作者: 来源:中国钢铁新闻网 发布时间:2009-12-31 15:36:44
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陈先霖院士自述:把教学科研的重心放在企业

 
1945年抗日战争胜利和1949年全国解放是两个光辉的年头,同时也是我生活历程中两个有意义的日期,前者是我考进交通大学的年份,后者是我毕业的年份。
 
1954年我由冶金工业部(原重工业部)调到北京钢铁学院(现北京科技大学)任教,由此至今,我一直是冶金机械专业的一名教师。
 
文革前的十二年,除了讲课,我的主要工作是每年两次带学生下厂实习、现场教学和自己在现场了解机械设备的“生活”,以及为工厂完成一些试验、测试和技术革新等,同时学会如何与工人和现场人员一起工作,使我受益匪浅。
 
文革期间我属靠边站,不允许参加“革命群众”的日常活动,却给了我钻外文书店和情报所的机会。在此期间先后自学了计算机语言和编程、有限单元法、系统仿真、系统动力学、断裂力学等新的科目,进行了一次知识结构的调整。
 
1972年起,较重大的任务陆续降临。
 
攀枝花钢铁公司在七十年代三线建设期间建立了3座120吨转炉,它们是当时我国自行设计制造的最大转炉。转炉托圈是支承和带动总重近千吨的转炉炉体倾动的要害部件,直径847 0毫米,用厚度8 0—1 0 0毫米的钢板焊成。在1 97 0—7 1年制造期间,沿托圈圆周32条探区内发现钢板内部存在大量分布的裂纹缺陷。由于当时在国内无法找到更好的钢板,经机械工业部负责同志决定,列为“监督使用”。文革结束后, 1 97 8年原设计单位提请冶金部对3座转炉托圈的安可靠性进行鉴定,如不能用,就建议更换新托圈。
 
这里有一个背景情况:1972年该厂2号转炉的合金钢主轴(直径800毫米)曾发生断裂。经我们通过断口特征分析和动应力实测研究判认这是一起典型的断裂力学案例,即分布在主轴沟槽根部的裂纹缺陷在大振幅交变应力的循环作用下失稳扩展而导致断裂。当时断裂力学和弹性系统扭振等问题尚未广为人知,因而不少人对我们的判认持怀疑态度,根据之一是该厂1号转炉与2号转炉制造条件相同而投产更早,为何安然无恙?到了1977年, 1号转炉主轴也发生了同样的断裂。此时断裂力学知识已较前普及,由此促使原设计单位联想到托圈内部的裂纹缺陷是更为危险的隐患,一旦托圈断裂,后果将不堪设想,因此提出了是否更换托圈的问题。
 
更换3座转炉的托圈,将造成该厂长时间停产,经济损失巨大。冶金部委托我们进行托圈安全性研究。我们在现场进行了连续两个月的托圈应力实测工作,同时完成了托圈应力场的三维有限元计算,最后作出明确结论: 3座转炉的托圈均可继续安全使用,不须更换,同时还允许转炉扩容到150吨。对此我们承担了责任,使企业免去后顾之忧。此后十余年生产实践证明,所作结论正确。
 
武钢1 700mm宽带钢冷连轧机和宝钢2030mm宽带钢冷连轧机均由德国引进,合计年产量31 O万吨,约占我国冷轧薄板生产能力的7 0%。但生产中均存在板形不良的问题。板形平坦度是冷轧带钢的重要质量指标。七十年代以来,由于国际市场对板形平坦度的要求愈来愈高,板形控制技术成为宽带钢轧机的一个核心关键技术。国际上围绕板形技术的开发,出现了多种不同的轧机机型,如Hc, CVC, Pc,…等。它们同时并存、互相竞争,既表明板形技术是当前国际上研究开发的前沿和热点,也表明现有的板形技术还没有达到成熟稳定的地步。
 
八十年代末德国SMS公司为宝钢冷轧厂提供的板形技术,是世界首例在大型冷连轧机上采用CVC板形自动控制技术。SMS公司自称采用此种技术的轧机为“新一代高技术轧机”。CVC板形控制技术的核心是特殊的工作辊辊形曲线,德方只向宝钢提交辊形曲线4 89个点的坐标值,供作磨辊的依据,至于曲线的来源和数学模型则一概对我保密。板形自动控制程序是用西门子专用汇编语言写成的,约12000条,被视为“天书”。宝钢决定与我们合作,以解开曲线和天书之谜。
 
在轧机投产之前,CVC曲线的来源和数学模型就由我的一位博士生作出了1 00%的破译,这是由于他已经进行了板形理论和辊形理论的基础性研究,他发现德方提交的曲线正是他所研究的高次辊形曲线的一种低次特例。同时还发现了德方原设计参数选择的重大失误,促使德方立即作了修改。由于轧机投产后轧出的板形质量并不令人满意,我们决定从德方提交的板形自动控制程序中去寻找原因。课题组对程序进行通读之后发现,德方提供的这套板形自动控制系统竟完全不具备识别和控制高次复杂浪形的能力。对此问题, SMS、西门子和ABB三家公司组成的联合专家组不得不在正式报告书上签字承认他们提供的这个系统“对复杂浪形的纠正能力不够,必须进行改进’’,同时接受了我们提出的几项改进措施。
 
在宝钢之前,我们已经在武钢的一米七冷连轧机上围绕板形问题进行了多年工作,我们和工厂一起研制成功的变接触长度(VCL)支持辊,功效显著。在此基础上,加上我们与宝钢的长期合作,终于使宝钢冷轧板形质量有了明显的提高,取得了巨大的经济效益。
 
在此愿对引进技术的消化吸收与自主创新的关系谈一点体会:
 
对引进的成套技术和装备,应区别其中大量的一般先进技术部分和核心的技术密集部分。对前者可以用常规方式处理,并逐步减少引进;对后者则宜组织专门力量进行有深度的消化和跟踪。
 
对核心的技术密集部分,应区别其中成熟有效的部分和可能存在的尚不完善的部分。对前者可以通过消化吸收为我所用;而后者则可能成为我们自主研究创新的生长点。这样做,有可能成为加速提高自主开发创新能力的一条捷径。
 
我长年从事培养工科研究生的工作。研究生需要导师引导。我一直赞成我校一位老教授的话:带博士生不是“放羊”而是牧羊。我理解牧羊有两重含义:首先,牧羊人要把羊群带到一个水草肥美的地方,引导他们进入一个最适合的研究领域(特别是某个高层次、跨学科、有深度的领域)和最有利的研究环境(如某个主战场),这就是导师起“导”的作用;其次,羊要有群,才能形成群体的力量,形成最基本的学术小环境,以进行切磋和竞争。一个合谐的学术小环境也是人才成长所必不可少的。
 
科教兴国的关键是人才。新一代的人才、跨世纪的人才只有在实践中、战斗中才能茁壮成长。
 
相关专题:那些远去的背影
 
 
 
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