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[成果] 1700430001 湖北
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2017
成果简介:为了保证程潮铁矿采矿方法的成功过渡和过渡期间的采场生产安全,开展了程潮铁矿无底柱分段崩落法与充填法联合开采关键技术及应用研究,对两种采矿方法情况下采场地压控制、采场良好的生产调度和技术经济指标优化等问题进行了探讨,解决了两种采矿方法并存下安全生产问题,并给出了控制对策措施,促进了井下采矿方法的平稳过渡。利用未确知测度理论和粗糙集理论,提出了崩落—充填联合采矿法;采用相似模拟实验和数值模拟相结合的方法,分析了联合开采对副井和地表构建(筑)物的稳定性的影响,提出了相应防治方案和应对措施;通过数值计算软件,基于本构关系和隔离矿柱监测数据,提出了隔离矿柱合理开采厚度和最优回采顺序;利用集中分析法原理,研究矿岩移动角对矿山经济效益和成本的影响;采用模糊数学综合评价法来研究三级矿量的优化控制,提出了生产优化组织措施;通过巷道综合支护相似模拟实验、现场实验和监测分析,引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式来应对巷道较为复杂的地质情况。提出了无底柱分段崩落法与充填法联合的安全开采关键技术,实现了保安矿柱的高效回收,确保了保安矿柱保护的地表构建筑物的安全与稳定,同时又保证了相邻矿体安全、高效地开采。通过联合开采下三级矿量优化、保安矿柱岩层移动角优化和生产组织管理优化,建立了崩落法与充填法联合开采的经济管理数学分析模型,提高了矿山劳动生产率,降低了矿山采矿成本,提高了矿山经济效益。在锚喷支护的基础上,引入锚杆联系链,形成了巷道综合支护关键技术,改善了巷道的稳定性,减少了补强支护,降低了支护成本。通过该项目的研究,使武钢程潮铁矿顺利地解决了崩落法与充填法联合开采下关键技术与技术经济指标优化问题,使得矿石回收率提高了3.25%;多回收难采矿石11.2万吨;减少了采场巷道维护长度427m;为矿山创造了5858.34万元/年的经济效益,产生了较大的社会效益和经济效益。
[成果] 1700430116 湖北
TU8 应用技术 风机、衡器、包装设备等通用设备制造 公布年份:2017
成果简介:“水源热泵(地下水)应用的关键技术”采用动态模型实时跟踪、数值分析、动态相关图等多种技术途径并举的技术路线,通过分析不同土质回灌率、井群流贯通规律以及因素分析,对井管进行改良和优化,取得了一批原始创新成果。主要创新点有: 研发了地源热泵系统的源侧节能调节控制装置,实现了实时控制和多级控制,运行费用和成本低,节能效果好,使用寿命长。提供一种设计合理,结构简单,使用寿命长,调节效果好,还能实现热水调节和热泵负荷的自动化控制的自动分配地源热泵系统主机热水和热泵热量的控制装置。分析武汉市现在地下水(尤其第四系水)含水层土质,归纳总结地下水回灌井群流场变化规律,并采用“水源热泵井群布置优化设计施工工艺”和“防堵塞水源热泵抽灌两用井施工工艺”取得技术效益和实际经济效益。发明一种利用井水生成地下风的节能环保冷暖空调系统,根据井水的冬暖夏凉的特性,利用井水来对外界的空气温暖进行调节后将适合的温度输入到室内,以使室内温度也达到冬暖夏凉的效果。 获授权和受理发明专利1项,获实用新型专利7项;软件著作2篇。 成果通过武汉市科技局的鉴定,总体评价是该研究成果总体上达到国内先进水平,“水源热泵(地下水)应用的关键技术”项目无论从宏观上还是微观上均具有良好的产业化前景,项目的成功实施可对武汉市以至于全国的地下水水源应用模式和工法产生非常大的作用,同时对武汉市地下水资源有效节约和地下水有效回灌而产生的后期效益是不可估量的贡献。
[成果] 1700430121 湖北
TD8 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属于水和矿产资源领域。松软破碎矿体安全开采是地下矿山生产的难点问题之一。针对松软破碎矿岩护顶困难、地压显现频繁、采场卸压难度大等特点,以安全开采为目标,运用理论分析、相似模拟、数值计算、现场试验和监测分析的方法,研发了破碎难采矿体动态卸压开采与灾害控制技术。创立了松软破碎矿岩金属-非金属锚杆联合支护与检测分析技术。针对松软破碎矿岩巷道支护量大、支护成本高的特点,发明了高强度钢丝玻璃纤维杆和锚杆抗弯测试装置,形成了以力学测试、支护设计、支护质量无损检测、数值计算为一体的管缝式金属锚杆和玻璃钢锚杆联合支护技术,使破碎矿岩巷道支护成本降低1/3~1/2,巷道返修率降低40%以上。构建了爆破动载与采动地压联合作用下破碎矿体安全开采监测分析技术。研发了基于安全单段起爆药量、裂纹扩展和累积损伤的多频次爆破动载监测分析技术,建立了基于Kelvin解的动载-静载下支护体力学响应模型,形成了动-静载下采区稳定性声发射监测累计差量指标分析法,实现了破碎矿体动态卸压安全开采的动态监控。研发了高应力区破碎复杂矿体动态卸压开采方法。发明了破碎矿体安全开采相似模拟实验装置,研究了矿体条件、开采方法、采场结构参数、回采指标等因素对卸压方式的影响,建立了卸压开采动态约束条件,形成了破碎矿体动态开采卸压理论,实现了破碎难采矿体安全开采。形成破碎难采矿体安全开采综合评价技术。以地质统计分析为基础、地压及爆破动载监测分析为手段、卸压开采为措施,实现了破碎难采矿体安全开采的可靠性分析与评价。成果申请专利11件,获授权发明专利3件,实用新型专利3件;发表学术论文33篇,出版学术专著1部。成果已在金山店矿业有限公司、大冶矿业有限公司、广西高峰矿业有限责任公司、广西佛子矿业有限公司成功应用,近三年创造直接经济效益3.5亿元,成果对类似条件矿山的安全开采有着广阔的推广前景。
[成果] 1700430135 湖北
TQ52 应用技术 炼焦 公布年份:2017
成果简介:炼焦化学产品的回收工艺粗放、能量流无序;焦化煤气中N、S元素化合的产物污染大数量多,毒性强,严重污染环境,已成为制约钢铁冶金、焦化行业可持续发展的难题,开发绿色、高效、低成本的炼焦化学产品回收技术作为现阶段最为迫切的任务之一。 针对传统炼焦化学产品正压回收工艺,煤气温度反复强制升降,能量流无序,能耗高,N、S元素污染物数量多,毒性强,过程伴生废水量大且极难治理的难题,项目解析了N、S元素产生污染物的根源,提出旨在源头控制,末端再生治理,N、S元素资源化利用思路,研发出集高效负压洗苯、负压脱硫及其废液与硫泥制酸,无蒸汽负压粗苯蒸馏、烟气显热负压蒸氨于一体的炼焦化学产品回收关键技术与成套装备。使N元素回收富集制取脱硫剂,在线用于焦化煤气脱硫,废氨水再生回用;含S元素脱硫废液与硫泥生产浓硫酸,浓硫酸联产硫铵。形成了煤气温度自然变化、能量流有序化、N、S元素资源化循环利用的炼焦化学产品绿色回收新工艺,从工艺源头上节能减排,实现了炼焦化学产品回收工艺的实质性创新。 针对传统焦化工艺酚氰废氨水再生处理的难题,项目首次采用天然膨润土,经钠化、无机柱撑膨润土与Fe<,3>O<,4>磁性纳米颗粒相结合,研发出降解多/杂环芳烃的仿酶型非均相水处理催化剂,用于废氨水的催化氧化深度处理,各项指标达到再生水工业用水标准,实现了酚氰废氨水的低成本再生资源化利用。 炼焦化学产品绿色回收成套关键技术已在国内十多家不同规模企业应用,节水、节能、减排污染物效果显著,在行业中起到引领示范作用。仅据近3年10家企业统计,新增直接经济效益已达数亿元,并产生了卓著的社会、环境效益。项目在炼焦化学产品回收与污染物控制技术方面有重大突破、工艺和设备有实质性创新,技术达到了国内外同类技术领先水平,市场需求度高,经济、环境与社会效益重大,显著促进了焦化行业的科技进步。
[成果] 1700430164 湖北
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:高品质辊弯型钢广泛用作航空航天、海洋平台、桥梁、大型场馆、高层建筑、高速列车等领域的关键基础件、通用部件和重要构件。然而,高品质厚壁辊弯型钢的成形难度大、待焊面的位置关系更难保证,致使中国厚壁型钢的尺寸精度低、焊接质量差,从而严重制约了上述行业领域的技术发展。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)将开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计、制造和批量生产的关键技术列为重点领域及其优先主题。该项目主要创新点如下:成形、焊接质量表征与生产工艺的综合优化:探明了成形及焊接质量的表征指标,基于变形与温度耦合的计算结果,建立了成形、焊接质量指标与主要工艺设备参数间的函数关系,以变形区带材边部延伸均匀、焊接挤压道次开口角最佳为目标,实现了成形及焊接质量的预测控制。成形件形状尺寸的智能辨识技术:率先研制出成形件尺寸数据采集系统,建立了形状尺寸辨识模型,系统根据采集数据自动调整模型结构及优化变量,从而获得最接近于实际形状的辨识结果。焊接温度自适应测量及挤压力自动控制技术:研制出焊接温度间接测量系统,该系统可依温度变化趋势自动改变采样频率;建立适宜挤压力的计算模型及控制系统,实现了挤压力的PID控制。基于磨损信息的换辊推理及辊片质量评判技术:研发出轧辊辊型测量系统,依据系统确定的磨削量优化辊片更换时间,并就辊片对成形质量的影响进行科学评判。项目成果获国家发明专利3项、软件著作权1项,发表论文27篇;成果及其产品应用于武钢、中联重科、斯瑞尔重工、科诺型钢等知名公司和香港机场扩建、珠海口岸旅检大楼等国家重点工程;至2015年,已生产壁厚达16mm的型钢产品180余万吨,累计创造直接经济效益4.31亿元;产品最大尺寸偏差、弯曲度仅为国家标准的1/4和1/2,焊缝弯角提高了12.03%。
[成果] 1700440166 浙江
TF3 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:摆动流嘴既是铁水从铁沟进入鱼雷罐的重要通道,同时又可进行脱硅处理,所以,对提高铁水的质量,炉前出铁沟的使用寿命均起着十分重要的作用。大型高炉的摆动流嘴普遍采用Al<,2>O<,3>-SiC-C质浇注料作为预制件使用,制备摆动溜槽所采用原材料、配比等关键技术大多数与铁沟浇注料相同。摆动流嘴在高温使用过程中,其抗渣性能、抗铁水冲刷能力明显下降。摆动流嘴主要损毁方式有:铁水的冲击蚀损:由于Al<,2>O<,3>-SiC-C质材料的高温强度较低,抵抗铁水高温冲击的能力较弱,导致蚀损较快,是该材料的主要损毁形式;循环的热冲击:导致材料结构强度降低;氧化损毁:该体系材料的SiC和C组分很容易被氧化,尤其是C组分的氧化,导致材料结构疏松,强度下降,是该体系材料损毁的最主要原因。摆动流嘴设在高炉出铁场铁水沟尽头,安装在出铁场铁水沟下面,通过摆动流嘴可以把经铁沟流出的铁水转换到左右任意方向,注入出铁场平台下的混铁车或铁水罐车内,一个铁水罐装满铁水后,可以通过摆动流嘴的传动机构使摆动流嘴倾动,并使铁水再流入另一个铁水罐内。该项目产品在采用Al<,2>O<,3>-SiC-C质材料制备摆动流嘴预制件的基础上,引入氮化硅铁提高材料的抗侵蚀和抗冲刷性,添加碳化硼改善材料的抗氧化性,同时根据流体力学原理对摆动流嘴形状进行科学合理的设计,解决了耐火材料的不耐铁水冲刷,使用易开裂,使用寿命低等问题,产品取得了良好的使用效果。
[成果] 1700530107 湖北
TF0 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:烧结配矿的好坏直接影响混匀矿的化学成分及稳定性,并影响烧结矿质量和高炉冶炼全过程。国内在烧结配矿过程中,长期存在以化学成分作为配矿唯一量化指标的配矿现象,而作为对烧结过程起重要作用的铁矿粉的制粒性能和成矿性能,则没有具体统一的量化指标进行衡量,因此在铁矿石品种繁多、质量参差不齐的配矿环境下,配矿结构容易发生较大变化,造成烧结矿质量波动较大,影响高炉稳定顺行。项目从武钢所用铁矿粉的制粒特性、成矿特性以及应用技术方面进行了系统研究和创新,成功制定了复杂配矿环境下的混匀配矿标准和相应的烧结过程控制标准,主要创新成果如下:开发了基于粒度标准的混匀配矿新技术建立了烧结铁矿粉成核粒子、中间粒子和粘附粒子的划分标准,填补了烧结领域对于烧结物料中不同性质粒子的评价盲区,为烧结配矿原则的确定奠定了坚实的理论基础,实现了烧结配矿粒度指标的量化。建立了基于成矿指标的铁矿粉成矿特性评价技术形成了基于像素法准确计算烧结矿中铁酸钙生成量的新技术,通过对成矿指标的界定实现了铁矿粉成矿特性的评价,成功制定了基于成矿特性的混匀配矿原则,解决了烧结铁矿粉相互搭配不合理的难题。开发了适宜制粒水分的控制技术建立了制粒水分与透气性指数相结舍的适宜制粒水分确定技术以及基于物料饱和度的制粒水分控制技术,解决了配矿结构发生较大变化时,由于水分波动大而造成的水分控制不准确、烧结效能发挥不充分的难题,实现了烧结的优质高效生产。开发了基于数值模拟的适宜制粒参数确定技术建立了基于离散元法的烧结制粒过程数值模拟技术,揭示了物料在圆简中运动行为的规律,确定了以物料的“层状瀑布式运动”作为圆筒适宜制粒参数的判断标准,成功优化了武钢混合机的制粒参数。项目自2013年在武钢烧结厂应用以来,取得了非常良好的效果,在铁矿石品种繁杂的条件下,实现了四烧烧结机达产,烧结矿强度稳定在79.5%左右,固体燃耗由68.8kgce/t下降到65kgce/t,槽下返矿率由15.47%下降到12.43%,近三年累积创效达2.93亿元。项目共形成专利21项(其中发明专利10项,实用新型11项),制定企业规程1项,经湖北省科技厅鉴定达国际先进水平。解决了复杂原料条件下,烧结领域普遍存在的技术难题,为铁矿石的多样化选择提供了广阔的空间,推动了烧结技术的进步。
[成果] 1700530109 湖北
TF5 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:项目属于冶金工程、机械工程、控制工程交叉的科学技术领域。随着冶炼强度提高和低品位矿的大量使用,大型高炉内也存在有害元素富集、渣皮频繁脱落、煤气流剧烈变化等困扰,极易造成炉体热负荷攀升等问题,处理不当会损坏高炉冷却系统,降低冶炼效率。研究开发了复杂原料条件下高效冶炼与长寿化要求相匹配的关键技术。建立了高炉波动管控模式高炉波动来源于原燃料、操作、高炉本体3个方面,该研究对波动的作用机理、后果、处理原则进行了研究,建立了规程、制定操作预案,主张通过全方位管控来弥补波动产生的危害。构建热量顺畅传输的热冲击处理技术体系提出多层网络结构的“冲击-传输-搬运”热量传递模型,研究了极端炉况热流冲击的特性,开发了适用于高炉高热负荷区域的冷却壁,研究了高炉软水系统对各种热冲击的适应性,使得冷却系统能够抵御各种炉况波动产生的热量冲击,并满足高强冶炼条件下高炉水冷设备的长寿化要求。开发了“高富氧、大加湿”的高效冶炼技术利用富氧率为8-12%和加湿为30g/m<'3>的“大富氧+大加湿”操作技术优化炉腹煤气构成;通过合理的高炉操作实现利用系数≥2.65t/m<'3>.d、燃料比≤500kg/t的高效冶炼;针对高Al<,2>O<,3>和高Zn负荷的危害,提出了避免瞬时大热流冲击的高炉工艺控制技术,缩短了炉况调整时间,降低了冷却系统破损概率。开发了高效冶炼条件下的冷却协同控制技术从原料管理、高炉管控两个方面提出减少冷却及冶炼波动的技术规范,基于模式识别技术构建了高炉高效冶炼与长寿化运行工艺体系,实现冶炼与冷却的合理匹配。项目成果获授权专利26项,其中发明专利17项,实用新型专利9项;制定国标1项、行标1项、企业规程1项、出版专著2部、发表论文37篇。近3年取得经济效益24352万元。该项目实现了高炉高效冶炼与长寿运行的统一,为中国高炉的大型化、长寿化、高效化、压缩高炉座数、大幅度减少污染排放提供了一个技术参考。相关技术已在武钢高炉全面推广,产生了显著的经济和社会效益。
[成果] 1700630186 湖北
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2017
成果简介:燃油燃气燃烧过程中能源转换效率高低决定Cox、Nox等超标氧化物的排放;其产物中的氧含量精确实时测量可用于优化能效管理,实现环保监测与节能减排。中高温下氧测量是环保领域能否达到“国六标准”的瓶颈技术;该环境中固体氧化物基氧测量原理公认,但由于热-电-气多场耦合,要实现高精快速稳定氧测量,需解决基体微观结构评价、阻抗分析与温度测控等挑战性问题。在国基金、科技部“863”、教育部人才等项目资助下,项目组发明了中高温下固体氧化锆基高精快速氧测量技术,属于环保与信息科学领域。主要发明为:1.氧化锆基体微观结构优化方法。精确描述了固体氧化锆基体导电过程中氧含量与放电电流的映射关系,发明了量子衍生图像分割技术,实现了氧化锆基体孔隙率40%均匀分布的最优微观结构参数,提升了基体结构稳定性及电特性获取速度与精度。2.高精度氧含量表征与测量技术。揭示了基体三相界面阻抗谱呈分数阶电特性规律,发明了热电耦合高精度分数阶建模与控制技术,实现了奈奎斯特(Nyquist)图表征基体阻抗模型精度0.01μmxcm2,测控精度比现有整数阶提高2倍。3.封装基体温度分布获取技术。针对基体中高温封闭且温度不可直接测量问题,发明了温度观测技术,实现了基体温度梯度小于8℃/cm、电特性效应性能衰减率为0.81%/1000h,突破美国能源部固态转换联盟(SECA)发布标准(梯度小于10℃/cm,衰减率小于1%/1000h),提升基体寿命与测量精度。4.宽域车用氧测量器件与标定技术。开发了固体氧化锆基车用尾气氧测量方法及系统,实现氧测量精度0.05%和动态响应速度30ms,突破中高温氧测量的国际最高水平0.2%和50ms;并将该技术用于固体氧化物基燃料电池(SOFC),创造了国内最好发电效率46.5%的纪录。获发明专利20项,其中固体氧化锆基体电特性分数阶模型控制专利是中国唯一相关专利,美国仅有2项同类专利;发表IEEE和Elsevier等数据库国际权威期刊论文30余篇;所发明技术推广应用中,近三年为企业新增利润1.5亿元,利税0.29亿元,打破了Bosch等国际领域巨头垄断,成为国内领军实体。
[成果] 1700530075 湖北
TU5 应用技术 水泥及石膏制品制造 公布年份:2017
成果简介:该研究属于冶金环保领域。课题开展前,传统泡沫混凝土的生产是以水泥为主要胶凝材料,存在强度偏低、收缩大、易开裂吸水等缺陷,从而限制了其规模化应用和产业化推广。同时,水泥属于高耗能产业,每生产1吨水泥分别消耗煤115kg和电108kW.h,还会产生大量烟尘,污染环境。因此,开发新型泡沫混凝土是中国建筑绿色节能的一项重要而紧迫的任务。地质聚合物泡沫混凝土是一种新型的节能环保型建筑材料。它以钢渣为基体通过生物秸秆的改性研究,新型发泡混凝土装备的研发,从而提供一种原料便宜、生产方法简单、强度高的泡沫混凝土,可用以替代水泥。项目在地质聚合物制备、生物秸秆改性、装备研发等方面进行了重大科技创新:提出了新型钢渣基地质聚合物材料制备方法。以钢渣为原料,制备了高强地质聚合物水泥和地质聚合物材料,地质聚合物水泥的强度等级达到42.5标准,提高了胶凝材料的耐久性。发明了生物秸秆界面处置、改性技术。在常温下对生物秸秆进行脱色和界面处置,提高了掺秸秆纤维的增强效果。秸秆纤维砌体的保温隔热性能远远优于常用墙体,其保温性能是普通黏土砖墙体的近10倍,极大地促进了生物秸秆高效利用。研制出多功能轻质泡沫混凝土产品。研发出易能牌多功能轻质混凝土(MLC)节能技术产品,轻质混凝土干容重350-650kg/m<'3>,仅为普通混凝土密度的1/5-1/8,实现了墙体材料的轻质、保温、隔热、隔音、节能、环保。开发了配料、搅拌、施工一体化的新型泡沫混凝土集成装备。易能牌泡沫混凝土多功能生产装备具有占地小、重量轻、运输方便、节能降耗等优点。已广泛用于市政、桥梁、大型建筑等工程,实现了泡沫混凝土的规模化、工业化生产。该项目形成国家专利13项(授权9项),主编、参编《泡沫混凝土》(JG/T266-2011)、《屋面保温隔热用泡沫混凝土》(JG/T2125-2012)等2项行业标准,主编出版专著《钢渣处理及资源化利用技术》1部。该项目研究成果已在常州奥林匹克体育中心、中国人民解放军笫102医院、江苏三恒科技集团有限公司、陌湖名城、新城长岛等代表性工程中应用,产品使用面积已过700万m<'2>,取得了显著的经济、生态和社会效益。该项目实现了冶金固废的大规模利用,极大地消减了生物秸秆无组织焚烧所造成的雾霾污染;泡沫混凝土的产业化推广,提升了中国建筑绿色节能的科学技术水平。
[成果] 1700520087 湖北
TF0 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:炉衬耐火材料是现代高温工业的基础材料,在实现窑炉高效运行、节能新技术中起着不可替代的作用。现代钢铁等高温工业要求窑炉炉衬在具有降低热损失功能的同时,要承受更高温度、更强烈化学侵蚀、更严重机械破坏等复杂苛刻服役条件,而既有的炉衬服役理论与材料制备技术难以有效解决上述难题。项目研究的窑炉炉衬损毁精准表征、高强低导热材料可控制备及高温窑炉结构-砌筑-运行一体化设计,是保障高温工业安全经济运行的技术关键。十余年来,项目组在“973”前期专项、国家自然科学基金和地方重大专项等支持下,针对高温窑炉炉衬设计、制备、服役、修复的共性技术,以大型加热炉、干熄焦炉等为主要对象,校企联合,取得如下系统性创新和重大突破。(1)复杂服役环境下炉衬时变损伤机理及寿命预测。通过捕获窑炉内部流体中固体颗粒运动轨迹,建立高温介质对炉衬材料的带粒热流冲蚀损伤模型,揭示炉衬服役状态的气氛、流场、温度和应力应变分布及时变损伤机理,阐明复杂条件下炉衬损毁动态变化规律,开发了寿命预测模型与技术,为炉衬的设计开发提供理论指导。(2)炉衬材料微纳结构可控制备技术。基于多孔材料导热系数与孔结构参数的相关性理论研究,建立材料气孔特征参数-导热系数理论模型,发明利用窑炉服役过程的高温、气氛条件的原位反应增强技术和纳米粉体直接堆积成孔、溶胶凝胶-模板法复合成孔技术,制备具有梯度和微孔结构的低导热高强度等系列炉衬材料,其性能达到或超过国际先进水平。(3)多场耦合炉衬结构-砌筑-运行一体化设计。针对不同温度范围炉衬结构与隔热功能失衡及安全协同性差的问题,建立瞬态流-固、热-流以及热-结构多场耦合模型,创造性地进行了多场耦合炉衬结构-砌筑-运行一体化设计,较妥善解决了窑炉高效、长寿运行及经济修复的关键问题。应用项目成果,双蓄热式加热炉燃烧系统使用寿命提高1倍以上;电炉顶平均寿命同期提高1.8-5倍以上;转炉在线热态修复使用寿命由原来的7炉延长到41炉,平均施工时间由76分钟缩短到37分钟;干熄焦炉修复时间缩短90%;钢包钢水温降值减少约20℃;硅钢环形炉采用陶瓷部件取代耐热含Co合金钢炉底板,使该工序硅钢废品率下降50%以上。获湖北省科技进步一等奖4项,授权国家发明专利27项、实用新型专利3项、软件著作权1项,制订国家标准1项、行业标准2项,出版著作1部,发表论文56篇,技术居国际领先或先进水平。中国金属学会耐火材料分会、中国耐火材料行业协会评价项目成果提升了高温窑炉总体技术水平,对传统行业依靠科技创新加速转型升级注入新动力,为中国高温工业技术降本增效做出了积极贡献。
[成果] 1700530074 湖北
TF5 应用技术 炼铁 公布年份:2017
成果简介:该项目属于新材料技术领域。项目采用高效促凝与早强技术,开发出了高炉炉身热态修补用快干速凝喷注料及高炉炉缸早强泵送料。喷注料的施工反弹率为4.4%,1400℃×3h的加热永久线变化率为0.1%,均优于美国产品;售价低于美国产品至少40%,炉缸泵送料的早期强度高于同类美国产品。项目在传统高性能炮泥研究基础上,通过合成并采用环保树脂,同时与环保沥青复合使用,成功开发出高性能环保炮泥,其全部理化指标优于行业标准要求,苯并芘含量低于10ppm,远低于<50ppm的欧洲标准。项目通过粒度组成与分散剂的协同优化,显著提升了其施工性能;探明了其结构与抗侵蚀性能间的关系,并采用原位合成高温耐蚀相增强技术,研制出来低成本长寿出铁沟浇注料,其理化指标优于行业标准及用户合同要求(≥13.6万吨),一次性通铁量超过17万吨。高炉炉身修补用快干速凝喷注料及高炉炉缸早期泵送料的成功研发,完善了中国高炉维护成套技术,打破了国外进口材料长期以来在中国的垄断局面,同时也大大地降低了维护成本,节约了大量的外汇。开发出的高性能环保炮泥及低成本长寿高炉出铁沟浇注料,很好满足了中国日益强化的高炉冶炼工艺,降低了吨铁成本,同时也大幅度改善了炉前工作环境,显著降低了对环境的污染。项目不仅产生了显著的经济效益,同时也具有良好的社会效益,特别是在环境保护方面具有突出的贡献。中国是钢铁生产大国,高炉出铁场用炮泥及出铁沟浇注料拥有广阔的市场,推广应用前景良好。项目快干速凝喷注料及炉缸整体泵送料的成功开发,有望逐步夺回国内市场,并进一步走入国际市场。项目成果已经在全国推广应用,在武钢、湘钢等大型钢铁企业取得了良好的应用效果。项目成果在国际市场也具有广阔的推广前景。
[成果] 1600620019 湖北
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于地质、矿山及资源技术领域。崩落法开采矿山普遍存在巷道垮冒、地表塌陷、地表建(构)筑物变形破坏、井下涌水等采动灾害,成为困扰崩落法矿山安全生产和技术管理的重大难题。该项目开展大型铁矿山崩落法开采致灾演化规律及防治技术研究,以解决崩落开采地下金属矿山的采场地压显现、地表变形及塌陷区矿坑涌水等方面的技术难题。主要内容如下:崩落法采场地压显现规律及高应力破碎岩体采场巷道围岩变形破坏机理通过现场调研、室内试验及三维数值模拟、现场支护试验等手段,研究崩落法采场地压活动规律及巷道变形破坏机制,揭示了高应力区破碎岩体采场巷道围岩变形破坏机理。缓倾斜厚大矿体崩落法开采地表移动变形规律及岩层错动机理通过AGI电法探测、钻孔及GPS监测、三维建模及数值模拟等手段,得到覆盖岩层冒落的阶段性特征及冒落拱高度变化规律,揭示了陡倾结构控制下下盘地表变形规律及岩层错动机理。崩落法开采上覆破碎岩体渗流机理及矿坑涌水预测通过矿井涌水连续监测及变化特征分析、渗流规律耦合数值模拟,揭示了崩落法矿山大气降水条件下上覆破碎岩体渗流机理,建立大气降水补给矿坑涌水灰色-传递函数耦合预测模型。崩落法矿山采动灾害防治技术及工程对策提出高应力破碎采准巷道综合维护技术及上下盘地表变形控制措施;研制出涌水量监测装置及水灾应急救援导航装置,提出矿坑涌水预防与控制对策。研究通过理论研究和技术集成创新,揭示了崩落法开采致灾演化规律,形成集理论指导、分析预测和安全管理于一体的采动灾害系统防治技术,解决了崩落法开采地下金属矿山灾害防治的共性技术难题,为矿山采动灾害的防治提供了有力的理论依据及技术支持。研究成果2013年在大型地下铁矿山程潮铁矿应用以来,地压显现得到明显控制及改善,巷道垮冒返修率由22.1%降低到5.0%,多回收高品位铁矿石58万吨;有效减缓了地表移动及塌陷区的持续扩展、减少加固维护费用2600万元;消除了矿坑涌水事故安全隐患,显著有效抑制了灾害事故的发生,改善了矿区周边生态环境,促进了经济、社会和环境的协调发展,对其发展起到了至关重要的作用。研究成果对地下金属矿山采动灾害防治具有重要的指导作用及借鉴意义,推动了矿山行业灾害防治技术的研发及推广,推广应用到类似矿山,创造了十分显著的经济、社会及环境效益。
[成果] 1700050439 浙江
TQ13 应用技术 基础化学原料制造 公布年份:2016
成果简介:简要技术说明及主要技术性能指标:简要技术说明:分散性氧化铝微粉是以工业氧化铝粉及外加剂为原料,经过特殊处理,并严格按照比例配制,采用高速气流混合工艺,复合制备而成。分散性氧化铝微粉具有高效减水性能、可有效改善耐火浇注料的流动性、施工性及早期强度,并可通过调节使用比例适应气候及施工条件的变化,主要应用于高性能刚玉质、刚玉尖晶石质浇注料。分散性氧化铝微粉具备传统减水剂所具备的一般特点,即可以有效降低加水量,改善浇注料施工性能,同时又不同于传统外加剂,分散性氧化铝微粉中含有大于80%氧化铝,杂质含量较少,这样可以提高氧化铝微粉的耐火度和高温使用性能;分散性氧化铝微粉粒度是呈现双峰分布,该双峰粒度分布更有利于外加剂效果的充分发挥,改善浇注料流动性,提高浇注料的施工性能,提高机械强度;另外为适应气候及施工条件的变化,可通过调节缓凝型分散性氧化铝微粉与促凝型分散性氧化铝微粉的使用比例,达到调节浇注料流动性能及凝结时间的目的。主要应用领域:由于分散性氧化铝微粉具有高效减水性能、可有效提高浇注料流动性能及早期强度,并可通过调节使用比例适应气候及施工条件的变化,主要应用于高性能刚玉质、刚玉尖晶石质、铝镁质浇注料。主要技术性能指标:检测项目:ZX,ZD:粒度分布(μm):D50≤3≤3,D90≤5≤5;化学成份/%:三氧化二铝(Al<,2>O<,3>)≥85.00,≥80.00;氧化钙(CaO)≤0.8,≤0.8;氧化钠(Na<,2>O)≤0.30,≤0.30。推广应用前景与措施:由于绿色耐火材料的推出,不定型耐火材料的优势越来越明显,导致不定型耐火材料使用越来越广泛。作为不定型耐火材料中的主体系列低水泥浇注料和无水泥浇注料优势更为明显,而在该类浇注料中高纯优质外加剂分散性氧化铝微粉的使用起到重要的作用。也正是由于分散性氧化铝微粉技术的开发,大力推进了低水泥浇注料和无水泥浇注料的应用。分散性氧化铝微粉打破了传统上的氧化铝微粉,不但完全具备传统减水剂的特性,而且进行优化,可以通过调节使用比例适应气候及施工条件的变化,改善浇注料施工性能,提高浇注料致密度和机械强度。这些性能的改进更加突出耐火浇注料的优势,也是延长其使用寿命的一种方法。2015年开始在浙江自立股份有限公司、营口欣立耐材科技有限公司、营口荣源三和耐火材料有限公司等推广使用,分别应用于钢包工作层预制块、水口座砖、包底浇注料、自流浇注料等。其使用效果较好,正在大批量在钢包预制块上推广使用,具有很好发展前景。该公司主要控股股东为浙江自立股份有限公司,是最大的用户,总公司中大量生产各种不定型耐火材料,是可大量使用分散性氧化铝微粉产品。同时结合公司拥有的大量板状刚玉客户,而使用板状刚玉生产的不定型耐火材料中都可以用到分散性氧化铝微粉。所以以此形成以板状刚玉为主体,分散性氧化铝微粉为服体的高端氧化铝原料体系,更好为客户提高整套服务。
[成果] 1700320187 河南
TQ17 应用技术 耐火材料制品制造 公布年份:2016
成果简介:该发明属无机非金属材料领域,涉及钢铁冶金用功能耐火材料。功能耐火材料为高温工业用结构功能一体化材料,是耐火材料发展的重点。冶金用功能耐火材料(下称功能耐材)包括透气元件、长水口、浸入式水口、塞棒及滑板等,是支撑钢铁精炼、连铸高效运行的关键材料,起到均匀钢液成份和温度、控制流量及其分布、促进夹杂物上浮、防止钢液氧化等重要作用,其性能及服役行为对钢铁行业提质增效、高品质钢生产有重要作用,属于国际耐火材料发展前沿,为国内外同行和钢铁等用户行业高度关注。中国钢铁工业转型、向价值链高端发展是《中国制造二〇二五》所提出的战略任务,高品质功能耐材是其重要基础。然而,由于服役环境严酷复杂,经受剧烈热冲击、高温钢液和渣液侵蚀及氧化损伤,功能耐材常出现热震断裂、关键部位侵蚀严重、功能劣化、污染钢液乃至重大事故,不能满足高品质钢材高效化生产需求。高品质功能耐材需兼具高抗热震性和高抗侵蚀性,功能稳定并不污染钢液。但耐火材料的传统制备中上述性能相互制约难以兼顾,一直是改善其服役行为和发展高性能功能耐材的瓶颈。国内外对此进行了诸多尝试,该发明以前未见有显著突破的报道。该项目通过多年对功能耐材服役行为、失效机理、材料设计制备及评价的基础研究,采用数值、高温热场及流场等模拟,系统分析了功能耐材在高温强热冲击服役环境下温度场和应力场响应、侵蚀及功能劣化机理,突破功能耐材的传统设计思路,提出功能分区和关键部位增强的创新学术思想,通过梯度设计、多层复合等技术及优化关键部位的抗侵蚀和服役功能,解决了制约材料关键服役性能协同提升的国际难题,开发出高服役性能系列梯度多层复合功能耐材,寿命显著提高,并获得广泛应用。主要发明点有:突破功能耐材单一由组成决定性能的传统设计思路,提出了基于服役环境的功能分区和关键部位增强的创新学术思想,实现功能耐材关键服役性能的协同提升。发明了组成梯度与微结构梯度及多层复合技术,有效降低了材料受热冲击时的最大热应力;设计了材料低维增强、抗氧化、自修复系列技术体系,通过热处理及利用高温服役时物相和微结构演化,发展了基质结构低维化材料服役性能调控新技术,制备出关键部位性能增强的系列高性能材料,满足了功能耐材关键服役性能协同提升的需要。发明了梯度多层复合结构的长水口、浸入式水口、塞棒、透气元件、滑板等专利产品,在国内外钢厂应用,寿命提高30%以上,超过国内外同类产品,满足高品质钢高效生产需求。项目获授权发明专利22件,河南省科技进步一、二等奖各1项,梯度功能耐材荣获国家重点新产品。成果在洛耐院等实现产业化,近三年新增收入10.4亿元,新增利润1.2亿元。中国耐火材料行业协会认为该成果引领和促进了耐火材料行业的科技进步,保障了钢铁工业高效运行,耐材消耗降低,社会效益显著;中国金属学会将其列为冶金行业重点项目推广,以促进钢铁产品质量提升。
[成果] 1600090470 湖北
X-65 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:项目所属科学技术领域:预防医学与诊断检验学科。卫生防护距离是指产生有害因素部门(车间或工段)的边界至居住区边界的最小距离,通过规范企业与住宅建设项目选址,用以保证企业无组织排放空气污染物到达居民区时的浓度符合环境空气质量标准。随着中国经济社会高速发展和公众健康意识不断提高,企业污染物无组织排放对周边居民健康危害成为政府和公众关注的热点问题,制定科学可行的卫生防护距离标准成为环境卫生部门亟待解决的课题。湖北省是中国汽车制造、石油加工、钢铁冶金等重点制造行业的重要集中地,受中国疾病预防控制中心委托,选取湖北地区代表性企业,制定汽车制造、石油加工、炼焦、烧结、黑色金属冶炼行业5项卫生防护距离标准。从2008年开始,历经6年时间,对5类重点制造行业的国内生产规模、生产工艺、重点污染物排放、防护措施现状及发展趋势进行了调研,对湖北省5家代表性企业无组织排放特征污染物进行了现场实测。依据大气流体动力学模型和污染物排放监测技术方法,参考国外资料,制定了中国汽车制造、石油加工、炼焦业、烧结业、黑色金属冶炼5项卫生防护距离标准限值。该项目的创新之处在于:1、采用行业基本情况调研和代表性企业现场实测,应用地面浓度反推法和物料衡算法,通过大气流体动力学模型验算和居民环境健康监护资料采集,建立了中国卫生防护距离标准制定的技术方法。2、通过无组织排放特征污染物落地浓度的模拟计算,参照国外同类工业企业与居民区缓冲带数据,结合企业所在地区的地质地貌和气象条件特征,制定了适宜中国建设项目评价、国土资源规划和居民健康保护的强制性国家环境卫生标准。3、选取湖北省现代企业为相关行业代表性企业,通过综合历史监测资料、现场实测数据和周边居民健康指标,确保了卫生防护距离标准的科学性和可行性。该项目经省科技厅组织专家鉴定,达到国际先进水平;已发布标准4项,待公布1项,核心期刊发文5篇,培养研究生6名。
[成果] 1600090387 湖北
TG3 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于冶金工业炉领域。高温水冷炉辊是薄板坯连铸连轧辊底式隧道炉的关键设备,数量庞大,贯穿炉膛布置,肩负炉内板坯支撑与输送,主要由水冷管、辊身、辊环和隔热衬等组成。其工作条件恶劣、易损毁,综合性能要求高,价格昂贵,尤其是炉温高的硅钢加热,是加热炉维护的主要成本与产线钢种的限制因素之一;由于国外专利壁垒,尽管国内大量仿制,但研究不系统,炉辊消耗仍居高不下。该项目突破国外专利,开发了炉辊整体设计、部件结构优化和新材料研制的一体化技术,实现了研发炉辊大规模工业应用。主要发明点如下:开发了炉辊整体设计技术。通过炉辊温度场、应力场的数值模拟与现场跟踪,发现进口炉辊忽视了部件间交互作用及其对热状态的影响,部件突发性破损严重,炉辊寿命成倍波动;通过控制炉辊部件间的“唇齿”联系与协调材质不同的热物性差异,提高炉辊整体综合性能。属国际领先水平。发明了新型结构的隔热衬与辊环。通过单体部件数值模拟,发现辊环局部高温与隔热衬应力集中的关键损毁因素;通过隔热衬锚固件结构及其布置方式的优化,分散应力集中,遏制轴向裂纹与瓜瓣形剥落;通过辊环侧面传热强化,均化工作面温度,避免局部高温引起的辊环烧蚀与结瘤。属国际领先水平。发明了轻质高强耐火隔热浇注料,首创了按照辊环工作面温度选择合金材料技术。通过强化骨料与基质界面结合、封闭轻质骨料开口气孔,提高浇注料结合强度与隔热性能;通过强化辊环隔热,降低辊环温度,据此选择不同Co含量合金,控制辊环材料成本及其结瘤状况,实现在线结瘤清理。项目获发明专利5项(授权4项)、实用新型5项、技术诀窍2项。实现了炉辊自主研发与制造,在武钢CSP厂推广,同时满足常规钢种与硅钢的加热需求,寿命提高1倍以上,近三年效益7799万元,省鉴定为国际先进水平。突破了国外专利壁垒,实现了中国薄板坯连铸连轧隧道炉关键技术的跨越,促进了产线的品种升级,经济与社会效益显著。
[成果] 1600090053 湖北
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2015
成果简介:项目属于交通工程、土木建筑工程、爆破工程等科学技术领域。秦巴山区为山岭重丘地形,区域地质构造十分复杂,节理裂隙发育,地层岩性以片岩、千枚岩等变质岩类为主,岩体强度低,有软化、碳化、片理化现象。十白高速公路地处秦巴山区腹地,沿线隧道片岩区域围岩稳定性差,采用常用的爆破技术难以获得较为理想的周边轮廓线,隧道超欠挖现象极为普遍,给隧道施工和质量控制带来了很大困难。针对秦巴山区片岩隧道的施工特点,项目组经过长期理论研究和工程实践,开发了集新理论、新方法、新标准为一体的片岩隧道爆破施工关键技术。该项目包含以下主要创新点和关键技术:项目研究了多变地质条件下片岩隧道控制爆破理论,建立了以减少扰动和损伤程度为目标的片岩隧道爆破开挖安全控制技术,编制了相关爆破施工技术指南;提出了考虑片岩隧道裂隙损伤影响的岩体强度定量化表征与测量方法,可应用于裂隙岩体爆破损伤与破坏范围的判定和预测;研究了片岩隧道光面爆破围岩损伤机理,提出了考虑裂隙发育程度的片岩隧道光面爆破参数计算公式;建立了基于超前地质预报的爆破参数动态设计系统,实现了片岩隧道光面爆破和减振控制爆破参数的优化设计;系统分析了碳质片岩隧道变形的时效性特点,建立了碳质片岩隧道围岩流变模型,提出了碳质片岩隧道安全控制爆破开挖方法。该项目关键技术申请国家发明专利3项(已授权1项),申请实用新型专利5项(已授权3项),授权软件著作权1项,发表学术论文12篇(其中核心期刊8篇),出版教材2本。研究成果在湖北省十堰至白河高速公路沿线隧道工程中得到了成功应用,产生直接经济效益2000余万元。该成果市场需求度高,社会、经济和环境效益显著,具有非常广阔的应用前景,其成功应用必将积极推动工程爆破行业的发展。此外,项目成果对交通、水电、矿山、铁道等部门的相关领域也有较好的借鉴作用。
[成果] 1600090146 湖北
TS8 应用技术 印刷 公布年份:2015
成果简介:中国包装印刷业面临迫切的产业升级需要,产品设计生产的效率和质量是竞争力的重要核心。现有生产流程设计、打样和生产环节对人工依赖性强,导致设计与生产周期长、效率低、成本高,无法满足发展要求。该项目对包装印刷设计生产流程进行分析,针对关键问题研发了面向包装印刷业的设计与生产智能辅助系统,在湖北省包装印刷龙头企业武汉艾尚美包装制品有限公司等5家单位得到应用。获软件著作权5项,授权发明专利1项,授权实用新型专利1项,申请发明专利4项,发表论文13篇,直接经济效益3.4亿元。主要创新点:基于包装印刷设计要素关系网络模型的预测算法针对产品设计周期长、效率低的现状,对色彩、形状等设计要素进行分析,抽取出规范化设计要素及其属性构建设计要素关系网络模型,将传统离散性设计抽象为可量化的参数模型;以该模型为基础,采用优化物质扩散算法结合素材库进行产品设计预测,有效提高了包装产品的设计效率。实际设计周期最少缩短80%,平均缩短85.7%。基于CSG/BREPS的盒型结构设计与数字打样技术针对盒型改动和异型盒型设计困难、盒型设计与平面设计效果无法同步呈现等问题,以CSG和BREPS分别作为高层次抽象数据模型与低层次具体表现形式,建立了盒型结构数学模型;通过平面矢量图的映射和实时渲染,实现对三维盒型的数字打样,降低了盒型结构设计的难度,提高了打样效率,减少了打样成本。实际打样周期平均缩短89.3%,打样成本平均降低89.7%。基于物联网的智能包装印刷工业生产调度系统针对生产环节原料利用率不高/生产效率低下,缺少对设备、产品和过程的有效跟踪和管理手段的问题,设计了可靠无线Mesh网和可扩展无线传感网结合的二层架构工业控制网络,实现生产过程状态信息采集及控制消息的传送;建立生产调度模型并通过遗传算法进行生产调度和工序控制优化,提高整体效率、降低开销。实际产量最少增长15%,平均增长达到20%。
[成果] 1600560097 浙江
TF0 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2015
成果简介:主要技术内容:高强度轻质绝热板以绝热性能很好的膨胀蛭石为主要原料,以镁橄榄石颗粒为产生刚性的骨料,添加少量能降低辐射传热的片状金云母,镁水泥和硅溶胶复合作为结合剂的机压制品。为了提高产品的使用耐热温度和达到更好的隔热性能,首先对膨胀蛭石原料进行改性处理。采用离子交换法对蛭石进行无机改性,并通过原位凝胶改性的方法对膨胀蛭石的微米级孔隙进行纳米化。生产工艺优化,通过采用磷酸盐与凝胶网络交叉复合结合,且利用振动加压并加热原位固化成型方法,获得优良的隔热性和高的力学强度。生产工艺路线为:原料改性处理→称量配料→搅拌混合→机压成型→养护处理→干燥处理→切割加工→检验→包装。主要设备:400型行星式强力搅拌机、800吨液压机、7.5M间歇式干燥窑、切割机。授权专利情况:该项目已授权发明专利3项:一种轻质绝热板及制造方法(ZL 200810197090.2)一种Al<,2>O<,3>插层膨胀蛭石隔热材料及其制备方法(ZL 201110342127.8)一种低热导率改性蛭石复合隔热材料及其制备方法(ZL 201110342128.2) 技术指标:体积密度/(g/cm<'3>):110℃×24h≤1.45; 显气孔率/%:110℃×24h≥40.0;抗折强度/MPa:110℃×24h≥4.0; 600℃下导热系数W/m.K:≤0.30;化学成分:MgO+SiO<,2>≥50.00% 应用推广及取得的经济社会效益:高强度轻质绝热板具有以下特点:即使在较高的工作温度下,高强度轻质绝热保温板的物理性能也不会发生大的改变,确保整个炉衬系统的稳定性,使用高强绝热保温板,可在增加炉体容积的同时,降低炉体外表面温度,减少工作衬砖接触处的相互作用力,确保更高的操作安全性,有效的节省能源。主要优势:高耐热性、低热导率、优良的机械强度、尺寸稳定性、无水化、粉化、开裂。在高温下保持高的强度,同时维持低的导热率。高强度轻质绝热板,填补了国内空白,其主要技术指标处于国际先进水平。产品的生产总成本约0.8万人民币/吨,按进口产品一半价格2万人民币/吨出售,该产品利润率可达50%以上。每年生产1000万吨钢,采用高强度轻质绝热板后,减少了钢水温降,即相当于节约标准煤7065吨,相当于减少CO<,2>排放17626吨,减少SO<,2>排放141吨,减少烟尘排放106吨。
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