□ 本报记者 杨 蕾

　　“从2010年第一台硅钢片在线测量仪安装在武钢冷轧硅钢三厂的CT6生产线上，到现在武钢已有3条取向硅钢生产线应用了我们提供的硅钢片产品质量在线测量仪。我们的测量仪经历了1000多个日日夜夜的连续运转，为企业成千上万卷高性能硅钢带的生产把住了质量关。”中国计量院工程计量与检测技术研究所所长林安利充满自豪地说。

　　探索，朝着金字塔的塔尖

　　“钢铁产业是传统产业，但硅钢片则是位于钢铁工业金字塔尖的产品，而取向硅钢片毫无悬念地位于塔尖的最顶端，也被称为‘钢铁之花’。”磁性材料测量实验室高级工程师贺建介绍，取向硅钢片是主要用于制作大型变压器、发电机等重大电力工程中的关键设备。取向硅钢的铁心损耗比其他硅钢片低10%～15%，因此取向硅钢在电力系统应用比例的高低标志着一个国家电力系统节能水平的高低。“对取向硅钢磁性能的任何微小改进对重大电力工程来说都举足轻重，要改善磁性能则离不开对其磁特性的准确测量。”贺建说。

　　贺建介绍，传统的测量方法采用的是离线取样闭磁路测量方式。“这种检验方法在每一带钢卷的头部、尾部各截取一段样品，在实验室利用检测设备进行磁特性的检测。无论从经济角度还是从资源、环保的角度来看，这种方法都带来了很大的负面影响。”

　　相比之下，在线测量方法是一种能够解决上述问题的新方法。取向硅钢在线测量仪就是一种可以对所有取向硅钢的磁性能进行动态、连续测量的科学仪器。这种在线测量仪不仅具有无损、连续测量的优点，而且还因其实时的测量周期，使取向硅钢生产的质量控制由滞后性改为能够根据实测结果实时调整工艺、从而优化产品性能，是高性能取向硅钢生产必须具备的质量控制手段，在国外硅钢的先进制造和质量检验领域应用十分普遍。

　　“但是，很长一段时间，我国不具备该仪器的制造能力。”林安利告诉记者：“该仪器对于国家重大电力工程尤为重要，特高压输电、三峡等大型水电核电工程，所用的取向硅钢必须100%性能无缺陷，尤其是动态检验产品性能的波动性须接近于0，为实现或检验这一指标，取向硅钢动态测量技术是必不可少的。”

　　以三峡工程为例，近年来虽然大型电力变压器和大型发电机组均实现了国产化，然而所用的高性能取向硅钢片只能全部采用进口钢片，由于国外对高性能取向硅钢的垄断，在三峡工程的自主化建设进程中始终受到取向硅钢原材料的制约。

　　多年来武钢、宝钢、太钢、首钢等国内大型钢铁企业不断呼吁国内开展自主化取向硅钢在线测量仪的研究。

　　在线测量的考验

　　2009年8月，中国计量院磁性材料测量实验室与武钢技控公司就硅钢产品质量在线检测设备国产化达成合作意向。为攻克这一技术难题，实验室组成5人技术小组，前往武钢进行现场调研，经过艰苦攻关研制出了硅钢片产品质量在线测量仪的样机，并在实验室进行了大量的模拟实验。

　　更大的挑战和考验是在设备安装在生产线上进行在线测量运行实验的时候。

　　由于检测设备一旦出现故障将造成生产线停止运行并造成严重经济损失，因此武钢要求研发的设备不仅要确保测量数据准确，还必须保证现场设备连续运行无故障。“这是我们遇到的第一个‘拦路虎’。”贺建回忆，为了确保设备运行的高可靠性，他们做了很多方案和设计，采取了很多保护措施、冗余技术、反复实验、反复修改。

　　“生产车间的现场环境与实验室里完全不同，在实验室里运行良好的设备在生产线上可能会受到各种干扰和影响。”贺建说，这也是在线测量的一大特点。首先，硅钢卷带的带厚在不断变化，从而使磁感应强度和磁场强度峰值稳定这一基本测量条件无法得到满足；其次，硅钢卷带处于快速运行过程中，外界的温度、张力、地磁场、卷带跑偏量等因素，都会对所测的比总损耗产生影响。“解决这些问题的关键是确保比总损耗的测量与外部环境因素测量同步，而难点在于通过大量理论和实验研究，建立起张力、温度、地磁场等因素对比总损耗产生影响的关系。”

　　经过一段时间的调试和试运行后，中国计量院研制的这台国产化的硅钢片产品质量在线测量仪迎来了一场72小时的“考试”。

　　2010年11月22日早9时28分，“考试”开始。中国计量院研制的这台设备与生产线上已安装运行的日本设备同步运行，同时对武钢生产的取向硅钢产品进行磁性能测量。

　　11月25日10时，“考试”结束。

　　72小时不间断无故障，两台检测设备测量了45卷钢带，总长度超过29万米。测试结果表明国产设备已经基本达到了国际水平。

　　又经过长期的连续在线测量后，武钢认为中国计量院研制的设备具有较高的可靠性，能够承担在线测量，满足客户需求。

　　“我们的成果还有很多需要改进和提高的地方。但我们终于实现了硅钢片产品质量在线测量仪的国产化，填补了这一空白，为打破国家重大电力工程长期以来受进口取向硅钢片严重制约的局面作出了自己的贡献，这是值得我们骄傲和自豪的。”林安利说。