板带轧制过程的动态理论和实验及应用论文选集

张进之，1937年生，1960年毕业于东北工学院（现东北大学）压力加工专业，钢铁研究总院教授级高工，1998年获得国务院颁发的政府特殊津贴。多年来，张进之教授致力于轧制过程新理论及新技术开发，并逐步建立了较为完善的轧制工艺技术体系，主要包括厚度控制、板形控制和张力控制等核心技术。1959年，还在上学期间，张进之教授就提出利用综合等储备原理的图表法制定压下规程，其技术关键是发现单位轧制压力可将限制压下量的各因素——压力、力矩、功率和咬入角进行统一分析。1978年，中国科学院梁国平研究员提出负荷函数的概念，引用该方法将压下规程设计解析化，并推广应用到实际生产中，在应用过程中，该方法又发展为人工智能板形控制方法，并先后在太原钢铁1400可逆冷轧机（获）台金工业部科技进步二等奖）、重庆钢铁2450中厚板轧机（获国家“七五”攻关奖）、上海钢铁三厂2350中板轧机（获上海市科技进步三等奖）、邯郸钢铁2800、鞍山钢铁2400、新余钢铁2500（获江西省科技进步二等奖）、韶关钢铁2500、美国CITISTEEL4064等国内外板带轧机上推广应用。在连轧张力理论研究方面，国外原来的两种动态张力微分方程，均存在原则性错误01967年参加热连轧数学模型攻关项目研究时，张进之教授发现国外的热连轧数学模型中没有张力因子，而连轧张力是联系备机架参数的纽带，是关键的因素，按照质量守恒原理，他推导出了精确的连轧张力微分方程，并根据张力与厚度、力矩、前滑等物理规律推出了多机架动态张力公式和稳态张力公式。此外，还引入当量速度差和连轧惯性常数等概念，得出连轧张力与当量速度差呈正比、与连轧常数成反比的连轧定律。张进之教授的研究成果得到了国内外同行的肯定，随后，由张力公式又推导出了张力间接测厚方法，张力与辊缝闭环的流量AGC方法，该方法已在冷连轧普遍应用。近年来，张进之教授又发现流量AGC存在极限精度，并提出提高板厚精度和简化装备的可实施性方案。目前，张进之教授的连轧张力理论与实践均处于****地位。1979年，张进之教授在厚控理论方面的研究取得突破性进展，发现轧件扰动可测，并推导出DAGC，日本神户制钢在1983年、德国AEG公司在1989年也提出了类似的方法，但在理论上不完善，而我国的DAGC从理论上推出可变刚度系数计算公式等五项推论。随后，该方法在国内外进行了推广，先后在当时的哈尔滨101厂1700，西南铝加工厂1400、2800铝带轧机，济南钢铁2500，鞍山钢铁2350，韶关钢铁2500等中厚板轧机上得到了应用。1996年，该方法在宝钢2050热连轧机上再次试验成功，代替了原西门子厚控系统，并获得国家发明三等奖02003年以来，DAGC已先后推广到攀钢1450、迁安钢铁1580、新余钢铁1580等多套热连轧机产线上应用。1992年，张进之教授开始进行板形测量和控制理论研究。他将自己的研究分为三个阶段：第一阶段，从美国的轧件刚度及数学表达式、日本的板形遗传模型推导出轧机板形刚度的表达式；第二阶段，得益于陈先霖院士“美国轧件刚度表达式不适合作为轧件的板形刚度”的启发，将轧机的板形刚度定义为轧机的横向刚度除以轧件宽度，推导出了轧件板形刚度的表达式；第三阶段，进一步简化板形刚度理论，运用数学模型消掉了轧机和轧件板形刚度参数，将板形和板厚统一起来。如今，随着模型参数确定和计算模拟工作的完成，该理论在实践中也得到了应用，1997年，相关理论研究荣获第二届全球智能控制应用论文奖。1996年，张进之教授发现了板形理论缺少轧件参数，用微分法推导出了轧件参数的计算公式，建立了解析板形刚度理论。在此之前，板形板厚控制上是相矛盾的，仅日本人提出了当量刚度分配，即适当降低厚控精度来提高板形精度，而解析板形刚度理论微分表达式则以动态负荷分配方式同时提高了板形和板厚的控制精度，该方法已在新余中板轧机上推广应用，并获得省部级奖。综上，张进之教授将轧制理论从描述静态平衡关系发展到动态解析理论的新阶段，提高了板带材质量，降低了生产成本，简化了机电设备。由于贡献卓著，张进之教授得到了国内外轧制、自动化界的高度评价，先后荣获“六五”“七五”科技攻关奖、国家发明奖、省部级科技进步奖等各项奖励7次，发明专利6项（其中1项为美国专利），并被授予“国家特殊贡献专家”荣誉称号。