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第249章 淬火线上数字孪生

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三天后,由魏知远教授亲自率领的五人核心团队,便出现在了红星轧钢厂。

刘星海、李怀德亲自出面接待,赵老师、吕辰、王卫国陪同在侧。

简单寒暄后,并未立即前往正在闭建攻坚的热处理生产线,而是将客人引向厂区深处的一栋独立小楼。

楼前站着两名神情肃然的保卫人员,目光锐利地扫过每一位进入者。

气氛在踏入这小楼的瞬间,便悄然发生了变化,不再是友好开放的学术交流,而是弥漫开一种无形的压力。

会议室的门被关上,外界的喧嚣消失。

室内光线明亮,窗帘紧闭,长条会议桌中央摆放着几份文件夹。

除了先前的几人,厂保卫处处长也已就位,沉默地坐在一旁,他的存在让室内更添了几分凝滞。

李怀德收敛笑容,目光扫过魏知远教授和他的团队成员,两位资深研究员,一位博士,一位硕士,以及一位年轻的助手。

他的语气缓慢而有力:“魏教授,各位同志,欢迎来到红星轧钢厂。在接下来的工作中,你们将会深入接触并参与一项由我们实践基地独立研发、目前仍处于高度保密状态的技术——非接触红外测温技术及其在热处理线上的系统性应用。”

他刻意停顿,让“高度保密”四个字在寂静的会议室里回荡,深深嵌入每个人的心间。

李怀德的声音愈发低沉:“在此,我必须非常郑重,也非常明确地向各位说明,该项技术,及其在应用过程中产生的所有数据、工艺参数乃至观察到的现象,已被上级部门列为最高机密,事关国防安全与重大国家利益,非同小可。”

保卫处长适时起身,将一份份印着“绝密”字样的文件,无声地、准确地放在每一位北大团队成员面前。

那抹红色,刺目而沉重。

李怀德继续说道:“摆在各位面前的这份保密协议,它不仅是一纸具有法律效力的文书,更是一份沉甸甸的责任,和组织对各位毫无保留的信任。它要求你们,在任何时间、任何地点,对在此间所见、所闻、所接触的一切,保持绝对的沉默,守口如瓶。现在,请大家仔细阅读其中的每一条条款。如果……在座任何一位同志,因此感到压力或有任何疑虑,现在可以坦诚提出,我们完全理解,并且会立刻、妥善地安排您退出本次核心合作,转而参与其他非涉密环节的辅助性工作。这无关个人能力或信任,只关乎原则和纪律。”

话音落下,会议室里落针可闻。

魏知远教授脸上好奇与轻松瞬间消失得无影无踪,取而代之的是一种极度凝重和近乎神圣的肃穆。

他没有立刻去翻看那份厚重的协议条款,而是先抬起头,目光坦然而坚定地与李怀德对视,仿佛在用这种无声的方式,传递着一种超越言语的承诺。

他缓缓摘下眼镜,从口袋中掏出绒布,仔细地擦拭着镜片,仿佛要驱散一切迷雾,更清晰地看清眼前这份文件所承载的分量。

重新戴上眼镜后,他没有丝毫犹豫,拿起桌上的钢笔,拔开笔帽,在保密协议最后一页的签名处,郑重地签下了自己的名字——魏知远。

笔尖划过纸张的声音,在寂静中显得格外清晰。

“李厂长,刘教授,请放心。”魏知远斩钉截铁,带着一种学究气的执拗与坚定,“科学探索或许无国界,但科学家,有祖国。我们深知此项工作的轻重。能参与进来,是我等的荣幸,更是我等身为中国科研人员不可推卸的本分与责任。我,以我的学术生命和人格向组织担保,我和我的团队每一位成员,绝不会辜负这份信任。”

他的话语在团队成员心中激起层层波澜。

那两位资深研究员和博士生,脸上是紧张、兴奋与使命感交织的复杂表情,他们屏住了呼吸,脸色激动而微微泛红。

他们意识到,自己即将触摸到的,已不再是纯粹的学术理论,而是国家最前沿、最敏感的工业与国防科技成果。

这是一种远超实验室探索的体验,带着历史的尘埃与未来的重量。

他们像自己的导师一样,用一种近乎仪式感的庄重,签下自己的名字。

那位最年轻的硕士生助手,眼里则飞快地闪过一丝惶恐与震惊。

他太年轻了,“国防”、“绝密”这些词汇,过去只存在于报纸、广播和充满距离感的想象之中。

此刻,却亲自被卷入这漩涡中心,巨大的不真实感和压力瞬间攫住了他。

他下意识地看向魏教授,看向身旁沉稳的师兄师姐,从他们那沉着坚定的动作中汲取着勇气和力量,然后努力深呼吸,让有些发软的手稳定下来,完成了签署。

笔尖离开纸面的那一刻,他才仿佛完成了一次至关重要的成人礼,长长地舒出一口气。

待所有协议签署完毕,由保卫处长严格核对、收回,李怀德脸上才重新露出一丝缓和的神色。

他用力握了握魏知远的手:“魏教授,感谢你们的理解与支持!后续的具体工作,就由刘教授和赵老师全权负责,我厂各部门必将全力配合。”

说完,他便与保卫处长先行离开了会议室,他还有重要的厂务需要处理。

保密协议签署时的氛围沉重,直到众人跟随着刘教授和赵老师,踏入热处理生产线改造现场时,才被另一种更炽热的蓬勃的气氛取代。

巨大的厂房内部,崭新的设备与全新的基架交错,构成了一个充满工业力量与科技美感的独特空间。

赵老师将众人引至热处理炉门前。

“各位请看,”赵老师指着炉门驱动机构上那个不起眼的、包裹在金属外壳内的装置,“这就是我们为解决炉门精密定位而自主研发的‘脉冲电机’。”

说着,他示意王卫国打开了电源。

初看之下,北大团队成员们带着一丝好奇,觉得这个“一步一步走”的小东西颇为精巧。

但当赵老师详细解释,正是依靠它,实现了炉门滑动时毫米级定位精度,从而为炉内实现±5°c温场均匀性奠定了最基础保障时,魏知远教授的目光瞬间变得锐利。

他来到炉门前,几乎将脸凑到电机上,仔细观察着电机与传动结构的连接方式,低声道:“精彩啊!这是将连续的模拟物理世界,与离散的数字控制指令完美结合的工程典范!我们的理论模型里,或许只是一个理想化的传递函数和状态空间方程,而你们,用这样一个发明,在充满摩擦、惯性和振动的真实物理世界里,实现了近乎绝对的精准。大巧不工,重剑无锋,这才是工程智慧的极致体现!”

其他团队成员也痴迷地看着那台脉冲电机,它“咯噔咯噔”地响着,以一种近乎冷酷的精准,驱动着沉重的炉门平稳滑行,严丝合缝地关闭。

从人只觉得课本上的控制理论,以及稳定性判据,第一次如此生动地具现在眼前。

而当赵老师拿着一支红外测温枪演示时,带来的震撼更是达到了顶点。

看着赵老师只是简单地对着炉门按下开关,仪表盘上指针便瞬间指向一个稳定的读数时,北大团队中响起了一片压抑不住的、倒吸凉气的声音。

非接触、瞬间响应……

看仪表上的刻度,上千度的测量范围……

这些指标结合在一起,所带来的技术冲击力是巨大的。

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cct\/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cct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。

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