計算機監(jiān)測控制技術的應用，開發(fā)大截面鋼管液壓壓力矯直機的測控系統(tǒng)尤為重要。本項目的研究內(nèi)容：1）根據(jù)經(jīng)典彈塑性理論，研究無縫鋼管矯直工藝理論基礎，主要進行行程控制型矯直工藝計算方法研究，建立不同直徑與壁厚下無縫鋼管矯直過程的載荷－撓度模型；2）通過非線性有限元方法，以無縫鋼管為主要研究對象，解決單弧度、大彎曲率無縫鋼管矯直行程可行域的研究和計算問題，建立多步矯直行程預測方法，實現(xiàn)大彎曲率無縫鋼管的矯直；3）結(jié)合廣義預測控制理論，針對多弧度、多點矯直工藝問題，探討建立無縫鋼管矯直工藝決策問題數(shù)學模型，尋找適用算法求解上述數(shù)學模型。需要解決的關鍵問題：1）不同直徑與壁厚下無縫鋼管矯直過程的變形特征與載荷－撓度模型；2）多弧度、多點矯直工藝下無縫鋼管的彈塑性分析。附表2重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）序號項目名稱研發(fā)內(nèi)容預期目標研發(fā)年限經(jīng)費預算1帶鋼高速高效電解脫脂成套裝備研制1）帶材高速高效電解脫脂工藝；2）循環(huán)系統(tǒng)的實時自動控制；3）運用現(xiàn)代計算機技術構(gòu)建生產(chǎn)工藝參數(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)的智能化設定。完成帶材高速高效電解脫脂成套技術裝備的研發(fā)，運用現(xiàn)代控制手段實現(xiàn)生產(chǎn)工藝及設備的自動化、智能化控制。3年2UOE大直縫焊管生產(chǎn)關鍵技術及成套裝備研制3熱軋高強度鋼厚板縱切、橫切機組成套設備研制針對X80~X100高強度管線鋼的開頭、剪切、卷取難問題，著重解決開頭機開頭鏟刀新結(jié)構(gòu)設計及力能參數(shù)計算；七輥矯直機矯直輥的彎曲強度計算及幾種材質(zhì)實驗分析；厚板圓盤剪的結(jié)構(gòu)設計及刀軸力能參數(shù)計算、刀片材質(zhì)的選擇及材質(zhì)的實驗研究；張力裝置的結(jié)構(gòu)設計及張力輥組的力能參數(shù)分析；卷取機鉗口的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計及鉗口塊材質(zhì)的有限元分析計算?？v切生產(chǎn)線材質(zhì)：X80~X100來料厚度：4~15.1mm寬度：650~2150mm成品寬度：270~760mm剪切條數(shù)：3~15條機組速度：Max80m/min橫切生產(chǎn)線材質(zhì)：高強鋼來料厚度：4~27mm寬度：650~2150mm機組速度：Max60m/min3年申請科技發(fā)展基金500萬元4中厚板第三代矯直機研制建立適用矯直過程的多極多物體接觸問題彈塑性邊界元法，與有限元法相結(jié)合，對矯直過程一些關鍵問題進行研究；建立張力對多個連續(xù)彎曲單元的影響表達式，并用試驗方法驗證；考慮多道次彈塑性大變形連續(xù)彎曲變形計算模型；各種應力分布在矯直過程中的變化和殘余應變預測。研究矯直輥壓彎量的影響因素，建立矯直過程中工藝參數(shù)之間的精確關系式；中厚板張力矯直模型；板材矯直穩(wěn)定運行條件關系式；實現(xiàn)第三代中厚板矯直機自主化。5中厚板液壓滾切剪研制1）PR-8R-PRⅡ級桿組實現(xiàn)滾動剪切的機理；2）建立PR-8R-PR桿系運動解析方程；3）建立負載大小變化及機構(gòu)慣性力矩變化對液壓伺服控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、響應特性和穩(wěn)態(tài)誤差的影響函數(shù)；4）優(yōu)化PR-8R-PR桿系的傳動力學特性。開發(fā)能滿足國內(nèi)中厚板精整工藝要求，并具有自主知識產(chǎn)權的液壓動力驅(qū)動雙自由度連桿機構(gòu)液壓滾切剪技術。6大直徑無縫鋼管壓力矯直工藝理論基礎研究主要進行行程控制型矯直工藝計算方法研究，建立不同直徑與壁厚下無縫鋼管矯直過程的載荷－撓度模型；建立多步矯直行程預測方法，實現(xiàn)大彎曲率無縫鋼管的矯直；探討建立無縫鋼管矯直工藝決策數(shù)學模型及其求解。1）不同直徑與壁厚下無縫鋼管矯直過程的變形特征與載荷－撓度模型；2）多弧度、多點矯直工藝下無縫鋼管的彈塑性分析。（三）在線檢測裝置及自動控制系統(tǒng)自主化在線檢測裝置及自動控制系統(tǒng)技術是冶金機械的關鍵核心技術，是體現(xiàn)冶金機械技術水平的重要技術指標。目前，我國大型板帶材連軋機組所采用的在線檢測裝置及自動控制系統(tǒng)，基本上都是由國外引進。本項目的立項目標是：從根本上改變這種現(xiàn)狀，要從基礎理論研究做起，通過理論分析、數(shù)學建模、軟件開發(fā)、計算機仿真和實驗研究、中試試驗、工業(yè)應用等多種方法和手段，基本掌握各類連軋機在線檢測裝置及自動控制系統(tǒng)的自主化設計、制造與成套，技術水平達到國際水平。實現(xiàn)本項目設定的目標，是一項系統(tǒng)工程，需要在已有基礎上，統(tǒng)籌安排，并依托工程項目的需求，逐步推進實施。實施過程中要特別重視重型機械制造業(yè)與冶金企業(yè)的協(xié)作和配合。為實施《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》，2008年12月30日，科技部等六部委聯(lián)合發(fā)布了《關于推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟構(gòu)建的指導意見》，提出建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術創(chuàng)新體系，加快提升產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新能力。實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)及自動檢測裝置自主化，要努力推動冶金機械制造業(yè)與冶金產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的構(gòu)建，組建以資金為紐帶的軋鋼機械自動化控制新產(chǎn)品開發(fā)聯(lián)合體，為軋鋼機械自動化控制新產(chǎn)品的開發(fā)、工業(yè)試驗及推廣應用創(chuàng)造條件，實現(xiàn)冶金機械制造業(yè)與冶金產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。連鑄結(jié)晶器非正弦振動技術，對提高拉坯速度，改善鑄坯質(zhì)量等具有明顯效果，已被國內(nèi)外連鑄工作者確認為發(fā)展高效連鑄的關鍵技術之一。電液伺服系統(tǒng)驅(qū)動的非正弦振動裝置具有非正弦振動波形、正弦振動波形在線切換，振動參數(shù)如振幅、頻率和波形偏斜率可在線自動調(diào)節(jié)等優(yōu)點，但液壓伺服系統(tǒng)復雜，系統(tǒng)固有的零位飄移、雙缸不同步、突然停振、液壓油泄漏等故障時有發(fā)生，從而限制了該技術的推廣應用。由鐳目公司開發(fā)的電動缸非正弦，振動參數(shù)在線可調(diào)，但在一個振動周期內(nèi)，伺服電機需要頻繁驅(qū)動制動、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、改變角速度，導致該裝置響應慢，無法提高振動頻率，并且波形偏斜率無法取得較大值。其核心部件滾珠絲杠依賴外國進口，價格很貴，且使用壽命較低。本課題組已開發(fā)了一種由伺服電機驅(qū)動的結(jié)晶器非正弦振動裝置(發(fā)明專利號：ZL200510060032.1)。該裝置采用伺服電機驅(qū)動，融合目前先進的機電一體化技術，具有傳動系統(tǒng)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，使用壽命長，節(jié)能降耗等優(yōu)點。該裝置用機電伺服系統(tǒng)取代了電液伺服系統(tǒng)，完全克服了電液非正弦振動裝置所固有的不足。并通過采用有效的緩沖減振措施，如德馬克的諧振技術等大幅度降低驅(qū)動功率，減小機械系統(tǒng)受力，從而有效地提高振動平穩(wěn)性和使用壽命，減小維護工作量，降低運行費用。和電動缸非正弦振動裝置相比，該裝置伺服電機單方向，變角速度旋轉(zhuǎn)，因此可取得較大振動頻率，較大波形偏斜率，響應速度快。伺服電機驅(qū)動的結(jié)晶器非正弦振動控制系統(tǒng)裝置，國內(nèi)外尚無成功的工業(yè)應用范例，本課題擬開發(fā)研制國內(nèi)外首臺伺服電機驅(qū)動的連鑄結(jié)晶器非正弦振動控制系統(tǒng)裝置，并通過對老鑄機的改造和工業(yè)應用試驗，提升現(xiàn)有裝備的性能，促進現(xiàn)有裝備的更新?lián)Q代，并在生產(chǎn)實踐中對其不端完善，使其最終成為國內(nèi)外非正弦振動的主流技術。本課題的主要技術指標是：連鑄結(jié)晶器振幅±2.5~8mm，在線可調(diào)；連鑄結(jié)晶器振動頻率：40~400次/分鐘，在線可調(diào)；振動波形偏斜率：-50%~50%，在線可調(diào)。本項目研發(fā)周期3年，需要國家經(jīng)費支持100萬元（參見附表）。在板帶材軋制過程中，軋輥輥型能否滿足其工藝參數(shù)設計要求，必須對軋輥輥型進行在線精密測量。對于軋制工藝而言，輥型是實現(xiàn)板形控制的重要條件，因此，軋輥輥型在線精密測量系統(tǒng)成為近年來提高軋制產(chǎn)品質(zhì)量的一項關鍵技術。日本、德國等發(fā)達國家，軋輥輥型測量已經(jīng)實現(xiàn)在線精密測量，我國尚處于試驗研發(fā)階段，大部分試驗結(jié)果并不理想，無法解決環(huán)境等因素造成的測量誤差。引進一套軋輥在線精密測量系統(tǒng)至少需人民幣2000萬元，配置齊全的一套則需人民幣5000萬元。同時，還要承擔高昂的售后服務維修費用。這使得國內(nèi)大部分廠家無力購買，還停留在用千分尺、便攜式、鞍式輥型測量儀等簡單測量方法上。甚至有部分廠家通過估算直接進行輥型磨削，從而造成“欠”磨削或“過”磨削，損傷了軋輥壽命，也無法保證輥型質(zhì)量。因缺乏精密輥型測量系統(tǒng)，國產(chǎn)帶材無法滿足高品質(zhì)要求，嚴重阻礙了相關帶材生產(chǎn)技術的提高。因此，自主研發(fā)軋輥在線精密測量系統(tǒng)，對提高帶材質(zhì)量、減少換輥次數(shù)、延長軋輥壽命、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)高精度帶材國產(chǎn)化等具有重要意義。本課題的主要技術指標是：傳感器分辨率：2μm；系統(tǒng)靜態(tài)監(jiān)測誤差：±5μm；系統(tǒng)動態(tài)檢測誤差：±10μm/軋輥全長；傳感器探頭離開輥面距離：非測量狀態(tài)時≥150mm,測量狀態(tài)時≥2mm；輥型傳感器數(shù)量：5個；傳感器沿軋輥軸向的運動速度：60mm/sec；傳感器沿軋輥軸向的運動位移：0～±160mm；每次測量連續(xù)時間：不超過30sec；軋輥表面溫度≤90℃；測量精度≤6μm。目前，軋輥輥型在線測量方法分為測力式傳感器和測距式傳感器兩大類。測距式傳感器是目前廣泛采用并重點研究的。測距式傳感器又分為：超聲波測距儀式、電渦流測距儀式、激光測距儀式、電荷耦合器件測距儀式及接觸式位移傳感器式多種。目前國際上應用比較廣泛的是超聲波測距儀式。該項技術是發(fā)展軋制在線磨輥技術（ORG）的關鍵。開發(fā)具有國際先進技術水平的軋輥輥型在線測試系統(tǒng)，具有良好的市場前景。由于該項目技術難度大，資金投入大，需要國家給予一定資金支持及政策扶持。3．薄板坯連鑄連軋自動控制技術自主化20世紀90年代以來，薄板坯連鑄連軋工藝在我國得到了較快發(fā)展，我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)能已占全球總產(chǎn)能的近30%，占我國熱軋板卷產(chǎn)能的30%以上。我國薄板坯連鑄連軋流程的特點主要是與現(xiàn)有的高爐-轉(zhuǎn)爐流程相匹配，與國際上以電爐匹配為主相比較，易于發(fā)揮熱軋機的產(chǎn)能，而且鋼水相對潔凈，設計規(guī)模在200~250萬噸/年，將來可望達到280萬噸/年。期間，我國的薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線可能要再上2~3條，年生產(chǎn)能力將突破4000萬噸。目前，我國薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的工藝和技術已經(jīng)比較成熟，為了更好地發(fā)揮其產(chǎn)能和降低單位產(chǎn)品投資額，在工藝裝備的參數(shù)優(yōu)化和自動控制技術國產(chǎn)化方面尚需進一步研究，最終實現(xiàn)薄板坯連鑄連軋自動控制技術自主化。熱帶鋼連軋過程板形控制技術開發(fā)及應用板形（平直度、板凸度和邊部減薄）是板帶材重要質(zhì)量指標，板形控制是板帶材軋制的高難度關鍵技術。目前，我國板形控制技術整體水平與國際先進水平還有相當差距，主要是缺乏先進適用的板形控制數(shù)學模型和軟件。因此，對板帶材軋制過程進行板形控制理論分析、數(shù)學建模、軟件開發(fā)、計算機仿真和工業(yè)應用具有重大意義。目前，我國冶金工業(yè)板帶鋼軋制技術已進入自主創(chuàng)新階段，寶鋼、鞍鋼等一大批鋼鐵企業(yè)都在加大自主創(chuàng)新力度。寶鋼從日本引進的1580mmPC四輥七機架熱帶鋼連軋機，是世界上最先進的軋機之一，其中板形控制數(shù)學模型和軟件的自主化是一項重要研究課題。本課題擬與寶鋼合作，依托該工程項目進行熱帶鋼連軋過程板形控制技術開發(fā)及應用研究。主要技術指標：1）建立一套板形離線設定控制的機理模型和計算機仿真系統(tǒng)，離線設定預報值與實測值的偏差≤±10%，計算成功率98%；2）建立一套板形在線控制的智能模型和計算機仿真系統(tǒng)，在線設定預報值與實測值的偏差≤±15%，完成一次計算的時間≤2秒，計算成功率98%；3）研發(fā)一整套板形控制新技術：軋機多手段調(diào)節(jié)板形綜合控制；軋制規(guī)程優(yōu)化；輥型優(yōu)化；邊部減薄和小邊浪控制；復合浪控制；板形前饋控制、預測控制和反饋控制等技術，達到工業(yè)應用要求；4）將上述模型軟件和新技術應用于寶鋼1580mmPC四輥七機架熱連軋機板形控制系統(tǒng)，產(chǎn)品平直度(15-20)I，板凸度(10-50)μm，邊部減薄(10-50)μm，命中率≥95%，人工操作干預率≤10%。5．熱連軋工藝及控制技術研究目前，我國大型帶鋼熱連軋機工藝及電氣控制方面，尤其是過程控制二級模型方面還主要依賴國外技術。近年來，不少鋼鐵企業(yè)、科研院所及高校在控制模型方面投入了不少人力物力，做了大量研究及開發(fā)工作，獲得一定成果，但仍未實現(xiàn)工程應用。本項目擬對熱連軋數(shù)學模型及控制進行研究和開發(fā)，通過產(chǎn)學研結(jié)合，共同開發(fā)滿足適合大型熱帶鋼連軋機組生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量控制的數(shù)學模型，縮小與國外先進水平的差距。項目共包括12個課題，分別為機型選擇軟件、軋制節(jié)奏控制、加熱爐、定寬機、粗軋機組、中間坯溫度控制、飛剪、精軋機組、層流冷卻、卷取機、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫。在一級系統(tǒng)（基礎自動化級）及設備運行良好的條件下，達到設定指標。機型選擇軟件主要用于離線工藝計算，對于用戶提出的基本需求，能夠做出合理的總體工藝技術方案，是熱連軋工藝技術的基礎，是本開發(fā)項目需要首先解決的問題，它包含設備選型、工藝參數(shù)確定、產(chǎn)能計算。軋制節(jié)奏控制是L2的一個控制功能，它通過計算板坯的出爐節(jié)奏來幫助操作員實現(xiàn)穩(wěn)定平滑的軋鋼生產(chǎn)，根據(jù)加熱爐的加熱狀況與軋線上的實際軋制狀況，控制加熱爐的最佳出坯時刻，以實現(xiàn)板坯的順利輸送，便于在精軋入口獲得期望的軋制節(jié)奏。加熱爐主要是自動燃燒控制，即通過計算加熱爐各段爐溫的設定值，使每塊板坯在預定地出爐時刻能夠達到規(guī)定的出爐目標溫度和均熱度，實現(xiàn)保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、自動操作運轉(zhuǎn)的目的。包括預設定計算、自動控制。定寬機包括預設定計算和自動控制。粗軋機組包括預設定計算、自適應自學習和自動控制。中間坯溫度控制包括保溫罩動作控制、熱卷箱動作順序控制。飛剪包括起?？刂坪蛢?yōu)化剪切。飛剪的控制內(nèi)容包括剪切方式、剪切長度、飛剪起動時序、飛剪剪切速度等。精軋機組包括預設定計算、自適應自學習和自動控制。層流冷卻包括預設定計算和自動控制。卷取機包括預設定計算和自動控制。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計、L2與L1通訊接口設計、模擬軋鋼。數(shù)據(jù)庫包括軟件選擇、數(shù)據(jù)庫設計。熱連軋工藝及控制技術研究是一項高難度的系統(tǒng)工程，做好這一研發(fā)工作，需投入大量人力物力。需研發(fā)經(jīng)費6000萬元。6．冷連軋機板厚綜合控制技術及裝備研制板厚精度是板帶生產(chǎn)中的主要質(zhì)量指標，隨著家電、轎車、建筑、運輸業(yè)的崛起，高性能、高附加值的冷軋薄板消費量急劇增加，對冷軋板板厚控制精度的要求越來越高。目前，我國已投產(chǎn)的20余條高速冷連軋機組，如寶鋼、武鋼、鞍鋼、邯鋼、本鋼、攀鋼、中鋼、唐鋼等，其液壓板厚控制系統(tǒng)，除攀華集團1450五機架冷連軋機外，其余皆為國外大公司如西門子、ABB、三菱、阿爾斯通等公司提供。我國高精度軋制技術與國外發(fā)達國家想比，差距還比較大，現(xiàn)有軋機95%以上達不到國際先進水平，提高冷軋板帶材精度，創(chuàng)建具有我國自主知識產(chǎn)權的高精度冷連軋機板厚綜合控制系統(tǒng)已是當務之急。本課題的立項目標是進行冷連軋機板厚綜合控制系統(tǒng)的研制，實現(xiàn)具有國際前沿技術水平的冷軋板厚度閉環(huán)控制，并具有板形開環(huán)控制功能(包括：彎輥，竄輥，傾輥，乳化液分段冷卻等)，借助人工干預保證板形良好。主要技術指標：板厚縱向精度：相對精度≤0.7%；絕對精度：±2μm；一次軋制壓下率：90%；過焊縫及動態(tài)變規(guī)格超差段長度<20m；軋制速度≥21m/s；板形良好。7．大型冷連軋機板形儀和板形閉環(huán)控制模型及系統(tǒng)研制板形控制是現(xiàn)代大型冷連軋板機的核心和高端技術，現(xiàn)代大型冷連軋板機的技術水平主要體現(xiàn)在板形控制技術水平。目前，板形控制技術水平提高的關鍵，在于板形檢測技術和板形控制數(shù)學模型及軟件研究的突破和水平提高。板形儀包括板形檢測輥和板形信號處理及顯示系統(tǒng)兩大部分，其關鍵技術是板形檢測輥。目前國際上得到較多應用的是瑞典的ASEA分段張力檢測板形儀。我國少數(shù)冷連軋板機引進了這項技術，但價格昂貴，是國內(nèi)制造價格的10倍左右。國內(nèi)研制的板形儀測量精度差，檢測輥外環(huán)與芯軸之間易滑動，外環(huán)劃傷帶鋼表面。本項目擬采用一種新型的分片內(nèi)孔壓磁式板形輥，其結(jié)構(gòu)新穎簡單、測量信號穩(wěn)定、靈敏度高、精度高、不劃傷帶鋼表面、易于維護使用。這種板形輥已完成實驗室實驗，正在申報專利，擬在本項目中進行工業(yè)應用。關于板形控制數(shù)學模型及軟件的研究，由于基礎理論復雜，內(nèi)容龐大，難度高，工作量大，盡管經(jīng)過人們半個多世紀的艱辛探索，至今仍處在不斷發(fā)展完善之中。我國引進的控制軟件，缺少模型的理論基礎，難以徹底消化和進一步開發(fā)提高。這對開發(fā)新產(chǎn)品和解決新問題極為不利，難免受制于人。國內(nèi)關于模型及軟件的研究成果，還有待于多方面的系統(tǒng)應用。本項目所研制的板形檢測儀及板形閉環(huán)控制系統(tǒng)，屬于填補國內(nèi)空白，其工業(yè)應用需要冶金企業(yè)配合，初步意向是在鞍山鋼鐵公司1350六輥軋機上應用。冷連軋過程控制系統(tǒng)研究長期以來，國外始終對冷連軋過程控制系統(tǒng)核心技術實行保密，致使我國在冷連軋過程控制系統(tǒng)，特別是大型冷連軋過程控制系統(tǒng)還是主要依賴進口。國外在這方面的技術已比較成熟，比較有代表性的公司如美國GE、德國SIMS、日本三菱等。隨著技術的不斷發(fā)展，控制理念和技術也在不斷提升，如：人工神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)、模糊理論等。本項目擬在國內(nèi)已有基礎上，對冷連軋過程控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)研究，最終實現(xiàn)這項技術的自主化，其系統(tǒng)技術指標達到世界水平。本項目主要研究內(nèi)容：1）事件驅(qū)動技術；2）多進程管理技術；3）數(shù)學模型；4）數(shù)據(jù)庫技術；5）軋制策略；6）板形策略；7）工藝潤滑技術；8）動態(tài)變規(guī)格技術；9）自學習自適應方法；10）自學習自適應模型；11）通訊方式及接口；12）數(shù)據(jù)采集技術。一套完整實用的過程控制系統(tǒng)需要大量的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，需要國內(nèi)大型冷軋板廠共同完成。本項目需研發(fā)資金4000萬元；研發(fā)周期4年。附表3重型機械科研和新產(chǎn)品開發(fā)項目（建議）序號項目名稱研發(fā)內(nèi)容預期目標研發(fā)年限經(jīng)費預算開發(fā)研制國內(nèi)外首臺伺服電機驅(qū)動的連鑄結(jié)晶器非正弦振動控制系統(tǒng)裝置，并進行工業(yè)應用試驗。3年自主研發(fā)軋輥在線精密測量系統(tǒng)裝置。3年與國外知名廠家合作研究板形、板厚控制技術；2年機型選擇軟件、軋制節(jié)奏控制、加熱爐、定寬機、粗軋機組、中間坯溫度控制、飛剪、精軋機組、層流冷卻、卷取機、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫。通過產(chǎn)學研結(jié)合，共同開發(fā)滿足適合大型熱帶鋼連軋機組生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量控制的數(shù)學模型，縮小與國外先進水平的差距。板厚縱向精度：相對精度≤0.7%；絕對精度：±2μm；一次軋制壓下率：90%；過焊縫及動態(tài)變規(guī)格超差段長度<20m；軋制速度≥21m/s；板形良好。進行冷連軋機板厚綜合控制系統(tǒng)的研制，實現(xiàn)具有國際前沿技術水平的冷軋板厚度閉環(huán)控制，并具有板形開環(huán)控制功能2年對冷連軋過程控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)研究，最終實現(xiàn)這項技術的自主化，其系統(tǒng)技術指標達到世界水平。4年4000萬元（四）大型軋機用軋輥及關鍵零部件自主化近年來，單重200噸以上寬厚板軋機支承輥、單重100噸以上高鉻鎳鉬離心復合鑄鐵工作輥；高鉻鋼、半高速鋼及高速鋼高精度冷、熱連軋機工作輥等軋輥及軋機零件，每年平均需進口7-8億美元，折合人民幣50億元左右。單重100噸以下大型支承輥或工作輥基本上可以實現(xiàn)自主化生產(chǎn)，但由于近幾年我國鋼鐵工業(yè)超高速發(fā)展，特別是以發(fā)展板材為中心的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)整，使冷、熱板材生產(chǎn)比例大大提高，冷、熱板軋機支承輥、工作輥的需求量急劇增加，國內(nèi)軋輥生產(chǎn)能力跟不上；某些產(chǎn)品，國內(nèi)尚處于研究開發(fā)、產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)階段，產(chǎn)品質(zhì)量和技術水平與國外先進技術尚有一定差距，只能依靠進口。要大力推進軋輥等關鍵零部件的自主化進程。用3-5年時間，根據(jù)國內(nèi)市場需求及出口前景，進一步通過技術改造擴大產(chǎn)能，進行關鍵技術攻關，基本實現(xiàn)國內(nèi)市場需求的自主化，并有相當數(shù)量出口，技術水平達到進口產(chǎn)品同等水平。隨著一重、二重、上重三臺15000噸級自由鍛液壓機和500噸真空鑄錠裝置技術改造的陸續(xù)完成，我國從工藝裝備上已經(jīng)基本具備生產(chǎn)單重200噸以上寬厚板軋機支承輥、單重100噸以上高鉻鎳鉬離心復合鑄鐵工作輥的條件，還需自主開展500噸級以上大鋼錠冶煉、多爐合澆真空注錠、大鍛件鍛造及熱處理技術攻關；高鉻鎳鉬離心復合鑄鐵工作輥離心鑄造機及離心鑄造技術攻關；通過模擬試驗掌握和優(yōu)化加工工藝參數(shù)，完成新產(chǎn)品試制，通過工業(yè)試驗驗證，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)。高鉻鋼、半高速鋼、高速鋼高精度板材連軋機工作輥，要進一步優(yōu)化合金鋼化學成分，進一步優(yōu)化鍛造和熱處理工藝參數(shù)。此外，特大型油膜軸承、大型重載高精度齒輪、大型萬向接軸、主傳動鼓形齒接軸等重要專用基礎件的自主化也要有重大進展。研究開發(fā)一批高精度、高壽命，具有先進技術水平的冶金機械專用基礎件，提高自身的配套能力和適應冶金設備連續(xù)化、大型化和自動化的需要。本項目的目標是：期間，通過理論分析、試驗研究、中試，以及工業(yè)應用，實現(xiàn)我國大型軋機用軋輥及關鍵零部件基本自主化，并有相當數(shù)量出口。1．5米級特厚板軋機用200t以上大型支承輥研制隨著我國造船業(yè)、西氣東出、高壓容器、石油開采、海洋開發(fā)等建設項目的蓬勃發(fā)展，對寬厚板的需求大幅提升，為此，先后上了三線四臺5000mm以上特厚板軋機，其支承輥都在200噸以上，所需鋼錠都在500噸左右，現(xiàn)全部依賴進口。這類大型支承輥的主要技術指標是：支承輥重：200-260噸輥身硬度：HS48～60輥身硬度均勻性：△HS≤±2淬硬層深度：≥150mm輥頸硬度：HS37-50探傷：滿足JB/T4120-93目前，國外僅有二家公司能制造200噸以上大型支承輥，一是日本JSW，采用整體鍛鋼，材質(zhì)為MC1；二是GP，采用復合鑄鋼，外層為相當于MC1，芯部為低碳低合金鋼?，F(xiàn)JSW的訂單已簽訂到2013年，價格非常高，每支支承輥都在1000萬元以上。國內(nèi)采購支承輥面臨困難。近幾年來，我國重型機械制造業(yè)具有世界級水平的鑄鍛鋼基地建設取得重大成果，新設備、新工藝將陸續(xù)投入使用。為生產(chǎn)600噸級鋼錠、400噸級鍛件，進行了大規(guī)模設備改造和建設，無論是熱加工還是冷加工，設備能力都得到極大提升，為生產(chǎn)特大型寬厚板支承輥奠定了基礎。但是，大型軋輥制造一般要經(jīng)過鑄造、鍛造、加工及熱處理工序，涉及材料科學、彈塑性力學、冶煉凝固技術、塑性成形加工、熱處理組織性能優(yōu)化控制等學科領域，是一項多學科交叉融合的復雜技術。本項目要在現(xiàn)有基礎上，進行5米級特厚板軋機用200t以上大型支承輥研制，最終達到工業(yè)應用，技術水平達到世界水平。主要研發(fā)內(nèi)容有：相關學科基礎理論分析研究；600噸級鋼錠澆鑄工藝研究，其中包括鋼錠形狀、冒口尺寸、鋼錠水冒口成份偏析等；附具、變形