摘要：“工业4.0”不仅仅是场技术革命，更重要的是对企业经营理念、组织模式、产品结构等方面进行深层次的改革和转型。目前我国钢铁工业正处于发展战略的转型期，是实现行业转型的重要抓手。实现钢铁工业智能化制造，实现敏捷的柔性制造、高品质的个性化定制，推进行业的战略转型。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对钢铁结构中的加固技术及其工程应用研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：钢铁结构；现状；加固技术及其工程应用研究
引言
建筑结构工程应由有相应资质的专业施工单位严格按照设计图纸及相关设计验收规范施工，始终把安全适用、保证质量放在首位，若偷工减料、毫无结构安全意识的随意施工，随着荷载长期作用，结构的薄弱环节必定显现出来，到时再进行加固处理，不仅影响建筑物正常使用，且耗费人力、物力及财力，造成社会资源不必要的浪费。
1、钢结构概述
钢结构是指用钢材制作的成本、半成本，如钢柱等构件。各个构件之间使用螺栓、焊接连接，是当今建筑结构主流的形式。从钢结构现行使用情况来看，其主要的优势有：（1）强度高。钢结构是以钢材作为主体，相比混凝土等材料，钢材具有重量小、脆性低、屈服强度大等优势，如果各项外部条件相同则钢材具有截面小、自重轻和运输便捷等优势，不仅适用于普通多层建筑，还可以应用于超高、超重以及大跨度建筑中。（2）抗震性强。钢材由于有较强的韧性，这样决定了其抗震性。通过显微镜放大看可以发现钢材内部组织结构十分均衡。适用于建筑工程结构，可靠性非常高。（3）耐热性强。钢结构受自然环境的影响较小，据有关试验表明，在150℃以下钢结构材质变化非常小。所以可以在高温车间中加工。如果生产温度超过了150℃则要采用隔离措施。（4）机械化程度高。钢结构在工厂统一加工制造，之后运输到工地拼装，在钢结构制造过程中，可以实现机械化生产，提高了钢结构的制造进度，也可以提高施工现场拼装速度，生产效率非常高。（5）密封性好。钢结构连接主要是采取焊接工艺，良好的焊接工艺可以使钢结构处于全密封状态。所以钢结构不仅在建筑领域中广泛应用，同时也涉及了大型油池、压力管道等领域。
2、钢结构的现状
当前，钢结构施工中，存在着严重的“以包代管”情况，很多施工单位由于专业技能及经验缺乏，加上未严格依据行业标准操作，致使施工中存在各种潜在隐患。如今，建筑领域材料多为混凝土，多数施工单位虽然对混凝土施工技术十分熟悉，却缺乏钢结构施工经验。这些情况导致钢结构施工控制中各类问题突出，极大地影响了钢结构的施工质量，不利于我国钢结构的健康、稳定发展。模仿照搬问题。
3、钢铁结构中的加固技术及其工程应用研究
3.1先进IT技术在主体系统中的应用
钢铁业采用的是以一种原材料生产出多种产品的典型Break Down型生产方式，与以汽车产业为代表的组装大量零部件生产出产品的Build Up型生产方式有很大差异。即使二者都是接单生产，Build Up型采取根据用户订单准备需要的零部件，决定何时何地组装哪个部件的生产方式；而Break Down型则需要将大量用户的订单分组，以便各工序都能高效处理，同时需要根据上游工序选择处理工序、分组及确定处理顺序。物流计划也同样需要通过利用先进IT技术提高效率。在钢铁业，物流大致分为三大类：用大型货船将进口原料运送到国内多个钢铁厂的原料物流、运送钢铁厂内的半成品和成品的企业内部物流以及根据生产计划将生产的成品运送到离用户较近的物流基地的产品物流。无论哪种均为重物运输，对生产成本都有着很大影响，需要合理的、与生产计划同步的物流规划。为了实现生产/物流的高效化，分组、调度非常重要，为解决这些问题，采用了各种优化计算。
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3.2单元级CPS的构架
（1）料场智能管理。全厂区内外部物料智能化配送系统；原料堆取策略与无人化装卸装备；RFID射频技术与进出料自动识别；高效、环保、节能的全封闭料仓。（2）智能炼铁装备。建立数字孪生模型、自动配料与上料系统、料面检测和烟气分析、风口监测、自动出渣出铁技术，实现高炉冶炼过程可视化、数字化与智能化。（3）智能炼钢系统。采用烟气分析、成分和温度在线检测技术和精准炼钢模型，取消副枪；研发自动备料和装料系统、自动出钢系统，实现真正的“一键式炼钢”。（4）智能铸轧系统。研发质量在线检测技术、质量在线监控、数字化虚拟技术等嵌入到现有的PCS和PLC中，提升装备“自感知、自适应、自决策、自调节”能力。（5）智能装备与技术。广泛采用辅助生产工序的无人化、智能化单体设备，如智能磨辊间、无人天车、检测机械人、喷号和包装机械人、AGV小车等智能装备。（6）先进检测技术。采用基于机器视觉、红外光谱、超声显微镜、LIBS、二维X射线衍射、激光超声等技术，实现钢材外部质量、内部缺陷、材料性能的在线检监测。
3.3利用先进传感器的生产工艺控制技术
在精轧机带钢蛇形控制方面，开发出利用模型预测控制（MPC）方法对带钢尾部蛇形进行控制的技术。MPC使用了设置在精轧机架间的摄像机式蛇形计。在精轧机带钢板形控制方面，对精轧机的弯曲压力和矫平力进行反馈控制的板形控制技术。该技术使用精轧机出口的LED光投影花样式平坦度计测定带钢平坦度，并将平坦度分解为对称成分和非对称成分，对弯曲压力和矫平力进行反馈控制。在温度计测技术方面，开发出可在有大量冷却水的热轧轧机输出辊道上对带钢温度进行高精度计测的喷泉高温计。使用该温度计的控制冷却技术已经实用化。该技术对冷却途中的钢板进行测温，并预测带钢控制点的卷取温度，根据预测温度对冷却水量进行前馈控制，使带钢控制点的温度达到目标温度。利用喷泉温度计不仅可对带钢卷取温度进行控制，而且可以对带钢的冷却履历进行实时控制，使带钢冷却过程中的快冷终止温度和中间快冷时间达到目标要求。
3.4先进控制技术的应用
该技术在原有控制器中配置含有自由Q参数的过滤器，在系统灵敏度函数叠加任意的结晶器振动频率权重系数，所以可设计自由Q参数，使结晶器振动频率权重系数接近于阶式滤波器的特性，降低结晶器振动频率水平的变动量，从而使结晶器钢液面稳定化。在串列式冷轧机组的控制技术方面，开发出利用普通预测控制（GPC）方法进行板形反馈控制的技术。利用该技术提高了串列式冷轧机组的板形控制能力。在可逆式冷轧机的控制技术方面，开发出板厚控制应答特性的判定技术。该技术用扩展最小二乘法的ARMAX模型（外部输入的自回归滑动平均模型）的判定方法对板厚控制应答特性进行判定，提高了冷轧板厚度。
结束语
钢结构加固技术突出的建造优势和优良的工程性能不断发展成为我国建设的主要力量，为建设完善不断注入新的发展动力，相关工程人员以及研究人员应更加重视钢结构施工技术的研发创新，在施工中对各项技术进行有效控制，促进建设行业的不断发展。
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论文作者:马德超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/2/3
标签：钢结构论文; 技术论文; 带钢论文; 轧机论文; 在线论文; 温度论文; 钢材论文; 《基层建设》2019年第28期论文;