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[成果] 1700451115 广西
TF8 应用技术 贵金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:桂林金格电工电子材料科技有限公司主要从事银基触头材料生产及销售,触头材料年销售量达100吨,在国内排行第3、4位,而AgNi(10)等AgNi类做为公司的三大块触头材料之一,年产量达30吨左右,生产过程中所产生的边角废料将近3吨,每年处置这些边角废料的费用达50万元。因而寻找一种便捷高效的回收工艺方法是非常有必要的。该发明充分利用了以下3点金属特性:Ag跟Ni间的互溶度非常低,只有0.18%的互溶度,几乎不互溶;Ag跟Ni的密度相差较大,Ag的密度为10.50g/cm<'3>,Ni的密度为8.9g/cm<'3>;Ag跟Ni的熔点也相差很大,Ag的熔点为961℃,Ni的熔点为1453℃。基本原理:在高于Ni的熔点温度以上,Ag和Ni都是液态的,且不互溶,通过静置,Ag和Ni因密度相差较大,会发生分离、分层,Ag将沉于底层,Ni将浮在上层,再经冷却后,上层的Ni将首先凝固,如果温度高于Ag的熔点时,可通过浇注方式将Ag熔液浇离,或者全部冷却至低温,通过车、切、锯等方式将Ag块分离出来。所分离出来的Ag纯度非常高,达99.9%以上,其中还包括了互溶在内的0.15%的Ni;如果在高温下静置分离达到充分的话,Ag的回收率应达到95%以上。该发明创造性在于充分利用了Ag和Ni在熔点、密度上的差异,且两者间的互溶度极低的简单物理特性,成功地使用简易的高温熔炼的工艺方法将AgNi(10)等AgNi类触头材料大规模生产过程所产生的边角废料回收出来了Ag,所回收出来的Ag可以当作原材料再次投入到AgNi(10)等AgNi类触头材料的生产。该发明的先进性在于:工艺方法、流程简易,易于实现。根据该发明是完全通过高温、静置的方式就可以将Ag和Ni实现分离的特点,在工艺、环境、人工、装备等方面是不存在什么难题的,应该说成熟程度相当高;该发明完全可以应用的AgNi(10)等AgNi类触头材料批量化生产所产生的边角废料的回收方面,回收过程无废气产生,主要属于高温作业,需做好高温作业安全防范即可。该发明曾经对桂林金格电工电子材料科技有限公司在生产AgNi(10)等AgNi类触头材料所产生的边角废料进行回收,回收的总量达1吨多,回收出来的Ag锭全部当作原料用于AgNi(10)触头材料的生产,所生产出来的AgNi(10)触头材料在性能方面与常规原料生产出来的产品无异,客户使用后无不良反馈。该发明在应用时,因当时(10多年前)技术原因,熔炼炉和坩埚满足不了高温熔炼的条件,导致Ag回收损耗大、熔炼器具返修率高,在成本上无优势,因此该发明并没有继续应用下去。该发明于2016年获得授权,尚无有获奖的情况。
[成果] 1800120083 内蒙古
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:稀土精矿的原料性质决定其冶炼工艺,白云鄂博稀土矿用于稀土冶金的矿产品为品位50%的混合型稀土精矿,矿物纯度约70%。原料品位低、杂质含量高,限制了冶炼工艺的创新,氟、磷、钍等有价元素均未能得到有效回收。研发了65%高品位稀土精矿选矿新技术,得到REO>65%、作业回收率>92%的高品位、高回收率稀土精矿,精矿中杂质减少70%,建成6500吨/年65%稀土精矿选矿示范线,实现65%稀土精矿的大批量生产。开发了高品位稀土精矿清洁高效提取新技术,得到直接用于萃取分离的混合氯化稀土,伴生元素氟、磷、钍实现综合回收,稀土回收率达95%以上,建成3000吨/年产业化示范线。开发了高品位稀土精矿浮选分离氟碳铈精矿和独居石精矿的高效选矿技术,建成3600吨/年产业化示范线,工业试验得到REO>68%、纯度>96%的氟碳铈精矿和REO>62%、纯度>90%的独居石精矿,实现了两种精矿产品的高品位和高回收率。
[成果] 1700441370 浙江
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:JJL1200型多晶硅铸锭炉是专为太阳能工业设计的,用于制造大量、高品质的多晶硅铸锭,是多晶硅片生产过程中的必备设备。该炉是一种高效节能型硅重熔铸锭炉,采用国际领先的电阻加热技术,独特的热场设计,运用先进计算机控制技术,实现稳步定向凝固,生产出高质量、大规格的多晶硅铸锭。大型结晶真空炉体:炉体采用双层不锈钢筒体内部设计有冷却通道,通有冷却循环水,能有效带走凝固长晶散发的热量,同时也保证炉体安全运行。炉体内径由G6的2150mm扩大到现在的2400mm,通过精确计算,确保使用最少的用钢量达到最佳的性价比。铸锭炉新型热场及结构:独特设计的6面加热系统,由3组变压器通过一定的功率比控制发热量,分别对硅锭的顶部,四周和底部实现6面加热,大大缩短硅料的加热熔化时间。长晶系统的优化,保留已经成熟应用的长晶方式,通过提升隔热笼实现冷却长晶,结合新型设计的底部抽拉板加冷盘技术,消除大尺寸硅锭在长晶初期中间偏热两边偏冷的弊端,保证硅锭在长晶过程中对等温线平整的控制。铸锭炉新型冷却装置:随着铸锭规格的不断扩大(1200kg),靠隔热笼提升散热结晶的方法,使硅锭中心部分的热量很难散出去,影响长晶效果,而且长晶时间也会比较长。新型铸锭炉采用隔热笼提升技术和底部抽拉板技术实现结晶热量的释放,并应对大尺寸硅锭长晶时中间和四边散热不均的现象,通过底部冷盘技术,大大减轻这一不良现象对长晶的影响。铸锭炉电控系统:相比传统的G6铸锭炉增加了底部冷却系统、底部加热系统、底部抽板系统、三电源控制系统。必须要克服新系统与原来的控制系统相融合,做到更加节能、更加安全的控制系统。主要技术参数:标准铸锭尺寸:1160×1160×(390~420)(mm);标准铸锭重量:1200~1300(kg);生产周期:≤90(h);最高工作温度Max:1560℃;极限真空度:≤0.8pa;用电量/kg(kWh):≤6.5;有效利用率:≥72%(底部2.5us顶部3us)(全熔);电池片整锭平均转换效率:≥18%;年单台产能:约16MW。
[成果] 1700270043 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:目前市场上多晶组件占据主导地位,解决多晶组件EL黑边有利于提升光伏电站的发电收益。行业内多晶硅锭的生产方式为DSS(定向凝固生长),通常G5铸锭炉边缘硅块的比例为64%,通常G6铸锭炉边缘硅块的比例为44%,底部红区的高度介于整体高度的三分之一左右;以此估计EL黑边硅片的比例分别为21.12%、14.52%。随着大型光伏电站建设客户对多晶组件EL质量的要求提高,需要从源头进行控制。一旦彻底解决此问题,巨大的装机量可以带来后续持久的发电收益及电站品质保证。该项目对光伏组件EL图像黑边产生原因以及消除的方法进行了研究。创新点如下:(1)测试出硅锭少子寿命的红线和组件EL黑边的对应关系。(2)发现了表面铁杂质是造成组件EL图像黑边的根本原因。采用含铁杂质低的高纯度及大尺寸坩埚,可减少EL图像黑边硅块少子寿命按照0.6-0.7微秒检测:1、少子寿命宽度<4mm,宽度不限;硅片制作组件端EL无黑边。2、少子寿命宽度<10mm,组件端黑边宽度小于1/12。该项目通过少子寿命标准的控制及优质坩埚的引入,最终将组件EL黑边的比例控制在4%以内,研究成果对于行业品质提升具有极大的促进作用。
[成果] 1700270044 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:太阳能是未来最清洁、安全和可靠的能源,发达国家正在把太阳能开发利用作为能源革命主要内容长期规划。长期以来,中国大陆光伏产品主要供给欧美市场,国内份额很小。由于欧美市场需求量的增大,中国光伏产业在过去的几年中取得了快速的发展,最近5年的年均增长速度达到40%以上。该项目研发了应用于多晶硅铸锭定向凝固工艺环节降低位错密度的技术。技术创新点:铸锭铸造过程中根据硅锭晶体生长特征,重新调整了四个阶段中晶体生长速率,以利于释放热应力,降低位错密度。调整工艺后规模验证,经过切割后硅片碎片率降低0.5%。减少在长晶过程中由于温度对其产生的位错数量,提升硅片电学性能提高电池片转换效率。该项目已在生产线上批量应用,效果良好,为中国光伏产业的持续发展具有重要战略意义。
[成果] 1700460070 福建
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:面对占统治地位的复杂白钨矿资源日益难以高效分解、伴生有价元素难以有效综合回收,以及废水排放等问题,亟需开发复杂白钨资源的高效清洁利用工艺。新技术的发明,可带动钨技术革命,实现钨资源的可持续发展,具有重大的经济效益和社会效益。该项目在厦门钨业低品位钨矿生产APT的先进生产技术基础上,自主研发磷酸浸出体系颠覆了现有的盐酸分解伴生钨体系,实现了复杂伴生钨矿的钼杂质以阳离子形态高效浸出,充分利用E流程旧厂房等资源,委托制造、自行配套关键技术设备,配备管理技术人员,建设一条年生产5000吨综合APT生产线及配套设施。该项目的技术升级使得白钨矿变"难处理"为"易处理",成为钨提取冶金的主要原料,解决钨湿法冶金废水这一亟待解决的重大问题,有利于配合行业整顿的国家战略,淘汰落后产能,保护宝贵资源,促进钨业可持续发展,增强中国在国际钨业的话语权。
[成果] 1700270051 河北
TF8 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:该项目研发了应用于顶底加热方式的多晶定向铸锭技术。技术创新点:1、在多晶铸锭炉的热交换石墨平台下增加一层软毡,控制坩埚周围热场的变动,达到了长晶固液界面平直的效果。2、在长晶初期采用降低隔热笼提升速率的方式,减小了长晶初期凹固液界面曲率。在长晶后期采用增加顶部加热器温度的方法,减小长晶后期凸固液界面曲率。达到了减少长晶过程中位错增殖的目的,提升了电池片效率。该项目成果应用于采用顶侧加热的多晶硅铸锭炉,热场方面直接在DS块与DS块下端隔热层之间增加一层软毡,长晶温度及隔热笼设置直接在按照实验最优方案在炉台参数表内更改,其低成本的改造费用能够更加容易的推广。
[成果] 1700600132 辽宁
TG2 应用技术 稀有稀土金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:高性能航空发动机的国产化是中国航空领域中长期科技发展目标,但是,对于高性能航空发动机上的高端铝合金铸件,由于国内无法自主配套,进口受到限制,一直成为制约中国高性能航空发动机自主发展的“瓶颈”问题。 该项目高端铝合金壳体铸件是高性能航空发动上的关键部件,典型铸件整体壁厚2-3mm,集成铸造多条细长弯曲管路,具有复杂的多封闭腔结构,铸件内部质量、尺寸精度、力学性能、管路工作压力等要求很高,铸造难度极大。在该项目开发之前,国内多家航空铝铸件研制单位经过多年的研制工作,在集成铸造细长弯曲管路、薄壁大型铸件完整充型和复杂多腔结构件内部质量控制、尺寸精度控制等方面没有取得突破,无法铸造出合格壳体铸件。项目完成单位突破一系列铸造关键技术,打破国外的技术封锁,成功解决了航空发动机高端铝合金壳体铸件的铸造难题,实现了批量生产,有力支撑了中国高性能航空发动机自主化发展。 主要科技内容有三大方面:集成铸造细长弯曲管路技术,包括细长弯曲砂芯的制备、砂芯的溃散清理、管路区域呛火的防制等,解决了一次整体集成铸造细长弯曲管路难题,已成功应用于集成直径3-12mm,总长度100-4650mm细长弯曲管路的航空发动机高端铝合金壳体铸件生产;负压充型正压凝固多点分散式浇注工艺技术,包括铸件负压充型及正压凝固工艺参数优化、多点分散式浇注系统设计等,实现了整体壁厚2-3mm大型复杂铸件的完整充型,铸件内部质量达到HB963之I类铸件水平;高端铝合金铸件数字化铸造生产技术,包括铸造工艺CAD设计及CAE模拟、模具CAD设计及CAM制造、砂型(芯)及组型三维在线扫描检测、铸件负压充型正压凝固过程数字化快速响应控制等,成功批量铸造出尺寸精度达到CT7级质量稳定的复杂薄壁高端铝合金壳体铸件。 该项目技术成果填补了国内薄壁、多管路、多腔体、复杂航空发动机高端铝合金壳体铸件砂型铸造技术的空白,达到国内领先、国际先进水平。
[成果] 1700510517 河南
TG3 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:近年来,随着中国人民生活水平的不断提高,质量稳定的双零铝箔,特别是采用电解铝液直接铸轧工艺生产的高档双零铝箔的需求量不断增加。与传统重熔铝锭铸轧工艺和热轧工艺相比,电解铝液直接铸轧生产高档双零铝箔工艺具有流程短、节能减排、环保及成本低等明显优势。虽然其工艺基本成熟,但因电解铝液本身的固有属性,即:温度高、非金属夹渣物含量高、有害气体(特别是氢)含量高以及形核质点少(“三高一少”)等问题的制约,以及电解铝液直接铸轧熔体净化处理工艺还存在技术难点,致使最终产品厚度绝大部分在0.006mm以上。1、电解铝液的“三高一少”是该生产工艺主要解决的关键技术问题。电解铝液经精炼、除渣、除气及配制熔体合金元素等处理工艺使其达到纯净化和合金化,采用铸嘴腔内熔体温度场和流速场控制模拟技术、晶粒细化及均匀化控制技术等关键技术使铸轧产品的晶粒度、成分、性能及纯净度等关键质量均能满足高档双零铝箔毛料的质量需求。2、通过该项目的研究,采用该电解铝液直接铸轧生产工艺能够稳定持续地生产出高档高质量的双零铝箔毛料。通过与国外进口高档铝箔毛料显微组织、合金成分及力学性能的对比分析,以及试验研究分析,采用该工艺技术生产的高档双零铝箔毛料各项技术指标均达到国内领先水平:A、铝熔体杂质颗粒直径≤0.005mm,产品最终厚度0.0055mm;B、铝熔体氢含量≤0.11ml/100gAl;C、吨铝电耗≤400kWh,铝熔体烧损≤2%。3、产品在后续冷轧及箔轧加工中,未发现质量缺陷,最终产品质量检测也没有出现冶金缺陷。该工艺技术与全部采用重熔铝锭铸轧工艺和热轧工艺生产的产品对比,反映熔体净化水平指标的针孔率及断带率均为最优。4、使用该工艺技术生产的1235双零铝箔产品已经连续稳定地批量供给国内高端用户及国外客户,2016年公司运用该项目成果产量已经达到5.5万吨,产品最薄厚度轧制到0.0055mm,产品针孔率及断带率均达到国家高精级标准。获实用新型专利授权4项,发表论文4篇,其中核心期刊发表文章1篇。5、电解铝液直接铸轧同传统的重熔铝锭铸轧相比,每吨产品可节约:A、节电120kWh/t,按0.69元/kWh计算,合计82.8元;B、减少铝烧损1.5%,可节铝15kg,铝价按12000元/吨计算,合计180元。总计每吨产品可节约262.8元,2016年产量5.5万吨电解铝液直接铸轧双零铝箔毛料,年节约1445万元。
[成果] 1700241119 广西
TG3 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:该项目是2014年广西区重大科技专项,项目编号为桂科重14122001-5,是广西柳州银海铝业股份有限公司依托已建成的国内首条具有自主知识产权、辊面最宽的3300mm+2850mm“1+4”的热连轧生产线,通过产学研合作,与中南大学共同研发运煤敞车用大规格高性能铝合金板材,实现了运煤敞车用铝合金产品的稳定生产,产品各项指标满足项目要求。通过项目开发集成了运煤敞车用大尺寸铝合金板材热连轧高效制备技术,并已将生产技术转化为相关知识产权,形成了年产5万吨的高品质宽幅运煤敞车用铝合金板生产能力。因受设备装备制约及国外对制备宽幅热连轧技术的封锁,宽幅运煤敞车用铝合金板带材长期需进口,严重制约中国运煤敞车铝化以及轻量化的进程。技术原理及性能指标:通过对运煤敞车用铝合金板的成份及主要工艺环节的技术进行攻关,包括超宽铝板带热连轧装备制造集成系统;基于智能算法的超宽铝板带热连轧生产自动化集成技术;超宽铝板板形控制技术;运煤车用超宽热连轧铝板带的成分与组织控制技术;运煤车用宽幅轧件温度和变形均匀性的精确控制技术。成功生产出了厚度为6-8mm、宽度为1100-2600mm,状态为H321或O态的铝合金板。产品的各项性能指标均满足相关标准及客户要求,与同类产品相比具有领先水平,已可替代进口。技术的创造性与先进性:该项目的创新点有以下2点:在国内首次自主集成3300mm+2850mm“1+4”热连轧生产线,针对铝合金热连轧的工艺和设备特点,自主开发全套的多级控制系统,实现轧制工艺参数的自动化智能控制,提高生产效率与产品质量稳定性。加速了运煤车用高性能5083铝合金宽幅板材的国产化进程。在国内首次实现6-8mm厚超宽幅5083-O/H321板材的1+4热连轧法生产,与现有技术相比,省去了卷取后的再结晶退火,建立宽幅运煤车用铝合金板材的热连轧法高效生产技术体系,明显提高了生产效率,降低生产成本。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目技术已成熟应用于公司的运煤敞车用铝合金板带材的产业化生产。项目在建设期内销售煤车板2750吨,销售收入7700万元,实现净利润500万元。应用情况及存在的问题:在工业化生产中,铸锭在浇铸过程中因为边部与中心部位的冷却速度不一样,不可避免的造成铸锭组织存在不均匀性,该项目在产品开发规程中铸锭规格最大达620mm×2520mm(厚×宽),铸锭的大规格化将进一步增大组织的不均匀性。该公司生产的煤车板产品虽已满足各项性能要求,但与国外先进材料相比,铸锭中部与边部组织均匀性还有提升空间,铸锭组织均匀性的提升将可进一步提升公司产品品质与产品性能稳定性。历年获奖情况:未申报。
[成果] 1700441023 浙江
TG3 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:简要技术说明及主要技术性能指标:该课题研发内容:该项目通过研究水平流铸圆盘连续铸造制取无缺陷铸坯,及与连续挤压技术结合形成连铸、连轧、连挤工艺,实现短流程、低能耗生产低缺陷和低强度锌铝合金线工艺技术,消除锌铝合金线常规挤压工艺带来的裹皮、开叉等缺陷,减少后续拉拔减径工序;同时通过合理的拉拔工艺降低锌铝合金丝抗拉强度关键技术:通过水平流铸圆盘浇铸系统连续铸造无内在缺陷的线坯,并与连续挤压工艺进行联动结合,取消线坯中间热处理工艺,实现制取无内在缺陷的近终型尺寸线坯,制的的产品内在缺陷少。研究多道次连续辊拉和控制拉拔温度技术,降低锌铝合金丝的抗拉强度。该课题的主要创新点:解决了水平流铸圆盘浇注制取截面稳定且无内在缺陷的锌铝合金线坯关键工艺技术,以及连续铸造与连续挤压工艺结合存在的难点,实现挤压多根近终型尺寸线坯,消除了锌铝合金丝内部的缺陷。通过控温和辊拉技术,降低了锌铝合金丝的抗拉强度。主要技术指标:合金成分:Al:5~22%,锌余量;杂质成分符合《热喷涂火焰喷涂和电弧喷涂用线材、棒材和芯材分类和供货技术条件》GB/T 12608-2003的规定;合金丝的力学性能:抗拉强度100~180N/mm<'2>,断后伸长率≥60%;合金丝线径:1.50mm≤Φ≤3.00mm。表面质量:表面光洁无裂缝、开叉、毛刺。内在质量:合金组织内部无裂纹、裹芯缺陷。推广应用前景与措施:该项目产品是应市场的发展和产品的升级换代需要而开发的,开发了水平流铸、连轧、连挤的先进的生产工艺和节能技术,解决了有关生产工艺问题,得到的产品具有缺陷少、抗拉强度低、成品率高、性能一致性佳、能耗低、性价比较好、适用性广等优点,具有广阔的市场前景。生产加工技术处于国内领先地位,产品已初步形成规模生产,达到了预期目标。该项目自2015年1月开始,至2016年4月实施完毕,至项目结束,合计投入研发经费422.78万元,实现项目产品产值824.63万元,利税148.37万元,申请发明专利一项,实用新型专利一项,在国家级技术刊物发表论文一篇,完成了项目的各项技术和经济指标。该项目产品的研究填补国内空白,满足国内外市场日益增加的高端需求。该项目研发的产品已在国内推广应用,产品已出口到日本和美国市场,预计市场前景广阔,能为公司带来明显的经济效益。
[成果] 1700420025 广西
TF8 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:项目背景:随着社会经济的发展和航空工业技术的进步,未来几十年全世界对大型飞机的需求量将会呈现井喷式的发展。高强、高韧、耐蚀航空铝合金大规格中厚板,全球只有少数发达国家和跨国大型铝业公司能够规模化生产,是国内正在开展的大运、大客等大飞机项目急需的关键结构材料。该项目通过与广西大学和广西航空航天铝合金材料与加工研究院联合开展产学研合作,针对中国高端航空用铝合金中厚板制备技术与世界先进水平差距过大的问题,研究航空用铝合金熔体净化、大规格高品质锭坯铸造、强应变轧制、高效固溶与均匀淬火、精密预拉伸消减残余应力、多级积分时效等关键技术,解决航空铝合金高强、高韧、耐蚀、低残余应力的匹配难题,突破中国航空用铝合金中厚板制备遇到的技术瓶颈,满足中国航空领域对优质大规格铝合金中厚板的迫切需求,促进中国铝加工技术水平的跨越式发展。主要技术内容及创新要点:(一)主要技术内容:1、航空用铝合金熔体高效净化技术;2、大规格高品质硬铝合金锭坯铸造技术;3、强应变轧制技术;4、高效固溶与均匀喷淋淬火技术;5、积分时效技术;(二)创新点:1、开发出大规格高强高韧耐蚀航空铝合金中厚板。板材尺寸达75mm×1430mm×18650mm,L向屈服强度达556MPa,抗拉强度达588MPa,ST向屈服强度达499MPa,抗拉强度达572MPa,L向压缩屈服强度达560MPa,L-T向断裂韧性达28.15MPa•m1/2,抗剥落腐蚀性能达EB级,C环应力腐蚀测试不开裂。板材综合性能明显优于AMS 4052B 7150 T7751航空材料标准。2、开发出航空级铝合金熔体高效净化技术。通过铝熔体电磁搅拌技术、铝熔体在线精炼过程中精炼温度、气体流量、气体配比、转子转速的研究,熔体氢含量<0.08ml/100gAl,渣含量<0.02mm2/Kg,碱金属含量Li≤1ppm,Na≤1ppm,Ca≤3ppm,Ga≤20ppm。3、开发出大规格高品质硬铝合金锭坯铸造技术。通过大过冷度矮结晶器设计、软起铸技术、铸造温度、铸造速度、冷却水流量的研究,开发出了大规格高品质硬铝合金锭坯铸造技术,成功铸造出宽达1850mm的国内最大规格的硬铝合金铸锭,铸锭晶粒度达一级,疏松小于一级,成分和组织均匀。4、开发出均匀喷淋淬火技术。通过淬火速度、淬火冷却水压力的优化研究,明显提升硬合金厚板淬透深度,提高了厚板高向硬度的均匀性。5、开发出T77积分时效技术。通过回归温度和回归时间的精密设计,调控晶界和晶内析出相的形貌、尺寸和分布,得出强度、韧性和耐蚀性能的最佳匹配,提升了合金的综合性能。技术经济指标:研究开发高强高韧耐蚀大规格航空铝合金中厚板制备技术,实现年产1万吨大规格航空中厚板的生产规模,产品质量明显优于AMS 4052B 7150 T7751航空材料标准要求。1、强度和延伸率:L向,抗拉强度Rm:587~590MPa,屈服强度Rp0.2:555~557MPa,伸长率A5:11.0~11.2%;ST向,抗拉强度Rm:570~573MPa,屈服强度Rp0.2:498~500MPa,伸长率A5:5.4~6.1%;2、压缩强度:L向压缩屈服强度Rpc0.2:555~570MPa;3、断裂韧性:L-T向K1C 28.15~30.63MPa;4、抗剥落腐蚀性能:抗剥落腐蚀等级为EB级;5、耐应力腐蚀性能:S-L向C环试样,在172MPa的载荷下试验20天,未产生裂纹;6、申请发明专利6项,获发明专利授权2项,申请实用新型专利并授权1项。经济社会效益:1、项目经济效益:该项目从2014年开始实施,依托公司“年产20万吨大规格高性能板带型材项目”,通过对国外先进技术引进消化吸收及再创新,聚集并培养一批行业高层次专业技术和管理人才,对高强高韧耐蚀航空铝合金大规格中厚板制备技术研究,逐步实现了产业化,产品包括2XXX、7XXX铝合金中厚板,项目实施期间,共实现销售收入9311.29万元,利润751.52万元,税收225.64万元。2、项目社会效益:该项目价值在于解决了大规格高强高韧耐蚀航空铝合金中厚板制备关键技术,制备出了大型军用运输机和民用客机用铝合金关键结构材料,解决了该材料长期以来未能国产化的问题。项目的开展促进了航空用高性能铝合金制备技术的研发和应用,进一步延伸了铝加工产业链,提高铝精(深)加工的附加值,促进行业技术进步、优化产品结构及形成规模经济,壮大主导型产业,对全面推动广西铝加工技术水平和经济发展起到极其重要的意义。同时,填补了广西航空航天装备生产领域的空白,丰富和延伸了广西铝精深加工的产品品种,提升了广西铝及铝加工行业的技术含量,使广西成为铝资源、铝加工和铝产品真正意义上的大省、强省。
[成果] 1700460043 福建
TG1 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:铝合金密度低、强度高、塑性好,可加工成各种型材,具有良好的导电性、导热性和抗蚀性,广泛应用于生活中的各方面,光伏电池边框及支架、桌子、椅子等所用铝合金弯管一般采用冷弯管来完成。铝合金管在弯管加工时,在外力作用下管件做纯弯曲变形,管子的外侧受拉应力作用,管壁变薄,内侧管壁受压应力作用,管壁变厚,弯管处横截面形状由原来的圆形变为椭圆形,外侧管壁会产生裂纹,当变形量过大时,弯管过程中会发生断裂,从而影响弯管的质量,造成材料的浪费。弯管加工过程中,为了避免铝合金弯管出现裂纹,一般采用先弯管、再时效处理的过程,铝合金弯管后形状变为不规则形,从而造成在后期进行时效处理时在时效炉内弯管堆放浪费空间,而且不规则的弯管在摆放过程中会导致弯管表面被擦划伤,对产品质量影响很大。公司研发团队经过不懈努力找到一种能够提高铝合金圆管弯管质量的时效处理工艺,很好解决了上述问题,并申请了专利。为解决上述现有技术中铝合金圆管型材弯管出现易裂纹、断裂,影响弯管质量的问题,项目采用如下技术方案:铝合金圆管的时效处理工艺在弯管工艺之前,铝合金在时效炉内155℃保温5-6个小时,经热处理后的铝合金延伸率为8%(专利号:201310358720.0)。公司委托厦门市科学技术信息研究院对国内铝合金热处理及弯管成形技术相关文献进行综合分析、比较,对此类课题进行研究的主要是高等院校或者科研院所,福建沿海及周边地区的尚无企业涉及高延伸率小半径弯管成形的热处理工艺研究及产业化。据公司的客户反映,由于薄壁型小半径弯管工艺复杂,良品率低,工艺要求高,对工人技术水平要求也高,很多铝合金厂家不愿意或者没有能力承接此类业务。该公司看到了商机,集中研发力量,掌握高延伸率铝合金弯管时效处理工艺及小半径弯管技术,获得大量订单。
[成果] 1700600122 陕西
TG3 应用技术 有色金属压延加工 公布年份:2017
成果简介:中国是世界第一大铝材生产大国,但还不是强国,中国的工业铝材生产还属于粗放型,生产能耗高、效率低、成品率低、产品竞争力和附加值低于国际水平,亟待转变经济发展方式。在全球范围内,铝型材高效节能挤压生产已成为发展趋势,国家也不断出台节能减排的政策及法律法规。该项目的实施是在国家、部委和企业的多重支持下开展的研究工作。 项目取得的研究成果如下:首次建立了挤压成形能耗计算理论模型并实现了挤压节能效果的量化计算;通过工业铝型材高效节能挤压装备集成设计技术和固定非挤压时间的缩减技术,实现了大型铝挤压机的高速化和高效化,缩短固定非挤压时间约60%;实现了挤压机维护、检修的高效化,显著提高了挤压机的维护、检修效率,节约了成本;首次实现了大型铝挤压机摆动式液压剪切,解决了摆动式液压剪切的系列技术难题;实现了基于速度分段控制的等温挤压工艺等。 该项目研制出了高效节能系列化挤压机装备技术,从机械装备、液压控制、电气控制和工艺等多方面提供了技术支撑,获授权发明专利7件,完成行业标准1项,建成了金属挤压/模锻设备与工艺创新能力平台和陕西省大型工业铝型材挤压装备技术研究中心,形成了陕西省重点科技创新团队,获得了求是杰出青年、科技部中青年科技创新领军人才、创新人才培养基地和获陕西省专利奖和优秀学术论文奖等荣誉。推广应用的120 MN铝挤压装备成为工信部认定的国产重大技术装备首台套。项目技术成果的应用降低了工业铝型材生产成本,提高了生产效率和成品率,解决了工业铝材挤压生产能耗高、效率低和成品率低的难题,实现了生产能耗降低约15%,固定非挤压时间减少约60%;成品率提高5%,闷车处理时间减少约70%等。项目技术成果成功应用于山东兖矿轻合金有限公司、中铝萨帕特种工业铝型材有限公司和缅甸铝加工厂等的挤压装备上,这些挤压装备为中国重型院创造销售收入超过4亿元,产生利润超过7000万元为生产企业创造直接经济收入超过20亿元,利润超过3.5亿元。
[成果] 1700520108 江西
TF8 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:该项目属于有色金属冶金技术领域。废杂铜是中国铜工业重要的再生资源,占铜资源量的30%以上,中国已成为世界上最大的再生铜资源国。但是长期以来中国再生铜处理技术远低于世界先进水平,全国几十家废杂铜冶炼和加工企业仍然采用传统的鼓风炉和反射炉等工艺,普遍存在规模小、装备水平低、能耗高、环境污染严重等突出问题,原因是缺乏自主的先进工艺和装备,加上国外为了控制再生铜资源的竞争对中国进行技术封锁和限制,很多企业期望技术升级的目标难以实现,中国作为再生铜资源大国付出了巨大的能源和环境代价,废杂铜冶炼的落后现状亟待改变。国家要大力发展循环经济,必须开发具有自主知识产权的再生铜冶炼系列工艺和装备,形成行业技术升级的主导技术,提升中国再生铜行业整体水平。该项目通过基础理论研究、计算机仿真优化、工业化设计及生产实践验证,开发了具有国际领先水平的再生铜冶炼系列工艺及装备,覆盖了从再生铜原料到最终产品的完整产业链,打破了国外的技术封锁,实现了再生铜原料清洁高效冶炼。主要技术创新内容包括:1、国际首创NGL炉冶炼废杂铜成套工艺及装备。首次开发“再生铜冶炼熔体氮气微搅动技术”,促进传热传质,提高反应速率;攻克了废杂铜冶炼炉型对工艺性能影响的关键技术,提高了熔化速率和炉体密闭性、安全性;采用氧气卷吸燃烧供热技术,提升了热效率,显著降低了能耗和烟气量。2、开发了低品位再生铜(包括电子废料和含铜渣料)顶吹转炉冶炼工艺和装备。开发出顶吹转炉一炉三段的处理工艺,流程短,原料适应性强,金属回收率高;开发了高效的烟气净化技术,有效地抑制了二噁英的产生;开发了顶吹转炉生产智能控制系统,保证了操作平稳安全。3、开发了再生铜永久阴极电解成套智能装备。国际首创矢量化阴极铜剥离技术及装备,提高了装备的生产能力,降低了能耗;国际首创智能双通道阳极铣耳的技术及装备,解决了阳极耳铣削深度难于控制、铣削噪声大等问题,提高了机组的运行速度和能力;开发了铜电解专用吊车双激光动态测距、智能修正系统,保证自动精确定位;优化了铜电解残极洗涤机组,提升了作业效率。该项目获国家发明专利8项,国际发明专利5项,实用新型专利15项,软件著作权5项,主编国家标准1部。项目成果初评为2016年江西省科技进步一等奖,获中国有色金属工业科学技术一等奖3项,江西省科技进步二等奖1项,国家优秀专利奖2项。项目成果在两个国家级“城市矿产基地”实现了大规模工业化应用,近三年累计新增销售收入290.82亿元,新增利润8.03亿元,经济效益显著。项目相关技术成果已被国家工信部和有色金属行业列为废杂铜处理首选和推广的工艺,还在行业内不断得到推广应用,提升了中国再生资源处理整体水平,为提高中国有色金属工业核心竞争力和国际影响力做出了重要贡献。
[成果] 1700510537 河南
TF8 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:铅被广泛应用于蓄电池、铅合金等领域,目前废铅酸蓄电池等再生铅资源的社会积存量增加;中国的再生铅工业面临着工艺装备落后,能耗高,劳动强度大、作业环境恶劣,资源浪费等问题,亟待开发清洁高效再生铅冶炼新技术。项目在国家高技术研究发展(863计划)科技计划支持下,攻克了再生铅冶炼过程关键技术难题及工程实践问题,发明了再生铅梯度熔炼直接还原炼铅技术,形成了高效、清洁、短流程直接炼再生铅新工艺。通过该技术的创新应用,实现了含硫酸铅等二次资源清洁循环利用回收,促进了再生铅生产效率的大幅提高,节能减排效果明显。主要创新点:①利用梯度熔炼技术,开发了一种铅膏直接脱硫还原的新工艺。上部通过加入焦粒,保持低氧势,下部通入氧气保持高氧势,形成垂直氧势梯度,兼顾了铅膏中硫的脱除和铅的还原;同时通过氧枪反应区和放渣区的设置,形成水平动能梯度,放渣口减少扰动,铅和渣得到较好分离。②采用强化熔池熔炼技术,开发了一种铅膏高效处理的新工艺,形成一种用于处理冶炼渣的底吹卧式熔炼转炉,优化了反应的流场、温度场,减少了烟气产生量,降低了烟尘率,稳定提高了生产效率。③采用富氧熔炼技术,开发了一种铅膏清洁短流程工艺,实现了硫资源的综合回收利用。采用富氧熔炼技术,烟气量小,脱硫率高,烟气中SO2浓度可达2-3%;生产过程连续,烟气成分稳定,可直接送制酸系统或生产液态SO2。缩短了工艺流程,解决了铅膏熔炼硫回收的难题。④集成开发了单独处理铅膏的熔炼装置。装备创新采用炉体冷却装置提高炉体耐材使用寿命;采用新型下料口解决了下料口喷溅堵塞的问题;采用保温溜槽的使用保证了渣的流动性,以及炉体结构形成了一整套高效清洁熔炼铅膏装置,实现了直接脱硫还原。项目成功实现产业化应用,豫光金铅股份有限公司2014年建成了年产4万吨工业化生产线并投入使用,2016年年产7万吨的生产线投产。投产后产销量连年增长,近三年来共产再生铅92165.79吨,累计实现销售收入120933.57万元,累计利润6848.37万元。同时该技术可广泛应用于国内再生铅冶炼新建和原生铅冶炼企业的转型升级,目前国内原生铅生产90%以上采用强化熔炼,产能约300-400万吨/年,只需简单改造就可直接处理再生铅。若转型规模按200万吨计算,则可节约投资费用20亿元。项目获授权专利5项,发表论文2篇,并于2016年11月通过了中国有色金属工业协会的科学技术成果评价,认为该项目“突破了再生铅直接熔炼的技术难题,兼顾了再生铅中硫的脱除和铅的还原,使物料中铅和硫得到较好的回收利用,生产运行稳定,技术成熟度高,经济效益、社会效益、环境效益和市场竞争力显著,相关技术经济指标达到行业领先水平,总体技术达到了国际先进水平”。项目立足于中国铅冶金实际,通过自主创新,实现了技术跨越,引领产业升级和行业技术
[成果] 1800120425 河南
TK0 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:近年来,铝电解节能技术在国内蓬勃发展,如无效应低电压技术、异形阴极技术、降低水平电流技术(双钢棒)等,这些技术在不同的阶段对推动节能降耗均发挥了重要作用。但是随着国内外节能减排形势的日益严峻,缓解经济、社会发展面临的能源约束和环境约束尤其重要,为了适应国家节能减排政策的要求,中国铝业郑州有色金属研究院有限公司开发了新型稳流保温铝电解槽节能技术,为企业提高自身的能源利用效率、经济效益和竞争力提供了可靠的技术支撑。主要成果和创新点:(1)突破了传统铝电解低电压低效率的技术难题。(2)创新研发了铝电解槽新型稳流模式,提高了电解槽稳定性和槽寿命。(3)创新了电解槽能量平衡设计理念。(4)研发了以稳流高导钢棒为核心的电压平衡优化技术。
[成果] 1700470153 北京
TF8 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:金属钛具有优异的物理化学和机械性能,被广泛用于军工、航空航天、化工、电子信息等领域,被誉为“未来金属”。金属钛的主流生产工艺为Kroll法,即镁还原法。其核心是用金属镁做还原剂,在800-900℃下还原气态四氯化钛,得到纯度为99.7%左右的海绵钛。该流程工艺繁琐、复杂且能耗大,从而导致金属钛生产成本高、价格昂贵,限制了金属钛的广泛应用。高纯钛,是指纯度在3N5(99.95%)乃至4N5(99.995%)以上的金属钛。 近些年,北京科技大学朱鸿民教授和焦树强教授领衔的课题组提出一种新型清洁钛提取冶炼和高纯钛电解精炼方法,其基本设计思路如下: (1)以二氧化钛或富钛料和碳质还原剂为原料,碳热还原制备具有良好导电性的TiCxOy固溶体,并将O/C比控制在1/1左右,用作电解阳极原料; (2)将该阳极进行熔盐电解,阳极产物为CO或CO<,2>,从而使阳极固溶体中的氧和碳完全以气体形式排出,而钛则以离子形式进入熔盐; (3)选择并控制电解条件,使熔盐中的钛离子保持较低价态,并在镍或钛阴极以较高的电流效率以金属钛形式沉积析出。 (4)对钛离子在熔盐电解质中的阴极过程进行了系统研究,提出了以海绵钛为阳极,采用象形电极的熔盐电解槽和阶梯式恒流补偿电解工艺精炼得到高纯钛晶体; (5)根据所研发的基础理论并结合产业化工艺路线,逐步形成具有自主知识产权的装备集成工艺; 这一方法为钛金属的低成本、低污染生产奠定了基础,在国际上被誉为“USTB”工艺。在完成基本原理研究基础上,该新型钛冶炼工艺经100A规模小试、1000-3000A规模中试后,于2013年底实现了10000A工业化规模试验及装备集成研发,并获得了质量在Ⅰ级海绵钛以上的规模产品。由此,进一步巩固了中国在该领域的技术优势,同时形成新型钛金属冶金的系统性知识产权,并确立了这一全新的冶金流程。 实践表明,通过该工艺生产的高纯钛晶体纯度在3N5以上,并具有能耗低、成本低、环境友好等优势。近年来,经过与宁夏德运创润钛业有限公司合作,成功将电化学精炼制备高纯钛工艺实施产业化应用。项目第一期年产30吨高纯钛生产线已经投产,并初步销售至国内科研院所、半导体、溅射靶材等领域。就相关成果申请中国发明专利6项,已授权3项;已授权的实用新型专利2项;在国际行业主流刊物上发表学术论文30余篇。
[成果] 1700450777 广西
TF8 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:项目来源:该项目于2014年经防城港市科学技术局批准立项,项目编号为“防科攻1402001”,由广西金川有色金属有限公司主持,防城港出入境检验检疫局综合技术服务公司协助完成。属于分析化学领域的科学研究应用。研究背景:广西金川公司40万吨闪速炉炼铜新工艺的投产,标志着防城港金川铜生产基地的建成,对防城港市产业培育和经济发展具有重要意义。广西金川公司,采用在行业内、国内或世界范围内都属于先进水平的“闪速熔炼”、“闪速吹炼”、“二氧化硫高浓度预转化”、“干吸低温热回收”等关键技术,与这些新工艺和环保项目相配套的检测方法存在空白,急需建立一套适应性强、准确度高的分析方法。主要技术原理与研究内容:该项目属于化验检测领域内的技术项目,应用于铜冶金领域各物料的检测分析。该项目重点以ICP-AES、ICP-MS、X射线荧光光谱仪等精密光谱仪器分析方法为主,以化学滴定等分析方法为辅,充分发挥仪器快速简便、分析效率高、分析成本低廉的特点,建立了一套快捷高效、适用于闪速炉炼铜工艺的分析检测方法。研究内容包括:研究了铜锍、炉渣等十几种铜冶金物料光谱分析方法。研究了离子液、废酸、铅渣等十几种铜冶金环保物料的化学分析方法。研究了分析仪器数据安全备份的方式与途径。技术创新性和先进性:成功解决了熔炼炉铜渣微量Sb元素不成线性、SiO<,2>端线性离散等技术难题。解决了铜锍中Cu、S、As、Sb元素不成线性或线性回归差的公认技术难题,具有一定的技术先进性。解决工业生产废水中单元素单方法效率不高问题,实现多元素联测技术。建立离子液中硫酸根、氯离子、二氧化硫的快速检测方法,属于国内首创。解决污酸中单元素单方法效率不高问题,实现多元素联测技术。建立黑铜渣、环保渣、铅渣等物料的多元素快速联测方法。解决沿海地域高盐高腐蚀性自然特性下计算机分析数据库容易丢失的难题。技术的成熟程度与科学价值:项目成果在防城港金川铜生产基地的达产达标中起到突出的贡献,实现科研成果与生产的紧密结合和无缝转化,成果成熟度高,保证了40万吨阴极铜生产。按每吨降低一个品级率,损失0.5万计算,会产生20亿的间接经济价值。项目成果也可以作为该学科高质量的参考文献,在如何解决铜有色冶炼行业大规模生产时炉前快速控制需求和检测分析滞后之间的矛盾,提供新的思路与方法,同时也为钢铁、化工行业、环保产业等多个行业提供可行的检测技术路线。论文专著发表及同行引用评价情况:通过科研实验,撰写了专业论文14篇,形成具有一定核心技术的检测方法。公开发表5篇论文,分别是“压片制样-X射线荧光光谱法测定闪速熔炼炉铜渣中12种元素”《大众科技》(2016年第12期);“ICP-AES法测定黑铜泥中的铅砷锑铋的含量”《现代制造技术与装备》(2015年第5期);“分析仪器数据的备份系统”《信息通讯》(2015年第5期);“脱硫离子液中硫酸根分析方法的建立”《商品与质量》(2015年第5期)。“铜冶炼炉渣的X射线衍射Rietveld全谱图拟合物相定量分析”《冶金分析》(2016年第11期)。
[成果] 1700530126 河北
TF8 应用技术 常用有色金属冶炼 公布年份:2017
成果简介:“钒钛磁铁矿大高炉超低硅钛冶炼集成技术与创新”项目属于钒钛磁铁矿资源化利用和高炉炼铁技术领域。主要内容:研究了V、Ti、Mg对烧结矿和球团矿冶金性能的影响,通过配矿试验和生产实践检验,将烧结矿中MgO和TiO<,2>转移到球团矿中,并确定了钒钛烧结矿的合理配矿结构,改善了钒钛磁铁矿资源化利用方式,同时提高和稳定了入炉原料冶金性能。研究了高炉低硅钛冶炼理论,优化了大高炉的“五项”关键工艺制度,研发了12项专利装置,开发了2项计算机软件著作权。通过提高煤气利用率,降低炉渣中SiO<,2>活度,降低高炉燃料比等方法在钒钛磁铁矿大高炉上进行了[Si+Ti]<0.25%的超低硅钛冶炼。特点:将烧结矿中MgO和TiO<,2>转移到球团矿中,使球团矿中V205达到0.37%以上,TiO<,2>达到2.30%以上,MgO达到4%左右,改善了钒钛磁铁矿资源化利用方式。构建了57.5%高品位钒钛铁精粉+30%外矿粉+5%普通精粉+7.5%杂料的钒钛烧结矿主体配矿模型,提高和稳定了钒钛烧结矿冶金性能。研发了《冶炼钒钛磁铁矿高炉的炉渣处理方法及水渣冲制箱》等12项专利技术,消除了钒钛磁铁矿大高炉冶炼超低硅钛铁水渣铁出不净的难题。形成了钒钛磁铁矿大高炉[Si+Ti]<0.25%的超低硅钛冶炼的“五项”关键工艺制度控制技术,填补了国内技术空白。技术如下:“四大一同”装料制度,大α角、大矿角、大角差、大矿批、矿焦同角;“超低热流强度”冷却制度,全炉热流强度7000-8000w/m<'2>;“超低硅”热制度,铁水[Si]≤0.14%,物理热1470℃左右;“高五元碱度”造渣制度,炉渣R5达到1.15倍-1.20倍;“高煤气量指数”送风制度,炉腹煤气量指数达到65-70m<'3>/min.m<'2>。近三年高炉节约燃料成本创效1.59亿,减少CO<,2>排放量约38.63万吨。应用推广情况:在河钢承钢三座2500m<'3>高炉上应用,并且已推广至河钢承钢1260m<'3>高炉上,2016年大高炉铁水[Si]均值为0.14%,居世界领先水平,铁水[S]均值0.028%,达到国内先进水平。近年河钢邯钢、河钢宣钢、河北敬业等单位的工艺技术人员先后学习了大高炉超低硅钛冶炼技术,研发的《冶炼钒钛磁铁矿高炉的炉渣处理方法及水渣冲制箱》已经推广到承德建龙、河北敬业、河钢邯钢等单位。
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