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[成果] 1700160434 甘肃
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2016
成果简介:该发明公开了一种无钙铬渣的处理工艺,该无钙铬渣的处理工艺包括以下步骤:将无钙焙烧所得的铬渣,添加兰炭,黏土,二氧化锰后混匀,造粒干燥;将造粒后的物料投入1400℃的回转窑中进行还原,在窑内停留时间为2-4小时,窑尾所出物料直接进行水淬,物料自动分散为粉末状;将物料过滤烘干后,用摇床进行分选,得细小金属颗粒和灰色废渣,金属颗粒为锰铬铁合金。该发明通过以二氧化锰为催化剂,兰炭为还原剂,加入黏结剂造粒后于回转窑中还原,还原过程中无需渣铁分离,无需产生液相,可连续生产,铬渣处理能力极强。此外,该发明改善了工作环境,降低了环保治理费用,产生了明显的环保效益;使得生产铬铁成本和能耗极大的降低。
[成果] 1600620129 四川
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2016
成果简介:该课题的任务来源为自选项目,应用于铁合金冶炼领域。其原理为大型电炉多期法结合阶梯配铝的新技术,该技术的核心思路在于:每期氧化钒原料的配铝系数呈阶梯状逐步减少,当每期渣中钒含量降至一定水平后除去大部分渣,进行多期加料和出渣的反复操作,最后一期渣铁同出,浇铸到锭模中。在单炉总铝耗大幅减少的情况下,更有效地降低渣中TV含量,减少钒在渣中的损失,大幅提高钒铁冶炼收率。该课题主要研究内容包括钒铁冶炼渣系研究、冷态渣扫描电镜和MLA矿相分析、冶炼过程热量需求计算、原料配比耗铝量和产渣量计算等等,最终确定大致的多期法冶炼工艺流程,并创造性提出采用阶梯配铝的多期法冶炼的技术,在总铝耗略有降低的情况下,大大降低了钒在渣中的损失。同时通过理论推导,在渣中TV含量与合金中铝含量两者之间建立起直接的函数关系,通过冶炼过程中渣样的检测,实现对合金中铝含量的有效监测和控制。该技术主要技术性能指标:通过运用阶梯配铝与多期法冶炼相结合的技术,大型电炉铝热法生产FeV50的渣中TV含量从2.34%降低至0.94%,冶炼收率由92.8%提高至95.4%,较原来提高2.6个百分点,生产效率大幅提升,单炉铝耗减少105kg,提高了铝的利用率。大型电炉多期法结合阶梯配铝技术已经在攀钢集团西昌钢钒有限公司全面推广,通过现场稳定试验生产,所得钒铁合金产品完全符合国家质量标准。三期冶炼过程中,前两次渣中钒损失分别为0.18%和0.30%,总损失占钒总量不到0.5%,综合收率稳步提升,同时该技术还能根据不同客户需求提供低铝含量钒铁合金,具有较强的市场适应能力。该成果的应用极大地推动了大型电炉钒铁冶炼工艺和装备技术的发展,在冶炼效率、贫渣效果等方面较传统一步法冶炼钒铁工艺有较为明显的优势。对中国及其世界铝热法冶炼贵、重金属合金产业发展具有很好的促进作用。
[成果] 1700310237 河北
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2016
成果简介:项目所属科学技术领域:新材料领域。氮化钒铁是含氮钒合金的两大重点品种之一,是重要的钒合金添加剂,其加入钢中可显著提高钢的耐磨、耐腐蚀、韧性、强度、延展性、硬度及抗疲劳性等综合指标性能,并使钢材具有良好的可焊接性能,尤其是在高强度低合金钢中,氮化钒铁具有比氮化钒、钒铁更加突出的析出强化与细晶强化效果,并可从源头提高钒元素利用率(5%-10%),降低钢材的生产成本。国内外制备钒氮合金的方法主要有四种:外加热碳还原氧化钒常压渗氮制备氮化钒;外加热钒铁常压渗氮(液态渗氮和固态渗氮)制备氮化钒铁;外加热钒铁加压渗氮制备氮化钒铁;钒铁自蔓延燃烧合成制备氮化钒铁。前三种钒氮合金制备方法存在以下问题:生产效率低,装置复杂,能耗高,产品氮钒比低、比重小等缺陷,严重影响产品品质与市场应用。项目发明的自蔓延燃烧合成氮化钒铁工艺技术与产线装置具有中国原创知识产权,是一项典型的绿色制造技术,在产品、工艺、装备等方面取得了多项关键创新与突破,项目主要发明创新与技术内容包括:1)工艺技术的创新:发明了自蔓延燃烧合成氮化钒铁工艺技术,确定了关键技术参数,形成了3项核心发明专利。2)合成方法的理论创新:首次提出了氮化钒铁燃烧合成四个阶段的理论,明确了钒铁氮化过程的“振荡燃烧模式”和“非平衡机制”,发表科技论文5篇。3)系列产品的创新:自主研发出FeV45N10、FeV55N11、FeV65N13系列氮化钒铁产品,策划、制定出世界首部氮化钒铁国家标准GB/T 30896—2014,开发出系列产品检验方法,产品被国家科技部、环保部、商务部、质检总局认定为“国家重点新产品”,证书编号:2011TJA20021。4)装备与产线的创新:成功研制出容积最大、国际领先的100升、150升燃烧合成用高压合成设备及系列配套装置,建成并运行了世界首条高水平、全程机械化、自动化的万吨级自蔓延燃烧合成氮化钒铁生产线,形成实用新型专利4项。该项目得到2012年度国家科技支撑计划项目资助,并已通过国家项目验收及科技成果鉴定。与传统工艺比,项目具有高效、节能、清洁等突出的绿色制造特点,产品品质优越(氮钒比高、比重大、熔化温度低、成份稳定,比添加钒铁节钒20%~50%,比添加氮化钒节钒10%以上),产线装备水平显著优于国内外同类企业,产业化规模居世界首位。近三年产销氮化钒铁产品2.03万吨,实现销售收入7.03亿元,实现利税7533.43万元。产品广泛应用到首钢、唐钢、邯钢、承钢、日钢、沙钢、凌钢、津西、石横等数十家钢铁企业,国内市场占有率超过60%,国际产销占比超过50%。项目经济与社会效益十分显著。项目的发明与实施,显著提高了国内钒产品的高效、绿色制备与资源利用水平,有力带动了国际钒产业技术进步和产品换代升级,并为世界钢铁产业提供了高品质钒合金产品(可降低钢材合金化成本,大幅减小钢材力学性能波动),对提升中国钢铁产品品质与市场竞争力,对钒、铬、硅等有价元素衍生产品的绿色制造具有极高的科学借鉴价值。
[成果] 1700020110 北京
TF1 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2015
成果简介:利用微生物的特殊代谢作用,耦合黄铁矿,在常温常压下对低品位复杂软锰矿进行浸出,并生产高品质一水硫酸锰。项目可推动中国储量丰富的低品位复杂软锰矿资源的开发利用,并具有清洁生产和低碳环保的优点。项目一旦研发成功,在国内外均属于领先水平,可以极大地缓解中国锰产业的矿石进口压力,大力推动相关产业的发展,促进国民经济的发展。该项目属于技术驱动型。技术创新性:用于项目研究的微生物均为该单位自有的菌种资源,项目组在相关领域进行了很多研究工作,并取得了一些成果,申请了相关专利3项,发表文章3篇。该项技术利用复合菌群对矿石进行处理,利用微生物之间的协调作用,提高浸出效率,具有一定的创新性。通过该工艺对软锰矿进行处理,反应24h,锰的浸出率可以达到83.3%,属于国际领先水平,出产的一水硫酸锰,经后续工艺处理后,符合国家GB/T 15899-1995标准。
[成果] 1700020686 江苏
[TF1, X77] 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2015
成果简介:新疆是煤电产业大区,每年产生大量的粉煤灰、煤矸石需要消纳处理。主要作为建材使用,价值约合每吨几十元。实际上,粉煤灰是硅、铝两种金属的城市矿产,通过现代真空冶金科技,可以提取高附加值的硅铝铁合金,经济效益远远超过建材。特别是对于具有自备电厂的企业或者能源供应充足的地区,电力价格低廉,优势就更为明显。
[成果] 1600080270 河北
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2015
成果简介:主要技术内容:电硅热法是与电铝热法相并列的两大现代钒铁冶炼工艺方法之一;传统的电硅热法钒铁冶炼是以五氧化二钒为原料、用硅铁做还原剂在电炉中生产中、低牌号钒铁合金的工艺方法;相比电铝热法,电硅热法钒铁冶炼具有金属收率较高、加工成本较低等两大基本优势,但电耗高、渣量大、炉龄低则是电硅热法钒铁冶炼工艺的三大短板,也是一直困扰、束缚业内进步、发展的技术、工艺难点;在强调节能减排、绿色发展的今天,突破上述方法壁垒将更加具有时代意义。针对上述状况,项目组以承钢3t电硅热法钒铁电炉冶炼装置与工艺为基础,从原料、还原剂设计,冶炼作业优化,在线护炉理论、实践创新、产品开发等方面入手实施持续研发与攻关,并取得多项关键性突破,主要创新与技术内容包括:①还原冶炼创新:将碳热还原冶炼引入到钒铁生产过程并与常规电硅热还原冶炼相结合,通过采用碳质还原剂(焦丁等)对常规硅铁、硅铝铁还原剂的(部分)冶炼替代及配套工艺调整;实现了钒铁生产的减渣冶炼与硅铁、铝硅铁还原剂的减量使用;开发出高碳牌号钒铁品种,并以此为基础修订推出-创新版《钒铁》国家标准GB/T 4139-2012(代替GB/T 4139-2004)。②清洁生产创新:通过大比例配加含钒固废及冶炼制度调整,在消纳、利用危险固废的同时,使钒铁冶炼的钒金属收率提高到98.2%以上。③护炉技术创新:发明了“源头”养护与“均衡”养护的炉体养护理念与技术炉底在线护炉技术:创造性采用低价氧化钒预铺炉底(在每炉一期冶炼前加入),利用其高熔点(>1900℃)、低反应热的特性,在炉底形成隔离保护层,有效防护炉底的冶炼浸蚀,在业内首次实现冶金炉底的在线养护;炉壁在线护炉技术:通过富镁轻质石灰的调配使用,增加熔渣中MgO含量,使熔渣与镁质炉衬间形成化学平衡,有效减轻了炉渣对镁质炉壁的化学侵蚀;两项护炉技术的综合应用使得大型钒铁电炉的冶炼炉龄达到国际领先水平。推广应用及效益情况:该研究成果已在承钢钒钛事业部得到推广与应用,项目实施后,承钢电硅热法钒铁月产量提升>20%,高碳牌号钒铁新产品也已批量产出,钒金属收率提高到98.2%以上,冶炼炉龄由75炉提高到>310炉,实现能耗降低、炉渣减量,中钒铁生产成本下降≥1100元/吨,新增利税3000余万元,有力的提高了承钢中钒铁在市场上的竞争能力,其经济与社会效益显著。相关成果已在国内《过程工程学报》、《世界金属导报》、等专业期刊上发表,共计5篇,发明专利5项、修订推出-创新版《钒铁》国家标准1项。推动科技进步的作用:该项目的开发与实施,突破了长期以来一直困扰、束缚钒铁生产领域进步、发展的三大技术、工艺壁垒;创新提升了电硅热法钒铁冶炼工艺技术与清洁生产水平,开发出高碳牌号钒铁产品,实现了含钒固废中有价元素的增值利用;在线护炉技术使钒铁冶炼炉龄得到数倍提高,大幅提升了钒铁有效生产作业率,降低了钒铁制造成本,在线护炉原理对于其它铁合金生产的技术进步与冶炼炉龄提高,更具有较高的科学借鉴价值。
[成果] 1600230018 山西
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2015
成果简介:该项目属于钢铁冶金行业炼钢工艺及矿物冶金领域。为应对钢铁行业产能过剩、竞争激烈的现状,中国钢铁企业加快了品种结构的优化升级,高等级管线钢、高强钢、高耐蚀不锈钢等含钼特殊品种钢产量大幅增加并广泛用于国计民生重大工程,这些特殊品种钢仍采用传统的钼铁合金化工艺,每年钢铁行业钼铁的使用量约6万多吨。氧化钼作为一种可替代钼铁合金化的重要资源,因其使用存在低温升华和高温喷溅等关键技术难题,没有一家钢铁企业全面实现高效利用。氧化钼是生产钼铁的主原料,其品位与钼铁相当。钼铁生产过程消耗铝、硅铁、萤石等大量资源,同时产生大量的烟尘和NOx、SiF<,4>等有毒气体,仅SiF<,4>气体产生量达到14.7kg/t,造成环境污染和大气层破坏。采用氧化钼直接合金化冶炼含钼钢早已成为国内外冶金工作者重点研究的方向,并针对防止氧化钼升华进行了大量的试验研究,主要方法是加CaO生成钼酸钙或采用碳粉、硅铁等还原剂混合压块在电炉使用,其钼收得率90%左右,远低于钼铁98%收得率。氧化钼直接用于转炉、AOD、铁水进行合金化工艺,国内外尚处于理论研究阶段。该项目围绕氧化钼低温升华和高温喷溅开展了氧化钼铁浴反应、抑制升华、控制反应速度等一系列理论研究及工艺实践,开发出多工序氧化钼应用技术:(1)开发出“铁水喷吹氧化钼合金化”新技术,实现了含钼铁水冶炼超纯铁素体不锈钢。(2)开发出“转炉内废钢+氧化钼混合降温控制气化速度、铁水覆盖还原气态氧化钼合金化及冶炼模型”技术,实现了含钼特殊钢转炉使用氧化钼合金化。(3)开发出“氧化钼浸入AOD高温钢液渐进反应技术及冶炼工艺新模型”,实现了AOD采用氧化钼直接合金化冶炼不锈钢。依靠自主创新,开发并集成一整套含钼特殊钢钼合金化新工艺技术及冶炼控制模型。该项目在氧化物直接合金化炼钢方面取得重大突破,解决了氧化钼直接合金化低温升华和高温喷溅的世界难题,钼收得率稳定在98%以上,与钼铁收得率相当,其工艺技术及钼收得率水平达到国际领先水平。获2项国家发明专利和形成了25项企业技术秘密,近三年累计150万吨含钼钢使用了该项技术,创造直接经济效益4720万元。该项目的实施促进了氧化钼直接合金化炼钢技术的发展,降低了含钼钢的生产成本。项目的实施带动了矿物炼钢技术的发展,降低了钼生产企业的生产成本及资源消耗,减少对环境的污染,有巨大的社会效益,推广应用前景非常广阔。
[成果] 1500321096 四川
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2014
成果简介:钒在钢中能与钢中的碳和氮发生反应,生成小而硬的难熔金属碳化物和氮化物,这些化合物起细化剂和沉淀强化剂的作用,细化钢的组织和晶粒,提高晶粒的粗化温度,从而降低过热敏感性,并提高钢材制品的韧性和强度以及耐磨性。含钒钢因具有强度大,韧性、耐磨性、耐腐蚀性好的特点,广泛用于机器制造、建筑、航空航天、铁路、桥梁等行业。攀钢传统生产钒铁的方法为电铝热法直筒炉冶炼工艺,其优势为采用三氧化钒作为主料,较五氧化二钒节约了40%的还原剂,直筒炉的缺点是多次加料下合金液静置沉降,成分偏析值较高,质量异议频发,影响公司声誉。近年来,中国年钢产量长期保持着平稳较缓增长趋势,但是优质钢产量在钢总产量中所占比重不断快速攀升,这必然会导致钒的需求量随之增加。近十年来,国内外钒产业发展较快,导致钒产品在市场、技术等方面竞争日趋激烈,对质量要求也日趋严格,因此,西昌钒钛项目筹建,钒铁生产工艺基于原工艺的优势,弥补原工艺的缺陷,选用了大型倾翻炉冶炼钒铁工艺,可有效降低偏析,运用过程成分可调的优势,提高产品质量,并具有多期冶炼降低渣中tV的潜力,且单炉产能放大至10吨,为世界之最。该课题研究倾翻炉冶炼钒铁工艺项目,旨在打通工艺流程,确定冶炼工艺参数,选型浇铸锭模,确定浇铸工艺,指导生产,得到合格的产品。该课题结合生产实际,将目标分为四项:打通大型倾翻炉冶炼钒铁工艺,确定各项冶炼参数;确定配铝系数,钒收率≥93%。冶炼得到合格的FEV50,产品合格率≥96%,成品率≥85%。确定钒铁浇铸工艺制度及满足浇铸工艺的锭模材质和形状,钒铁偏析≤0.6%,钒铁结晶致密,可破碎。
[成果] 1500070016 吉林
TF3 应用技术 [通用仪器仪表制造, 铁合金冶炼] 公布年份:2014
成果简介:[科学技术领域]该项目属于自动控制系统和铁合金冶炼技术学科。依托国家科技支撑计划《氩氧精炼铁合金节能减排工艺技术应用研究》等系列课题,以节能减排为目标,以攻克的AOD炉冶炼过程测控技术为手段,自主研发了氩氧精炼中低碳铬铁合金工艺技术,成功的替代了国内外普遍采用的电硅热工艺,开创了氩氧精炼铁合金产业化生产的先例。[主要内容]研发成功氩氧精炼中低碳铬铁合金新工艺,该工艺以氧化反应脱碳代替造渣剂脱碳,并以氧化反应放热代替电能冶炼,将三步法流程缩短为两步法,实现了冶炼中碳铬铁节电45%、减少排渣量40%;研发成功AOD炉喷溅强度分析、预报及其控制技术,达到了冶炼低碳铬铁外喷发生率小于1%的水平,确保了炉内的物料平衡和热平衡,避免了物料损失,并为新工艺的工业化生产提供了安全保证;研发成功AOD炉炉役延长技术,达到了AOD炉冶炼中碳铬铁炉龄300炉、冶炼低碳铬铁炉龄100炉的水平,为新工艺适用于工业化连续生产提供了保证;研发成功基于LIPS的铁水成分在线分析技术,首次实现了液态铁水C、Cr、和Fe含量的在线检测,达到了1%的测量精度,为冶炼质量控制提供了保证;研发成功基于AOD炉底枪的在线测温技术,实现了1500°C~1850°C范围内的铁水温度在线检测,测温误差<±5℃;提出了一种基于信息融合的离心式空气压缩机故障诊断方法,研发了防喘振广义预测控制系统;提出顶底复吹AOD炉氩氧精炼微低碳铬铁生产流程优化系统的模型体系与动态模型建立方法,解决了多约束、强耦合、边界条件复杂的氩氧精炼微低碳铬铁过程控制问题。[特点]该项目是自动测控与铁合金冶炼技术交叉的创新性发明,它打破了传统的铁合金冶炼工艺,借助于研发的喷溅控制技术、炉役延长技术和铁水温度及成分在线检测技术,开创了氩氧精炼中低碳铬铁合金新工艺;其系列创新性成果丰富了铁合金冶炼工艺及其测控技术,为实现冶金行业的节能减排提供了先进的技术方法支撑,并有效促进了相关领域的科学技术研究。[应用推广情况]该项目形成了多种具有自主知识产权的关键技术,并创建了一条氩氧精炼铁合金生产线,申报国家发明专利21项,获国家发明专利授权14项,获国家实用新型专利9项,获计算机软件著作权3项,制定技术标准1项,出版专著2部。项目成果已在中钢集团吉林铁合金股份有限公司应用。经测试,与国内外现行的电硅热法相比,冶炼中低碳铬铁节电45%,减少排渣量40%。在2010~2013年期间累计创造经济效益3.26亿元。
[成果] 1500320968 四川
[TF6, X70] 应用技术 [铁合金冶炼, 环境治理] 公布年份:2014
成果简介:课题来源与背景:镍铁是生产不锈钢和耐热铸钢等的重要原料。由镍铁提供的镍已占到全球所需镍量的50%以上,而且所占比例会越来越大。镍铁生产中尤其以RKEF工艺发展最为迅速,该工艺技术成熟、设备简单易控、生产效率高,被越来越多的企业所接受,近几年,国内外先后建设了许多台大型的镍铁矿热炉,而且这种投资势头还会继续下去,所以,RKEF工艺作为镍铁火法生产的主流工艺将会持续一段甚至更长时间。但该工艺不足之处是需消耗大量的煤或冶金焦和电能,能耗大、熔炼温度较高、有粉尘污染等。所以,必须对生产过程中产生的高温烟气进行回收利用,不然能源浪费太大,但如何高效、合理的利用电炉和回转窑产生的高温烟气,又对电炉和回转窑的生产控制不产生影响将是该余热利用技术研究的关键所在。四川金广实业(集团)股份有限公司在广西防城港大西南临港工业园投资建设2条RKEF工艺镍铁生产线,两条生产线已于2011年1月份和3月份相继投产。在项目技术方案论证阶段,公司就专门组织相关技术人员成立课题组对生产过程中产生的余热如何利用进行技术方案研究,并考察了国内外一些RKEF镍铁生产企业余热利用现状,结合公司实际情况,研究出了一种合理、高效的余热利用方案,在国内属首创。研究目的与意义:RKEF工艺镍铁冶炼中,电炉和回转窑产生的高温烟气温度高,热含量大,必须对其余热进行回收再利用以减少企业的能源消耗,从而节约成本和减少废气排放量,产生直接的经济效益和社会效益。主要论点与论据:RKEF工艺镍铁冶炼中,电炉高温烟气含尘量大,氧含量低,不能直接作为热源利用,必须经过换热等技术方法处理后再利用。该课题经过反复研究、论证后得出,把电炉高温烟气换热成热空气,把热空气用作回转窑二次风,可可大大节省回转窑喷煤粉量,而且不影响炉内和窑内的气氛控制,保证了余热利用和生产的顺利进行。广西金源镍业有限公司回转窑距离干燥窑约200M,如把回转窑烟气直接通入干燥窑利用,会增加干燥窑后的电除尘风机功率,增加除尘电耗,因此,该课题研究在两台窑中间位置增加高温风机,把回转窑烟气鼓入干燥窑,可大大降低电除尘风机功率,但是回转窑烟气含尘量也大,对高温风机叶轮磨损严重,需通过投资较省的旋风除尘进行预除尘。技术的创造性与先进性:电炉高温烟气与常温空气进行热交换,换热成400-450℃的热空气用作回转窑二次风,提高回转窑喷煤燃烧利用率,从而节约煤耗。回转窑烟气粉尘含量大,先用造价较低的旋风除尘进行预除尘,从而减少对后续高温风机的冲刷、磨损,提高高温风机的设备利用率和使用寿命。回转窑高温烟气通过特殊设计的高温风机鼓入干燥窑混风室,减少了干燥窑的电除尘风机功率,从而节约电除尘电耗成本。社会经济效益、存在的问题:余热利用后,每年可节约煤耗24478吨,折合标准煤20981吨,按吨标准煤减排0.75吨"碳",0.008吨"硫"计算,可减少15808吨碳排量,196吨硫排量,具有明显的社会效益。此余热利用技术在广西金源镍业有限公司已经应用了3年多,通过不断的优化与改进,金源公司的余热利用现已趋于稳定。电炉、回转窑的烟气量、烟气温度等都已达到了设计要求,换热后的热空气量和温度也能满足回转窑二次风要求,回转窑烟气通过高温风机也很顺利的被鼓入干燥窑,大大节约了干燥窑和回转窑煤耗,取得了明显的经济效益。
[成果] 1500140448 吉林
TF6 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 铁合金冶炼] 公布年份:2014
成果简介:此前国内外生产中低碳铬铁合金普遍采用电硅热法,所需电耗高且排渣量大,对于有毒的铬铁渣而言,给环境保护带来威胁。采用AOD炉冶炼,减少了造渣剂的使用,且以氧代电,具有明显的节能减排效益。该系统由工艺提高、喷溅抑制、炉役延长、测温和元素检测等部分组成。各部分可灵活的为AOD炉控制单元提供主要中间值和终点值,以适应不同需求。该项目采用高效AOD炉氩氧精炼工艺,对底枪喷口射流特点进行研究和分析,建立了喷口等温灰体模型,并推导了温度补偿公式;在连续实时测温的基础上,针对增加炉役和减低喷溅进行研究,并构建了相应的模型;多光谱谱线分离与标定技术,实现严重重叠情况下谱线的有效分离;复杂环境下多参数精准分析技术,解决了全光谱谱图获取、光谱特征谱线线型强度畸变等问题。将成果应用于AOD炉冶炼,实现节能减排、增加产品质量的目标。该项目取得多项突破性技术进展,连续在线测温,其测量范围500℃~1750℃,精度±5℃,响应时间小于1s;重要终点元素检测如:C、Cr、Fe等的测量精度满足冶炼的需要,响应时间小于5s,技术成果经技术对比和专家评审,一致认为在在线测温和元素检测方面具有创新性,处于国内领先水平。与一般冶炼方式相比,缩短冶炼时间30%左右,增加炉役3倍以上,喷溅率由17%下降为5%,节能减排、减少原材料消耗效果显著。该项目以中钢集团吉林铁合金股份有限公司生产过程为具体研究对象,实用性强。不仅缩短了因倒炉进行化验分析的时间,而且有效保证了AOD炉冶炼终点监控,为抑制喷溅和提高炉役奠定了基础。近3年,利用该技术生产高硅硅锰合金190437吨;生产低硅中低碳铬铁15764吨,取得的直接经济效益为26692.4万元。炉役的提高,可以节省大量战略资源,保护植被和耕地,对环境和资源紧张的中国来说,其环境保护效益显著。喷溅不仅干扰冶炼设备正常工作、严重时损坏设备,危及生命安全,因而有效降低喷溅发生率,对保证安全生产具有重要的现实意义。该系统适用于数吨乃至上百吨的冶炼炉;采用LIPS方法进行炉内元素的在线监测方法国内还未见报道,项目的成功实施在冶金行业有推广意义,冶金是传统的高耗能企业,项目的实施符合国家中长期科技发展规划纲要要求,对于促进企业技术进步,产业结构升级,满足国家节能减排的战略需求意义重大。
[成果] 1400530273 湖南
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2012
成果简介:低磷低碳锰铁合金生产新技术属国内领先水平,达到国际先进水平,该技术主要具有如下优点:1、主要添加剂为一些厂家综合回收的粉尘副产品,价格便宜,来源稳定;2、不改变现有工艺,不附加任何设备,生产过程安全稳定。主要技术指标:生产出符合国标(GB-T3795-2006)C<0.4%、P<0.15%的的低碳锰铁合金。应用范围:各个采用常规方法生产锰铁合金厂家均可,包括电硅热法和摇包法。市场需求分析:锰是钢铁工业中不可缺少的元素,锰的90%消耗于钢铁工业,而锰资源的80%以上是用于生产锰铁合金。随着钢铁工业结构的调整,高清洁度、高均匀性和超高精度的钢材产品数量不断增加,对铁合金产品中的碳和磷含量提出更严格的限制。因此,降低锰铁合金生产中的碳和磷顺应了市场的要求。技术成熟程度:该新技术进行了详细的实验研究,并对工艺条件进行了优化,其实验结果经多次重复实验验证,证明在优化工艺条件下,产品碳和磷含量最低可达0.4%和0.15%,产品成分、杂质和粒度完全符合要求,数据真实可靠。该技术已与湘西某厂合作,并即将应用到工业化生产中。投资条件及效益分析:年生产能力8000~10000吨,不需要额外增加任何设备,添加剂价格每吨为2000~3000元,用量为20%左右,低碳锰铁销售价格与中碳锰铁合金相比每吨若提高1500~2000元左右,除去各种开支,年增加利润保守估计为200~300万元左右。合作方式:一次性技术转让或技术入股参与提成。
[成果] 1400190449 吉林
TF0 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 铁合金冶炼] 公布年份:2013
成果简介:该项目以冶金企业节能降耗为研究目标,以中钢集团吉林铁合金股份有限公司精炼铁合金生产过程为具体研究对象,以氩氧精炼法节能降耗工艺技术应用研究为主体,与铁合金电炉综合节能控制技术应用研究、多尺度节能技术在空分装置中的应用研究和冶炼过程能耗监测与能耗系统优化相集成,构建了铁合金企业生产过程综合节能控制系统,实现了铁合金企业生产过程节能降耗的全局优化。创新点:1.氩氧精炼铁合金节能减排新工艺。提出了液态高碳铬(锰)铁直接生产中低碳铬铁和锰铁的氩氧精炼新工艺,通过以氧代电、用短流程两步法代替传统的长流程三步法,在国际上开创了本工艺产业化生产的先例。产业化结果与国内外现行的电硅热法相比,冶炼中低碳铬铁节电45%,减少排渣量40%;冶炼中低碳锰铁节电31.6%,减少排渣量51.3%,该指标处于国际先进水平。2.喷溅计量、预报及抑制技术。为保证新工艺安全生产与节能效果,针对喷溅故障信息,首次提出了基于振动、音频和炉口火焰光谱的多传感器信息融合的喷溅强度计量方法,以此为基础,提出了一种基于等温差带的AOD炉喷溅抑制方法,研发了抑制外喷的决策支持系统,将喷溅故障发生率降低到10%,实现了安全低成本生产。3.电炉短网综合补偿方法及电极位置非接触检测技术。针对短网谐波电流难于直接检测的问题,提出了一种电流分解、倍频变换的软测量方法,并应用功率因数、谐波双环分段式控制模式,研发了SVC动态综合补偿装置,实现了有效协调控制;针对自培电极位置难于直接检测的问题,提出了“一种矿热炉电极的非接触检测及最佳熔炼控制方法”,实现了电炉电极闭环控制。4.AOD炉冶炼温度与铁水碳含量在线检测技术。为保证该工艺的产品质量及缩短冶炼时间,针对AOD炉冶炼温度高、灰尘大、酸碱腐蚀不确定和气流搅拌冲刷强使现有检测手段不适用的难题,提出了“基于在线灰体的AOD炉红外温度在线检测方法”和“基于超短高重复率激光脉冲实现铁合金微量元素检测方法”方法,在国际上首次实现了液态铁水碳含量在线检测,达到了1%的测量精度,在国内首次实现了AOD炉冶炼温度在线检测。设计了预测控制器,实现了终点控制,达到了中碳铬铁冶炼时间27分钟、低碳铬铁小于90分钟的指标。5.能耗软测量与信息融合及能耗预测优化技术。建立了基于遗传算法及小波神经网络算法的电炉温度软测量模型、基于RBF神经网络的AOD终点碳含量预测模型、基于支持向量机的能耗最优控制模型和基于遗传算法的供氧量优化模型,构建了氩氧精炼铁合金生产过程能耗监测、分析、预测及优化平台,实现了企业节能降耗的全局优化。
[成果] 1300261984 四川
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2011
成果简介:1、技术说明:该项目采用先进的镍铁生产技术制备品位较高且适合不锈钢加工所需要的镍铁产品,其技术原理如下:1)以低品位红土镍矿为原料,采用内配碳方式加入还原剂煤粉进行造球,入窑前成球率可达85﹪以上;2)生球团通过回转窑(还原温度为<1150℃)煤基选择性的还原制取烧结 (金属化)球团;3)金属化球团经过电炉深还原熔分(温度为1200℃-1500℃)获得粗镍铁水;4)采用AOD炉对粗镍铁水进行精炼制取符合ISO6501:1998(E)标准牌号的镍铁合金。该项目研究的过程采用的技术路线如图1。2、实验室及工业性试验达到的主要技术性能指标(1)在实验室条件下,进行了原料脱水、还原剂煤粉、粘结剂、石灰配比、造球等条件试验,提出了工业化生产适用的工艺参数,并在转底炉条件下进行了直接还原,还原温度为800℃-1200℃,还原时间为25min,提出还原温度应控制在1150℃以下,可使球团实现镍的还原,铁还原,最终使球团烧结的目的;在50kVA单相电炉进行了粗镍铁冶炼试验,最终得到的镍铁含镍品位达到5﹪左右,镍的回收率达到95﹪以上。(2)工业试验主要技术性能指标1)已建成5000吨/年(相当于粗镍铁15000t/a)的示范生产线,并已实现工业化稳定生产。2)改造压球设备,使其使用寿命从原来三个月提高到半年以上;确定了配料比为:红土镍矿100:煤粉7-8:石灰石粉10:粘结剂6;球团入窑前成球率>85﹪;球团含水量15﹪-18﹪(包括结晶水)。3)湿球团直接入窑,利用300℃以上的尾气将水分脱除,取消了球团干燥设备,简化了工艺。4)球团在回转窑中总还原时间3h-4h,窑内最高温度控制在1150℃以下,球团出炉温度控制在900℃左右,实现了镍的还原、铁部分还原,使球团基本烧结,并含有一定的残炭量,使电炉冶炼过程中不加或少加焦炭,降低能耗。5)多次改造热装热送设备,热球团进入电炉的温度平均在600℃左右,节省了电炉电耗。6)电炉冶炼粗镍铁,二次电压控制在第12档150V±,电流190A±,操作温度控制在1500℃左右。间断出渣和出铁(二渣一铁,大约6h出一次铁),粗镍铁的镍品位8﹪-12﹪,镍的回收率达到93﹪以上。7)由于粗镍铁市场效益好,对采用AOD精炼炉精炼粗镍铁只进行了探索性试验,所得精镍铁符合ISO6501:1998(E)标准牌号。
[成果] 1300260583 天津
TG2 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2011
成果简介:研制的纳米晶孕育剂,对高铬铸铁合金铸态组织进行晶粒细化处理,并改变渗碳体相的形态,减小其对基体性能的削弱作用,提高高铬铸铁合金铸态组织性能,提高耐磨件综合力学性能和使用性能。探索出纳米孕育剂生产方法及添加工艺、热处理工艺,提高高铬铸铁合金的强韧性,其中硬度提高5%以上,冲击韧性提高20%以上,抗弯强度提高10%以上高铬铸铁合金组织细化,明显地提高了高铬铸铁合金的性能。通过检测可以明显的看出,于传统产品的性能比较,使用纳米晶孕育剂产品的性能的提高。该项目产品已经在国内知名企业中试用,用户报告显示:破碎机用高铬铸铁在耐磨性和强韧性上不仅超过国内其他产品,而且也达到了国际的先进水平。该项目产品已经通过第三方权威机构的检测,结果显示:采用纳米孕育剂工艺后,无论从机械能性能上,还是在显微组织上都有较大的提高。该项目申请国家发明专利1项。该项目研制的纳米晶孕育技术已应用到该公司的生产的破碎机用锤头中,且试销给该公司国内部分客户。有助于使用破碎机行业提高生产效率,增强生产能力,降低生产成本,该技术率先将纳米技术应用到铸造行业,可在该行业乃至整个金属材料行业中进行应用和推广。
[成果] 1100040672 河北
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2010
成果简介:该课题在国际上首次闭电硅热法与电铝热法两种钒铁生产工艺在同一场地实施一体化设计,建成国内第一条万吨级全系列钒铁清洁生产线,适时选用最经济的生产方法生产全系列钒铁产品。在国际上首次开发成功厚渣层(300-800mm)、大喷量(30-80kg/次)、恒补压钒铁电炉喷粉贫渣装置,可适用以各种价态的氧化钒原料的生产。在国内首次实现钒铁的清洁生产。自主创新设计了集天车通过式、水平整体位移、集烟罩各侧板可独立升降为一体的电炉除尘装置,冶炼烟气全部达标排放;电炉循环水采用去离子水过滤循环,无废水排放;电铝热法用后的镁质炉衬直接用于电硅热法作热补炉剂,电铝热法炉渣用于80钒铁电炉炉衬配料及钢厂耐火材料,电硅热法炉渣直接用作建筑材料与配料,冶炼废渣全部实现资源化利用。该项目经过三年的稳定运行,为行业起到积极的示范作用,非常适宜在行业内推广使用。具有较大的经济和社会效益。
[成果] 1000840005 江苏
TG1 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2010
成果简介:项目概况:基于弹性性质高可减少材料在多相流(气、水和泥沙)中损伤破坏,利用合金化和时效沉淀析出制备铁基超弹性合金,不仅可实现用于制造形状较为复杂的零件,而且抗冲蚀与磨蚀性能在弹性性质相近时因沉淀强化进一步得到改善。该项目处于国内先进水平,拥有自主知识产权。主要特点:水力机械过流部件损伤破坏与水流速度和泥沙含量等密切相关。铁基合金在多相流(水、气、泥沙)中抗空蚀与冲蚀及磨蚀性能因超弹性而大大优于水轮机叶片用0Cr13Ni5Mo不锈钢,尤其是水流速度在40米/秒以上时更为显著。其空蚀率在速度45ms-1仅为0Cr13Ni5Mo不锈钢的10-25%,在含沙量达5.6kgm-3的45ms-1高速水流中磨蚀率与高铬铸铁较为接近,大约是不锈钢0Cr13Ni5Mo的40%。因此,铁基超弹性合金适用于中国多泥沙河流上高水头、大流量电站水轮机叶片等高速水力机械过流部件。技术指标铁基合金生产成本与0Cr13Ni5Mo不锈钢相近;易于成型加工,适用性性强,不仅在多相流(水、气、泥沙)中具有高的抗空蚀与冲蚀及磨蚀性能,而且具有良好的耐腐蚀性能。铁基合金是一种新型低成本、高性能结构材料。市场前景铁基合金不仅在模拟水轮机过流部件破坏的高速转盘实验中表现出高高的抗空蚀与冲蚀及磨蚀性能,而且在重庆某企业过流部件上使用效果良好,大大优于原先所用18-8型不锈钢,在石油管道管接头和水轮机叶片等高速水力机械过流部件上具有良好的应用前景,获得2项“高水头、高流速下水力机械耐空蚀及磨蚀铁基合金”国家发明专利(专利号:ZL02114411.7和ZL031345646)。
[成果] 1100010958 四川
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2010
成果简介:该项目技术为冶金工程技术领域,其技术原理为使用混合组合还原剂,提高还原剂的脱碳能力和还原锰的能力,实现采用锰硅面子生产出C≤0.7%的低碳锰铁产品。主要经济技术指标为:1)锰矿单耗2.84t/t,2)硅铁单耗0.206t/t;3)硅锰面子单耗0.810t/t;4)锰矿中锰入合金率31.99%,5)硅锰面子和硅铁中硅的利用率93.6%,6)单位产品基重冶炼电耗1740Kwh/t。该冶炼新工艺(组合还原剂法)生产低碳锰铁较传统电硅热法生产中低碳锰铁相比具有独创性,优点在于减少中间环节,使用普通锰硅合金粉子代替传统的高硅锰硅合金,降低了生产成本,且产生的炉渣不粉化而用于锰硅合金生产作调渣剂使用。同时设备简单,只需一台精炼电炉即可。为推动铁合金产品质量档次的提升和低碳铁合金生产工艺研究都有着重要的现实指导意义;也为控制碳进入合金的其他铁合金的冶炼工艺研究提供了示范。控制合适炉渣碱度、控制组合还原剂配比及粒度控制具有创新性。应用该技术生产出的中低碳锰铁C≤0.7%产品,各项技术指标均达到了用低碳高硅锰硅合金生产的低碳锰铁合金的质量水平,符合国家产品标准和用户的质量要求,成本经济指标均优于传统的用低碳高硅锰硅合金生产的低碳锰铁合金的指标,生产成本低,用户满意。该工艺为同类工艺先进水平。采用组合还原剂法冶炼低碳锰铁,选择组合还原剂种类及其配比、还原剂用量、粒度以及渣型控制等相结合的冶炼新工艺,实现生产出合格的低碳锰铁产品。该成果的主要创新点及关键工艺:1)与常规电硅热法冶炼工艺相比,减少中间生产环节,使用普通锰硅废品(面子)代替价格高的低碳高硅锰硅合金成品;2)组合还原剂的选择、搭配比例、粒度控制,延长炉衬寿命、提高还原剂的利用率;3)控制原料中碳入合金的比例;4)控制炉渣碱度,使炉渣用于锰硅合金冶炼作优质原料使用,不排放工业废渣。(直接经济效益和社会意义):2006年应用该成果新工艺生产销售C≤0.7%低碳锰铁产品2106吨,根据销售公司提供的低碳锰铁产品(FeMn80C0.7)销售价格为11200元/基吨,则直接创效:(10800÷1.1.7-8488.2)×2016=149.7万元;该冶炼组合还原剂法新工艺与常规电硅热法相比,优点在于减少中间环节,提高生产率,降低生产成本。同时设备简单,只需一台精炼电炉即可。同时为推动整个铁合金产品质量档次的提升和铁合金生产工艺研究都有着重要的现实指导意义;也为控制碳进入合金的其他铁合金的冶炼工艺研究提供了示范。
[成果] 1100010977 四川
TF6 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2010
成果简介:技术原理及性能指标:该成果通过选择合适的粘接剂和挤压成球设备使焦碳粉粒粘接成适合铁合金冶炼使用强度、粒度、化学成分、比电阻要求的焦粉球;在铁合金冶炼生产中用焦粉球替代部分冶金焦碳作为还原剂,通过冶炼过程控制和对焦粉球生产配方和粒度的调整,使得生产过程工艺顺行。焦粉球配方为干重配比焦粉:粘接剂=100:10,焦粉球产品为长轴约30mm的椭球体、固C约65%、灰份约28%、灰份中自然R二元约0.7,比电阻约25kΩ·mm<'2>/m。在生产锰硅合金时配比占总碳量的50%以内冶炼工艺均顺行、技术经济指标良好。技术的创造性与先进性:①焦粉经冷压成球、不需能量自然固化,是成果技术对节能的创造性。②所用粘结剂和添加剂均结合铁合金生产中渣型调节的要求进行设计,有效减少了冶炼过程中的熔剂配入量,是成果在资源节约与综合利用方面的先进性。③该成果首次实现了用焦粉球代替总碳量50%的冶金焦进行锰硅合金生产,技术经济指标良好,使废弃焦粉得到了高效利用,且彻底解决了其环境污染。④关键技术已获国家发明专利,专利号ZL200510021042.4。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该成果产品和技术从2005年6月以来一直在生产和使用,工艺过程运行稳定。技术成熟、安全可靠,适用于铁合金、电石、黄磷等行业焦粉的资源化使用。应用情况及存在的问题:该成果从2005年6月实施产业化到2008年3月24日止,已累计生产并使用焦粉球24373吨,在生产锰硅合金时焦粉球配比占总碳量的50%时冶炼工艺均顺行,效果良好。已经取得经济效益1617.29万元。历年获奖情况:该成果尚未申请各类奖励。
[成果] 1200170252 辽宁
TG1 应用技术 铁合金冶炼 公布年份:2010
成果简介:该发明涉及一种提高γ'沉淀强化型铁基合金中孪晶界数量的工艺方法,具体的说是在合金高温热加工完成后,增加一道中温轧制变形,使得γ'沉淀强化型铁基合金在经过正常的热处理后其中孪晶数量明显增多的方法。解决现有技术中获得较多的孪晶界所需的周期长,处理温度和时间要求的控制精度高,不利于生产等问题。对于γ'沉淀强化的铁基合金,在通常进行的高温热加工(锻造或轧制)完成后,增加一次中温轧制,对材料进行600-750℃轧制变形8%-12%,这样所获得的材料在经过常规的固溶热处理后,其中的孪晶含量远远高于正常高温轧制后相同热处理的合金。
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