第249章 淬火线上数字孪生(2/2)
魏知远教授紧抿嘴唇,死死盯住赵老师手里的测温枪,重重地、无声地点了点头。
这个点头里,包含了太多的内容,对研发者智慧的敬佩,以及对自己能参与并推动此项技术应用的历史厚重感。
其他人则用眼神疯狂交流着,所有的震惊、疑问和启发都写在脸上,但没有人轻易开口议论。
从签署那份协议起,“多看、多记、多思考,但绝对不多说一句无关之言”已成为了他们下意识的行为准则。
接着,赵老师宏观地介绍了这个高温炉的设计理念,以及如何通过集成自研的脉冲电机、红外测温技术、“掐丝珐琅”陶瓷强电控制模块,将控温精度稳定在±5°c这一惊人指标。
随后,众人来到正在建设的喷淋淬火机组前,它静静地横卧在辊道旁,取代了昔日盛满淬火液的地坑。
它庞大的身躯上密布着管道与喷嘴,宛如一头结构精密的钢铁巨兽,等待着被唤醒。
魏知远教授等人站在一旁,目光中充满了好奇与审视。
赵老师站在机组前,神情不像是在介绍一台死板的设备,更像是在引荐一位并肩作战的战友。
他没有直接指向那些炫目的喷嘴,而是指向了分布在机组不同区域的几个灰绿色铁皮柜子前。
“魏教授,这就是我们这条淬火线的‘神经中枢’,”赵老师拍了拍其中一个控制柜,柜门上写着“1区控制”。
“我们这套喷淋淬火设施,最大的突破,就在于告别了‘一锅乱炖’的浸入式淬火。”
赵老师声音洪亮,带着工程师特有的自豪:“大家请看,我们将整个冷却区,根据功能划分成了三个独立区段:入口强冷区,中部调质区,出口缓冷区。”
他打开一个控制柜的门,里面是整齐排列的继电器、接触器,以及最核心的“掐丝珐琅”强电控制模块。
柜门上,则是一排排硕大的旋钮、拨动开关和醒目的红绿指示灯,以及对应的压力表、流量计。
他随手拧动一个标着“压力设定”的粗壮旋钮,旁边的压力表指针随之平稳地转动。
“每一个区,都是一个独立的控制单元。压力、流量,这些核心参数,都可以通过这些旋钮进行无级调节。”他拿起挂在控制柜旁边的一块木质夹板,“我们通过对喷管进行编组,实现了按需喷淋”。
“比如,要处理一种新的高强度合金钢板,需要特定的冷却曲线:先是瞬间高压强冷,锁住晶界;再阶梯式降低冷却强度,让心部组织平稳转变;最后是低温缓冷,释放内应力。”
他扬了扬卡片:“那么,我们的工人师傅,就会按照这卡片上的要求,提前将一区、二区、三区的控制柜旋钮,分别设定到指定的压力、流量值上。”
他熟练地开始操作,先是拨动几个开关,接着旋转了几个旋钮,伴随着清晰的“咔哒”声和仪表指针的偏转,仿佛在调试一件精密的乐器。
赵老师引导着众人的视线:“当加热好的钢板,由‘脉冲电机’驱动辊道,精准地送入淬火区时,工人师傅会按下启动按钮。此时,系统会根据板材的位置信号,自动开启对应编好组的喷淋区。你们看,”
随着他的话音,一块模拟用的钢板被辊道送入第一区。
“一区,启动!”
他按下按钮。刹那间,第一区上下两排喷嘴同时喷射出密集而强劲的水幕,均匀地冲击在钢板表面,控制柜上,“1区运行”的绿色指示灯骤然亮起。
“现在是一区强冷,持续30秒。”赵老师几乎是在吼,才能压过水流的轰鸣。
“30秒后,板材进入二区,工人师傅会手动切换,关闭一区,同时确保二区按预设参数启动。看,就像这样!”
他紧盯着手表辊道速度,时间一到,迅速而有序地操作控制柜,一区的喷淋戛然而止,几乎在同时,二区的喷嘴以稍弱的水压开始工作。
整个切换过程虽然依靠人工,却流畅得如同经过演练。
“通过这种分布式控制模块,加上我们工人师傅的精准编组操作,”赵老师总结道,脸上洋溢着自信的光彩,“我们就能实现冷却过程的‘按需调节’!想要多快的冷却速度,我们就给多大的压力和流量;想要什么样的性能梯度,我们就设计什么样的编组切换序列。这不再是模糊的经验,而是可以精确设定、稳定重复的工业流程!”
魏知远教授震撼地看着眼前的一幕,水流冲击钢板的声音仿佛是他内心澎湃思绪的伴奏。
他激动地说:“太好了!刘教授、赵老师!这不仅仅是自动化,这是将人的智慧、模型的预见和机械的精准完美地融合在了一起!有了这个能够精确执行复杂冷却曲线的设施,我的数学模型才有了真正用武之地,我们才能真正实现对钢材性能的‘设计’!”
在场的北大团队成员们也无不为之动容。
他们看到的,不是冰冷的自动化,而是一曲由科学家、工程师和工人共同谱写的、关于征服钢铁的雄浑乐章。
这套“智能”的系统,恰恰是这个年代,中国工业迈向精准化、迈向世界前沿的最坚实、最辉煌的脚步。
赵老师对热处理线的介绍,如同点燃了干柴,瞬间引燃了魏知远教授团队的学术热情。
在他们眼中,这条热处理线不仅是一条能提高生产效率的生产线,而是一个前所未有的理论试验场,是实现技术突破的绝佳平台!
魏知远教授一脸狂热,他语速飞快:“刘教授,赵老师,这实在是太令人振奋了!一座能实现±5°c精度的加热炉,加上一套可精确分区调控冷却强度的喷淋淬火系统……这意味着,我们第一次有可能在工业生产的尺度上,实现对钢材从加热、保温到冷却相变的全程精准追溯与主动设计!”
他的脸上洋溢着学究式的兴奋:“关于将我们的理论模型与你们的热处理线结合的事,我有了更具体的构想!我们完全可以建立一个超越经验的、系统化的‘材料工艺设计与预测体系’!”
“首先,是数学模型的精细化。”他目光炯炯,开始勾勒蓝图,“±5°c的控温是结果,但炉内热场和钢坯内部的温度梯度如何?我们要建立三维非稳态热传导的偏微分方程组,虽然求解它需要团队用计算尺和手摇计算机耗时数周,但一旦完成,就能首次在理论上精确揭示加热过程的本质!”
“其次,是工艺的‘可预测’与‘可设计’。”他越说越激动,“我的模型将结合不同钢种的t\/ttt曲线。当我们通过计算得出一条冷却曲线后,就可以将它覆盖在t曲线上,人工研判出钢材最终可能得到的金相组织。这就把‘烧钢’从手艺变成了可推算的科学!”
他看向赵老师,说出了最核心的构想:“赵老师,有了这套能分区调控的喷淋淬火设施!如果我们需要一种冷却曲线来实现特定的性能,我的模型就可以反向推导出你们那一区、二区、三区的喷淋系统,大致需要什么样的压力和水流量设定。这将为我们制定工艺卡片提供前所未有的科学依据,把新材料研发从‘盲目试错’变成‘理论指导下的高效验证’!”
他描述了一个充满人力智慧的工作流程:“这将是一个巨大的、人力驱动的系统工程。我们需要在炉内和钢坯上布设上百个热电偶,收集海量数据来校准我的模型。我的团队负责‘算’,你们的团队负责‘烧’和‘测’。我们共同建立一套完整的‘成分-工艺-组织-性能’关联数据库和一套标准化的工艺设计方法。未来,面对一个新需求,我们就可以在这套体系内,快速推算出一个高成功率的工艺方案,而不是全靠经验去猜。”
魏知远的提议,显然就“数字孪生”早期构想,它深刻地揭示了其在这个年代的核心:用系统的科学方法论,取代零散的经验,将工艺制定从“艺术”提升为“科学”。
这将是一条通向材料设计自由王国的道路,一条艰辛,却伟大的“长征路”。
魏知远教授的这番提议,让实践基地众人大喜过望,刘教授当即拍板:“好!魏教授,你的思路与我们的理念不谋而合!我们立刻抽调精干力量,全力配合你的工作!所需的一切资源、权限,基地无条件支持!”
合作的层级和深度,在踏入生产线不到两个小时里,便被提升到了一个全新的战略高度。
魏知远教授的团队展现出极高的效率,核心成员当天下午便正式入驻实践基地分配的办公室。
更令人感动的是,魏知远教授毫不犹豫地决定,将他们多年来积累的、视若珍宝的各类钢种基础物性参数数据库,包括精确的比热容、导热系数、相变动力学关键数据等,与红星基地共享。
这些数据将是构建那个宏伟模型的基石。
热处理生产线改造现场,钢铁的轰鸣与学术的静思,经验的厚重与理论的锋芒,正在以一种前所未有的方式,紧密地交织在一起。