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[成果] 1700600044 北京
TG1 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2017
成果简介:中国每年因材料自然环境腐蚀造成的经济损失达15000亿元,约30%的产品因此而报废,材料自然腐蚀失效是影响机械设备、工程装备和基础设施结构安全性和服役寿命的决定性因素。因此,开展在自然环境中金属材料及构件腐蚀评价技术研究对提高其服役安全和寿命,减少经济损失具有重要意义。 在科技部国家科技基础条件平台建设项目资助下,该项目开展了创新技术研究:完善建设了中国新时期材料自然环境腐蚀野外科学观测平台;建立了中国自然环境腐蚀野外试验系列化的新技术和标准规程体系开展材料投试试验、数据积累和共享服务;建立了大气环境腐蚀环境谱加速试验新技术,在载人航天等重大装备腐蚀寿命评估中得到应用;研发了从大气到深海全区域系列化的海洋腐蚀加速试验新技术,为海洋耐蚀新材料研发提供了全面的试验技术支撑;发展了基于中国典型土壤环境特征的材料室内环境加速腐蚀试验新技术,在埋地管道服役安全评估等重大工程中得到了广泛应用。该项目研究成果:建立了中国自然环境腐蚀试验新的标准体系,形成了28项标准试验规程。发展了系列化的腐蚀环境谱加速试验评价新技术,获得8项专利授权;在材料自然环境腐蚀规律、室内外腐蚀相关性、寿命评估数据建模等方面取得了突破性进展,在国内外专业期刊上发表200余篇SCI/EI研究论文,2项研究成果被鉴定为国际先进成果,为腐蚀环境谱加速试验新技术的先进性奠定了坚实的科学基础;新技术已直接应用于航天装备可靠性评价、钢铁企业耐蚀材料开发、以及重大安全事故应急服务中,直接指导耐蚀产品的选材、设计和工艺改进。 该项目近三年先后为企业、科研院所、政府部门、国防部门、民间组织等提供了公益性科技支撑服务共计2500余次,涵盖了机械、钢铁、建筑、航空、航天、兵器、船舶、石化、电力、交通等众多行业,不仅取得了很好应用成效和经济效益,更为重要的是产生了重大的经济、军事和社会效益,因此本系列新技术具有广阔的应用前景。
[成果] 1700530040 北京
TF7 应用技术 炼钢 公布年份:2017
成果简介:项目名称:高质量304不锈钢夹杂物控制关键技术。项目所属科学技术领域:该项目属于炼钢技术领域。高端304不锈钢被广泛地应用于手机壳和手表带生产、汽车装饰和建筑装饰、高档电梯镜面板、家电和厨卫、太阳能行业、核电行业以及电子行业等对表面质量严格要求的领域。日新制钢、浦项钢铁等企业的BA板产品表面一直处于世界领先水平,其产品价格远高于国内自主生产产品价格,但国内这一市场主要被日新制钢和浦项钢铁占据。宝钢不锈钢有限公司生产的高表面质量304不锈钢产品问题主要是Al<,2>O<,3>,MgO • Al<,2>O<,3>等高熔点、高硬度的夹杂物造成了产品线鳞缺陷率较高和表面拋光性能差。项目主要内容:通过文献调研和产品对比,确定高表面质量304不锈钢中夹杂物控制目标。通过热力学计算研究高表面质量304不锈钢中不同类别夹杂物生成的热力学条件。研究合金中A1和Ca含量的影响,确定高表面质量304不锈钢用铁合金。研究精炼渣中精炼渣碱度、A1<,2>O<,3>和MgO含量的影响,确定最优精炼渣成分。建立不同钢液成分对应的最优喂钙线量模型,从而对夹杂物进行改性控制。该项目特点:建立了针对高表面质量304不锈钢和多种夹杂物生成的脱氧热力学摸型,系统计算了不同类别夹杂物生成热力学条件,为高表面质量304不锈钢中夹杂物的精确控制提供了理论基础。开发了针对高表面质量304不锈钢的低碱度(R=l.6-1.8)精炼渣控制技术,成功地将夹杂物成分控制在了低熔点区,显著提升了夹杂物的变形能力,改善了高表面质量304不锈钢线鳞缺陷和表面抛光缺陷。建立了精确喂钙线量模型,确定了最优喂钙线量,实现了钢中夹杂物在线精确改性。提出了采用高铝高钙低成本铁合金的创新思路,可在降低成本同时显著提升夹杂物变形能力。项目应用推广情况:连铸坯修磨率由12%降低到了4.39%,线鳞缺陷率由6.24%降低到了3.14%,抛光合格率提高到85%以上,批量生产50. 11万吨(其中BA板10万吨),3年累计直接经济效益13207.8万元,提高了企业的产品竞争力。宝钢不锈钢有限公司生产的BA板可完全替代进口原料,产生了巨大的经济效益。同时,成功开发了苹果公司logo用钢,提升了宝钢不锈钢有限公司和中国不锈钢产品美誉度和影响力,对推动中国企业不锈钢产品制造能力与质量水平的整体提升做出了重要贡献。该项技术在国内不锈钢生产企业具有广泛的推广应用前景。
[成果] 1700470061 北京
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:研究目的:云计算作为新一代信息技术,正快速渗透到社会各行业的信息化应用中,已成为推动工业化与信息化深度融合和工业转型升级的新引擎。云计算应用系统的性能是否优越主要取决于云计算资源管理是否高效。然而它们在其实际部署中,通常面临的底层通信环境差异性较大。同时,云计算资源呈现较大的动态性、异构性以及分布性等特点。这些都导致了在异构通信环境下云计算资源管理更加复杂且困难。鉴于此,该项目从数据副本一致性维护、资源管理实体间安全信任、分布式存储数据、域间数据传输开销最小化、边缘计算云无线接入资源管理等几个方面,对异构通信环境下的云计算资源管理关键技术进行深入研究,提出了一整套云计算资源管理技术,并已成功部署应用于华胜天成IaaS运营支撑平台系列产品中。 技术创新点:该项目主要技术创新如下: 1)针对云计算任务数据副本冲突问题,提出了基于物理位置的副本一致性维护方法。该方法能有效地降低网络中任务数据副本更新消息传输延时,并减少冗余更新消息的数量。 2)针对云计算资源管理实体间安全信任问题,提出了一个面向云计算IaaS服务模式的资源管理安全信任体系。该体系能为云计算数据中心IaaS提供统一的身份管理服务、身份认证服务、资源访问授权服务、资源访问记账与审计服务和统一的安全管理服务。 3)针对云计算环境中数据的高生存性需求,基于网络编码提出了支持高效数据重构的分布式数据存储技术。该技术可以设计出合理的可再生码与局部可修复码,不仅可以实现与传统RAID冗余同级别的可靠性,还可大幅减少单一故障节点数据重构所需传输带宽。 4)针对最小化域间数据传输开销需求,提出了一种ISP友好的云计算任务数据流分发技术。该技术能计算并选取传输成本最小的路径与节点,并提高同一网络基础设施内节点的命中率,达到流量本地化目的。 5)针对云计算泛在无线接入场景的可效率与公平兼顾需求,基于软件人提出了一种边缘计算云无线接入资源动态管理模型。该模型可实现无线信道资源的公平分配,并能体现效率与公平性。 成果产生的价值:该项目已获授权专利5项等多项成果。基于上述创新成果开发的IaaS系统已广泛应用于政府、医疗、石油、制造、教育、科研、广电、电力等行业,总销售额达3280余万元。该项目取得的关键技术以及开发的IaaS系统,带动了国内云计算应用系统的发展,推动了中国信息产品自主化进程。
[成果] 1700510307 河南
TF7 应用技术 炼钢 公布年份:2017
成果简介:随着物流业的飞速发展,载重货车越来越多的出现在长途运输行业中,2016年中国累积货车销售量达到285万辆,且呈逐年增加的趋势。载重货车的车桥服役性能和疲劳寿是限制货车运行安全的一个瓶颈问题;实际运行过程中,若汽车滚动阻力减少10%,燃油效率可提高3%,车桥、变速器等装置的传动效率提高10%,燃油效率可提高7%,因此,货车车桥的整体减重和疲劳寿命的提升有着巨大的市场和技术需求。传统载重货车车桥采用三段式焊接生产工艺,即用25mm左右的钢板弯成方管后,两头再焊接轴头,存在工艺复杂、焊缝处疲劳寿命与轴体不匹配、综合性能偏低等问题。采用无缝钢管“整体热成形车桥”代替传统的分段式加工工艺,与焊接式车桥相比,具有重量轻,刚性好,承载能力强等优点,解决了货车车桥在使用过程中易变形、易弯曲、易疲劳断裂和使用寿命低等问题,对于降低车桥自重、提升传动效率、重载车的节能降耗有着重要意义。基于以上背景,2010年河南凤宝特钢有限公司与北京科技大学开展产、学、研合作,进行车桥用管20Mn2钢的研发。经过工艺、技术和装备的评估,确定了50t转炉→50tLF炉→圆坯连铸的冶炼工艺,并形成了高质量低成本冶炼20Mn2钢的成套关键冶金技术:①中小转炉的留渣-双渣工艺技术:采用该技术实现在50t转炉内终点平均脱磷率超过92.2%,同时对转炉热渣进行回用,吨钢石灰消耗下降26.2%,吨钢成本降低20元;②钢包过程温降的全系统节能技术:针对矮胖型钢包过程温降大、热损高、流程不匹配的问题,探索了在包壳和永久层间增设纳米反射保温材料,将包壳温度由300-400℃降低到200-300℃,同一钢种转炉出钢温度可降低10-20℃,系统温降降低60℃,节能和材料节约的综合效益在27元/t钢;③脱氧及合金化的协同控制技术:从炉后脱氧、钢包顶渣改质、合金化的协同控制入手,在脱氧的同时提升渣对夹杂物的吸附能力,铸坯全氧能够稳定在20ppm以下,达到高的洁净度水平,同时合金收得率的提高节约效益达8元/吨钢;④LF高碱度无氟精炼渣系的控制技术:采用“铝矾土+电石+石灰”的造渣工艺代替传统“CaF2+电石+石灰”的造渣工艺,克服了传统高碱度低Al2O3渣系熔渣熔化温度高、流动性变差、不利于夹杂物的吸附的缺点,实现了夹杂物的高效去除,同时降低了气体氟化物的排放,环境友好。成果2012年12月全部稳定应用于现场,达到批量化、稳定化生产的要求,20Mn2钢铸坯全氧含量稳定控制在20ppm以内,氮在不经真空处理可稳定控制在60ppm以下,夹杂物形态良好。通过项目实施,凤宝特钢陆续形成了包括外径:127mm、152mm、178mm、180mm、203mm;壁厚:12mm、14mm、16mm、18mm等规格的20Mn2车桥用管,可以满足下游不同用户冷推和热处理生产整体式多规格热成型货车车桥。2016年新品种的供货量已突破3万吨,货车车桥用钢市场占有率超过20%,为企业创造经济效益9190万元。该成果共取得7项专利,其中发明专利5项,研究成果在相关领域发表高水平学术论文10余篇;2016年安阳市科技局组织专家进行成果鉴定,专家一致认为该技术成果达到“国际先进”水平;成果同时获得2016年安阳市科学技术一等奖。
[成果] 1700530159 辽宁
TD6 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:鞍钢集团矿业有限公司(以下简称“鞍钢矿业”)是中国冶金矿山龙头企业,具有百年开采历史,集勘探、采矿、选矿、民爆工程、矿山设备制造、资源综合利用、贸易、工艺研发设计、矿业工程于一体的国有特大型矿山企业。其智慧矿山研究与应用建设,以“五品联动”战略创新管理体系为基础,以追求“安全生产、绿色环保、资源利用、企业效益”的动态平衡为发展目标,以实现“全程动态可控、工序精准协同、单体性能最优、全局效益最大”为建设策略,通过将“云大物移智”等先进信息技术与企业生产相融合,建成了具有智慧创新、智慧制造、智慧管理特征的先进矿山信息系统,解决了贫铁矿大规模、低成本、高效率开发利用的世界性难题。通过智慧矿山建设,规范了鞍钢矿业信息化整体架构及建设模式,构建了企业资源一体化的运营管控平台,实现了企业生产过程的透明化、设备管理的标准化、职能管理的流程化、业务财务的一体化,满足了跨千里运营管控的需要。通过智慧矿山建设,推行数字化采掘组织,实现了矿产资源管理、采掘爆破设计、生产汽车调度、产品验收结算,保证了矿山经济运行;推行数字化安全管控,实现了地下应力分析、灾害防控、人员定位、边坡预警、尾矿库监测,保证了矿山安全生产;推行数字化配矿管理,实现了科学配矿和精准采矿,保证了资源高效利用。通过智慧矿山建设,建立了矿山采选生产全流程智能模型,实现了设备在线监测预警、设备精密点检管理、设备运行状态分析、实时生产写实展示、产量质量动态管控,为科学组织生产,稳定产品品位、提高产品产量提供了保证。通过智慧矿山建设,推行知识自动化,实现了企业资源利用的高效性、企业经营决策的科学性;推行精细化管理、准时化操作,实现了生产成本核算的“日清日结”。推行供应链产业协同,实现了资源优化配置,为优化生产组织,降低产品成本提供了有力支撑。鞍钢矿业开展的智慧矿山研究与应用项目建设,不仅为企业自身创造了巨大的经济效益,还被业内专家学者高度认可,被鉴定为具有国际领先水平。被工信部确定为首批国家级“智能制造试点示范”项目、辽宁省智能制造标杆项目,入选国家《2016-2020年钢铁工业调整升级规划》,为引领矿山行业转型升级,实现通过信息技术改造传统产业的终极目标奠定了坚实的基础。“实施创新驱动、打造智慧矿山”已经成为鞍钢矿业的发展理念,冶金矿山智能化技术研究与应用项目在鞍钢矿业下属八座矿山、八个选矿厂及球团、烧结等单位已全面应用。
[成果] 1700530039 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:该项目属于地质、矿山及资源技术领域。崩落法转充填法开采地下金属矿山普遍存在过渡采场巷道破坏严重,开采效率低、组织管理难度大、产量难以平稳衔接,充填质量难以控制、矿石损失贫化严宽等重大技术难题。该项目开展金属矿山崩落法转充填法安全高效联合开采技术研究,以解决崩落法转充填法过渡区联合开采工艺、产量平稳过渡、采场地压显现、充填质量控制等方面的技术难题。主要内容如下:崩落法转充填法过渡区联合开采工艺研究通过三维地质建模、理论计算及数值模拟分析等手段,结合大冶铁矿崩落法转充填法开采工程实践,解决了过渡区域的采准工程布置及产量衔接问题,形成了一套适用于金属矿山崩落法转充填法过渡区联合开采的回采工艺。崩落法转充填法过渡区联合开采采场地压分布规律及稳定性控制技术通过宏观调研、现场监测及数值模拟分析等手段,研究了崩落法转充填法回采过程中不同区域采场的地压变化规律,提出了维护过渡区域联合开采采场稳定性控制技术。阶段嗣后充填采场底部巷道群结构开采扰动规律及充填采场致灾机理研究运用数值模拟分析及实时监测的方法,研究了阶段嗣后充填采场回采过程中底部结构的应力、应变及塑性区扰动变化规律,揭示了阶段嗣后充填采场失稳致灾机理。充填体与围岩的响应特征和作用机理研究基于室内试验、能量等价理论及数值模拟手段,建立了压缩试验状态下的充填体三维弹性损伤本构模型,揭示了充填体与围岩的响应特征及作用机理。研究通过理论研究和技术集成创新,揭示了过渡区域联合开采采场地压分布规律、阶段嗣后充填采场开采扰动规律及充填体与围岩相互作用机理,提出了维护过渡区联合开采采场稳定性控制技术,形成了一套适用于崩落法转充填法过渡区联合开采的采矿工艺,为崩落法转充填法联合高效安全开采提供了有力的理论依据及技术支持。研究成果在大冶铁矿应用以来,指导了矿山回采顺序的合理制定,确保了高陡露天边坡及过渡采场的稳定性,实现了过渡阶段产量的平稳衔接;过渡区域充填法开采矿石回收率达到90%以上,贫化率小于8%,实现了资源的合理回收利用;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,对百年老矿的发展起到了至关重要的作用。研究成果对崩落法转充填法开采的地下金属矿山具有重要的指导作用及借鉴意义,推动了崩落法转充填法联合开采技术的研发及推广,推广应用到其他类似矿山,创造了十分显著的经济、社会及环境效益。
[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] 1700530112 湖北
TG1 应用技术 烘炉、熔炉及电炉制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于“冶金热能工程”领域。随着国家城乡电网改造及长距离特高压输变电技术的推进,高性能硅钢的需求快速增加。高性能硅钢在保护气氛条件下高温、长时热处理的工艺特点,致使热处理炉金属发热元件易超温脆断损毁、耐热金属高温应力变形开裂,耐火砖炉衬蓄热散热损失大等突出技术问题,导致炉窑热工性能快速劣化,成为影响产品质量、产量和效益提升的技术瓶颈。针对上述问题,国内外先后开发了相关高性能热工功能材料,但未解决高温金属基体表面红外辐射涂层脱落、高温还原气氛下全纤维炉衬结晶粉化的问题,更未见有硅钢热处理炉上应用的报道。该项目以硅钢热处理炉为应用对象,开发了金属基体用系列红外辐射涂料与釉料、红外多孔陶瓷以及全纤维化复合结构炉衬,并在武钢硅钢热处理炉全面推广应用,显著延长了金属发热元件与构件的使用寿命,大幅降低了硅钢工序能耗和生产成本。项目主要技术创新点如下:研制出适用于合金发热元件的高温高发射率红外辐射涂料。通过化学渗透与界面咬合,解决了金属基材表面涂层易脱落的难题;通过高温掺杂,提高了发热元件基体表面红外发射率,延长了使用寿命。研制出适用于耐热钢表面高发射率红外釉料。通过辐射材料与釉质材料的复配,解决了釉层与耐热钢基体之间热膨胀匹配的难题;通过高发射率晶体材料与釉质材料的共混磨合和在线釉化过程中的迁移弥散,提高了耐热钢表面发射率,改善了温度均匀性,延长了使用寿命。研制出球状孔型的红外辐射多孔陶瓷材料,开发了一种耐火纤维衬热面喷涂红外多孔陶瓷层的复合结构炉衬。利用陶瓷材料基质致密化技术实现气氛隔离,解决了高温还原气氛下耐火纤维结晶粉化的问题;通过辐射材料与多孔陶瓷组分复配,提高了耐火纤维表面发射率,降低了炉衬蓄热散热损失,延长了使用寿命。项目技术在武钢硅钢厂罩式炉、环形炉和连续退火炉全面推广应用,满足了年产近20150万吨硅钢生产需求,节能15%以上,关键设备服役周期平均延长25%。同时,推广应用到南京广航科技有限公司和南京航达热加工材料研究所的热处理炉。项目三年累计创效近1亿元。项目共获9项国家专利,其中发明专利4项,软件著作权1项,形成了金属基体和纤维炉衬用高发射率材料技术体系,经湖北省科技鉴定为国际先进水平。项目技术经济和社会效益显著,可广泛推广应用于各类工业炉上。
[成果] 1700530081 江苏
TG4 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:高性能焊丝钢开发及应用是钢铁行业“产品提档升级”的实践者、杰出代表。该项目创建了低焊接飞溅理论和控制技术,打破了行业长期仅依靠焊接工艺优化来降低飞溅的普遍认知,开辟了通过材料(焊丝)来降低飞溅的新途径;创建了高拉拔性能的理论和控制技术,开辟了深加工行业用线材的技术质量评价新体系;自主研制了六大系列、28个牌号的焊丝钢,多个产品填补国内空白,2项为国际首创;研发产品在西气东输、铁道货车、石化加氢反应器、俄罗斯乌恰管线等国家工程中应用,效果良好。该项目获授权发明专利17项、发表论文52篇,大会邀请报告4次,国外邀请报告4次,获得国内外同行的高度评价。总体技术水平为国际先进,部分指标国际领先。技术领域:钢铁冶金、金属材料和焊接。主要内容:采用高钛高硼合金技术在国内率先成功研制出新一代管线X90/100用焊丝钢,国内首创;基于两相设计的1000MPa焊丝钢在确保强度和低温韧性的同时,还实现了免预热,国内首创。开发的低温热煨弯管K65专用焊丝,-40℃冲击功在80J以上,解决了现有技术条件下冲击功20-50J、不能满足47J的技术要求的顽疾,国际首创。开发的加氢反应器用CrMo焊丝钢,在去氢和去应力热处理后,-20℃冲击功和抗拉强度达到日欧进口产品水平,克服了国内产品冲击功和强度不能兼顾的顽疾,填补国内空白。开发的管道对接全自动气保焊丝THG80解决了全位置成型问题,填补国内空白,与国外产品同一水平。开发的低飞溅焊丝钢ER70S-6,飞溅比同类产品低50-70%,与日本产品同一水平,并实现出口日本,居国际先进水平。开发的高拉拔性能ER70S-G,成分和强度均匀性、氧化皮厚度和剥离性、加工断丝率等达到国外产品水平,领先国内产品。特点:横跨钢铁冶金、金属材料和焊接领域,涉及炼钢、轧钢、材料、焊接、用户技术。应用:国际首创产品SK65H用于中亚B线和俄罗斯乌恰等项目。新一代管线X90用焊丝钢率先通过中石油认证、用于试验段建设。加氢反应器用CrMo系焊丝钢用于中石化镇海300万吨/年的催化裂化装置项目。管道对接全自动焊用焊丝钢THG80已开始小批量替代进口。耐候焊丝钢ER55-G用于中车的多批次货车车厢。海底管线用H08C已用于中海油海西和荔湾等重点项目,低飞溅ER70S-6广泛用于制造业,占国内30%以上份额,并首次实现了国内焊丝钢出口日本。沙钢已成为国内高性能焊丝钢的研发生产基地。项目实施近三年,累计销售64.6万吨,销售收入29.7亿元,新增利税9961万元,出口创汇5148万美。
[成果] 1700530077 山东
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:项目属钢铁冶金材料技术领域。研发的热轧型钢耐低温钢关键技术大幅提升中国热轧型钢高端产品制造能力。热轧耐低温型钢低温冲击性能合格率大幅提高,性能优于国内外其它企业生产的热轧H型钢,产品畅销海内外数万吨,有效提升热轧耐低温型钢的生产水平和产品竞争力。主要内容:对影响热轧产品低温冲击韧性的关键因素进行研究,结合莱芜钢铁集团银山型钢(以下简称菜钢)型钢生产线特点,研究制定耐低温型钢关键生产工艺控制要点,设计开发热轧355MPa耐-40℃多种规格及厚度型钢产品,利用多元合金微合金化技术,通过控制冶炼以及控制轧制及冷却技术,生产高韧性耐低温H型钢。技术创新点:研究“铌、钒、钛”不同元素耦合微合金化思路,并设计“铌钛、铌钒钛、钒钛”不同合金配比生产不同规格热轧耐低温型钢。授权发明专利1项“ZL201310516798.0,耐低温H型钢及其生产方法”。2015年10月在《钢铁研究》发表论文:低压缩比300MPa级耐低温H型钢微合金化技术。研发了耐低温型钢冶炼与轧制关键工艺技术集成。研发控制钢水夹杂物、偏析、裂纹等缺陷关键工艺集成,同时研发低魏氏组织、低缺陷、高晶粒均匀度轧制控制技术集成。产品低温冲击稳定在180J以上性能优异。授权发明专利两项“ZL201310415949.3,用于铁路接触网支柱的后规格耐低温H型钢及其制备方法”“ZL201410350560.X异型坯浇铸用侵入式水口及其布置方式”。实用新型两项“ZL201520022622.4一种优质连铸坯的冷却装置”“ZL201320010686.3一种转炉用带沟槽的128面体挡渣器”。首次“定量研究As以及N含量”对低温冲击性能的影响规律,制定生产实践控制工艺。2015年10月在《材料热处理学》报发表论文1篇,《砷对海洋平台用Q345E钢低温韧性的影响》156-162。通过回归分析,制定-40℃型钢耐低温产品以及“-5℃门架型钢耐低温型钢产品”性能回归方程,提高了性能稳定性,为在线动态控制耐低温型钢性能提供依据。申请发明专利:申请号201510044565.4基于多元线性回归分析的热轧H型钢力学性能预报方法。该项目开发的热轧型钢耐低温钢关键技术生产技术,各项技术指标达到了国际领先水平,2013-2016年在莱钢应用累计利税3.31亿元。经济和社会效益显著。产品远销海内外数万吨,成为高端型钢生产领军企业。
[成果] 1700530131 河北
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:该项目属于材料科学与工程的材料加工技术领域。热轧带钢轧后控冷技术是提高产品综合性能的重要方法,开发低能耗、减量化、高性能、高等级的产品是热轧带钢生产的关键共性技术之一。2012年9月邯钢与北京科技大学联合开发了热轧带钢超密集快速冷却技术,对邯钢2250mm热轧线原有层流冷却系统实施了改造升级。该项目通过热轧板带钢高效换热快速冷却机理、热轧板带钢组织调控机理、超密集快冷装备开发、减量化及高等级产品开发的全流程研攻关,形成了多项国内首创的关键核心技术:低能耗条件下高均匀、高冷速的冷却机理研究;热轧板带钢铁素体、贝氏体、马氏体、铁素体-贝氏体、铁素体-马氏体等组织的调控机理研究;高均匀、高冷速的核心装备研制与开发,冷却速度达到传统层流冷却的2.5倍以上,带钢的综合性能大幅度提升;带钢冷却残余应力控制技术开发,实现了带钢宽度方向和厚度方向的冷却均匀性控制,大幅度降低了带钢冷后残余应力;冷却工艺自由组合的四段式多功能超密集快冷系统,满足热轧DP钢、热轧TRIP钢、马氏体钢、X100管线钢等不同钢种冷却工艺与减量化生产的需求。自主开发了超密集快冷控制系统,实现多品种热轧带钢冷却工艺的精准控制。该项目开发技术的应用取得如下效果:汽车用钢、极限厚规格管线钢、高强钢等高附加值产品比例逐年增加;热轧带钢力学性能均匀性大幅度提升,汽车结构钢、低碳钢、车轮钢等通卷屈服强度、抗拉强度、延伸率差值范围分别落在0.6-6.6MPa,1.9-7.5MPa,0.45-2.3%范围内;焊瓶钢系列产品成型性各向均匀,制成瓶体杯口最大直径与最小直径之差范围0.04-1.82mm;中碳钢系列产品焊接速度提高5-10%,焊缝气孔率下降70-99%。实现了热轧带钢的残余应力减量化控制,冷却过程中带钢板形可控。借助高速冷却,有效发挥细晶强化、析出强化及复合强化等作用,实现低成本、减量化品种钢生产,创效2124万元。项目中的关键创新技术形成发明专利3项、实用新型专利3项,计算机软件著作权4项。项目整体技术达到国际先进水平,进一步提升了邯钢热轧产品的质量水平和竞争力,在热轧带钢快冷工艺技术领域,为中国钢铁行业起到了良好的带头和示范作用。同时对中国同类型钢铁企业提高核心竞争力,应对钢铁微利时代的挑战提供了值得借鉴的成功经验。
[成果] 1700530035 河北
TG2 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2017
成果简介:该项目属于钢铁冶炼技术领域,涉及高炉冶炼、铸造、机械设计、计算机技术等多方面。该项目的关键技术内容、创造性和先进性主要体现在以下几个方面:开发了具有自主知识产权的消失模工艺铸铁冷却壁自动化生产线。采用消失模铸造工艺,运用生产线的运行模式,建立了年产30000吨铸铁冷却壁生产线。该生产线能够实现自动/手动运行,物流通畅,节能环保,提高了劳动效率,减轻了工人劳动强度。采用消失模生产线生产的冷却壁质量稳定可靠,满足使用要求。研发了消失模工艺铸铁冷却壁生产系统的相关配套工艺技术。包括冷却壁白模数控切割成型设备、冷却壁镶砖槽数控开槽设备、铁水喂丝球化处理工艺、适用于消失模工艺的组管技术、白模烘干设备、消失模涂料的配置工艺及施涂设备、型砂的冷却及输送技术、深孔铸造成型技术等。建立了完善的冷却壁热态试验模拟平台系统。试验系统包括:热态试验炉、供热系统、供水系统、数据采集及记录系统。该试验系统采用智能数字巡检仪来记录热电偶、电磁流量计等传感器的数据信息,可实现秒级的自动连续信息采集,结果准确可靠。利用数值模拟和热态实验的方法系统评估了消失模铸铁冷却壁设计参数与工况参数对冷却壁传热性能的影响规律。分别对消失模铸铁冷却壁在不同喷涂方式和有无渣皮条件下的温度分布特征进行了研究,同时模拟高炉实际工况系统分析了炉内温度及冷却系统参数对冷却壁温度分布的影响,为冷却壁的安全长寿应用奠定了科学基础。利用消失模工艺研制了适用于高炉冷却系统的新型铸铁冷却壁。通过系统的数值模拟分析、热态试验研究了消失模铸铁冷却壁的各项参数,研究分析了消失模铸铁冷却壁结构优化参数的选取,并利用增大冷却比表面积的思路开发了椭圆形水管冷却壁,进一步研制了椭圆管形铸铁冷却壁并进行热态试验,新型铸铁冷却壁具有显著的优势。该项目申请专利5件,授权发明专利2件,授权实用新型专利3件;制定国家标准2项,地方标准1项;发表论文32篇,其中SCI/EI论文6篇,该技术成果已在中钢设备有限公司、唐山新宝泰钢铁有限公司、河北普阳钢铁有限公司、辛集市澳森钢铁有限公司、印尼古龙拉嘉帕斯钢铁公司、越南和发钢铁公司、安钢集团永通球墨铸铁管有限公司等国内外10余家企业推广和运用,给钢铁企业带来巨大的经济效益。该技术成果得到行业一致认可和好评。
[成果] 1700530111 湖北
TF7 应用技术 炼钢 公布年份:2017
成果简介:该项目属于炼钢技术领域。高效率、低成本洁净钢平台的建设和优化是钢铁企业科技创新中一项普适性、基础性工作,是事关钢铁企业效率、质量、成本的共性关键技术。殷瑞钰院士指出:优化-简捷的流程网络技术(例如合理的平面布置图等)是构成高效率、低成本洁净钢平台的核心共性技术之一。在薄板钢产品洁净钢平台建设中,转炉-RH精炼工序中的能量流、时间流和物质流等流程网络不合理,极易造成物流紊流干扰运行,大幅增加辅助作业时间,使生产顺行和钢水洁净度问题频发。一些钢厂采用“双工位”等技术来解决该类问题,有一定效果,但是没有从根本上解决。该项目依托武钢炼钢总厂4分厂硅钢生产产线,针对转炉-RH精炼工序流程网络技术难题,联合北京科技大学和中冶南方工程技术有限公司,开展了深入研究。取得如下创新成果:采用冶金流程工程学理论,自主开发了RH在转炉钢包车(出钢线)在线平面布置技术,形成了紧凑式转炉-RH精炼流程网络集成技术,根本上解决了转炉-RH精炼工序中的能量流、时间流和物质流等物流紊流难题,消除了运行干扰,减少了运行温降,节约了运行时间。自主开发了钢包卷扬提升技术。解决了液压顶升方式钢包车被占用的问题,为实现紧凑式转炉-RH精炼流程网络集成技术创造条件。由于RH处理位下方没有液压顶升相关设备,安全性、易维护性有很大提高。自主开发了高效RH精炼配套设备及技术。采用高反应空间的真空室与大循环流量的设备参数设计,满足快速减压要求的真空泵系统,满足精准快捷称量要求的合金加料系统以及RH-MFB多功能顶枪,为实现紧凑式转炉-RH精炼流程网络集成技术创造条件。技术推广应用后,取得良好效果。节约了钢包运行时间10分钟,减少过程温降10℃。相关技术创新广泛应用于各类高性能、高品质钢的批量生产。提高了高品质钢洁净度水平,如IF钢RH结束钢水w[C]≤12.2×10-6,中包钢水w[N]≤19.3×10-6,中包钢水T.[0]≤19.1×10-6,硅钢中包钢水T.[0]≤10×10-6。项目获得授权专利8项。项目是研发、设计、装备制造和自主集成、工业应用的有机结合,开辟了一种节奏紧凑的RH精炼钢水处理新途径,引领了钢水炉外精炼的发展方向,推动了钢铁制造技术的进步。该项目截止2016年,共创效2.6亿元,其总体技术达到国际领先水平。
[成果] 1700530174 四川
TF7 应用技术 炼钢 公布年份:2017
成果简介:该项目属冶金及金属材料科学领域。钢铁材料面临产能过剩和其它材料激烈竞争双重压力,为开发新一代钢铁生产工艺流程,要求在其主要环节的材料加工过程中推广应用减量化生产技术,即通过技术创新达到添加合金元素减量化、生产时间减量化、轧制道次减量化等,实现节约型钢材的生产。生产低成本化、焊接性优良、韧性优良、力学性能满足用户要求低合金高强结构钢存在的技术难点:钛微合金化低合金高强钢存在性能稳定性差,常因成分波动造成产品的改判,如何制定合理的冶炼工艺,以提高[Ti]的收得率。钛微合金化产品质量波动大,T[0]、[N]等控制稳定性差。如何设计合理的Ti微合金钢种添加量、终轧和卷取温度及冷却工艺。该项目以中钛微合金化高强钢厚板带板为研究对象,并结合西昌钢钒2050热连轧生产线特点,创新性地提出了一种低成本、减量化(Mn含量降低约50%)的中Ti微合金化高强钢的合金设计,自主开发了钛微合金化高强钢深脱[0]与造碱性白渣技术、保护渣技术、喂钛芯线工艺技术,明显提升了[Ti]收得率。系统研究建立中Ti微合金化钢的奥氏体演变动态再结晶、静态再结晶及变形抗拉力模型,提出“高温轧制+分段冷却技术”控轧控冷工艺,产品无中心偏析、组织均匀,在保证塑韧性下,强度也得到了进一步提高和改善。开发出中Ti微合金化厚规格宽带钢热连轧三维热力耦合全轧程数值模拟、组织性能预测系统,优化了2050热连轧线生产中Ti微合金化厚规格宽带钢工艺,实现了Ti微合金化降Mn减成本的工业化生产。该项目技术成果在钢的成分控制、冶炼及轧制工艺方面创新性突出,总体技术处于国内领先水平。该项目打通了钛微合金化高强钢的冶炼、热轧工艺,生产出满足要求的中钛微合金化Q345-Q460系列等高强结构钢,建立了钛微合金化厚宽带钢三维热力耦合全轧程数值模拟、组织性能预测系统,并成功应用工业生产。西昌钢钒生产出批量不同厚度规格的中钛微合金化经济型高强结构钢,吨钢可节约50元/吨以上合金成本,有效控制了成本。项目的研究成果已应用于攀钢2050mm热连轧机组,成功生产出了不同系列规格中钛微合金化低成本高强结构钢产品;试制期间,已累计生产中钛微合金化低成本高强结构钢热轧钢板共130万吨以上,主要用于建筑结构、汽车、压力容器、锅炉管线、车辆船舶、桥梁及海洋采油平台等行业,经珠海海重钢管、重庆永业等用户使用,各项指标完全满足用户要求,为公司创造了显著的经济效益。
[成果] 1700530170 辽宁
TG3 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:该项目属于金属材料领域,所涉及科技成果为超大型集装箱船用高强韧性钢板的冶炼、连铸、轧制、评价等全流程关键技术创新集成,产品通过八国船级社认证,实现超大型集装箱船用钢品种、规格全覆盖及批量推广应用。主要内容:近年来,集装箱船向大型、高效、安全、环保方向发展,对船体结构设计及材料提出更多、更高要求。2010年针对这一趋势,鞍钢设立集团重大课题,在国内率先开展系列化集装箱船用钢研发,并首先获得万箱集装箱船供货业绩。同时,为配合北京科技大学承担的973项目第三代低合金钢研究,鞍钢与北京科技大学签订了低屈强比高性能钢的研发计划。自2012年,鞍钢参与了船级社规范制修订工作,为中国船级社编写《船用高强度钢板超厚板检验指南》提供了有效技术支持。同时,结合国际船级社协会发布的集装箱船用止裂钢规范,2013年鞍钢继续深入开展止裂钢强韧化机理、冶炼轧制工艺、止裂性能评价研究,形成创新性超大型集装箱船用钢全流程关键技术集成。该项目在研制和应用过程中取得如下重要理论和技术创新成果:创新性提出基于TMCP新工艺的多相组织调控冶金学原理及实现高止裂性能理论。采用针对特厚钢板的多阶段再结晶轧制技术及多相组织相变控制冷却工艺,通过细化原奥氏体晶粒、匹配软硬多相组织获得具有高强塑性、低屈强比、高止裂性和易焊接性的高性能钢板;建立了“洁净化、均质化、稳定化和规范化”的超大型集装箱船用高强韧钢全流程关键制造技术集成;突破了高品质铸坯冶金质量、高精度超宽厚板形控制、高等级表面质量等核心技术;国内首次采用落锤试验替代宽板拉伸试验,实现了集装箱船用止裂钢脆性断裂评价方式的创新;成功开发极限规格高止裂性钢板,最大厚度90mm,最大宽度4150mm,最大Kca达到12000N/mm<'3>/2以上,实现工业化稳定生产和国产化示范应用。2016年5月,在与POSCO及JFE的竟争中,鞍钢凭借品种规格全覆盖、实物质量稳定、止裂与焊接性能卓越等优势,独家中标中国首次自主设计制造的两艘20000箱超大型集装箱船全部合同,并完成包括止裂钢在内的10.5万吨钢极供货。2010年至今,鞍钢累计生产超大型集装箱船用钢70余万吨,创效近2亿元。该项目所形成的全流程关键技术达到国际领先水平,产品替代进口,填补国内空白,极大提高中国钢铁、船舶业的国际竞争力,创造了可观经济效益和显著社会效益。
[成果] 1700530181 湖北
TF7 应用技术 金属铸、锻加工 公布年份:2017
成果简介:该项目是冶金工程技术炼钢连续铸造(连铸)领域与小方坯连铸质量问题相关的研究课题,目的是解决小方坯连铸中心偏析、中心疏松、中心缩孔内部质量问题。中心偏析、中心疏松、中心缩孔是小方坯连铸的主要缺陷,对铸坯质量影响很大。在轴承钢、硬线、帘线钢、齿轮钢等后续处理工艺中,由于偏析产生的网状碳化物、马氏体组织、带状组织等导致芯部和基体性能不一致,硬度不均匀、拉拔脆断、断丝、探伤不合格等问题。该课题针对小方坯连铸中心偏析严重和中心疏松、中心缩孔需要大压缩比轧制的世界性行业难题,针对小方坯的特点,开发了不同于大方坯多机架的单辊重压下技术。经过近5年多的自主研发和创新,以工程实践为依托,历经两个项目的工程实践,对小方坯连铸单辊重压下技术进行了系统研发,在重压下工艺技术、压下装置、热跟踪模型等关键技术方面取得了一系列的研究成果,攻克了小方坯可压下区间短,波动大,跟踪困难,压下效率低,稳定性差等难题,研发成果在工程中应用。世界上第一台采用重压下技术的小方坯连铸机在鞍钢投产,实际生产运行稳定,取得了显著的经济效益。小方坯连铸机单辊重压下技术的实现,填补了小方坯连铸技术的空白,提高了小方坯连祷国内品质钢生产工艺技术水平。项目团队在铸机投产后,进行了大量现场压下试验,揭示了单辊重压下工艺影响规律,为该项技术的后续发展和推广,优化装备,奠定了坚实的基础。核心技术及特点如下:共立柱一体化大辊径压下装置,适应小方坯刚性引锭杆工况的自动标定系统、自动补偿算法,免去人工测量。针对小方坯单辊重压下开发了热跟踪模型、在线辊缝控制模型。模型具有凝固区间锁定功能,使铸坯可压下区间进入压下辊下方;采用智能控制技术,实现了小方坯单辊重压下在线控制。通过一系列现场压下试验,揭示了小方坯单辊重压下的工艺参数规律,为工艺参数的优化及装备的改进优化提供了技术基础。项目共申请专利16项,其中发明专利10项,3项授权;实用新型专利6项,全部授权。在国内外期刊发表论文5篇。国内4篇,国外1篇。在鞍钢股份炼钢总厂二工区1#铸机、3#小方坯铸机上,项目组开展重压下技术的研究与试验,开发了单辊重压下工艺,在生产中应用,取得了效果。铸坯中心偏析和中心致密性得到了明显改善,中心C偏析指数1.06,中心缩孔、中心疏松0.5级以下达85%以上。
[成果] 1700530135 河北
TG1 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:项目所属科学技术领域:铁合金冶炼技术钒主要应用在金属材料领域,被称为是合金中的“维生素”,添加少量的钒就可显著提升钢铁、钛、镍等合金材料的综合性能;钒系合金的消费约占世界钒消费总量的96%;本世纪以来中国钒消费的全球占比已由10%提升到约45%;随着国家钢铁材料及航空、海洋钛材用钒的刚性增长,钒的消费总量还将不断攀升。该项目将产品提质,品种、工艺创新,流程高效、清洁作为目标,从探究固体火焰、高温氮化等合成机制入手,研究、应用自蔓延燃烧合成、电铝热法还原冶炼、中频竖炉连续氮化等钒系合金制备新技术,开发钒氮、钒铝合金新品种、新工艺,降低钒系合金生产物耗、能耗,提高金属收率与生产效率,使中国钒氮、钒铝合金制备的主要技术、经济指标达到国际领先水平。该项目形成三项创新:发明了具有中国原创知识产权的“自蔓延燃烧合成氮化钒铁制备工艺与产线技术”;创立了氮化钒铁燃烧合成“振荡燃烧模式”与“非平衡机制”的机制理论;率先推出FeV65N13等系列新产品;研制成功国际领先的150立升氮化燃烧合成装置。发明了“中频竖炉氮化钒连续制备技术及产业化装置”,首次推出VN19氮化钒新产品。发明了国际首创的“电铝热法冶炼钒铝合金”制备方法,率先实现“一步法”德标GfE Spec系列钒铝合金产品制备。2014年12月河北省科技厅在北京组织召开“自蔓延燃烧合成氮化钒铁技术及其产业化”项目成果评价会,评价委员会一致认为项目整体技术成果达到国际领先水平,系列产品被国家4部委认定为“国家重点新产品”;项目获发明专利授权10项、实用新型专利授权7项,制定国家标准1项,发表相关论文15篇,项目还被列入2012年度国家科技支撑计划。该项目成果于2010年先后在河钢集团承钢公司、承德锦科科技股份有限公司得到产线应用。项目产品已应用到首钢、沙钢、日钢、唐钢、包钢、宝钛等数十家冶金企业,统计结果显示(以氮化钒铁为例):吨产品合成电耗降至常规推板窑工艺的1/10以下,生产无耐材及加热元件消耗,无三废排放,国内市场占有率>60%;2014-2016年新增产值8.4亿元、新增利税1.1亿元、增收(节支)总额0.96亿元。项目的实施显著提升了中国钒合金产品的绿色制造水平与等级,对中国钢铁材料实现品质升级,源头减量、减排;对钛合金材料实现高端制造;对提升钒产业链经济与社会效益意义重大。
[成果] 1700470421 北京
X70 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:钢铁工业能耗约占中国工业总能耗的15%,烧结工序能耗约占钢铁工业的12%,30%以上的SO<,2>、NOx、二噁英等污染物来自烧结。因此,烧结工序节能减排是中国钢铁工业节能减排的重中之重。 中国高炉原料60%以上为烧结矿,对于高炉炼铁素有“七分原料、三分操作”之说,烧结矿质量对于高炉操作和降低高炉燃料消耗至关重要。近年来围绕烧结提高质量、降低成本和减少污染物排放三个方面的单体技术都有所发展,但难以综合兼顾,通常降低烧结矿成本或减少污染物排放的技术一定程度上会牺牲烧结矿质量。改善质量与节能减排之间的矛盾严重制约着烧结技术的进步和发展,烧结工序要实现提质、节能和减排三者之间的协同强化,面临着相关基础理论匮乏、设计体系缺失、核心设备空白等一系列重大难题。 项目完成单位从2011年开始,历时5年多的产学研合作研究,攻克了烧结过程烟气循环的工艺理论、烟气循环系统设计、核心设备技术等一系列重大技术难题,形成了一整套烧结提质节能减排的关键技术,并进行生产跟踪、研究和完善,经受了生产实践的检验,取得了烧结技术的重大突破。主要创新成果包括: 1)低氧高温的烧结烟气循环工艺理论:发现了循环烟气风量、氧含量、温度的最佳匹配关系,首次提出19%氧浓度下提高燃料燃烧效率的最佳温度应保持在300℃水平,突破了传统热风烧结认为200~250℃效果最佳的观念,为实现烧结高温烟气循环奠定了理论基础。 2)烧结高温烟气循环系统的设计体系:首次明确了改善表层烧结矿质量的最佳烟气循环面积应占烧结机的23~35%;多管除尘器及所有热风管道做外保温,大烟道至多管除尘器的热风管需做内耐磨衬,为实现烧结高温烟气循环提供设计技术保障。 3)满足烧结高温烟气循环的核心设备:首次将国产高压热风鼓风机应用到烧结大烟道高温烟气循环领域,为实现烧结高温烟气循环提供装备技术保障。 项目获得专利8项,发表论文8篇,其中EI3篇,开发了烧结高温烟气循环提质节能减排新工艺,指导了烧结机的设计改造,为烧结技术的发展作出了重要贡献。 项目投入使用后,取得了烧结矿平均粒径提高12%,烧结综合返矿率下降6.6个百分点,烧结固体燃耗降低3.35kg/t,高炉燃料消耗降低2.7kg/t,烧结粉尘排放降低27.30%,SO<,2>减排15.34%,NOx减排22.37%的良好效果。京津冀地区钢铁企业超过100家,烧结矿产量2亿吨,项目的推广对于烧结提质降耗减排,改善北京地区空气质量意义重大。
[成果] 1700470293 北京
TB3 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:准一维半导体纳米材料具有大长径比和比表面积、高载流子迁移率、优异的弹性等特点,在柔性光电探测器中有很好的应用前景。利用其特殊的几何结构和优异的物理化学性能,探索柔性光电探测器的构筑方法,揭示材料与器件的构效关系,研发灵敏、稳定、高柔性的器件及集成系统,是准一维半导体纳米材料研究的重要科学问题之一。该项目在多个国家及省部级项目多年的资助下,提出了用准一维半导体纳米材料构筑高性能柔性光电探测器的有效方法,开创了利用传感材料低维化、复合化以及储能单元与传感单元集成化来提高柔性光电探测器性能及应用范围的手段,为传感材料设计和高性能柔性自驱动集成器件的构筑奠定了基础。主要科学发现点如下: 1.构筑了基于一维宽带隙多元金属氧化物纳米结构的柔性紫外光电探测器,发现了其显著增强的光电响应性能:利用CVD技术,实现了准一维宽带隙多元金属氧化物纳米结构及超晶格纳米结构的可控合成,为材料组分结构与敏感性能之间的关系提供了理论依据和技术支持,成功的研制了一系列多元氧化物半导体基柔性紫外探测器,具有响应度高、机械柔韧性好等特点。 2.发现了一维II-V族窄带隙半导体材料/有机半导体复合材料的宽光谱响应特性:设计了通用的一维II-V族窄带隙半导体材料制备方法及柔性光电探测器制备工艺;设计并首次实现了基于一维II-V族窄带隙半导体材料/有机半导体复合材料的新型柔性光电探测器件,揭示了其物理机制。成果被Nature Photonics作为亮点报道,创造了II-V族半导体室温迁移率的最高纪录。 3.开发了有效的柔性传感与储能器件集成工艺,成功地实现了柔性储能器件与柔性准一维低维半导体基光电探测器的系统集成:在构筑高柔性储能器件的基础上,开发了柔性储能器件与柔性传感器的集成工艺,实现了柔性能量单元集成的多功能光电探测器系统,首次在一根线状基底上实现了储能与光探测的系统集成。成果被国内外媒体广泛报导,并被英文专著收录。 围绕上述内容,该项目共发表SCI论文79篇,被SCI论文他引1835次,20余次在国际学术会议上做邀请报告,受邀在Chemical Society Reviews等顶尖期刊撰写综述5篇。被World Industrial Reporter,Laboratory Equipment等多家国际知名机构及德国Wiley出版公司的MaterialsView中国网站进行多次专题报道。其中10篇代表性论文总影响因子126,被他人SCI引用368次,单篇最高引用95次。该项目完成人中1人获国家杰出青年基金,2人入选教育部新世纪优秀人才支持计划。
[成果] 1700530061 北京
X75 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:该项目属于冶金炼铁领域。钢铁工业能耗约占中国工业总能耗的15%,高炉炼铁能耗占钢铁工业的70%,对于高炉炼铁素有“七分原料、三分操作”之说,精料是高炉炼铁的基础,中国高炉炉料结构中60%以上为烧结矿;烧结工序能耗约占钢铁工业的12%;烧结烟气排放量约占钢厂总烟气的40%,且烧结烟气含有30%以上的SO<,2>、NOx和二噁英以及重金属等有害物质。因此,提升烧结矿质量是中国钢铁工业节能减排的重中之重。烧结过程存在复杂的物理化学反应,并受数十种参数影响。近年来围绕提高质量、降低成本和减少污染物排放三个方面的单体技术都有所发展,但难以综合兼顾,通常降低烧结矿成本或减少污染物排放的技术一定程度上会牺牲烧结矿质量。烧结工序要实现提质、节能和减排三者之间的协同强化,面临着相关基础理论匮乏、设计体系缺失、核心设备空白等一系列重大难题,严重制约烧结技术的进步和发展。项目完成单位从2011年开始,历时5年多的产学研合作研究,攻克了烧结过程烟气循环的工艺理论、烟气循环系统设计、核心设备技术等一系列重大技术难题,形成了一整套烧结提质节能减排的关键技术,并进行生产跟踪、研究和完善,经受了生产实践的检验,取得了烧结技术的重大突破。主要创新成果包括:低氧高温的烧结烟气循环工艺理论:发现了循环烟气风量、氧含量、温度的最佳匹配关系,首次提出19%氧浓度下提高燃料燃烧效率的最佳温度应保持在300℃水平,突破了传统热风烧结认为200-250℃效果最佳的观念,为实现烧结高温烟气循环奠定了理论基础。烧结高温烟气循环系统的设计体系:首次明确了改善表层烧结矿质量的最佳烟气循环面积应占烧结机的23-35%;多管除尘器及所有热风管道做外保温,大烟道至多管除尘器的热风管需做内耐磨衬,为实现烧结高温烟气循环提供设计技术保障。满足烧结高温烟气循环的核心设备:首次将国产高压热风鼓风机应用到烧结大烟道高温烟气循环领域,为实现烧结高温烟气循环提供装备技术保障。项目获得专利8项,发表论文7篇,其中SCI1篇,EI3篇,开发了烧结高温烟气循环提质节能减排新工艺,指导了烧结机的设计改造,为烧结技术的发展作出了重要贡献。项目投入使用后,取得了烧结矿平均粒径提高12%,烧结综合返矿率下降6.6个百分点,烧结固体燃耗降低3.35kg/t,高炉燃料消耗降低2.7kg/t,烧结粉尘排放降低27.30%,SO<,2>减排15.34%,NOx减排22.37%的良好效果。国内有烧结机一千多台,项目的推广对于烧结提质降耗减排意义重大。
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