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[成果] 1900010819 北京
TG139.8 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:块体非晶合金(BMG)具有特殊的原子结构,呈现出一系列独特的物理、化学和力学性能,在航空航天、精密机械、能源化工、信息和生物材料等领域具有重要应用价值。但其结构本质问题是材料科学重大基础难題(2005年被《科学》杂志列为人类今后面临的125个主要科学问题之一),同时,非晶合金的局域剪切变形特征所导致的室温脆性和灾难性断裂也是其工程应用中的重大挑战 该成果针对BMG的微观结构和室温脆性这两个关键科学问题,发现了非晶合金原子堆垛的普适规律,提出了非晶合金强韧化的新原理和调控机制,建立了在无序固体中通过有序结构强韧化的新理论,发展了一系列新型高性能块体非晶合金复合材料。主要发现点如下: 1.发现了非晶合金原子排列的普通规律,建立了非晶合金原子堆垛普适模型,揭示了非晶合金原子排布是在球周期有序的基础上叠加中程序尺度上的一维平移对称分布规律。该发现不仅为正确理解非晶结构中的有序原子团簇、结构不均匀性和整体堆垛奠定基础,而且还为理解非晶合金的玻璃转变和变形行为提供了基本依据。成果应邀在第八届块体非晶国际会议上作大会主旨报告。 2.提出“相变诱导BMG塑性”学术思想,揭示了无序固体中通过有序结构强韧化的机理和协同变形机制,攻克了BMG的室温脆性和应变软化难题,首次获得了大拉伸塑性变形和加工硬化能力。该成果被Science专题评述:“极大提升了非晶合金的潜在结构应用,开辟了一个新的科学研究方向”。 3.发展了非晶-晶体生长耦合理论,厘淸了非平衡凝固条件下非晶合金形成过程中的相选择和相竞争机制,实现了无序非晶中初生晶体相形态、尺度、分布及性能匹配的调控,为研制大尺寸高性能块体非晶合金材料奠定了理论基础,开发了系列具有实际应用价值的高性能大尺寸块体非晶复合材料。国际著名非晶研究学者、德国莱布尼茨固体材料研究所所长J. Eckert教授正面引用此成果84次,并以此为基础开展其研究工作。 已发表学术论文255篇。8篇代表论文被来自34个国家391个研究机构的1417名作者在Science, Prog Mater Sci, Mater Sci Eng R, Nature Commun等162种期刊引用1097次,SCI引用840次’SCI他引660次,单篇SCI他引最高178次。出版专著2部,参编专著3部,成果被编入美、英科学家的3部专著。被Science等正面专题评论3次。在国际会议上做邀请报告53次,研制具有自主知识产权的非晶合金新材料18种。1项成果通过技术鉴定,被认定居国际领先水平。培养非晶合金方向全国百篇优博1人,提名2人。项目组入选教育部创新团队并获滚动支持。获得包括块体非晶合金领域两位奠基人在内的国内外18位院士等本领域国际权威学者和同行的广泛引用与高度评价,认为该项目研究成果“开辟了一个新的科学研究方向”,“提供了新的思路”,“具有启发性作用”,“对块体非晶合金材料的实际工程应用起到极大的促进作用”,“是对结构材料的一个重要贡献”。
[成果] 1800210035 山东
TG142.72 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于金属材料加工领域。在国家“863”计划“高性能耐磨钢开发”(2012AA03A508)重点项目的支持下,不仅解决了中国钢铁企业长期不能生产NM450~NM600系列高强耐磨钢的问题,还提出了此类钢板不能仅局限于硬度指标的系列化,而应该针对不同应用领域对耐磨钢个性化需求开展研究,突破专业用途耐磨钢及其配套应用关键工艺技术。正是在此行业背景下,莱钢联合北京科技大学及相关用户企业,在系统研究不同用户对耐磨钢个性化需求的基础上,突破了诸多关键工艺技术,打造了差异化供货平台,开发出“易焊接、高均质、耐磨蚀、好加工”等多个系列高性能钢板。 主要创新点:(1)攻克了低裂纹敏感指数高强耐磨钢生产技术。采用低碳含Nb的低Pcm值的合金设计,显著提高了耐磨钢可焊性及焊接接头性能,热影响区-20C冲击功均值可达140J水平,大幅提升了焊接效率。(2)实现了厚规格耐磨钢窄硬度区间控制技术。攻克了厚规格耐磨钢厚度方向硬度不均匀的问题,实现了40~50mm厚度的NM450级别耐磨钢厚度方向硬度变化不大于HBW15;最大可供货规格达到100mm厚度,实现了高均质的耐磨钢产品研发应用。(3)突破了耐磨蚀高强钢板组织调控技术。设计了低C、低Mn复合添加Cu、Ni的合金成分体系,开发了新型耐磨蚀NNM360高强度钢板,在矿井复杂的服役环境下,相对于传统NM360的服役寿命显著提升。(4)开发了高强度耐磨钢板三枪切割装备技术。发明了“三枪切割设备”,实现了“前枪预热、中枪切割、后枪处理”的“三枪切割法”,有效解决了传统耐磨钢切割开裂问题。 通过该项目的实施,申请国家专利13项,其中发明专利12项,实用新型1项;已授权10项,已公开3项。已认定企业技术秘密20项,公开发表学术论文24篇。近三年来,累计生产销售高性能耐磨钢板9.29万吨,新增产值6.16亿元,新增利税1.68亿元。“易焊接、高均质、耐磨蚀、好加工”系列耐磨钢成功应用于中煤张煤机、新矿集团、兖矿集团、淄博天晟等煤矿综采设备制造公司;三一重工、山推股份、徐工集团、临工股份、山推胜方等工程机械制造企业。 通过该项目的实施,所开发的新产品、关键工艺装备和应用技术,攻克了高性能耐磨钢产品研发生产技术瓶颈,为实现相关应用领域钢铁材料的升级、产业技术进步和冶金产品国产化进程发挥着积极推动作用,推广应用前景广阔,经济效益和社会效益显著。
[成果] 1900010178 辽宁
U444.81 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目属于金属材料加工制造工艺领域。 立项前,中国桥梁钢主要是16Mn、15MnVN,14MnNb等钢种,存在制造流程长、强韧性差、性能不稳定、难焊接、无适合中国环境的免涂装桥梁钢等严重不足,难以实现绿色环保的发展理念。《国家中长期科技发展规划纲要2006-2020》明确提出加快钢桥建设作为行业发展的重点方向,钢结构桥梁被纳入“十三五”新兴产业重点领域。2005年鞍钢股份有限公司联合北京科技大学启动了绿色高服役安全桥梁钢发展计划,重点打造中国耐大气腐蚀桥梁钢体系和500MPa高强韧低屈强比桥梁钢,实现桥梁钢在绿色环保和高役安全性的突破。该项目致力于创新“中国技术”、实现“中国创造”、打造“中国品牌”,取得如下突破性创新成果: 构建了耐候、高服役安全桥梁钢合金体系,发挥合金元素Cu、Cr、Ni、Mo及低碳组织对耐候和强韧的协同作用。具有中国基因的耐候桥梁钢9年的大气腐蚀数据及百年预测结果表明耐大气腐蚀性能比美国传统CorTen钢提高70%以上。 创立了包括成分设计、冶炼、轧制、热处理及焊接材料与工艺控制等一整套制造技术集成,开发出满足国内外重、特大桥梁工程需求的屈服强度345-690MPa级高强韧、耐田园大气腐蚀和耐海洋湿热大气腐蚀桥梁钢三大系列产品(共48个牌号),涵盖极薄(4mm)、特厚(115mm)、超宽(>4300mm)、大单重(21t)等全规格;极寒环境应用的桥梁钢(-60℃)冲击功达267-376J;具有高效、减重优势“纵向变厚度”耐候钢LP板,最大变厚范围25mm。 积累了服役安全评价完整数据,确定了“500MPa级桥梁钢屈强比不大于0.85可保证极限载荷条件下结构稳定性”这一重要设计依据;发明了长周期叠加短周期的加速腐蚀实验方法,在国内典型大气环境进行挂片曝晒试验,为中国免涂装耐候钢桥提供腐蚀量设计依据;攻克了加速耐候钢表面致密锈层形成关键应用技术,解决了服役初期耐候钢表面锈液流挂、污染环境的难题,上述成果已经被中国特大桥梁和免涂装耐候钢桥设计所采纳。 2005年1月至2017年12月为国内外86座重大桥梁工程供货108万吨,实现销售收入56.8亿元,新增利润10.6亿元。国内首创了TMCP型易焊接、高韧性Q420qD桥梁钢,供货世界最长拱桥重庆朝天门长江大桥,标志着中国高性能桥梁钢诞生;国际首创500MPa级低屈强比(≤0.85)桥梁钢,列入中国铁路桥梁设计规范,累计供货1.3万吨;为贯彻“一带一路”方针和落实“中国制造”战略,向美国、新西兰、马尔代夫等海外项目供货达20万吨。研究成果已纳入鞍钢主修的GB/T714-2015《桥梁用结构钢》国家标准及铁路桥梁两个设计规范。核心发明专利授权12件。鞍钢桥梁钢制造技术实现了“中国创造”与“中国制造”,产品成为蜚声海内外的“中国品牌”,对绿色环保的桥梁建设理念起到引领作用。
[成果] 1800130162 北京
TP319 应用技术 公共软件服务 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的: 2008年5月22日,国家财政部联合国务院相关机构联合发布了《企业内部控制基本规范》等系列政策规范;2017年6月1日《国家网络安全法》正式发布,政府先行带动国民经济和社会的网络信息安全建设制度化、规范化。该项目通过联合技术攻关,完成治理风险管控融合关键技术的研发应用,提供标准的企业管控流程和模型,推动国内企业风险管控与合规标准规范建设。 2.主要技术创新点: 1)提出云计算环境下多租户文档隔离与海量存储的协同办公框架构建企业治理管控统一云服务平台,提出支持多租户和分权分域的云服务架构体系;将移动应用技术融入企业管控领域的应用,实现多业务系统移动化,提升企业横向和纵向沟通和业务处理能力;解决纯国产软件环境下集团化分布式软件平台架构的安全风险挑战。 2)提出集团型企业分布式协同及移动办公平台安全与可靠性技术利用分布式架构解决传统单应用情况下压力过大带来的宕机风险,提高系统稳定性:利用网络路由最短距离算法,减少应用压力、网络开销。利用自主开发的MBUS消息总线解决分布式系统数据不同步与用户访问系统异常。 3)提出基于可信云运行环境的移动办公平台用户权限风险管控技术提出基于可信平台模块构建移动办公平台中的可信云计算运行环境,对用户行为数据进行风险分析,通过层次分析法评估用户行为风险等级,将风险评估等级结果进行安全封装与可信存储,根据用户行为风险评估等级结果动态调整用户权限,可以更细粒度的描述用户风险、更自动智能的管控高风险等级用户权限。 4)集团型企业协同与移动办公跨平台数据交换技术实现运用Web Service应用技术和XML数据交换技术,以平台+应用松耦合架构方式构成随需应变的集团化架构,跨平台支持;支持集中、分布、混合部署方式;通过跨IAAS平台云服务架构设计,支持多租户管理,满足等保及分保安全要求。 3.成果产生的价值: 该项目研发获得2项发明专利,参与制定国家标准:信息技术服务治理(20121417-T-469),2016年获得北京市企业技术中心认定,2017年获得国家地方联合工程研究中心认定。发表论文6篇,他引31次。获得软件著作权46项。成功为中国移动、中国石化、中国海油、神华集团等40余家央企和近半数中国百强企业提供风险管控产品服务,参与北京城市副中心行政办公区综合管廊工程管理信息平台建设。近三年实现近5亿元经济效益,提升了国内风险管控领域系统级研发能力,解决了产业面临的关键技术瓶颈问题。
[成果] 1900010813 北京
TB33 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于功能复合材料领域。面向能源与资源高效利用等关系国计民生和可持续发展的关键领域,该项目从电子传输、电子转移、电子-空穴分离等提升材料性能的本质因素出发,以组装微纳结构单元和构筑纳米异质界面为核心,历经十余年的研究,在国家自然科学基金、863计划等项目支持下,发展了系列多级结构材料制备的新方法,在国际上率先深入系统地开展了纳米异质界面的构筑方法及其对特定功能的强化机制研究,实现了对能源与资源高效利用过程中系列关键材料的电子/离子传输、电子转移及电子-空穴分离的有效调控。在多级结构复合材料的制备方法、异质界面的构筑理念及材料性能定制等方面取得了创新性研究成果。重要科学发现如下: (1)首次提出了调控多级结构内纳米异质界面提升储能材料电子/离子传输效率的新思路;发展了高性能纳米氧化物和纳米碳三维互穿导电网络的跨维度构筑新方法:在微观尺度下揭示了氧化物-纳米碳异质界面间电荷的传输机制:获得了一系列具有快充性质的关键储能材料,实现单电极6分钟充至满容量的90%以上,电极寿命相比同期国内外的报道提升2-3倍。 (2)建立了在多孔基材内定向落位贵金属粒子或功能有机小分子构筑纳米异质界面的新方法:揭示了催化体系中电子-质子快速转移及底物-活性中心-产物分子间高效输运的机制;突破了醇氧化、胺合成等系列重要化学反应非绿色和效率低的瓶颈,实现了以氧气为氧源无碱条件下醇氧化反应的高效催化,产率高于94%,选择性近100%;获得了可高效催化“氧化-选择性加成-转移氢化”连串反应的双活性中心催化剂。 (3)发展了原子尺度内调控晶格匹配实现纳米尺度层次基元之间吸引与排斥作用的新方法;通过基元识别与组装作用实现了金属-氧化物及氧化物-氧化物等异质结构的可控制备;揭示了异质结构中电子转移和电子-空穴分离的规律;大幅提升了可见光下高活性自由基在异质界面的生成速率,实现了30分钟内99.99%大肠杆菌的快速杀灭,比常规杀菌材料性能提高3个数量级。 8篇代表性论文SCI他引501次,单篇最高他引102次;获国家发明专利授权16项。培养教育部长江学者1名,国家百千万人才1名,新世纪优秀人才3名。依托相关研究成果,项目完成人作为第一完成人获教育部自然科学奖一等奖1项、北京市科学技术奖二等奖1项和浙江省高校科研成果奖一等奖1项。
[成果] 1800130052 北京
V233.42 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:伴随新一代航天器向着小型化、高传输容量方向发展,大功率、高通量的电子设备散热与温控问题日益严重。其中以空间用激光载荷、载人工程等为代表的大功率设备其热流密度已达到甚至超过500W/cm2,采用传统的单相流体以及基于普通热沉的双相流体换热技术已难以满足应用需求。针对中国新一代航天器对极高热流密度、极小型化散热系统的迫切要求,该项目设计并研制了一种用于极高热流密度散热的金刚石微槽道产品,通过空间飞行试验,实现对新一代航天器高热流密度热管理结构设计的理论与实验验证。 金刚石具有自然界最高的热导率(理论值2200W/mK)。将金刚石制备成体材料并经过精密结构化,替代传统硅、铜等材料的微通道结构是该产品的基本思想。首先,基于自主研发的等离子体高能活化技术制备出直径100mm、厚度大于3mm、热导率大于1500W/mK的金刚石体材料,突破大尺寸金刚石厚膜的制备技术是该项目的技术创新之一;通过金刚石表面精密加工,实现金刚石表面粗糙度低于10nm、厚度高达2mm;随后首次采用高能激光束在金刚石表面精密成型流体微槽,制作深宽比高达5以上的微槽道,突破金刚石表面微结构图形化加工技术是该项目的技术创新之二;进一步基于金刚石槽道表面改性技术,实现金刚石表面对传热流体的良好浸润,提高两相流换热过程中的对流换热系数,是该项目的创新技术之三;最后通过表面金属化,实现金刚石微槽道在泵驱双相流体回路装置的可靠封装,并实现该装置的空间飞行验证,是该项目的技术创新之四。该金刚石微槽道产品已作为高热流散热泵驱两相流体回路组件,于2016年6月随新一代飞船缩比返回舱完成了在轨飞行。飞行试验在10:41开始,13:41结束,共持续3小时,其工作过程中峰值散热功率密度高于500W/cm2,展示了极高的系统稳定性与可靠性,能够彻底解决新一代大功率航天器面临极高热流密度散热的问题。该装置重返大气层后,在过去的1年里,仍继续运行,为航天飞船的地面试验作有力支撑。通过对金刚石微槽道流动沸腾换热空间飞行验证,获得了该技术的重力无关设计与机理,将为未来超高功率航天器、中国载人深空探测等重大工程研制奠定理论和试验基础。 该产品的成功研制打破了国外对于航天器用热流密度大于500W/cm2的散热系统产品的技术封锁,填补了国内在极高热流密度散热领域的空白,将极大推动未来高精度导航、大容量通信、未来载人深空探测等众多超高功率航天器工程的技术发展,实现对国外高功率航天器热排散的技术赶超。
[成果] 1800130049 北京
TF576.7 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:北京市城市总体规划(2016-2035)明确将“推进生态涵养区保护与绿色发展,建设北京后花园”列为优先主题,强调“以环境倒逼机制推动产业转型升级”。国家“十三五”规划纲要具体要求“严格钢铁等高耗能行业产品能耗标准,积极推进其节能减排改造”。而高炉炼铁是钢铁工业最主要的环节之一,其中高炉本体及出铁系统又是钢铁企业污染、耗能的重灾区。 该项目历时10余年,采用产学研用模式,以高炉长寿、高效、连续生产为导向,突破其难以在线修补、修补周期长、出铁沟散热性能差等关键技术,研制出在线修补节能环保新材料与装备并投入工业应用,相关技术在同类研究中达到国内领先水平。 主要创新点如下: (1)开发高炉智能压入料,实现在线修补首次提出呋喃树脂等作为外加剂,利用其流动性好、主动捕捉热点的特性,解决了高炉修补压入料难以压入、必须停炉修风的技术难题,实现了高炉在线修补,填补了国内在线压入技术空白。 (2)研制短周期修补新材料,实现快速修复以煤矸石等为原料,成功研制出系列高炉出铁系统短周期修补新材料。其中高炉冲渣槽免烧陶瓷耐磨料,借助铁水能量免烧结直接使用,将使用寿命延长3倍以上,且无需修补;速干铁沟浇注料,无需烘烤即可进行通铁操作,将常规铁沟浇注料3-5天工期缩短至1天,无大修通铁量达18万吨以上。 (3)研发低成本环保耐火材料,实现环保节能开发用后耐火材料生产高炉用环保炮泥新技术,原料成本降低15%,一次出铁达180分钟,无致癌烟气产生;开发了榫头结构强散热新型耐火保温砖,散热量提高40%。 (4)设计应用高炉铁沟新系统,实现铁沟长寿从出铁沟和支铁沟装置设计与优化入手,成功研制出倒立梯形高炉出铁沟和有内凹状的梯形凹槽高炉支铁沟,避免了铁水流速增快对铁水沟的侵蚀,使出铁沟和支铁沟使用寿命延长20%。 该项目发表相关论文21篇,获得专利9项,通过鉴定1项。研究成果成功应用于大型钢厂,尤其是北京周边的钢厂,近三年直接经济效益2.60亿元。该项目发明单位北京科技大学及北京精冶源新材料股份有限公司均坐落于北京,该技术的研发、转化及市场推广,是北京高校与企业产学研用相结合的成功典范;精冶源公司运营良好,为北京提供了诸多就业岗位,增加了税收,为首都经济和蓝天工程起到非常积极的促进作用。项目第一完成人因对高炉系统长寿高效运行的贡献,2012年获中国金属学会冶金青年科技奖,2018年当选“第三届先进冶金工艺与材料国际会议”组委会成员。
[成果] 1800130251 北京
X701 应用技术 环境治理 公布年份:2018
成果简介:工业烟气净化处理过程中对SO2、NOx、尘等污染物的脱除需要安装多套装置,存在重复投资及运行成本高且运行维护过于复杂等问题,烟气净化后产生的废水、废渣等硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、除尘灰等副产物处置不当会产生严重的二次污染问题。同时,工业生产产生了大量的粉煤灰、水渣、钢渣、赤泥等固废,这些固体废弃物普遍存在利用价值不高而无害化治理成本较高的问题。烟气多污染物协同治理及副产物资源化生产A1级防火材料技术用循环经济理念来治理污染、处置固废,相对于传统的烟气治理技术、传统的固废处置方法在经济性、综合性、可循环利用等方面有了重大的突破。主要创新点包括: 1、实现一塔内烟气多污染物一体化协同治理且解决了脱硫脱硝副产物变废宝的关键技术。该项技术采用一种混合型碱性高分子材料为吸收剂,将烟气中的SO2、Nox、尘在一个常规塔内、非高温环境、非臭氧、不喷氨、无催化剂条件下实现超净脱除。 2、解决了复盐效应与硅的四配位同构化效应调控的关键技术以推动多固废协同资源化。通过超低溶解度硫氧镁复盐效应与硅的四配位同构化效应调控技术以及微气泡分散结晶密度控制技术,将脱硫、脱硝副产物与工业废渣协同制备为A1级无机防火保温材料,为实现烟气、废水、固废一体化协同治理技术与工艺深度研究奠定了理论与应用基础。 3、发明了一种烟气治理后副产物联合其他工业固废资源化利用的设备和工艺:利用烟气治理后的副产物硫酸盐、硝酸盐配合其他外加剂可连续、自动化、高效生产几种容重不同的保温材料,导热系数在0.048以内,防火等级达到A1级,是国际市场上仅有的能达到这二项参数的无机防火保温材料。 该成果已获得发明专利25项,实用新型专利4项,发表文章近百篇。已在德龙钢铁、萍钢、方大特钢、中天钢铁、泰钢、唐钢、时风集团、美锦集团等企业成功应用。烟气治理后副产物联合其他工业固废生产的保温材料市场前景广阔。该项目成果的实施有利于工业烟气治理后产生的二次固体污染物总量的降低,降低脱硫脱硝设施的初投资、减少烟气治理系统的运行费用,具有显著的经济收益与良好的环境效益。同时,项目成果提升了大气污染治理产业技术水平和自主创新能力,对中国燃煤锅炉及炉窑烟气治理产业的发展、工业固废行业的治理与发展、新型防火保温材料的研发,提高环保企业在世界上的自主创新能力和核心竞争力具有重要的支撑作用,对大气治理、雾霾消除、美丽中国的建设具有重要的推动意义。
[成果] 1800240322 江苏
TG142.41 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属钢铁冶金技术,钢铁加工与制造领域。21世纪是能源的世纪,中国在取得巨大发展的背后,就是对能源的极度渴望与需求。中国是能源需求及能源进口大国,作为可再生能源发展的重要领域之一,海上丰富的风能资源是能源转型战略的重要手段;另外中俄能源合作重大项目之一的亚马尔液化天然气项目是中国提出“一带一路”倡议后实施的首个海外特大型项目,该项目穿越北极圈,连接北美、东亚和西欧三大经济中心,被誉为“冰上丝绸之路”。由于中国海上风电起步较晚,也没有在低温恶劣环境下施工的先例,满足此类项目所必须的低温苛刻环境服役的高性能钢板的生产技术被国外垄断,导致此类钢板价格高、供货周期长,严重制约了中国海上能源战略发展需求。该项目以此为背景,在国家自然科学基金、十二五海洋能源工程领域及校企合作项目等支持下,通过产学研合作,突破了低温服役、易焊接、耐腐蚀系列海上能源工程用结构钢关键工艺技术,实现了从基础研究、关键共性技术研发到产品的示范应用的全链条创新,项目创新点如下: (1)国内首创采用低碳合金钢成分设计,连铸坯C类偏析精准控制技术,低圧缩比条件下的TMCP工艺过程中的粗轧大压下技术,成功研制出了最厚100mm、-40℃心部处冲击均值≥150J,韧脆性转变温度低于-60℃,-10℃低温CTOD性能优异的大厚度低温钢板,满足了海上结构复杂环境下服役要求,填补了国内空白、替代了国外进口。 (2)实现了钢板内外部质量无缺陷交货,低应力控制技术保证了钢板切割不变形,外观零缺陷预防了表面可能产生的后续腐蚀,钢板经历了北极恶劣环境下施工作业的考验。 (3)攻克了极限规格钢板的核心生产技术难题,开发了全厚度规格(最薄4mm、最厚250mm)确保-50℃冲击的高性能钢板,并取得了欧盟CE认证,首创了三坯复合工艺生产220mm Q345EZ35特厚板,首次应用于国家重点海上风电项目。 (4)突破了-50℃环境服役钢材的焊接难题,焊接接头及热影响区焊接质量均满足-50℃低温冲击要求,探索了100mm厚钢板实现了不预热直接焊接技术,为“极寒环境”下焊接施工能力大步升级奠定了基础。 (5)在钢板生产过程中全流程表面氧化皮演变研究基础上,通过优化TMCP工艺技术,获得了厚度小于15μm,且致密均匀的以FeO+Fe3O4为主的表面氧化皮结构,较传统海洋用钢耐蚀性显著提高。 该项目共申请专利15件,其中授权发明专利8件。南钢是国家标准GB/T 28410-2012《风电发电塔用结构钢板》第一起草单位,风塔专用钢板入选国家重点新产品,海洋风塔用钢板S355NL通过江苏省高新技术新产品认定。2015年至2017年项目实现销售额484276.21万元,新增利润52069.28万元,产品应用于俄罗斯亚马尔LNG项目,欧洲北海英国海上风电项目,国内江苏、上海等沿海海上风电项目,为国家能源战略发展、提升产品国际竞争力做出重要贡献。
[成果] 1800130238 北京
TN915.08 应用技术 电信 公布年份:2018
成果简介:随着中国骨干网迈向100G时代,网络用户和应用激增,给网络管理和网络安全带来巨大挑战:一方面需要具备超高速骨干网数据接入能力,另一方面需要多样化数据采集、定制化高速数据分发能力。项目组攻克了100G网络在线无损数据接入、海量网络协议识别与多样化数据采集和高并发环境下网络数据流控与定制分发等关键技术,研制出业界最大单机处理能力最大、功耗最低的超大规模数据接入采集平台,为网络管理部门、运营商和网络安全行业开展基于骨干网实时数据的创新应用提供数据支撑服务,使得国家网络管理能力覆盖100G骨干网,提升了国家对网络空间的管理能力,推动网络安全行业的创新业务开展与行业协作。取得如下创新成果: 1、突破100G网络在线无损数据接入技术,将链路输入的100G超高速数据流无损转换为10路10G数据流,实现10路10G数据到256位宽度较低频率的数据接口。支持数据的同源同宿和汇聚分流,支持13大类主流网络报文,有效载荷在64-1518字节情况下,0丢包。 2、采用网络应用协议快速识别与跟踪技术、多方式互关联网络报文匹配技术,在基于端口、基于特征码和基于行为等匹配方式间建立动态的关联关系,提高报文匹配能力和协议识别能力,解决各类复杂内容及行为特征的匹配和加密网络数据流的识别等难点问题,实现网络协议准确识别与数据多样化采集,网络协议识别数量超过1000种,准确率大于95%。 3、提出了高并发环境下网络数据流控与定制分发技术,基于超高速光网络数据接口和成帧方式满足各种业务需求,实现了网络内容和网络流量同步输出,满足网络管理部门、电信运营商和网络安全多样化数据采集和个性化数据分发服务的需求,支持2种防流量突发措施,总输出带宽不低于总输入带宽的100%。 4、超大规模数据接入采集平台研制与行业重大应用,攻克100G网络实时无损数据接入、海量网络协议识别与数据获取和高并发环境下网络数据流控与分发等关键技术,采用多个交换平面组成的并行交换结构,实现系统扩充需要。研制业界最大单机处理能力,设备功耗最低的超高速数据接入采集平台。 项目成果在北京市公安局等20个省200余地市网络管理部门推广应用,行业市场占有率第一名,为十九大等重大活动网络安全保障提供了数据接入与获取服务。近三年,取得直接经济效益超过6亿元,新增利润超过1亿元。取得授权发明专利20余项,软件著作权30项,在IEEE Sensors、IEEE Access、Entropy和信息网络安全等权威和行业期刊上发表8篇论文,制定颁布行业标准10项。
[成果] 1800290194 北京
TM923.321 应用技术 照明器具制造 公布年份:2018
成果简介:通过设计密闭、负压、多级分选,筛分和过滤整套设备设计,实现稀土荧光灯的绿色环保处理,汞得到有效收集,同时灯头(金属)、灯管(玻璃)和发光材料粉(稀土荧光粉)得到高效分离和收集,保证资源的后期综合回收和利用通过两段式酸解,提高了稀土浸出率,同时使得Y、Eu和Tb、Ce元素的简单分离富集,大大降低了焙烧时烧碱用量、酸用量以及后期萃取剂用量,在节能减排方面效果突出,生产成本也得到有效降低,废水排放的减少也大大地降低环保压力。 成果创新性:发明了两代酸解工艺回收废旧稀土发光材料。首先酸解红粉,蓝绿粉碱熔后进行二次酸解,分别获得Y-Eu和Ce-Tb富集滤液。稀土元素的总浸出率从原来的42.08%提高到了94.60%;同时有效降低辅料使用和降低成本。发明了物理筛分和化学热碱浸出组合工艺去除玻璃渣和硅铝氧化物杂质。稀土总浸出率从83.13%提高到95.37%,其中Ce和Tb的浸出率明显提高。
[成果] 1800130040 北京
TH45 应用技术 泵、阀门、压缩机及类似机械的制造 公布年份:2018
成果简介:超高效变频压缩机主要应用于变频空调等家电领域,中国变频比例为50%左右,与发达国家90%以上的水平存在较大差距。2017年国务院印发《“十三五”节能减排综合工作方案》,指出要加快建设资源节约型、环境友好型社会,因此超高效变频压缩机市场需求规模巨大。其铁心用材料要求良好的磁性能、尺寸精度和机械性能,但项目开发之初,国内外产品均存在磁性能和生产效率低的问题,难以满足市场需求。 首钢与北京科技大学联合研制,从基于工业大数据的智能设计、高纯净铁心材料专有制备技术、铁心材料织构和组织的系统控制技术、中高硅产品酸连轧产线精准尺寸控制技术等进行创新,解决研制生产及市场应用难题,实现批量供应。 项目创新点如下: (1)自主开发工业大数据及智能开发平台,系统分析性能与主元素Si、Mn、Al的关系,建立性能预测模型,缩短新产品研发周期30%。 (2)自主开发动态质量设计平台及配套软件,设计划分包含炼钢、热轧关键工艺的14位原料标记代码,依据原料标记进行后工序动态工艺调整。同时设计划分成品质量特性和用户需求在内的17位成品标记代码,实现成品窄窗口精准供货。产品铁损标准差由0.1W/kg降低到0.05W/kg,性能降级品降低3%。 (3)系统开发出高纯净度铁心材料制备技术,C/S/O/N/Ti杂质元素的总量控制到50ppm;集成创新夹杂物及析出物控制一体化技术方案;首创开发精准钙处理工艺及在线预测软件,确定适合该类产品的精准Ca处理工艺和Ca处理量15-25ppm。实现降低铁损0.1-0.15W/kg达到2.45W/kg,达到国际先进水平。 (4)首创性地提出强化{114}织构、稳定{100}织构组分的技术方案提高磁性能。通过工艺和偏聚元素等一体化控制措施,使{114}+{100}织构比例从45%提高到54%,实现磁感提升150GS达到1.705T,达到国际先进水平。 (5)首次在酸连轧提出边部厚度多点综合评估控制技术,边部评估点由2点增至6点;对两侧各评估组赋予合理控制权重等技术措施。产品尺寸精度水平达到国际先进水平。 该项目专利11项,软件著作权2项,发表论文5篇。产品在美的、格力等知名家电企业批量应用,产品性能超过新日铁,提高电机效率0.5%-1.0%。2012年至2017年市场供应31万吨,市场占有率49%,实现国内每2台变频压缩机就有1台采用首钢材料制造的铁心;制作超高效变频家电6225万台,实现年节约用电量186亿千瓦时,节约标准煤650万吨,减排CO2约1600万吨,为改善人民生活环境、助力“美丽中国”建设做出了贡献。
[成果] 1900010481 江苏
TD324.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:煤炭是我国的主体能源,深部开采是我国煤炭资源开发的必然趋势。截至2017年,全国50余对矿井深度超过千米,最大已达1500米。随着开采深度快速增加,冲击地压灾害日趋严重。冲击地压灾害会摧毁井巷及设备,造成人员伤亡,还可能诱发煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸等次生灾害,是我国煤矿最严重的灾害之一。冲击地压灾害预防是世界多国长期致力研究但未能突破的技术难题。研发冲击地压探测预警与防治技术,抢占该领域核心技术国际制高点,既是国家重大科技需求,也将为我国煤矿安全生产提供重要保障。 该项目在科技部、煤炭企业的大力支持下,历经近10年攻关,提出了煤岩体动静载叠加诱冲机理,攻克了多项冲击地压探测预警与防治关键技术难题,取得了多项创新性成果,实现了大范围成功推广应用。主要创新成果如下: (1)提出了冲击地压灾害的动静载叠加诱发机理。研究揭示了煤矿采动过程动静载特征及其叠加效应规律,构建了动静载叠加诱冲理论模型和判别准则,得出了动静载作用下煤岩体能量积聚释放、应力演化与电震响应规律,实现了对冲击地压灾害发生机理的深刻揭示,为灾害探测预瞥与防治奠定了基础。 (2)发明了冲击地压危险动静载区域探测技术与装备。研究得出了煤岩体震动波波速与载荷的耦合关系,研发了震动波CT探测区域应力场的技术、装备和方法,建立了基于应力场形态判识冲击地压危险的技术方法,实现了冲击地压危险区域的有效探测。 (3)研发了冲击地压危险递进聚焦预警技术。研发了矿井→区域→局部递进式逐级聚焦冲击地压监测预警技术方法,构建了动静载作用下冲击危险多参量归一化综合预警模型,研发了冲击地压远程预警与诊断系统,实现了冲击危险的逐级筛査、递进聚焦监测预警,显著提高了预警可靠性与预防效率。 (4)研发了冲击地压动静载转移与煤岩体强度弱化的水力化防治技术。提出了弱化煤岩体强度、降低应力集中和转移动静载的强度弱化减冲原理,研发了高压水射流钻割煤体和定向水力致裂弱化坚硬岩体的动静载转移技术装备和方法,显著提高了冲击地压的防治效果。 该成果是煤矿冲击地压灾害预防领域的重大原始技术创新,深刻揭示了冲击地压灾害的本质规律,对冲击地压灾害预防从理论、技术和方法上带来了观念上的突破,并首创了煤岩体应力场震动波CT探测技术装备和冲击危险递进聚焦监测预警技术体系,经鉴定达到国际领先水平。部分成果已纳入国家部门规章《煤矿安全规程》在煤矿企业施行。制定国家标准2项,获国家发明专利21项、软件著作权12项,出版专著11部,发表SCI/EI论文70篇,获省部级科技进步一等奖3项。项目成果已在山东、陕西、甘肃、河南等省区50余座煤矿和孟加拉BARAPUKURIA煤矿、波兰KATOWICE煤矿推广应用。近3年,部分应用矿井同比新增安全煤量3962.25万吨,新增销售额160.68亿元,取得了显著的经济效益,保障了矿井安全生产,推动了煤炭工业灾害防治的科技进步。
[成果] 1900010651 辽宁
TN915 应用技术 电信 公布年份:2018
成果简介:制造业发展面临着绿色环保、劳动力成本上升和生产模式变革等一系列的挑战,迫切需要可灵活部署,具有深度感知和广域覆盖等泛在特征的工业无线感知网络技术,以推动复杂生产系统和大型装备的安全、高效和智慧运行。而已有的无线局(个)域网络技术Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,都不能满足工业应用对低功耗、高实时和高可靠的要求。如何针对工业感知任务“周期性”和“高并发”的特征,构建一种全新的“低功耗、高容量”网络,是学术界和工业界公认的难题。 该项目组在国家自然科学基金、863计划和国家科技重大专项的支持下,历经15年的艰苦攻关,首次在工厂强干扰环境和低功耗约束的条件下,实现了百点规模网络的秒级确定性时延和99%以上的传输可靠性。性能指标国际领先。 主要发明点如下: (1)发明全网时空频资源可精准管控的系统架构,创建集中规划与分布式 调节相结合的双层管控机制。提出了“网状-星型”混合拓扑结构,降低了大规模网络管控的复杂度:设计了表征时空频三维资源的超帧结构,提高了超帧可表征的网络资源容量。 (2)发明了联合时隙分配、功率设定、信道选择等的跨层设计与时空频资源弹性调度方法,将大规模网络并发传输端到端时延降低了一个数量级。建立了时空频资源的耦合模型,提出了基于“控制关键性”的传输任务资源裕度最优配置及调度方法。研制了智能网管设备,性能优于领域顶级厂商的相关产品。 (3)揭示了典型工厂环境下信道丢包率、丢包间隔的概率分布规律,发明了基于信道可靠性迁移模型的自适应跳频技术。建立了基于马尔可夫链的信道可靠性迁移模型,提出了基于不相交覆盖集的跳频序列生成算法。研制了WIA-PA通信核心芯片、终端和路由设备,实现干扰环境下99%以上的可靠传输。 (4)发明了多源异构数据的语义化集成方法和控制系统可重构编程技术,开发了新一代物联化高性能工业控制平台。建立了数字工厂业务的全要素语义模型,提出了赋时工作流技术和低开销的控制功能服务化封装方法,研发了全工况感知的自适应控制系统。 制定了国际主流的过程自动化感知网络WIA-PA标准和全球唯一的工厂自动化感知网络WIA-FA标准;研制了具有个性化定制能力的工业4.0示范生产线,被评为2015年度世界互联网领先科技成果;研制的核心芯片和模组已被川仪、上仪等国内仪表龙头企业用于研发新一代智能无线仪表与系统,打破了我国高端工业仪表长期被国外公司垄断的局面:研发的全工况感知自适应控制系统已经在鞍钢、国网辽宁电力公司、中石油辽河油田等企业应用,实现了大型装备和复杂生产系统由人工粗放管控向数据驱动智能管控的跨越,取得了显著的经济和社会效益。获授权发明专利66项(其中美国专利3项、欧洲专利2项),PCT国际专利13项,制定国际标准3项、国家标准7项,获得软件著作权10项,发表SCI论文50篇,专著1部,获省部级科技一等奖6项。
[成果] 1900010184 辽宁
TQ522.1 应用技术 炼焦 公布年份:2018
成果简介:炼焦是煤炭利用领域中能源转换效率最高的流程工业,是钢铁、有色等行业的支柱产业。中国已成为世界焦炭的生产、消费和供应中心,2013年以来每年焦炭产量超过4.5亿吨,消耗全国原煤产量的1/3。但长期以来,产业集中度低、技术与装备落后,能耗高、污染严重,尤其优质炼焦煤资源短缺,使炼焦行业面临重大的社会、环境与资源危机。结合《国家中长期科技发展规划纲要2006-2020》中工业节能和煤的清洁高效开发利用等优先主题,研发新一代绿色炼焦技术,对减少大气污染、节约优质资源,推动钢铁工业技术进步,促进国家乃至世界节能减排,具有重大战略意义。 项目团队以解决炼焦行业清洁高效生产的关键问题为导向,依托863计划资源环境技术领域重点项目,历经10余年产学研合作研究,研发了清洁高效炼焦技术与装备,获得重大科技创新: 开发清洁炼焦关键技术,实现大气污染物减量排放。研究焦炉狭长火道内弥散燃烧过程NOx生成机理,开发复杂结构内传热传质、燃烧、流动与煤高温干馏过程的耦合模拟分析方法,提出低氮燃烧控制理论,发明可控梯级供给均匀加热技术,源头减排NOx 50%;研发烟尘输导、密封技术,发明烟气双通道转换技术,彻底解决捣固炼焦装煤烟尘治理的世界性技术难题。 研发符合中国炼焦煤资源特征的高效炼焦技术,突破资源瓶颈制约。研发炉顶空间温度综合控制技术、炉底气流协调分配技术,解决影响大型焦炉生产顺行的关键技术难题,结合配煤优化系统,降低优质炼焦煤用量7.5%(顶装焦炉)或15% (捣固焦炉);提升单元规模产能50%,降低炼焦能耗4%。 自主研发高效关键装备。开发燃气远程切换、集气设备远程操作等系列无人化关键装备,研发自适应免维护密封设备,实现减员(30%)增效、清洁生产。 研发炼焦生产智能化管理系统。创建炼焦生产模拟仿真平台,建立焦炉智能化多层管理系统,对炼焦生产进行预判、控制和诊断,对炼焦过程污染物排放进行综合管理,实现清洁炼焦智能化生产。 项目成果获授权专利67项,其中发明专利21项;发表学术论文55篇,其中SCI 6篇、EI 5篇;形成国家标准2项、行业标准1项,软件著作权5项;系列成果获中国专利优秀奖2项、中国炼焦行业协会技术创新成果一等奖4项;荣获中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术特等奖1项、一等奖2项。 项目成果已在鞍钢、宝钢、台塑越南河静、印度TATA和JSW等47个海内外项目中实现系列化应用,国内大型焦炉市场占有率达96%。项目成果每年节约优质炼焦煤1290万吨,累计节约建设投资160亿元。在项目成果引领下,中国大型焦炉占比提高37%、产业集中度提升3.8倍,吨焦污染物排放强度下降12%。 项目成果被殷瑞珏院士、李卫院士鉴定为国际领先水平:“研发了降低优质炼焦煤资源消耗和能源消耗相协同的绿色炼焦及装备核心技术,形成高效清洁炼焦的技术体系和技术规范,为促进行业技术进步和绿色发展提供技术支撑”。
[成果] 1800290195 北京
TF803.11 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:围绕废铝易拉罐再生利用生产3104铝合金铸锭面临废易拉罐质地薄、表面积大、再熔炼过程中氧化烧损严重、金属回收率低等问题,解决废易拉罐表面漆层脱漆问题和废易拉罐混合熔炼之后成分复杂调整难度等问题,开发废铝易拉罐的保级还原技术,实现废铝易拉罐保级利用和资源的高效利用。 成果创新性:针对废铝易拉罐保级还原再利用的四大关键技术难题开展产业化技术关键装备研发攻克了废铝易拉罐破碎、分选技术及装备,实现了工业化规模的开罐,为铝片表面热脱漆奠定了基础;开发了废铝易拉罐内外表面热脱漆技术和装备,优化了低氧动态热脱漆工艺参数,并成功应用于工业化低氧回转窑式脱漆设备,脱漆效果良好,避免了熔炼产生的二噁英污染并提高了铝片的回收率;开发了双室炉铝片液下熔炼技术及装备,研发出国内最大的108吨双室炉,降低熔炼氧化烧损、提高金属回收率低;研发成分和显微组织调控技术,开发成分调整计算机程序,实现了在线成分测试和调整,高纯净3104合金连续铸造。
[成果] 1900010022 辽宁
S967 基础研究 海洋渔业 公布年份:2018
成果简介:近年来中国近海渔业生态环境不断恶化,渔业资源持续衰退,海洋荒漠化现象日趋严重,海洋渔业可持续发展正经受前所未有的挑战。现代海洋牧场是基于生态系统的现代海洋渔业生产方式。中国现代海洋牧场研究与建设刚刚起步,建设模式、方法与技术等均未成熟,该项目以牧场生境修复——生物资源有效扩充——高效生产与管理为主线,在技术创新、设备研发、规范建设等方面取得了系列创新成果,区别于传统的养殖型和增殖型生产模式,从农业(生物资源安全生产)——加工制造业(人工鱼礁制造及渔业装备研制)——现代服务业(休闲渔业)构建起一二三产融合的全产业链现代海洋牧场生产模式,打造渔业生产新业态,引领现代渔业发展,创新驱动海洋经济健康快速发展。 创新点1:针对近海渔业生态环境恶化、生境受损严重等突出问题,发展了以海珍品增殖、鱼类养护、藻场建设为主体的人工鱼礁生境构建技术,创新了生境修复关键技术体系。研发了基于废弃物高效利用及节能减排的生态型人工鱼礁新材料,设计了系列礁型,形成了藻场修复构建方法,建立了鱼礁空间布局与投放方法,重构了生物多样性丰富的海洋生物群落,实现了礁体材料、结构布局、投放、评估等的生境修复技术体系构建,制定了行业标准《人工鱼礁建设技术规范》。 创新点2:针对近海渔业资源衰退乃至枯竭等突出问题,聚焦生物资源增殖放流不规范、鱼类行为无法有效管控等关键技术难题,建立了以典型海珍品刺参、海胆、虾夷扇贝等为主的生态放流技术规范,形成了毛蚶繁育、饵料培育、中间暂养、底播增殖为核心的生态增殖技术体系,首次突破了许氏平鮋、大泷六线鱼的音响驯化行为控制方法与装备研发,创新了基于声学标记的鱼类行为追踪技术,实现了海洋牧场资源规范补充、行为有效控制的资源可控管理型渔业生产模式的跨越。 创新点3:针对海洋牧场环境监控技术落后、生产装备亟待升级、管理方法急需突破等关键问题,国内首次突破了海洋牧场环境实时监测分析技术,研发了贝类机械化底播装置等系列生产装备,提升了海洋牧场生产效率及风险管控能力。初步开发了海洋牧场可视化系统,形成了国内首部海洋牧场建设管理条例,实现了从高效生产、环境监控到规范管理的管理型渔业新模式。 通过技术集成创建了獐子岛现代海洋牧场示范区,水质环境得到明显改善,刺参、海胆、皱纹盘鲍等经济海珍品生物量分别增加87.6%、74.9%和51.7%,生态系统趋于稳定。在锦州海域建设贝类海洋牧场示范区,资源密度提升至173kg/亩。颁布各类标准10项,发表论文63篇,专著3部,授权专利37项(发明专利14项),软件著作权3项。在项目实施基础上,獐子岛海洋牧场获批首批国家级海洋牧场示范区及全国休闲渔业示范基地,获得国内首个MSC认证的渔场;成果在多地推广应用,直接经济效益超过7亿元,累计带动地方海洋牧场建设产值超200亿元。项目带动了地方第三产业快速发展,大连共获批全国休闲渔业示范基地11家、国家级海洋牧场示范区10家,为区域经济带来新的增长点,为促进中国渔业生产方式转型升级、海洋生态文明建设起到了示范引领作用。
[成果] 1900010537 北京
X701.2 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:该发明属冶金工业废物处理与综合利用领域。烧结工序是钢铁生产的源头,其烟尘产生量占钢铁生产烟尘总量的50%以上。烧结除尘灰钾、钠含量高,直接返回烧结循环利用,不仅影响烧结和炼铁工序顺行、能耗增加、管道腐蚀,而且造成挥发性烟尘颗粒物排放量进一步增加,并浪费钾资源,而我国的氯化钾资源对外依存度高达到70%左右。因此解决除尘灰的综合利用问题,既利于钢铁生产节能降耗,又对我国解决紧缺氯化钾源具有重要意义,符合国务院《“十三五”节能减排综合工作方案》(国发〔2016〕74号)。 发明人历时十余年时间,在国家自然科学基金、国家科技部863计划等项目的相继支持下,攻克了以烧结除尘灰为代表的钢铁冶金富钾粉尘分离提取氯化钾的技术和装备,解决了困扰钢铁生产中高钾钠除尘灰处理和利用的难题,开辟了一条解决我国氯化钾资源的新途径。主要技术内容和发明包括: 1.理论突破:发现了烧结除尘灰中K元素以KCl存在,且KCl资源量相当可观(ISIJ Int., 2008. 48(10): 1398-1403),揭示了分离回收KCl的机制和条件(ISIJ Int., 2009, 49(5):735-742),形成了烧结除尘灰高效综合利用的基础理论。 2.核心技术:在理论突破的指导下,发明了典型富钾粉尘(烧结除尘灰、高炉瓦斯灰、转底炉除尘灰等)水溶浸取制卤-滤渣选铁-卤液净化-分步结晶生产氯化钾的原创工艺技术;发明了由富钾冶金粉尘废弃物生产氯化钾的产品质量控制关鍵技术,即多效蒸发-尾液循环技术,保证了氯化钾产品质量达到GB6549-2011要求。 3.支撑装备:围绕核心技术应用需求,研制了以下两个关鍵装备:(1)密闭防尘、滤板除去大尺寸夹杂物的除尘灰水溶浸取制卤大型反应器;(2)收尘-储存-卸载一体化的除尘灰中转设备,解决了易燃易吸水烧结除尘灰异地转运的安全与环保问题。 4.系统集成:建立了利用钢铁冶金富钾粉尘生产氯化钾的全流程生产线,形成了富钾粉尘收集-储运、氯化钾生产、尾泥利用的系统技术和装备,以及生产线的设计、装备安装和运行操作规范等技术文件。 烧结除尘灰分离提取氯化钾技术,已成功应用于多家企业生产,2013年在唐山建成首套生产线,之后又分别在迁安、包头建立投产2条生产线,并拓展到处理高炉炼铁富钾瓦斯灰、转底炉除尘灰,生产运行良好,产品质量达标。近三年新增销售额5.62亿元,新增利润5718万元。 该项目产生13件技术发明专利、2件实用新型专利、1件软件著作权,出版专著1部。部分成果获得中国专利优秀奖、产学研合作创新成果奖等。 由中国金属学会组织、以冶金和循环经济专家殷瑞钰院士等人组成的评价委员会认为:“是一项由基础研究到产业化应用的创新性研究成果,经济效益和社会效益显著。该成果达到了国际领先水平”。
[成果] 1900010826 北京
TN304.21 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2018
成果简介:氧化锌(ZnO)是重要的第三代半导体,一维ZnO形貌丰富、物理性能优异、界面特性独特,在微纳新原理光电和电子学器件中有具有重要的科学研究价值。但制约一维ZnO发展的关键技术瓶颈是如何实现其界面结构与功能的有效调控,而掌握其界面的诱导生长机制、载流子调控规律是推动其发展与应用的核心科学问题。该项目提出了界面诱导控制一维ZnO新结构生长的新思想,建立了界面结构设计调控载流子分离、复合与发射的新机制,发展了构筑一维ZnO新型高性能光电与电子器件的新方法,实现了ZnO电子器件在国防武器装备应用的突破,相关研究推动了第三代半导体材料的发展。主要科学发现为: 1.提出了控制极性界面能量诱导生长纳米结构的学术思想,发展了低温、无催化制备晶体质量优异纳米结构的普适性方法,发现了ZnO纳米四针等新结构,建立了孪晶和位错诱导生长新结构的界面控制生长机制,结束了半个多世纪的四针结构生长机理争论。研制出纳尺度谐振腔四针结构吸波体,通过其特殊界面极化和多重散射效应实现了2-18GHZ电磁波的宽频强吸收,应用于火箭军装备预研。被劳伦斯伯克利国家实验室主任Alivisatos院士等百余个小组在包括Nature Mater.等期刊引用,伦敦纳米技术中心主任Warburton教授等认为该结构“抑制电荷聚集,提高电子提取效率”,“是重要吸波材料”。 2.建立了通过控制pn结和肖特基结界面结构构筑新原理光电器件的新策略,开辟了通过外应变提升光电器件性能的新途径。构筑了界面缺陷密度低的ZnO纳米线阵列pn结发光二极管,解决了界面缺陷制约激子复合的问题,首次实现了稳定髙亮度蓝光发射,论文为ESI前0.1%高引文章,美国标准研究院Nikoobakht教授评价该结构“实现了界面激子离效辐射复合”。首次构筑了一维ZnO基自驱动紫外光探测器,通过应变提升界面势垒高度、加速光生载流子分离,显著提高了器件的光响应度,Nature Rev. Mater综述文章多次引用该成果,并认为足“提升光电器件性能的有效手段”。 3.提出了界面与能带结构设计调控电子发射性能的新思路,建立了通过尺寸和形态控制及元素掺杂提高发射电流强度的新途径,制备了直径2英寸的ZnO阵列场发射冷阴极,揭示了脉冲电场下场致等离子体强流发射机制,首次实现了一维ZnO强流发射,“电流密度达132.4A/cm2,创造了最高发射电流纪录”,解决了传统阴极发射电流低和寿命短等难题。 发表SCI论文165篇,应邀在Adv. Mater.等期刊上撰写综述6篇。8篇代表性论文他引1198次,SCI他引946次。单篇论文最高SCI他引288次,10篇论文为ESI高被引论文,成果被2部英文专著收录。应邀出版中英文专著各1部、撰写英文专著2章,授权专利39项,获全国优博2篇。获教育部和北京市科技一等奖各1项。完成人任国际会议主席16次,作大会特邀报告40余次。
[成果] 1900010579 北京
X76 应用技术 环境治理 公布年份:2018
成果简介:该项目属有色金属领域。铜金银钯等战略金属是重要基础材料,但因其资源匮乏,我国对外依度分别为81.7%、58.2%、50%、99%,供给安全形势严峻。与此同时,废旧电子电器数量急剧增长,富含铜金银钯等(品位为原矿几十到几百倍),是永不枯竭的城市矿产,已成为战略金属最重要来源之一。因废旧电子电器组分复杂、有毒有害物质多,世界多国长期投巨资研发其绿色再生仍未彻底突破。以牺牲环境为代价提取战略金属的生产方式难以为继,根本原因是经济绿色提取贵金属和重金属、防控污染等技术瓶颈未突破。因此,研发复杂组分战略金属再生关键技术并产业化,保障我国战略金属供给和环境等安全,是国家的重大需求。 项目历时11年,提出了无氰全湿理论,突破了贵/重金属协同提取、污染物减控等技术瓶颈,占据了核心技术制高点,彻底解决了复杂组分战略金属绿色再生世界性难题,获授权美国专利2项、中国发明专利23项、实用新型专利28项,申请PCT2项、出版专著2部、发表论文36篇(其中SCI31篇)。 1、发明了无氰全湿提取贵金属新技术。发现了电极电位ε与酸碱度pH值是共同决定贵金属及其络合物形态的科学本质,阐明了贵金属“氧化-络合-还原”机理,首创了氯酸钠氧化-氯离子络合-亚硫酸钠还原技术,金银钯总回收率由80%提高到98%以上,杜绝了剧毒氰化物和铅的污染。 2、发明了重金属协同提取新技术和装备。首创了黑铜电解技术,研制出电解液新配方和杂质离子在线测控的防钝化电解系统;研发出“盐酸-氯化钠-氯化钙”提铅、“碱熔-电解”提锡等新工艺,突破了低品位黑铜电解、多金属协同提取技术瓶颈,铜铅锡镍总回收率由80%提高到95%以上,避免了重金属铅镍污染。 3、发明了恒压电解直接提取纯金属新技术和装备。研制出可控温、电解液自动净化、无酸雾的恒压电解系统;首先硫酸体系恒压电解,按元素电极电位由高到低依次提取Cu、Pb、Sn、Ni,然后王水体系恒压电解依次提取Au、Pd、Ag。率先淘汰了熔炼-造渣-铸造-电解-贵金属提取工艺,金属回收率由90%提高到96%以上,一次电解的金属纯度99.5%以上、二次电解99.99%以上。 4、发明了污染防控新技术和装备。开发了柔性无害化拆解、电路板破碎-分选和尾液循环利用等新技术,攻克了废旧电子电器处置和资源化的二次污染难题,避免了氰化物、重金属、氟利昂、残油、粉尘和二噁英等污染。 依托该成果建成了我国最大的战略金属再生线,引领了行业发展,被沈保根、张国成等院士鉴定为“无氰全湿提取贵金属工艺技术达到国际领先水平”;获2014年北京市科学技术奖一等奖、中国有色金属工业科学技术发明奖一等奖和中国专利优秀奖;第一完成人因对战略金属再生贡献于2016年当选再生资源产业技术创新战略联盟副理事长。近三年,再生的金、银、钯、铜、锡、氯化铅、硫酸镍分别为9736公斤、161.6吨、4583公斤、26.4万吨、1.2万吨、1.39万吨和6939吨,极大缓解了我国战略金属供需矛盾;与原生相比,减少采矿5235万吨、节能60.6万吨标煤、碳减排213.9万吨、节水1.16亿吨,节能减排显著;新增销售额42.78亿元、新增利润7.32亿元。
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