成果简介：本项研究的应用领域为板带热轧，重点是热轧中厚板领域。板厚 控制、板形控制、轧制节奏控制、轧制温度控制及轧制规程自动生成与自动 修正等是热轧板带特别是热轧中厚板轧制过程中的关键技术和重要科学问 题。本研究运用的重要理论基础和技术包括现代控制理论、最优控制理论、 系统辨识理论和计算机控制与优化技术等。将上述理论与热轧液压自动厚度 控制(HAGC)系统研究与应用，轧制过程建模、仿真与优化控制研究，热轧规 程动态设定与自学习研究紧密结合

1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备，也是最主要的耗能单元，反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成，其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系，而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性，以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰，都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术，通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合，使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性，降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥，而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性，这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式，当系统受到干扰时，很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移，造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此，在传统控制模式的基础上，探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论，对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题，切实提高系统运行品质，有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所，经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术，可根据不同体系的特殊要求，实现不同工况反应与精馏的最佳匹配，解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上，研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论，提出反应与精馏强化过程一体化设计思想，对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术： （1）反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上，采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法，合理选择过程被控变量和操作变量配对模式，运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案，采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试，并根据实际工艺扰动情况，通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值，评价传统控制模式闭环系统性能，在此基础上，改进自动控制方案设计，确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 （2）生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整，负荷的变化将可能引起系统工况的波动，产品质量下降，能耗增加等问题，甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法，实现反应与分离能力动态协同调控；本项目在多变量基础控制系统上，在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块，分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制（Error tolerant DMC）与传统控制相融合方法，实现反应能力与分离能力动态协同调控，使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调，导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中，对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量，采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型，实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 （3）反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上，开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中，是以能耗和操作成本最小为优化目标，以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件，采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算，给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案，采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹，通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节，使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值，实现工况优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性，从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程，融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术，采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线，如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究，并将项目成果融合，开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计，研制一套流程模拟综合实验平台，进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 （1）针对反应与精馏强化过程，在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移，导致集成优势难以充分发挥工程问题，项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论，在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性。 （2）项目沿着学科交叉与融合方向，将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合，提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想，并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究，解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题，发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。

本项目在南钢3500炉卷轧机条件下，通过铁水预处理－转炉冶炼－RH－LF精炼工艺以及轻压下技术，开发了转炉冶炼过程钢液深脱磷、防止回硫及控制氮含量的工艺技术，实现了低碳、低磷和极低硫控制，提出并实施了科学合理的X100管线钢的板坯加热、两阶段控制轧制及层流冷却控制技术，形成了X100管线钢的组织性能综合控制理论，成功地研究开发了采用炉卷轧机生产X100高钢级管线钢的独特技术，并完成了钢管的研制。并对在炉卷轧机轧制工艺过程中的组织细化、强化及演变机理，制管过程中组织性能与变形行为等进行了研究，项目成果总体上达到了国际先进水平。

（专利号：ZL 201510046441.X） 简介：本发明公开了一种消除核电管道铸造不锈钢中σ相的热处理方法，属于金属材料热处理领域。本发明采用同一热处理设备对含不同数量σ相的奥氏体‑铁素体型核电管道用铸造不锈钢进行900～1000℃等温退火处理，退火时间0.25～35h，退火后水淬处理至室温。通过该方法可以有效的消除核电管道不锈钢中的σ相，材料由于σ相析出而导致的脆化现象消除，硬度、冲击韧性等力学性能恢复到不含σ相的状态。  

2002 年开发的阳极钢爪校直机系列产品（在电解铝行业应用，可取代传统切、割、焊校直方式） , 2003 年 8 月 XKJZ—ZL— Ⅱ型全自动在链校直机通过宁夏自治区科技厅成果鉴定 ,2003 年 11 月铝电解阳极钢爪校直机通过陕西省重点新产品鉴定，结论为：国内首创，填补了电解铝行业空白 , 达到国内领先水平；获国家发明专利； 2005 年 4 月 XKJZ—ZL— Ⅱ A 型全自动在链校直机获宁夏自治区人民政府科技进步三等奖； 2006 年 4 月铝电解阳极钢爪全自动控制在链校直机获陕西省专利二等奖； 2007 年 2 月阳极钢爪全自动在链校直机系统研制及推广获陕西省科学技术二等奖。

本项目针对多高层住宅的特点，提出了与钢结构相适应的模数系统方案及系列房型 方案，为实现钢结构多高层住宅产业化需求的标准化与系列化奠定了基础。 应用领域： 研究取得 11 项专利，出版 4 部专著，形成了较完整的钢结构多高层住宅建筑体系、 结构体系、维护体系和钢结构防火的成套技术，成果直接用于了 24 个钢结构(钢混结构) 多高层住宅项目的建造，总建筑面积 122.4 万 m 2，5 个项目被列为建设部推广应用科技 示范工程，每年可节省采暖燃煤 4007.5 吨；项目成果还用于编制了多项国家和上海市 标准，对推广钢结构多高层节能住宅有积极意义。 

该项目深人研究了跨海河水中架桥的高程测量技术，提出了全站仪中间法监测复杂地形桥梁沉降的方案，效果显著。研究和探讨了桥梁结构主体倾斜监测及水平位移监测技术，重点研究了时空内插模型对于跨河桥梁的线形控制具有重要意义。该项目首次利用盲孔法试验测试了大跨径连续钢箱梁顶板焊缝的焊接残余应力，有效控制了焊接残余应力和残余变形，为钢结构桥梁的焊接精确施工提供了重要理论依据；通过研究钢箱梁桥桥面铺装层模量，发现铺装层模量与铺装层应变呈非线性关系的规律，在一定范围内提高铺装层沥青混凝土模量可以有效降低桥面铺装层应变水

小试阶段/n本成果涉及一种高Cr铁素体耐热钢及其制备方法。其制品的持久强度显著高于现有9-12Cr铁素体耐热钢，适用于工作温度为650℃的结构和零部件用钢。。主要技术指标：650℃/10万小时外推持久强度大于100Mpa。。目前处于实验室研究阶段，可广泛应用于工作温度为650℃的结构用钢和零部件用钢，特别适用于制造工作温度为超超临界蒸汽轮机、内燃机、高温化工设备和核动力设备，市场前景广阔，预期年产值可达1000万。

由缝合钢针和缝合软丝组成。软丝长度为1米、70厘米、50厘米，直么为0.8、0.7、0.6、0.5mm。钢针分为三棱针、圆针二种。采用DL100kg拉力试验机对钛软丝、不钢钛丝、美国不锈钢丝、聚乙稀丝性能测定，抗拉强度（MPa）是：Φ0.5，钛软丝500～515；美国Φ0.8不锈钢丝715～735；美国聚乙稀线315～325；不锈钢软丝Φ0.5，910～9

项目背景：随着能源短缺、环境污染等一系列问题的日益突出，汽车轻量化成为汽车制造领域研究的主要方向之一。而超高强钢的开发和利用是汽车轻量化一个有效的解决途径。然而随着钢材强度升高，势必造成室温成形困难，易出现成形应力高、回弹现象严重的现象，且对模具磨损大，使用传统的常温冲压工艺和设备难以生产。热金属气胀成形 HMGF(Hot Metal Gas Forming)技术可以为此矛盾提供较好的解决方案。HMGF 技术是将高强钢加热到一定温度，利用充气的方式将坯料胀成与模具内腔形状相同，具有一定形状和性能的结构件。使用该技术，可以实现复杂外形部件的整体成形，缩短生产周期，大大提高生产效率，从而降低制造过程的总体成本，为汽车结构件的轻量化提供有效途径。关键工艺技术：项目的关键工艺技术为：热金属气胀成型与组织性能调控一体化工艺，即在热金属气胀的过程中兼顾材料的成型和材料成型后的性能。通过分析超高强汽车用钢在成型条件下的热变形行为以及温度场和应力场的变化，保证材料的成型；通过探索成型条件下再结晶、相变等微观组织的变化，调控材料成型后的性能，最终实现超高强汽车用钢成型和成性的一体化。