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年冶金科学技术奖申报项目简介二

  • 来源:本站原创
  • 时间:2021/4/27 22:49:25
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第二部分:-

基本情况

项目简介(申报单位提供)

昆钢安全生产信息化管理平台的研发与应用

完成单位:昆明钢铁控股有限公司、云南昆钢电子信息科技有限公司//

昆钢是一个大型多元化产业集团,涵盖了钢铁冶金、煤矿、非煤矿山、物流、煤焦、危化和机械制造等多个行业,基地多,安全生产基础管理难度较高,在提升标准化集团管理能力方面耗费大量人力物力,传统的安全生产管理手段已经无法推动钢铁冶金行业安全生产管理数字化、网络化、智能化水平大幅提升,无法与新形势下安全生产管理工作的实际需求相适应。

昆钢安全生产信息化管理平台的研发与应用项目以“标准化、流程化、信息化”为指导,围绕企业安全生产标准化管理要素,利用物联网、工业互联网、大数据等新一代信息技术,搭建一体化的安全生产信息化管理平台,实施重点危险区域安全技防改造,构建安全管理大数据,推进安全生产管理标准化与信息化的深度融合,开发了目标职责管理、制度化管理、教育培训管理、现场安全管理、双重预防机制管理、事故管理、应急管理、职业健康管理八大业务模块,建立了安全智库、法律法规库和标准隐患库。结合生产现场门禁、视频、DCS数据和PLC数据,利用移动互联网技术实现了生产设备、PC端、移动APP端的互联互通,将昆钢安全管理从结果管理向过程管理迁移,融合先进的管理理念,创新安全生产监管手段,为明细化的安全责任、标准化的管理体系、专业化的安全智库、智能化的分析评价、常态化的安全科普、移动化的现场管理提供有效支撑。

为满足集团化管理需要,从企业底层安全管理实际业务进行设计,提供安全生产标准化管理过程,统一数据标准、整合信息资源、优化业务流程,构建企业安全管理库。平台提供现场危险源点在线监控、报警,移动端扫码检查,定位巡检,报警提醒以及专家知识库学习、应急预案归档、查阅等功能,对生产过程中双重预防控制机制的结构化、标准化、闭环化的管理,安全作业过程中与边缘节点智能化、移动化的融合,生产园区结构化与非结构化数据的整合运用,应急响应时的多方资源联动工作机制,从而解决企业安全生产管理中的追溯性差,信息孤岛多,实时监控能力不足,隐患排查整治效率低,信息痕迹化不够,应急响应迟钝的问题。

本技术创新的研发与实施,解决了昆钢安全生产管理行业跨度大、监控点多、信息分散、基层安全生产管理水平参差不齐等痛点,目前已在昆钢各二级集团全面推广应用,覆盖公司级安全管理部门、车间/班组和全体员工几个层面,实现了危险作业过程监管、隐患排查准确及时,风险点实时监控和安全资料电子化等功能,有效提高了安全生产管理工作的质量和效率。

“三维四级”全面对标数据可视化平台开发及运用

完成单位:红河钢铁有限公司//

为进一步降低生产成本,认真贯彻落实对标找差的工作,按照公司全面对标管理体系建设工作的部署,红钢公司决定在全司范围内推行“全面对标管理体系”建设,针对自身存在的薄弱环节和突出问题,通过找差距,补短板、深挖潜,以红钢炼钢厂为示范基地,将全面、全员、全方位、全流程推进红钢公司“三维四级”对标平台降本管理体系的建立,促进优化各工序技术经济指标、进一步提高产品质量,确保公司安全、环保、生产、成本等关键指标的完成,从而降低企业成本,促进公司效益最大化,结合红钢公司实际情况,分为三个维度四个层级,简称“三维四级”,即:自身历史最优、周边企业先进水平和行业先进水平。公司级、厂级、车间级。公司、部门或生产厂、车间、班组四级对标体系,选取采用关键工艺参数或质量指标作为对标指标的工作势在必行。

项目开发并未聘请外部公司,而是充分发挥红钢内部人员的技术力量。改变传统数据报表的EXCEL枯燥形式,使用计算机图像处理及网络技术,充分直观地将数据可视化,让指标数据更生动,更易比较发现不足。全司主版面在公司LED大屏轮播,各厂一特色,都有属于自己的主版面和车间级、班组级指标数据界面。

EXCEL报表形成以后,只需要在EXCEL中点击上传文件,即可存储对标服务器,数据更新自动化,系统会根据变化自动标注上升/下降,根据有利和不利,自动变绿色或红色,并自动计算指标差距,同时结合最近的数据做出分析总结,数据实现从生产报表和PLC系统自动采集,自动上传。

项目首先在红钢炼钢厂试点开发成功。之后在红钢公司各生产厂、部、中心推广应用,取得了良好的应用效果。昆钢专职外部董事耿克明、沈家昆、宋兴举、昆钢总工程师苏鹤洲、武昆股份副总经理方文、昆钢副总经理董瑞章、昆钢党委书记、董事长杜陆军等各级领导先后到现场调研指导,对公司率先独立开发的“三维四级”可视化平台和对标体系建设给予高度评价,充分肯定红钢对标降本的创新管理方式。系统由红钢自主研发,应用效果非常好,为公司对标降本体系工作发挥着重大指导意义和推进作用,被公司一致认可具有重大效益,赢得红钢、昆钢各级领导的高度赞誉!

焦炉热修成套关键技术及应用

完成单位:中国一冶集团有限公司、中冶焦耐(大连)工程技术有限公司//

焦炉是整个焦化行业的心脏部位,我国目前已经有百余座大型焦炉接近15~20年的服役寿命,出现了炭化室墙面烧穿变形、炭化室底部砖破损以及蓄热室格子砖烧瘤等问题,严重影响焦炭质量、产能,并使得生产过程中煤气调节难度加大所带来的安全隐患。同时造成空气污染,浪费大量能源,违背国家节能减排、绿色发展要求,鉴于此焦炉不停产维修改造需求出现爆发式增加。焦炉主体结构是由硅砖砌筑而成,由于硅砖晶型转化的特点则要求其检修过程中所保留的硅砖墙体温度应在℃及以上,因此维修改造工作必须在线热态环境下进行。如何针对各类损毁情况,保证高温状态下的维修安全和使用效果则是焦炉在线热态修复的技术难题。本项目基于大量工程实践、理论分析,并经过五年的技术攻关,创新构建了安全高效的焦炉在线热态修复成套关键技术体系,针对焦炉不同部位破损开发了有针对性的热修技术和热修工艺,创建了检修区域和过渡生产区的温度控制技术,并研制了各种热态应用装置,显著解决了焦炉损坏造成的生产质量不合格、环保超标、能源浪费等病症。本项目关键技术在十余项工程实践中得到成功应用,在不停产的在线状态下通过本关键技术所修复的炭化室墙面可延续5~10年的焦炉生产期,并且极大改善了环保压力。主要创新点有:(1)首次总结出焦炉热态修复区及相邻炭化室在线温度控制技术,完全避免了热修过程中温度应力所产生的位移、空鼓、变形、破损等墙体损害,有效保障了其他炭化室的正常生产。

(2)开发了炭化室多种典型损毁状态下的焦炉在线热态修复技术,研制了炭化室墙体通用型支撑装置及检修通道快速绝热装置,实现了炭化室不同损毁情况下的快速安全揭顶翻修,以及保留炉顶方式局部立火道高效修复。

(3)首次开发了炭化室底部及深位墙体远程热态修复技术,研制了炭化室底部砌筑、墙体挖补、砖渣清理等系列化通用装置,实现了不进人情况下远距离对~℃高温炭化室底及深位墙面快速机械化修复。

(4)开发了焦炉蓄热室格子砖热态不停产更换技术,研制了格子砖拆换及传输定位装置,破损格子砖得到有序巧妙更换,实现了格子砖绿色高效修复。

本成果获得13件国家专利授权,其中发明专利授权4件、实用新型专利授权9件,形成了1项国家级工法及2项省部级工法,成果关键技术达到国内领先水平,其中1项授权专利还获得年度国家专利奖。

马氏体耐热焊接用钢SAP91热轧盘条的研制与开发

完成单位:江苏永钢集团有限公司、江苏科技大学//

我国能源工业中燃煤火力发电占发电总量70%以上,年发电装机容量达到~GW。为减少能耗、提高热效率,降低污染、减少CO2和SO2排放,世界各国均大力发展超临界和超超临界高参数火电机组。火电机组锅炉及管道制造安装过程中产生焊接缺陷,这是锅炉及管道爆漏、寿命降低等失效的直接原因,因此焊接加工质量至关重要。SAP91焊丝作为T/P91钢管的配套用焊丝,被广泛应用于超超临界火电机组中过热器、再过热器、主蒸汽管道等部位的焊接。该型号焊丝国内需求量约为吨/年,主要依赖进口,如日本神钢、英国曼彻特、德国蒂森等。

项目涉及钢铁冶金流程及材料的生产技术领域,主要包含了马氏体耐热焊接用钢SAP91的冶炼、模铸、开坯、退火、控轧控冷、精整和检测等全流程生产制造工艺及关键技术的集成。通过优化盘条生产工艺流程,强化盘条化学成分及缺陷管控,生产的马氏体耐热焊接用钢SAP91热轧盘条无表面裂纹,无偏析、缩孔等缺陷,磷元素含量控制稳定,夹杂物分布均匀,有害元素及气体元素含量较低,完全符合焊接用热轧盘条的高质量要求。

历时三年研发,取得的主要成果有:1)针对该产品合金含量高易产生表面质量的难题,通过模铸钢锭热送、初轧方坯退火、成品盘条避风堆冷及麻布片或耐火保温棉覆盖保温工艺措施,大幅减少了盘条生产过程中热裂纹的产生;2)通过初轧中间坯切头切尾,方坯矫直、精整修磨、探伤等工艺手段,有效降低了盘条生产过程中裂纹及其它缺陷的产生机率;3)国内首次成功批量开发SAP91焊丝,产品性能稳定,拉拔性、焊接性优异,已通过哈尔滨锅炉厂高温蠕变试验认证,填补国内空白。研发过程中共获得《一种焊丝用盘条生产中内部缺陷的控制方法》、《一种气体保护焊焊丝用盘条及其生产方法》等六项授权专利。

应用推广情况:本项目研究超超临界锅炉焊接用SAP91盘条全过程的工艺流程及工艺参数,通过各工序技术创新,解决若干关键技术,生产出具有国际先进水平的超超临界锅炉焊接用钢,现已累计生产约吨,伴随着能源行业的逐步发展,超超临界锅炉焊接用钢的市场将逐渐扩大,由于我司在该产品占有先机,因此市场份额将会不断扩大。

高洁净度低断丝率帘线钢关键技术开发及产业化应用

完成单位:江苏永钢集团有限公司//

随着我国经济飞速发展,汽车和交通行业得到大力发展并成为支柱产业之一,轮胎子午线的研发和生产开始得到重视,且子午线轮胎被加入到了国家重点发展项目。钢帘线是子午线轮胎的骨架材料,最早钢帘线由法国米其林Michelin公司于年首创,英国于年开始由邓洛普公司生产;日本在年—年间由东京制绳等公司生产。我国帘线钢发展速度较为缓慢,产品种类少且规格偏于陈旧,经过多年发展,尽管国内帘线钢的产量已经大幅度提升,但大部分钢厂在质量上与国外的同等级产品相比较仍然有着一定的差距,还达不到大批量生产高档级帘线钢的质量要求。

钢帘线主要用于各类轮胎、传送带、调速带和高压胶管等部位,承受较大的重量和剧烈的冲击、弯曲、扭转等性能,是线材制品中高技术含量品种,被称为“皇冠上的明珠”。盘条从φ5.5㎜开始拉拔减至0.15~0.38㎜的钢丝,总面缩率达到99~%;钢丝长度最大增至原来的倍,接近拉拔工艺的极限,经高速双捻机合股成线,承受扭转、弯曲和拉伸等一系列变化,一般要求km断丝不超过一次。研究表明钢水纯净度,钢中夹杂物对帘线钢盘条冷加工时的塑性均匀性影响较大。因此提升进一步提高钢水的纯净度,减少钢中的夹杂物,从而避免在冷拔以及捻股时发生断裂已经成为国内研究的重点方向。

本项目旨在提升帘线钢洁净度、改善盘条心部组织、提高盘条力学性能的稳定性以及氧化铁皮机械剥离性能研究与改善。先后与武汉科技大学、乌克兰国家科学院、北京科技大学开展三次产学研合作。项目于年启动,先后研发了帘线钢盘条洁净钢生产工艺,帘线钢专用铁水、纯净废钢、低铝低钛合金、专用耐材、低碱度精炼渣等工艺来提高钢的洁净度;KR脱硫、转炉双渣法操作达到低硫、低磷控制技术;连铸过程低过热度浇注、连铸强冷工艺、电磁搅拌等技术,有效控制钢坯中心偏析和中心疏松。轧钢通过优化加热炉参数,采用高温加热进一步弥补轻微偏析缺陷,结合斯太尔摩控冷工艺有效控制盘条心部网碳。年YLX70A、YLX80A盘条已经初具规模,年开始研制出口铬合金化帘线钢盘条,目前YLX70A系列、YLX80A系列盘条年产量接近10万吨,其中国内销售量约占80%,出口销量约占20%,已经成为江苏、山东、湖北、河南等地区的钢帘线用盘条供应商,出口国家主要为日本、韩国等。

高洁净度低断丝率帘线钢的成功研发,降低了制造成本,减少了轮胎钢丝的用量,节约了能量资源,加速冶金行业的提档升级,提升我国帘线钢的国际市场占有率。

大型高效板坯连铸综合建造新技术

完成单位:中国十七冶集团有限公司//

连铸即为连续铸钢。在钢铁冶炼过程中将钢水直接浇注成形的先进技术。与传统方法相比,连铸技术具有大幅提高金属收得率和铸坯质量,节约能源等显著优势。

连铸按照断面大小分为板坯连铸机、小方坯连铸机、圆坯连铸机等。作为高品质的板带材主要过度来源的板坯连铸越来越受到重视。目前国家推行确定了“以连铸为中线,炼钢为基础,设备为保证”的生产技术方针,推动了连铸生产的发展,在进一步发展我国连铸生产过程中,加强现代板坯连铸的发展是重要目标之一。

连铸机设备安装显著特征之一是高精度,而板坯连铸机工艺设备是相互交错的,设备之间衔接紧密,关联性强,所以在设备安装前及施工过程中对测量精度要求极高。采用自主研发的铸机空间点测量定位技术保证连铸机中心线的准确及对应设备的安装精度。

钢包回转台工艺位置处于钢水接收跨和浇筑跨之间的公用吊车梁正下方,吊装的位置导致设备无法直接利用行车吊装,且钢包回转台安装之后的顶部标高与公用吊车梁下翼緣距离小,重量大,空间狭小、吊装难度大,且设备精度要求高、装配部件多。自主研发了钢包回转台模块法安装技术,并全过程借助有限元分析,有效解决受限空间下的设备吊装就位难题。

针对二冷室复杂的结构、狭小的空间、多种介质(设备间冷却水、冲渣水、二冷水等十余种类型)的敷设,预先采用基于BIM的连铸二冷室综合管线施工技术,模拟管道走向、预装配技术,减少现场狭小空间管道施工的难度,提高施工效率。

本项目取得的科技成果如下:主编了《炼钢工程施工管理与施工技术》,作为主要创新点之一荣获年度安徽省科技进步二等奖,荣获年度冶金行业工法一项,形成省部级科技成果2项(其中2项“国际先进”水平),共授权专利13件(其中授权发明专利5件),发表论文2篇。

本项目以马钢新区连铸工程项目和宝钢湛江三高炉工程的3#连铸工程为工程载体,开展大型高效板坯连铸综合建造技术研究与应用工作,特别是在马钢新区板坯连铸建设工程中,生产环境下施工克服协调难度大、厂房内环境复杂等多重困难,提前2个月投产,并在后续连铸生产过程中,快速达产、达标、达效,实现在线调宽、异钢种连续七天不间断浇铸,累计连浇汽车板、硅钢系列8个钢种、共炉,创造了异钢种连续浇铸最长时间纪录,开创了在线调宽、异钢种在线快换中包、连续浇铸的先河,实现了高端板材异钢种连续浇铸领域的技术突破。

取向硅钢工程关键技术研究与应用

完成单位:五冶集团上海有限公司//

1、所属科学技术领域。本安装技术属冶金工程技术领域。该技术已授权核心专利10项,1项省部级工法,2项省部级成果,1项国家标准。形成的成果经中冶集团科技成果鉴定,最高达到了国内领先水平。

2、主要内容。(1)超大直径环形炉设备安装关键技术研究与应用(2)取向硅钢超长机组防跑偏技术研究和应用(3)退火炉机械设备安装和气密性试验技术(4)BIM技术研究与应用

3、特点。该技术能满足取向硅钢10~12万t/a产线工程的施工需要,满足合理组织施工,提高施工效率,达到绿色施工的目的。与常规施工方法相比,劳动生产率提高约1.4倍,可缩短工期3~5个月。

(1)超大直径环形炉设备安装关键技术:通过大型环形基础螺栓套筒安装控制方法、环形炉支撑辊校正工具,将支撑辊径向和圆周方向位置偏移控制在±1.0mm内,通过台车离线砌筑技术、环形炉壁板及顶板锚固件离线定位焊接技术将台车施工期至少减少了4个月。

(2)取向硅钢超长机组防跑偏技术:高精度基准放线测量仪器的采用将机组基准线的误差在m范围内控制在1mm以内;超长设备底板的流动灌浆工艺创新保证了活套设备基础密实、小车运行平稳;超长机组辊道跑偏控制安装技术创新和辊类检测工具的改进将设计要求的辊类设备垂直度提高到0.05/以内。

(3)退火炉机械设备安装和气密性试验技术:通过施工过程的合理安排、合理的工序,控制好设备安装、焊接、封堵等环节,保证了退火炉整体气密的合格率。炉子气密性试验达到“压力从50mm水柱降低到15mm水柱,整体气密保压时间在30min以上”的高标准,并将气密性试验总体时间由15天以上缩短到7天以内。

(4)BIM技术:在管道碰撞优化、深化设计、关键技术、重大方案的模拟、论证及可视化交底等方面进行应用及管理,总计节约费用万元,并使得工程质量得到了大幅度提升,首次在宝钢取向硅钢项目中采用BIM技术,得到了业主的重视和肯定。

4、应用推广情况。本技术包含国家知识产权局相关授权专利10项,受理2项;在《工业建筑》和《安装》杂志发表论文3篇。

本技术与国内外同类技术相比,工艺先进、内容详尽、经济性、适用性和可操作性强,填补了国家在此施工领域的技术空白。形成国家标准《取向硅钢生产线工程设备安装与验收规范》GB-,对取向硅钢生产线的施工起到了巨大的引领和支撑作用。该项技术有较好的经济效益和社会效益,已在宝钢取向硅钢一期到四期取向硅钢工程中成功运用,有很强的市场竞争力。

大型烧结机快速安装技术研究与应用

完成单位:五冶集团上海有限公司//

烧结是钢铁企业的重要污染源,在生产过程中产生大量粉尘以及含氮、硫废气,对大气环境产生严重的污染。目前,国内大力发展大型化、环保型烧结机,积极响应节能、减排要求。新型烧结机与传统烧结机相比,增加烟气热量回收利用装置、烟气净化处理装置等环保设施,有效减少燃料等能源使用和粉尘、SO2、NOx等烟气污染物排放,趋势明显。

大型化、环保型烧结机在施工方面与传统烧结机相比,存在以下技术难题:

(1)新型烧结机较传统烧结机,主厂房长度由米增加为.75米,头部高度由40米增加为50米。构件数量散、杂、多,吊装速度慢,安装、焊接环境条件差,作业效率低。

(2)新增烟气循环系统位于7.5米至19.5米平台之间,施工空间受限,大直径管道(φ6m)、高温烟气平衡阀(外形4.1×3.5×1.5m,重量达到6.2t)在狭窄空间下横移、翻转、起升、就位难、安全作业风险高。

(3)烧结机下灰斗体积大(尺寸为6.48m×7.15×4.2m,高度约4m)、溜管与机下灰斗连接处位于悬空高度16m处,施工安装作业难度大。

(4)环冷机上部液密封槽外槽直径达70m,运转时同回转框架同步旋转。因正常运行中液密封槽与回转框架受热变形不一致,其相对位移量易导致卡阻,对施工过程中焊接要求高。

(5)烧结烟气混匀器底座预留地脚螺栓孔洞多达52个,且深达1.3m,施工难度大、施工周期长,对关键线路上的施工周期影响大。

本成果有效解决大型化、环保型烧结机施工难题,较同类项目合理施工工期缩短6个月,其创新点体现在:(1)“开式”与“闭式”相结合。大型、环保、节能烧结机厂房长.75m,烧结机头部高约50米,厂房整体为混凝土框架结构。烧结机头部设备多、体积大、重量重。为有效缩短施工工期,采用“开式”施工,烧结机头轮、混合料仓、铺底料仓、棱式布料机等头部框架内设备,与混凝土框架结构穿插施工。(2)利用离线“预装配”和“模块化”,缩短关键线路工期。对烧结机骨架、风箱、烟气净化吸附塔采用“预装配”和“模块化”方式组织施工,有效缩短关键线路工期,达到快速建造的目的。(3)合理设置临时设施和平台,解决受限空间设备安装难题。采取搭设临时设备平台、轨道等措施,解决烟气内循环管道、高温烟气平衡阀等受限空间设备安装难题。(4)采用装配式施工,缩短大型塔类等施工时间。利用装配式施工方法,将烟气混匀器底座安装与基础施工同步,不但地脚螺栓定位准确,而且缩短了施工周期、提高了施工质量。

高品质合金钢铸坯表面质量关键控制技术

完成单位:中南大学、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、广东广青金属科技有限公司、江西理工大学//

项目所属炼钢领域。

高品质合金钢产品具有高性能、高附加值、长服役寿命等特点,代表钢铁材料的发展方向,对保障国家重大工程建设、提升装备制造水平及钢铁行业技术升级具有重要意义。高品质合金钢连铸生产过程中,结晶器内发生着高温多相转变、钢渣反应、瞬态凝固、钢水流动、保护渣渗入等现象,导致铸坯表面常产生凹陷、裂纹、夹杂等缺陷,严重制约下游产品质量。同时,结晶器本身不透明,使得结晶器钢液初始凝固行为有效研究和铸坯质量控制等成为技术瓶颈。此外,随着我国钢铁行业新一代连铸技术,如薄板坯连铸连轧、无头轧、薄带连铸等日益发展,铸坯质量调控成为新一代连铸技术发展关键共性技术难题。本项目通过十年系统研究与技术创新,解决了困扰高品质合金钢研发和生产的难题。

本项目创新内容如下:

(1)阐明了高品质合金钢连铸过程渣钢反应机理,明确了渣钢反应对保护渣高温属性及铸坯质量的影响机制;创新协同红外发射测试技术、热电偶技术、卧滴法技术,形成合金钢保护渣开发成套技术和保护渣综合性能评价体系;为高品质钢连铸保护渣设计提供技术支持与设备保障。

(2)建立了结晶器形貌结构、尺寸综合热动力学有效研究体系,实现了对结晶器内合金钢角部凝固、传热等行为的实时观察和有效研究;形成了结晶器形貌/尺寸优化设计,合金钢铸坯角部质量控制成套技术与设备。

(3)创新了结晶器钢液凝固热模拟技术,突破了实验室尺度下结晶器内合金钢初始凝固行为有效研究的瓶颈;建立了结晶器热流密度与温度变化、坯壳形貌、渣膜结构、连铸工艺参数的相互关系模型;形成了高品质合金钢表面质量调控的完整装备、软件及成套技术体系。

项目取得了系列重大成果,已在国际权威期刊上发表论文86篇,包括钢铁冶金顶级刊物Metall.Mater.Trans.B论文35篇,获得国际优秀论文奖3项;应邀在国际会议(或知名大学)做主旨、特邀报告49次;获授权发明专利16项,软件著作权1项。项目还获得美国金属学会MarcusA.GrossmannAward、国际矿物金属材料TMS学会ChampionMathewsonAward等奖项。相关成果在华菱湘钢、广青金属的海洋平台用钢、水电钢、工程机械用钢和不锈钢等高品质合金钢得到应用。产品已成功服务于港珠澳大桥、南海钻井平台、渤中海上风电等多个国家重大工程,俄罗斯北极LNG2项目、印尼雅万高速铁路和克罗地亚大桥等“一带一路”沿线重大项目,以及三一、中联、徐工、卡特彼勒、沃尔沃等重点企业的核心装备。近三年,新增销售额60.64亿元,利润6.86亿元。

航天液氧煤油发动机用国产镍基合金GH研制与工程化

完成单位:东北特殊钢集团股份有限公司、北京钢研高纳科技股份有限公司//

液氧煤油发动机为我国自主研发航天用发动机,所需材料需要在高温下抗氧化环境,具有较高的力学性能要求,国产料选定镍基合金,GH合金具有较高的镍、铬、钨、钼具有固溶强化作用,添加铝、钛作为沉淀强化作用,合金在℃下具有较高的力学性能,通过工艺路线的选择,工艺的策划,实现了工业化生产,生产技术独特成为国内唯一的生产厂。

GH合金型材包括锻棒、轧棒、板材,其生产工艺所属冶金技术科学领域,主要内容包括GH合金的冶炼工艺路线设计、锭型的选择、冶炼工艺策划、高温均匀化工艺设计、热加工工艺的策划以及热处理制度的摸索和制定等重要工艺及技术问题的解决措施。冶炼工艺的设计又根据冶炼合金的冶炼成分和技术要求,选择真空感应熔炼+真空电弧重熔的双联冶炼方式,其特点是改善结晶方式、减少单联冶炼的偏析倾向、提高产品的纯洁度、降低合金的气体含量和获得成分均一的钢锭。真空感应熔炼的工艺策划包括配料、原材料准备、装料顺序、熔化、真空度的控制、熔化温度的控制、化学成分的调整、合金元素的收得率的控制、微量元素的加入时期与方式、浇注过程中惰性气体的选择和注入量、浇注速度和浇注锭模的选择等30多个步骤和要点。真空电弧重熔要点包括电极尺寸的选择、假电极的长度与连接方式、重熔参数的选择、冷却介质和冷却方式的选择、脱锭时间的确定等。随之策划高温均匀化工艺,目的是保证合金的成分和微合金化在枝晶间和枝晶干弥散均匀,减少偏析倾向,改善热加工结晶偏向,提高热加工变形能力。重要的工作还要热加工工艺的设计,如锻造、轧制工艺的设计包括加热温度的选择、变形量和火次的分配、提高变形能力的保护措施。摸索热处理制度,通过热处理工艺对组织和性能的影响,制定最佳的热处理工艺制度。

通过上述工艺策划能够获得GH合金的锻、轧、板等一系列产品,交货状态也扩展到车光、削皮、固溶、酸洗等多个形式,工艺的稳定获得较高的质量水平和稳定的供货质量,逐步将产品推广到耐热氧化环境、武器装备等领域。涉及的用户包括西安航天发动机有限公司、沈阳仪表有限公司、中国航天科工集团等。

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高品质高碳含镧变形高温合金材料关键技术研究及应用

完成单位:钢铁研究总院、东北特殊钢集团股份有限公司、北京钢研高纳科技股份有限公司//

高品质高碳含镧变形高温合金材料关键技术研究及应用项目属于采用新技术研发领域。

高温合金材料既是航空航天、燃气轮机、超超临界发电等工业领域的高温部件关键材料,又是核电、石油化工等领域所需的耐高温、耐腐蚀材料。目前变形高温合金中仅有的两种高碳且要求精确控制镧含量的高温合金牌号为GH及GH合金。

GH合金是以钨固溶强化和碳化物强化的钴基高温合金,GH合金是以钨、钼固溶强化及碳化物强化镍基高温合金。两种高碳含镧变形高温合金短时使用温度可达℃以上,尤其GH合金甚至可达℃,是目前是国内综合耐温性能最好的高碳含镧变形高温合金。与GH、GH等镍基固溶合金相比,高碳含镧变形高温合金不仅依靠合金元素的固溶强化,更多的碳化物强化使其具有更高的强度及更加优异的热稳定性,镧元素的加入使合金的抗氧化性能更是的到大幅提升;即便在~1℃固溶处理,其晶粒尺寸依旧相对较细;除此之外,该合金兼具有良好的加工和焊接性能。因此,具有优异综合性能的高碳高碳含镧变形高温合金材料应用范围及领域更加广泛。

高碳含镧变形高温合金材料制备过程中主要存在以下问题:第一、真空感应炉及电渣重熔的镧元素收得率及其不稳定,导致成品镧元素含量不稳定;第二、电渣锭存在点偏缺陷,大锭型冶炼工艺需进行工艺攻关;第四、电渣锭镧元素含量无法稳定精确控制在标准中下限水平,过高的镧含量影响成品材焊接性能;第五、合金锻造棒材及环锻件成品材存在高倍组织不均匀,超声探伤杂波严重情况;

为提升高碳含镧变形高温合金成品材质量,钢铁总院联合东北特钢及北京钢研高纳科技股份有限公司,开展了以下工作:第一、研究镧元素在该两种高碳含镧高温合金中作用机制及一次、二次熔炼过程中的烧损机制;第二、开发合金真空感应炉浇注金属电极去应力技术;第三、研究不同渣系及熔速条件下电渣锭点偏倾向;第四,优化真空感应炉冶炼工艺及电渣重熔工艺,稳定将镧元素含量控制在标准中下限;第五、优化锻造过程中加热及镦拔工艺、采用近恒温锻造技术及补偿加热工艺,成品材组织均匀性得到大幅度提高,超声检测合格率达到%。

本项目形成企业标准3项,授权发明专利3项,目前在审查阶段专利1项,发表学术论文3篇,形成企业核心技术4项,使高碳含镧变形高温合金产品达到国内第一、国际领先。近三年,抚顺特钢高碳含镧变形高温合金产量.吨,实现产值.3万元,实现利税9.8万元。

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红土矿镍铁水冶炼不锈钢关键技术研究

完成单位:中冶东方工程技术有限公司、内蒙古科技大学、沃莱迪金属材料有限公司//

红土矿镍铁水冶炼不锈钢关键技术研究属于炼钢技术领域。

红土矿镍铁水的应用,带来了不锈钢冶炼工艺技术的革命性变化,也将国内乃至世界不锈钢冶炼行业带入低成本时代,它摒弃了传统的电炉-精炼转炉(AOD炉)的两步法生产工艺,只用精炼转炉即可一步成钢,极大地降低了不锈钢生产的运营成本及一次投资成本,为中国从不锈钢大国走向不锈钢强国做出了重要贡献。

由于红土矿镍铁水本身固有的特点即硅元素含量较高,以红土镍矿为原料生产出的高炉或矿热炉镍铁水中硅元素的含量可高达2%~4%左右,无法满足后续的冶炼要求;同时精炼转炉(一般是AOD炉)单炉的冶炼周期较长(~min),不易与后续连铸工序时间匹配,且炉龄短,耐材消耗高,因此关键工艺技术及生产设备突破便成为急需解决的重大课题。

针对以上问题,中冶东方以项目为依托、以创新为驱动、采用产学研用相结合的方式,研发了一种适合于红土矿镍铁水预处理的工艺及脱硅专利设备,以适应红土矿镍铁水[Si]、[S]成分波动范围大、脱硅反应需要空间足、动力学条件好的要求。该专利设备采用碱性炉衬及底吹惰性气体强搅拌技术,可与后续不锈钢精炼生产节奏完美匹配;同时为了适应不同初始条件及满足不同用户的需求,开发了多功能转炉设备,它不仅具有铁水脱硅的功能,在必要时稍加变化就可以用作AOD炉使用,它的开发应用使得红土矿镍铁水冶炼不锈钢的生产组织及工艺路线变得更为灵活。生产实践表明,该技术流程短、生产效率高、运行成本低、节能环保效果好,特别适合[Si]、[S]含量波动范围较大的红土矿镍铁水预处理,达到了预期工艺技术目标,取得了显著的经济效益和社会效益。

本项目获得授权发明专利7件,在云南沃莱迪(原云南天高镍业有限公司)不锈钢炼钢项目中得到成功应用,该技术推进了红土镍矿资源的利用,满足了低成本生产高附加值不锈钢产品的要求,缓解了我国现阶段镍铬资源短缺和能源供应紧张状况,对节约资源和改善环境具有显著的示范作用,社会及经济效益明显,具有广阔的推广应用前景。

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国内外冶金行业安全标准对比研究

完成单位:中钢集团武汉安全环保研究院有限公司//

1.项目所属科学技术领域。冶金工业安全管理与标准。

2.主要内容。1.系统阐述我国冶金行业安全标准体系和标准制修订工作概况。2.细致研究并阐述美国、欧盟冶金行业安全标准框架体系、监管特点。3.分别收集国内外冶金行业相关安全标准项和项,并开展大量翻译工作,细致对比我国与美国、欧盟冶金行业安全标准管理模式差异。4.完成我国与美国、欧盟冶金行业安全标准条款(条)差异性对比。其中安全监管标准条款45条;炼铁31条;炼钢50条;轧钢69条;煤气36条。5.研究得出国内外冶金行业各专业安全标准对比研究结论。

6.提出我国冶金安全标准体系及监管、炼铁、炼钢、轧钢和煤气等专业与国际标准接轨的对策措施,并就具体标准制修订工作提出了具体建议。

3.特点

1.我国首次开展国内外冶金行业安全标准对比研究,覆盖面广、针对性强。

2.全国范围首次就冶金行业安全标准体系和相关标准情况进行摸底、汇总。

3.全国范围首次就冶金行业安全标准制修订情况(标龄)进行汇总、分析。

4.全国范围首次就冶金行业相关安全标准发布类型进行汇总、分析。

5.为健全我国冶金行业安全标准框架体系和具体标准制修订工作开拓了思路。

6.成果完成即服务于国家安全类政府规章、规范性文件以及相关标准制修订工作,同时广泛应用于相关企业安全管理提升和标准化工作。

4.应用推广情况

1.服务原总局《冶金和有色金属企业安全生产规定》(91号令)制定,已发布。

2.服务《企业安全生产标准化基本规范》(AQ/T)修订,年已修订发布GB/T3。

3.融入冶金和有色企业安全生产标准化评定标准(共11项)修订。

4.冶金行业炼铁、炼钢、轧钢安全标准和工业企业煤气安全规程修订,前三项标准已经年已发布。

5.提出“高温熔融金属吊运和煤气排水器"2项标准是项目研究的对策建议,年立项年已发布。

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冶金行业六项安全标准制修订项目

完成单位:中钢集团武汉安全环保研究院有限公司//

1.项目所属科学技术领域

冶金工业安全管理与标准。

2.主要内容

1.在原AQ-《炼钢安全规程》、AQ-《炼铁安全规程》标准基础上,结合近年来新颁布执行的《安全生产法》等法律法规要求、钢铁行业炼钢生产工艺及设备设施技术进步情况和相关引用标准修订情况以及吸取近年来炼钢、炼铁生产安全事故教训等进行全面修订《炼钢安全规程》、《炼铁安全规程》。

2.在原AQ-《轧钢安全规程》标准基础上,结合近年来新颁布执行的《安全生产法》等法律法规要求、钢铁行业轧钢生产工艺及设备设施技术进步情况和相关引用标准修订情况以及吸取近年来轧钢生产安全事故教训等进行全面修订《轧钢安全规程》。

3.结合近年新颁布执行的《中华人民共和国安全生产法》等法律法规要求、煤气危险场所设备设施技术进步情况、相关引用标准修订情况以及近年煤气排水器击穿、泄漏等事故经验教训编制《煤气排水器安全技术规程》。结合近年干法熄焦生产安全事故经验教训编制《干法熄焦安全规程》。结合金属冶炼单位危险场所设备设施技术进步情况、相关引用标准修订情况以及近年高温熔融金属泄漏、爆炸、坠罐(包)等事故经验教训编制《高温熔融金属吊运安全规程》。

3.特点

1.我国国内冶金行业安全标准覆盖面广、针对性强。

2.以国家相关法规标准为依据,与新《中华人民共和国安全生产法》、总局政府规章、规范性文件及标准的最新要求和版本保持一致。

3.应能满足持续规范全国冶金行业安全生产管理的需要,具有权威、科学、实用、全面的特点。

4.全国范围首次就冶金行业相关安全标准发布类型进行汇总、分析。

5.吸取近年典型高温熔融金属事故经验教训,对这些事故进行认真分析,找出事故原因,将相应的防范措施写入标准中。

4.应用推广情况

1.冶金行业《炼钢安全规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

2.冶金行业《炼铁安全规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

3.冶金行业《轧钢安全规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

4.冶金行业《煤气排水器安全技术规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

5.冶金行业《干法熄焦安全规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

6.冶金行业《高温熔融金属吊运安全规程》安全标准标准已经年已发布,发布编号AQ-。

7.融入冶金和有色企业安全生产标准化评定标准(共11项)修订。

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高精度、高强度、耐疲劳异型钢丝关键技术研发及产业化

完成单位:中钢集团郑州金属制品研究院有限公司//

项目名称:高精度、高强度、耐疲劳异型钢丝关键技术研发及产业化

本项目属于金属制品行业拉拔、轧延精密异型钢丝的研发及产业化,研发涉及的主要内容是模具簧用高精密异型钢丝、涡卷簧用高精密异型钢丝、食品超高压灭菌设备用高强度异型钢丝、整体油环用高精密“I”型钢丝等子项目的研究与开发。

本项目涉及的钢丝种类、规格多,使用的生产手段多,几乎需要应用到金属制品行业中异型钢丝生产的表面清洗、成型、热处理方面的所有生产手段。

项目组采用了大量新技术,如盘条剥皮技术,压力模拉拔技术,在线电解酸洗技术,在线光亮固熔处理技术,感应加热淬火-回火热处理技术,四辊万能轧机轧制技术,涡流无损探伤技术等,这些技术国内已经在应用,项目组用于高精密异型钢丝的生产,技术上没有任何问题。

项目组开发了一些新技术,如扁钢丝轧制侧压技术,扁钢丝轧制缺陷检测技术,以及利用新式感应加热技术,开发的在线感应退火技术,感应加热张力矫直技术,感应加热热轧技术,这些技术是高精密异型钢丝生产的关键技术,可以有效提高钢丝的质量,经过生产使用,证明其稳定性高,技术成熟。

本项目研发的四类异型钢丝,都是市场需求量大、具有良好应用前景的产品。

模具簧用高精密异型钢丝有一百多种规格,从极小规格到极大规格,可以全部按日本标准生产,性能达到日本材料的技术要求,完全可以代替进口材料,产品供不应求。

涡卷簧用高精密异型钢丝也有几十种规格,目前全部开发成功,性能达到了日本、韩国进口材料的技术要求,完全可以替代进口产品,基本将进口材料挤出中国市场。

食品超高压灭菌设备用高强度异型钢丝经过国内企业的使用,性能完全达到设计要求,可以满足国内需求。本项目研发的高压设备用高强度异型钢丝也可以用于其他重型装备的制作,年投产的国家重点研发项目-深海大型超高压模拟试验装置主机系统的两个框架便由其缠绕而成。

整体钢质油环用高精密“I”型钢丝经过项目组技术攻关,其技术指标及产品质量稳定性均达到日本进口钢丝标准。经仪征双环等用户使用,能够满足用户使用要求,成功替代进口。

通过本项目的研发,本公司从年至今,共生产四类异型钢丝2.3万吨,新增销售额2.7亿,新增利润万,创造了良好的经济效益。

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采用BIM技术实施大型轧机整体离线组装推移安装工艺研究

完成单位:中国十九冶集团有限公司//

项目所属科学技术领域

本项目所属于冶金机械制造及自动化技术、冶金工业专用工艺设备制造技术、冶金过程控制和自动化技术领域。

项目主要内容

泰钢1mm炉卷轧机生产线建成于年6月,原设计产能为80万吨/年。年9月~年6月通过在既有炉卷轧机生产线增设1台步进梁式加热炉,3台精轧机,1台地下卷取机,使其产能达到万吨/年。中国十九冶集团有限公司承担了该技术改造项目的施工。在施工中创新性的采用BIM技术实施大型轧机整体离线组装推移安装工艺研究技术,使该生产线的停产改造时间缩短至39天。在施工过程中运用大量新技术,在工程实施前、实施过程中及竣工后,产生了19项专利,其中发明专利7项,实用新型专利12项。通过研究及应用,该成套技术取得完全的自主知识产权,有效的提升了我公司在该领域国际、国内市场的竞争力,提升了我国建筑施工企业在该领域国际市场的话语权。

项目特点

采用BIM技术实施大型轧机整体离线组装推移安装工艺研究的主要特点包括:

(1)在轧线两次短时间停产的情况下,采用离线组装整体推移安装技术,完成1mm热轧不锈钢炉卷轧机生产线新增三机架精轧机组的轧机本体全部设备安装,整体推移采用智能同步推移技术;

(2)利用设备底座加工滑移槽,与推移轨道组成滑移副。轧机底座安装孔攻丝、用螺栓将牌坊与轧机底座连接,保证推移安装设备的整体性和稳定性;

(3)设计新增轧机推移安装用多功能混凝土结构平台,在完成轧机离线组装和推移工作后,与新增换辊设备基础嵌为一体,不再拆除;

(4)采用BIM技术解决大型轧机离线组装整体推移安装综合成套技术中的碰撞、干涉问题,这些碰撞和干涉可能涉及混凝土结构间、设备与空间结构之间、各类管线间。同时利用BIM技术解决了生产物料、施工物料的三维动态施工平面管理;

(5)在生产条件下,采用绳锯法切割、拆除既有轧制线复杂地下钢筋混凝土结构,有效的消除了拆除过程中的震动、粉尘等对轧制产品品质的影响;

(6)在不停产状态下,采用钢过桥保产措施,解决轧制线冲渣沟渣水的排放以及热轧钢带快速通过的隔热、减震、飞钢保护以及下部结构施工安全防护。

项目应用推广情况

泰钢不锈钢改造项目炉卷轧机改造工程成功将“采用BIM技术实施大型轧机整体离线组装推移安装工艺研究”成功应用在此项工程中,采用科学管理、先进的安装技术,有效地缩短了改造停产时间,利用推移施工方法施工,保证了生产线按期投产,为业主赢得了社会效益和经济效益。

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高品质冷轧带钢精整核心装备及关键技术开发与应用

完成单位:燕山大学、中国重型机械研究院股份公司、宝山钢铁股份有限公司、唐山钢铁集团有限责任公司//

精整生产是板带从钢厂走向用户的关键环节,在钢铁工业生产中起着举足轻重的作用。本世纪前后以汽车板为代表的高品质冷轧带钢精整装备及技术主要掌握在德国西马克、日本三菱、奥地利安德里茨等国外几大集团手中,导致国内不得不大量使用进口的高端板材。国内企业知难而进,冲破技术壁垒,特别是以宝钢、鞍钢等为首的大型钢企生产的高品质带钢已占有国内市场的半壁江山,但其精整生产设备依然以国外进口为主,高品质带钢边部质量、板形和表面质量与国际水平仍存在很大差距。针对我国精整装备与工艺的现状,项目组立足核心装备与关键技术国内自主设计与开发,历经十余年持续攻关,实现了从“消化吸收、打破垄断”到“理论创新、技术引领”的历史性跨越。形成了以下三大技术创新:

1、多功能高效协同精整全流程工艺及生产线研发首创了“重卷-拉矫-切边-中剖-检查”多功能高效协同精整全流程工艺,解决了中剖浮动纠偏和单卷取工艺、机组运行参数设计、高速稳定运行等关键技术难题,研发了具有“工艺-装备-控制”自主知识产权的多功能高效精整生产线,实现了高品质冷轧带钢一条产线多种工序的高效稳定连续生产。

2、高稳定精密剪切设备与剪切工艺控制技术开发研发出圆盘剪重叠量、侧向间隙高精度调整机构,制定了边部质量定量评价标准,建立了圆盘剪工艺参数数据库及自学习系统,开发了以质量控制为目标的剪切工艺综合优化控制技术与带钢边部缺陷自动跟踪修磨技术,保证了稳定剪切与边部质量。

3、精整过程板形与表面质量高精度预报及综合控制技术开发开发了平整过程基于工作辊水平挠曲的板形预报与控制技术,建立了平整过程工作辊表面粗糙度衰减模型,提出了相应的配辊方法与轧制压力设定方法,研发了拉矫机工作参数预设定及延伸率闭环控制技术,实现了对高品质冷轧带钢精整过程板形、表面质量以及机械性能的综合控制。

该项目已申请发明专利24项,被授权21项,制定国家及行业标准7项,发表学术论文20篇,被授权软件著作权10项。上述创新成果已成功推广应用到宝武、河钢、鞍钢等多家大型骨干企业,实现了高品质冷轧带钢精整过程高效稳定生产,近十年精整生产线市场占比份额超过了60%,近三年共创经济效益达27.2亿元人民币。彻底摆脱了德国西马克、日本三菱、奥地利安德里茨等国外公司在精整装备与技术方面的控制,提升了国内冷轧精整装备的控制水平,应用前景广阔。经鉴定,项目整体达到国际先进水平,其中冷轧带钢中剖核心技术达到国际领先水平。

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冷轧带钢板形智能测控系统

完成单位:燕山大学、鞍山钢铁集团有限公司、山东冠洲股份有限公司//

本项目属于钢铁冶金过程控制和自动化技术领域。

板形在线检测与控制是冷轧带钢的核心关键技术,是我国钢铁制造工艺装备智能化急需解决的重大技术难题。长期以来,板形测控技术被瑞士ABB、德国西门子、日本三菱日立等国际大公司所垄断。为打破国外垄断封锁,在国家科技支撑计划支持下,本项目历时10年,自主创新研制了冷轧带钢整辊无线智能型板形仪和机理智能板形控制系统,并成功进行了一系列工业应用。

第一项科技创新:提出通道耦合与信号解耦理论模型,研制整辊无线智能型板形仪,实现高精度板形检测和分量识别。创新点:(1)建立通道耦合与信号解耦数学模型,研制整辊无缝式板形检测辊,辊面质量和检测精度高;(2)研制无线式数字化集成化板形信号传输装置,稳定可靠抗干扰;(3)研发误差补偿和分量识别等板形信号智能处理方法,实现精确检测和深度感知。

第二项科技创新:提出机理模型与智能模型协同控制方法,研制板形设定、闭环和预测控制系统,实现高精度高速度板形控制。创新点:(4)提出条元法机理模型与遗传算法智能模型协同的板形设定控制方法,提高计算精度和速度;(5)提出条元法机理模型与神经网络智能模型协同的板形闭环控制方法,实现精确快速控制;(6)提出预测模型与自适应算法协同的板形预测控制方法,补偿大滞后缺陷。

本项目获授权发明专利20项、计算机软件著作权10项,主持制定国家标准2项,发表论文86篇。鉴定结论:达到国际领先水平,是我国冶金工业和高端装备领域核心技术创新,对产业升级具有推广应用价值。验收意见:首创整辊无线式板形检测辊,建立系统的板形控制数学模型。

本项目板形检测分辨力0.2I,板形控制精度4~6I,闭环控制周期ms,3项技术指标好于国外先进水平(0.5I,8~10I,ms)。技术装备价格是国外的30%,每套节约投资万元。提升了我国冷轧带钢装备的国际竞争力。

本项目整体技术已应用于鞍钢mm五机架冷连轧机和马钢mm、河钢mm等12套带钢(材)冷轧机,节省投资1.2亿元,近3年新增销售额亿元,新增利润10.6亿元。带钢(材)板形从普通提升到高级精度,用于红旗奔驰奥迪、格力海尔、华为手机和5G设备、北京大兴国际机场等高级汽车家电、电工电子、建筑包装板,顶替进口,出口美欧日韩。提升了我国冷轧带钢的国际竞争力。

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大口径长距离管道水平定向穿越黄河综合施工技术研究

完成单位:中国二冶集团有限公司//

1、项目概述及特点

东营港—万通石化燃料油、成品油输油工程第三标段,本项目所属领域为石油、天然气储存与运输(施工工艺技术)领域。本研究项目概述:管道总长度26km,在施工过程中需要穿越7条河流和一条公路,均采用水平定向钻穿越施工,其中黄河穿越施工是本工程的难点,也是重点,黄河穿越管道采用一次定向钻穿越河道,左右岸入土点与出土点的水平距离为m,三管平行穿越,管道中间间隔20米,最大管径φ(带保温层实际管径φ),穿越最大深度达27.5m。由于穿越地质层复杂而坚硬、穿越距离长、穿越深度大,穿越管径大、保温层厚度大(本工程钢管管径mm,保温层厚度为40mm,最大直径为Φ,在回拖过程中,保温层厚度大,导致泥浆对管线产生的浮力增大,从而引起管线与导孔上壁产生摩擦阻力,不利于管线回拖),在穿越过程中既要保证对原土层的扰动小、环境污染少,又要保证施工质量及施工工期,是一项非常艰巨的任务。

研究目的

为了顺利完成黄河穿越工程,同时总结形成一整套成熟可行的大口径长距离管道水平定向钻穿越施工技术研究,经过通过研究、应用及推广,突破长距离、大管径管道在各种地质层进行穿越施工的技术难题,使得定向钻穿越大型河流施工技术发生质的飞跃,并达到国际先进水平。

主要研究内容

主要研究内容包括:新型高分子触变泥浆配比技术研究、APS定向系统外加人工磁场控向技术研究、导向孔钻进下套管施工技术研究、泥浆返流控制技术研究、调整入孔角度减阻技术研究、发送沟注水减阻技术研究、夯管锤助力技术研究、动态配液降浮技术研究、大口径保温管回拖装置技术研究。

应用推广前景

本技术应用于东营港—万通石化燃料油、成品油输油工程、东营港-广饶原油、成品油输油管道工程、

山东垦利石化输油管道工程等,本研究成果,能够提升管道穿越的一次成功率、降低施工成本、缩短施工周期、降低地下生态影响、减少环境污染、减少扬尘污染以及避免破坏原地貌以及植被,对保护环境起到非常好的作用。

随着世界各国能源需求量的不断增加,长距离输送管道的建设高峰期即将来临,大口径长距离管道水平定向穿越大型河流综合施工技术的开发符合能源输送发展的主流,有助于开拓国内外非开挖市场,同时该项目的研发对填补管道输送能源的局限性,具有十分重大的战略意义,拥有良好的成果转化前景和推广价值。

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经济性易成型工程机械用钢绿色制造技术创新及应用

完成单位:南昌航空大学、内蒙古包钢钢联股份有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、郑州煤矿机械集团股份有限公司、重庆凯瑞特种车有限公司//

本项目属于新型钢铁产品制造技术创新与推广应用领域。

经济性易成型工程机械用钢是一种重要的新型钢铁材料,用于工程机械和汽车制造等领域。相比传统钢铁材料,要保证钢板具有高强韧性高硬度的同时兼具良好的折弯性能就必然要求钢质纯净度高,它是衡量国家钢铁生产水平的重要标志。因此,在绿色制造背景下经济性易成型成为钢铁产品优先发展的主题和特点。这类钢铁材料在生产过程中存在如下问题:

(1)为了保证钢板的强度与硬度添加大量的贵重合金元素(如Ni、Mo等),成型性不高且成本较高;(2)由于钢板强度高,内应力变化导致成品板形较差;

(3)由于该类产品对强韧性要求高,传统技术冶炼的钢质纯净度不高,导致力学性能的整体下降,很难达到要求。针对上述问题,本团队通过钛合金化和铬、钼合金化的互补作用构建新成分体系、调控组织结构,研制出经济性工程机械用钢系列产品,抗拉强度覆盖~1MPa,应用类别涵盖高强钢和耐磨钢范畴,整体提升了钢板的折弯成型性、耐磨性、焊接性及切削加工性能。

创新内容一:基于元素配比的经济性低合金体系构建技术。按照板厚和钢种特点选择构建新的合金成分体系:合理配比C/Si、Ti/C、Mn/Si与Cr/Mo等,调控纳米-微米级双尺度析出颗粒类型、大小和分布,有效提升了成型性与抗磨损性能,开发出低成本易成型高强钢和耐磨钢系列产品。

创新内容二:基于稀土在钢中的应用研究,洁净钢冶炼技术取得新突破。针对钢种洁净度要求,通过添加稀土元素辅助深脱氧工艺将P、O含量及夹杂物含量大幅降低,开发了一种提高焊接性能的稀土氧化物冶金技术,不但大幅提升钢质洁净度,而且提升了材料的焊接韧性,改善了高C当量钢板的焊接性能,提高了焊接生产效率。

创新内容三:基于Ti-CT关联模型的全渗透轧制工艺板形控制技术。开发了含钛钢品种有效Ti强化的动态控轧控冷关键技术,解决了经济性高强钢性能波动大的难题,并结合提高粗轧段压缩比(总压缩比≥80%),降低精轧段后三道次压缩比(道次压缩比≤10%),终轧出口采用两步冷却工艺,不但得到纳米级颗粒(TiC、M2C等)增强颗粒,而且使全厚度晶粒尺寸得到细化,有效减少了内应力不均匀问题,在获得高强度的同时提高了塑性和韧性。

该项技术实施以来生产经济性易成型热轧钢板20余万吨,创造经济效益破亿元。在项目实施过程中完成11项发明专利、7项实用新型专利,20余篇论文,该项目成果形成的低成本合金化体系和工艺技术对开发相关钢铁产品具有重大意义。

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热轧超高强韧钢制备关键技术与应用

完成单位:重庆科技学院、东北大学、重庆金凯特殊钢制品有限公司、四川省达州钢铁集团有限责任公司、重庆宗学重工机械股份有限公司//

超高强钢(抗拉强度≥MPa)可显著提高产品安全性,降低钢材用量,是高端装备制造的支撑性材料。然而,我国超高强韧钢长期采用小批量铸/锻工艺方式高成本生产、中高端产品需大量进口,热轧超高强钢技术长期被欧美日垄断和封锁。为此,本项目在国家自然科学基金、市教委、市科技局、市经济信息委等项目支持下,通过产学研协同攻关和自主创新,攻克了减量化成分设计、热轧工艺开发和产业化工业生产等“卡脖子”难题,解决了普通钢铁企业无法热轧生产MPa级以上超高强韧钢的行业“疼点”。主要创新成果如下:

1.创新设计得到了减量化成分体系。提出了“温度-平衡相-组织-力学性能”热力学设计新方法,得出了减量化成分体系,直接热轧后产品性能达到屈服强度≥MPa,抗拉强度≥1MPa,延伸率≥12%,-40℃冲击功(AKV)≥J的优异性能,实现了在普通钢铁企业的炼钢和轧制装备条件下直接热轧生产出1MPa级新型空冷超高强韧钢。

2.率先开发了B/M复相超高强钢热轧工艺。得出了应变和冷速对奥氏体相变的影响规律,阐明了C扩散对γ稳定性的作用机理,得出了奥氏体热变形及再结晶规律,确定了热加工方程和最优热轧工艺参数,提出轧后“快冷+控冷+保温+空冷”的新型多级冷却工艺,实现了晶粒尺寸从2μm细化到nm,实现了F+B/M+RA复相微观组织的超高强韧性能调控。

3.集成创新研发了冶炼和轧制生产关键技术和装备。发明了方解石替代石灰石造渣,高效切分轧制,稀土超高强度钢冶炼等28项新方法,形成的超高强韧钢高效生产成套关键技术。

4.实现热轧1MPa级超高强韧钢技术产业化示范应用。行业内率先获得CCS船级社质量认证和中国航天武器装备生产质量认证,解决了国外产品供货周期长且随时断货的“卡脖子”难题,实现了自主可控,助力了特种装备制造业“补链强链”,赋能区域经济高质量发展。

本项目成果已发表高水平论文24篇(12篇SCI、3篇EI、5篇CSCD),授权专利28项(发明6项),软件著作权1项,企业技术标准2项。应用企业获“重庆市高新技术产品”5项,和“重庆市名牌产品”3项,荣誉“重庆市高新技术企业”、“中国民营企业强”等称号。产品畅销应用于江苏飞达钻头(亚洲钻头大王)和军工关键部件。近年来产品新增销量收入9.50亿元、税收1.34亿元,经济社会效益显著。

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变截面钢吊车梁疲劳性能评价及延寿关键技术研究与规模化应用

完成单位:中冶建筑研究总院有限公司、北京科技大学、宝武装备智能科技有限公司、中冶检测认证有限公司//

本项目隶属于工程结构诊治领域。

钢吊车梁作为起重机(又称吊车)的运行载体,是冶金工业生产实现物流搬运功能的重要结构和设备,是工业生产的“生命线”,其安全与否直接影响生产。近年来,我国工业化迅猛发展,生产工艺不断更新换代,物质产量急剧增加,吊车运行繁重,钢吊车梁疲劳问题频发,已严重威胁生产安全。据统计,我国配置工作级别为A6~A8吊车的工业建筑变截面钢吊车梁(圆弧式和直角式突变支座)的平均疲劳寿命不足15年,远低于建筑结构目标设计使用年限(50年),如何对其进行评估、延长使用寿命,确保生产安全成为迫切需要解决的关键问题。

自年起,项目组以变截面钢吊车梁疲劳性能评价和延寿技术研究为主线,从焊接钢结构疲劳计算分析理论、变截面钢吊车梁疲劳试验、钢吊车梁现场检测和鉴定方法、群体疲劳评估技术、变截面钢吊车梁疲劳延寿加固技术等方面深入开展研究。取得的主要创新成果如下:

(1)揭示了变截面钢吊车梁疲劳损伤演化机理,提出了变截面支座疲劳强度评估的S-N曲线。确定了重级工作制钢吊车梁欠载效应的等效系数,建立了基于损伤容限的疲劳性能评价方法。实现了变截面钢吊车梁疲劳裂缝出现前后疲劳寿命定量评估,解决了在役钢吊车梁出现裂缝前后疲劳寿命预测的技术难题。

(2)首次提出了钢吊车梁群体疲劳评估技术,开发了适用于恶劣生产环境的钢吊车梁荷载谱群体采集系统,实现了整跨厂房吊车梁的吊车荷载采集,编制厂区内每根吊车梁的实际荷载谱,实现了吊车梁群体疲劳评估。

(3)提出了针对变截面吊车梁的“贝壳板”、高强螺栓和CFRP系列延寿加固技术,可有效提高变截面吊车梁的疲劳强度,大幅延长使用寿命。解决了变截面钢吊车梁疲劳加固“屡焊屡裂”难题,满足了企业不停产加固的迫切需求。

成果被国家标准《工业建筑可靠性鉴定标准》GB-、团体标准《工业建筑钢吊车梁检测鉴定标准》采用。申请发明专利8件,授权5件,授权实用新型专利2件。出版专著4部,发表论文53篇,培养多名研究生及技术人员。

技术成果在宝钢、武钢、包钢等百余项工程中得到了广泛应用,近三年完成70余座(万平方米)工业厂房、7余根钢吊车梁的诊治工作,新增直接经济效益.9万元,间接经济效益达数十亿元。成果应用有效延长了钢吊车梁使用寿命,避免了重大事故的发生,保证了生产安全,每年为国家节支数百亿元,同时推动了工程结构诊治领域的技术进步,促进了国民经济可持续发展,产生了巨大的经济效益和社会效益。

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熔融钢渣高效罐式有压热闷处理技术及装备

完成单位:中冶建筑研究总院有限公司、中冶节能环保有限责任公司、武汉钢铁有限公司、北京建龙重工集团有限公司、首钢京唐钢铁联合有限责任公司、河钢乐亭钢铁有限公司//

本项目属于冶金环保领域。

年我国粗钢产量9.96亿吨,钢渣产生量超过1.3亿吨,但利用率低,远未达到“十三五”冶金渣利用率95%的目标。大量钢渣无组织堆弃,累计堆弃量达数亿吨,浪费资源、占用土地、严重影响生态环境。7年以来,国务院、发改委等国家政府部门多次出台政策促进钢渣处理利用工作,强调加强冶金渣技术研发和装备制造,全面实现钢渣“零排放”。中国金属学会、中国废钢应用协会联合开展钢渣处理利用专项调研,并向中国科协提交《关于钢铁行业钢渣处理技术及尾渣综合利用的建议》。

国内超过70%的钢铁企业钢渣处理采用热泼法或传统池式热闷法,依赖落后的挖掘机作业方式,尤其是热泼工艺缺乏专有装备,不具备冷却破碎及安定化控制条件,存在钢渣处理效果不稳定,烟尘无组织排放,作业环境差,工人劳动强度大等问题,严重制约钢渣的环保处理和资源化利用,因此迫切需要开发高效的装备化、资源化、安全洁净化钢渣处理技术。

项目团队在科技部等各级科研项目支持下,历经十余年,完成了熔融钢渣高效罐式有压热闷处理技术及装备的研发,首次发明了熔融钢渣辊压破碎处理方法及装备,开发了钢渣有压热闷快速消解技术及装备,揭示了钢渣有压热闷可燃气体产生和变化规律,解决了多相态钢渣%高效冷却与粒化、高效稳定化及热闷过程中可燃气体爆炸等技术难题。开创了适应炼钢生产节奏的专有钢渣处理工艺,解决了钢渣处理过程中大量烟气的无组织排放难题,实现了清洁化生产,烟气超净排放粉尘浓度低于10mg/Nm3。

本项目建立了世界上第一套熔融钢渣高效罐式有压热闷处理技术与装备和知识产权体系,达到了国际领先水平。该成果共授权发明专利16件,实用新型专利36件,其中《一种熔融钢渣余热有压热闷处理方法》获年度中国专利奖优秀奖;主编、参编国家、行业及团体标准28部,出版专著2本。项目年被列为科技部国家火炬计划产业化示范项目,年被列入工信部《国家工业资源综合利用先进适用技术装备目录》,年获得中冶集团科学技术奖一等奖。

项目成果成功应用于中国宝武、首钢京唐、河钢乐亭、沙钢及建龙集团等43家钢铁企业,新建钢渣处理项目占有率超过80%,涉及钢渣处理能力万吨/年,服务于2.6亿吨的钢铁生产,并出口至一带一路沿线马来西亚的联合钢铁(大马)集团,累计建设钢渣处理生产线89套,合同金额36.01亿元。本成果显著提高了我国钢渣处理与资源化利用技术水平,为我国钢渣处理污染治理提供了技术支撑。

3

汽车用电镀锌钢制备关键技术与应用

完成单位:武汉科技大学、武汉钢铁有限公司//

本项目属于轧钢及制品领域。

钢铁与汽车是国民经济重要支柱产业,具有举足轻重地位。电镀锌汽车钢具有良好的表面质量、可加工成型性及耐蚀性,是汽车覆盖件及燃油箱等零件制造用重要材料。伴随汽车环保减排技术发展,对电镀锌汽车板的冲压、涂装、焊接等提出更高要求:

(1)汽车免中涂环保新工艺带来的电镀锌钢表面控制难题,主要体现在粗糙度与波纹度交叉协同控制工艺窗口窄、基材织构与电致结晶取向外延导致的电镀层缺陷、以及涂装膜下扩蚀提升带来的预磷化膜金属离子含量控制难题。

(2)传统镀层产品的焊接气密性和耐乙醇汽油腐蚀性难以满足燃油箱轻量环保新要求。

为此,项目开展汽车用电镀锌钢产品设计、技术创新及应用的集成研究,主要创新如下:

(1)针对汽车覆盖件用电镀锌钢高质量表面控制难题,研发物理轮廓形貌-镀层质量-高膜下扩蚀预磷化控制的制备技术。聚焦高粗糙度与低波纹度的高等级表面形貌交叉协同控制工艺窗口极窄的难题,阐明电镀锌板表面形貌形成机理及传递规律,通过轧制转印系数和电镀工艺的优化设计,实现高等级表面形貌的全流程控制;以及研发闪镀预处理、镀液铁离子控制和结晶择优取向,解决高质量镀层控制难题;最后探明高膜下扩蚀型预磷化金属离子控制机理,解决磷化膜金属离子浓度精确调控问题,为汽车涂装后的耐蚀性能提供技术支撑。

(2)镀层柔性控制技术。通过预闪镀保护、后定量褪镀工艺实现单面电镀,通过在线无铬钝化涂层处理,提高焊接气密性,解决了耐乙醇汽油腐蚀性问题,为减少燃油蒸发渗透排放的燃油箱国六标准升级提供支撑。

(3)创新发明二类新产品。发明电镀锌深冲高强钢系列产品,满足了汽车不同零部件对于成型及强度要求;发明燃油箱用单面电镀锌钢产品,解决传统产品焊接不良或耐乙醇汽油腐蚀性问题。产品多年稳定应用于奔驰、宝沃、上汽通用五菱等中高端汽车零部件,其性能指标与国际先进水平的进口产品相当,为客户创造显著的经济效益和社会效益。

项目成果获授权专利9项,其中发明专利7项,受理专利3项,发表论文7篇。项目成果已广泛应用于北京奔驰、吉利、比亚迪、通用五菱等汽车公司,用于车身覆盖件和燃油箱。近三年,项目累计销售吨,新增销售额万元,新增利润万元。项目成果提升了我国钢铁行业电镀锌汽车钢的技术水平与综合竞争力,为汽车行业节能减排和技术升级提供了强有力的支撑。

4

高品质中高碳宽带钢高效绿色制造技术及其产业化

完成单位:武汉科技大学、武汉钢铁有限公司、北京科技大学、黑旋风锯业股份有限公司、湖北大帆金属制品有限公司//

中高碳钢是航天航空、汽车制造、机械制造等国民经济支柱产业发展急需的重要基础材料,其特点是碳含量高、合金成分复杂,要求具有高的钢质纯净度、高的尺寸精度和均匀的组织性能。现有中高碳钢生产工序复杂、生产效率低、品种不多、质量不高,无法满足相关行业发展的需求,每年需大量进口。开发高效绿色的制造技术、高品质、多品种地生产中高碳宽带钢是亟待解决的问题,也是先进钢铁材料重要的发展方向。

在政府项目支持下,武科大、武钢、北科大等多家单位产学研合作,历时九年,攻克了传统中高碳钢制造技术的瓶颈,逐步建立起高品质中高碳宽带钢高效绿色制造技术体系,并实现了中高碳宽带钢产品的高效规模化生产。取得如下创新成果:

(1)开发了高拉速条件下中高碳复杂成分、裂纹敏感钢的夹杂物控制技术及无缺陷、低偏析铸坯浇铸技术,解决了高拉速下钢质纯净度低、表面夹杂和裂纹发生率高、枝晶偏析严重等关键技术难题,技术实施后产品全氧控制在20ppm以内,表面夹杂发生率由15%降低至1%以下,铸坯裂纹发生率由10%降低至0.5%以下,成品带状组织级别由3级降至1级以下。

(2)研发了全线均温控制技术、薄规格稳定轧制技术,突破热轧中高碳宽带钢厚度波动大、薄规格产品生产受限等关键技术瓶颈,开发出碳含量最高达1.0%、合金含量最高达3%的薄规格中高碳宽带钢系列产品,热轧产品最薄厚度达1.4mm,纵向厚度波动控制在±20μm以内,厚度≤2.5mm的薄规格热轧产品比例高达60%以上,达到了国际领先水平。

(3)自主开发了中高碳钢在线预球化组织控制技术和渗碳体均匀化控制技术,率先提出“热轧-成形-淬火”的高效绿色制造工艺路线,颠覆“热轧-球化退火-冷轧-成形-淬火”的传统制造工艺,使制造流程大幅缩短,吨钢加工成本降低元以上。

(4)形成了中高碳钢浅脱碳层控制技术,解决了中高碳钢易发生的硬度不均匀、疲劳寿命不足等质量问题,单面脱碳层深度小于成品厚度0.7%,仅为传统工艺的30~50%。

项目共授权发明专利21项,发表科技论文20篇,制定企业标准12项。核心专利获“第二十三届全国发明展览会专利金奖”和“宝钢股份第九届专利创意奖金奖”。近三年,累计生产高品质中高碳宽带钢24.8万吨,实现销售收入13.5亿元,利税4.1亿元。产品广泛应用于航天航空、汽车制造、机械制造、高端锯片等领域。大部分产品替代进口,改变了高品质中高碳宽带钢大量依赖进口的局面,提高了相关产业的竞争力。该项成果推广应用前景广阔,经济社会效益十分显著。

5

极地环境用海洋工程厚钢板发明及应用

完成单位:武汉科技大学、宝山钢铁股份有限公司、湖南华菱湘潭钢铁有限公司、南京钢铁股份有限公司、中国石油集团海洋工程(青岛)有限公司//

项目属于金属材料技术领域。

俄罗斯亚马尔项目是目前全球最大的液化天然气项目,濒临北冰洋零下50℃的极寒地带,对海工钢提出了极高要求。针对极地环境的技术难点,经过15年的研发形成了均质化厚板的精炼、连铸与微合金化技术,厚板组织细化及多尺度纳米析出强化技术,快速冷却高韧化焊接技术等45项授权发明专利、其中国际3项。

研发钢板已成功应用于亚马尔项目,为该工程提供了42.89万吨钢板,累计新增产值21.15亿元、新增利税2.68亿元。作为应用单位之一,中石油海洋工程(青岛)有限公司新增营业收入30.99亿元,利税9.14亿元。

项目是“一带一路”倡议实施后的首个海外特大型项目,促进了我国的清洁能源建设以及国家战略的实施,社会效益显著。

核心发明点如下:

针对厚板成分偏析和组织不均匀的技术难题,采用低C、低Si、中Mn、洁净化的成分设计与控制思路([(%C)+5.16(%P)+3.47(%S)]×[1.21(%Mn)+6.73(%Si)]≤0.49),降低钢水凝固过程中C、Si、Mn及S元素的共轭偏析,提高等轴晶率,改善钢板内部质量“三性”(健全性、纯净性及均质性),提高钢板的低温韧性、抗冲击载荷断裂特性及Z向性能。(专利1-4)

(2)采用高温大压下+低温轧制,通过调控各阶段轧制温度、变形量和在线淬透性指数(6.81×10-4≤[(DIOL)×(T停冷)]/[H×(×(×(T开冷)×(Vc)]≤2.31×10-3,含义见下文),协调成分、形变和相变的交互作用,保证不同厚度的钢板均可得到细小铁素体+针状铁素体+贝氏体的多相组织,平均晶粒尺寸≤10(m,且数量适宜的低碳贝氏体晶团以细小弥散的状态均匀分布在铁素体晶粒之中,从而实现高强度与优异低温韧性(-80℃条件下V型样品冲击功达到J以上)。(专利5-12)

(3)针对大热输入条件下焊接热影响区组织的粗化、软化以及由此而造成的脆化和强度降低的问题,发明了Zr-Ti-Mg复合处理形成微纳粒子的氧化物冶金方法,通过合理调控Zr-Ti-Mg-S的元素比例(1.0≤Ti/(Zr+Mg)≤5.0且(%Mg)×(%S)0.28≤3.5×10-4,确保硫化物细化和球化以及复合硫氧化物粒子均匀细小分布在钢板中,抑制大热输入条件下焊接粗晶热影响区奥氏体晶粒过度长大且促进针状铁素体形成,改善焊接热影响区的低温韧性。(专利13-16)

(4)开发了焊接快速冷却工艺,通过控制t8/5时间来增加焊接接头中针状铁素体和板条状贝氏体含量,并减少多边形铁素体、粒状贝氏体及M-A数量,从而提高焊接接头韧性(-40℃条件下V型样品冲击功可达J,-60℃条件下V型样品冲击功≥39J)。(专利17-19)

6

钢铁表面原位生成三元硼化物陶瓷覆层材料制备关键技术及工业应用

完成单位:武汉科技大学、武钢集团襄阳重型装备材料有限公司、哈尔滨广旺机电设备制造有限公司、武汉春禾科技有限公司、广东博杰特新材料科技有限公司、天津市博技机电高科技有限公司//

项目属于材料科学技术领域。

材料在高温、腐蚀环境下快速磨损是冶金、机械、矿山、电力等行业亟待解决的关键难题,是影响产品质量及零部件长寿服役的“痛点”,现有单一的金属或陶瓷材料均难以满足上述极端服役条件要求。针对上述问题,项目以开发满足高温磨损和腐蚀磨损的陶瓷-金属复合材料为技术路线,创造性开发多类型三元硼化物陶瓷与金属材料界面冶金复合新技术,在机械零件长寿服役及再制造领域取得重大技术突破并实现工业规模应用,形成如下创新成果:

1.陶瓷-金属界面冶金结合的三元硼化物金属陶瓷复合材料体系设计技术:建立原位形成硼化物硬质相在体积分数、晶粒尺寸和分布上的可控制备模型,实现三元硼化物陶瓷-金属复合材料界面润湿性及相容性;研究三元硼化物金属陶瓷高温氧化、腐蚀及磨损机理,开发高温、腐蚀、磨损条件下Ni-Cr合金元素固溶强化金属粘接相、Nb/VC/Cr3C2复合弥散细化硼化物硬质相及纳米稀土/CNTs协同增强增韧技术,创新性设计满足高温磨损和腐蚀磨损服役条件的三元硼化物金属陶瓷复合材料体系。

2.基于陶瓷-金属覆层的三元硼化物陶瓷复合材料制备技术:基于覆层的厚度、面积、复杂程度等不同需求,项目开发了多类型复合材料制备技术:针对块体陶瓷-金属复合材料,开发三元硼化物金属陶瓷界面共晶液相控制致密化制备技术;针对复杂精密陶瓷-金属覆层,在国内外率先开发液相原位形成硬质相真空雾化金属陶瓷粉末制备技术;针对大面积、宽厚度陶瓷-金属覆层,开发表面强化三元硼化物粉芯焊丝制备技术。

3.钢铁部件表面三元硼化物陶瓷覆层制备及长寿化技术:基于不同形状、尺寸的钢铁部件表面强化及再制造需求,项目开发多种陶瓷覆层制备及长寿化技术:针对尺寸较小、形状简单或大尺寸部件局部表面强化,开发钢铁部件表面烧结块体陶瓷复合的真空熔接及复合铸造技术;基于激光/等离子熔覆、氩弧堆焊技术,开发钢铁部件表面陶瓷-金属覆层表面强化及再制造技术,实现三元硼化物陶瓷-金属复合材料的长寿化服役。

项目成果有效解决了钢铁材料在高温、腐蚀环境下快速磨损的关键难题,促进了陶瓷-金属复合材料技术进步,为我国冶金、机械、矿山、电力等行业降本增效实现产业升级提供了有力支撑。项目近三年新增直接经济效益2.亿元,并产生了良好的社会效益。项目获有效授权发明专利16项,发表论文25篇。

7

铜冶炼渣资源化新技术开发及工业应用

完成单位:武汉科技大学、湖北大江环保科技股份有限公司//

本项目属于矿物加工、冶金工业废物处理与综合利用交叉技术领域。

本项目针对铜冶炼产生的二次资源—铜渣多组分综合回收率不高的难题,提出了铜渣“原渣浮选提铜—尾渣选择性解离—分质优选深度提取”的选矿贫化的利用技术,通过铜渣重磁浮联合工艺提铜、尾渣选择性解离与高效分级、磁浮组合工艺分质优选回收有价组分研究,实现铜冶炼污染物减量化、废物资源化目标。

本项目研究主要内容和技术特点如下:

1.原渣浮选提铜研究

针对高含铜炉渣发明了多种分选方法联合选铜工艺,通过在磨矿、浮选作业中穿插使用重选及磁选组合工艺,解决了炉渣中金属单质铜及冰铜相铜回收率低下的问题,使金属铜的回收率提高至97%以上,获得了两种不同形态铜精矿(明铜和硫化铜)。

2.浮铜尾渣选择性解离与高效分级研究

将立式搅拌磨运用于炉渣选矿工艺,通过针对性的细磨优化,明显提高了矿物单体解离度和磨矿效率,使磨矿细度-45μm提高了10%,同时磨矿成本降低了15%,选矿回收率也大幅提高,对国内渣选行业细磨工艺优化具有重要的借鉴意义。

3.浮铜尾渣分质优选深度提取铜、铁研究

采用磁选方法将浮铜尾渣预先分为性质不同的磁性尾渣和非磁性尾渣。

其中磁性尾渣经细磨-磁选处理能获得TFe品位55.24%的铁精矿,全铁的作业回收率70.90%。且得到Cu富集品位为0.6%的铁尾矿,经浮选可得到含铜5.12%的铜精矿,铜的作业回收率63.85%。非磁性浮铜尾渣采用细磨-浮选方法,获得含铜5.21%的铜精矿,铜的回收率16.98%。浮铜尾渣铜综合回收率为29.11%,全铁的回收率为35.81%。

在深度回收浮铜尾渣中铜、铁的过程中,经混合使用石灰与聚丙烯酰胺,实现循环水%回用。

本项目研究已在湖北大江环保科技股份有限公司和江西铜业股份有限公司贵溪冶炼厂成功实施,并于年在江西省贵溪市鑫铜都再生资源有限公司建成了年处理冶炼废渣万吨的生产线,解决了铜冶炼产生的大量废渣的减量化、资源化的处理处置难题,同时使相关企业增加了新的经济增长点。通过铜渣有价组分综合回收、减少外排尾矿、节省尾矿堆场建设投资、回水循环等项目,年增经济效益1.8亿元以上,全程无“三废”产生,实现了清洁生产,对类似铜冶炼企业的铜渣综合利用具有示范作用,推广应用前景广阔。为此,湖北大江环保科技股份有限公司于年入选国家资源综合利用“双百工程”首批骨干企业(发改办环资[]号),年获批工信部“国家资源再生利用重大示范工程”项目(工信部节[]号)。

8

风力发电用特殊钢关键技术研究与应用

完成单位:山东钢铁股份有限公司//

本项目属冶金科学技术金属材料加工制造工艺领域。

主要内容:

根据《中国风电发展路线图》设定的发展目标,到年、年和年,中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦,成为我国的五大电源之一。近期,国家主席习近平在全球气候雄心峰会上宣布:到年,中国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

风电机组的主要构成分为,塔筒、机舱底座、塔筒法兰和门框,风力发电机,主轴、轴承、齿轮和叶片等,对应的钢材品种主要为厚板、电工钢和特殊钢等。山东钢铁股份有限公司特钢吨电炉产线自年投产以来,依托大圆坯连铸生产线,一直致力于风电特殊钢关键技术研究、品种开发和用户应用技术研究,开发了风电塔筒法兰用钢、风电主机偏航变桨轴承钢和风电齿轮箱用渗碳结构钢,取得以下重大技术创新:

(1)研究了钢的洁净度控制技术,通过采用高铁水比例低磷冶炼和中低碳钢精炼技术,实现了钢中有害元素、气体和夹杂物的低含量稳定控制。

(2)突破了极端温度条件下风电用耐低温钢设计与控制关键技术。创新性地提出了耐低温(-60℃)塔筒法兰用SNL钢、偏航变桨轴承用42CrMo4钢合金化成分体系,研究了-20℃~-80℃钢的低温性能与韧脆转变规律,以及大规格连铸圆坯质量控制与锻件制造关键技术,制得的锻件低温冲击韧性(-60℃)远超标准要求,全截面探伤合格率≥99.8%,综合性能高于国内外同类产品。

(3)创新了大圆坯生产窄淬透性齿轮钢工艺技术,研究优化了大圆坯连铸、轧制工艺参数,改善了大圆坯宏观偏析和钢材带状组织均匀性,解决了大规格渗碳结构钢淬透性能稳定性难题。

该成果申请专利18项,其中授权发明专利9件,授权实用新型专利7件,发表科技论文5篇。关键技术获得山东省冶金科技进步一等奖2项(见附件27、28)。项目成果填补了国内外风力发电用钢制造技术空白,创新技术总体处于国际先进水平。项目开发的产品低温性能等质量指标优异,已在风电塔筒、主机设备领域推广应用,成功应用于国内外陆地、海上风电设备。项目近三年新增产值19.61亿元,利润1.02亿元。项目成果的应用,引领了连铸工艺生产风电特殊钢技术的发展和创新,替代模铸钢锭,提高了下游用户锻件成材率和质量,更加节能减排,支撑了我国风力发电产业发展,提升了我国风电装备制造业国际竞争力。

9

异型钢轧制关键技术研究与应用

完成单位:山东钢铁股份有限公司//

本项目属冶金科学技术金属材料加工制造工艺领域。

主要内容:

异型钢在工程机械、市政工程、水利建设等领域得到广泛应用,因其特殊性和单一性,对精度的要求比简单断面型钢要高。本项目从异型钢生产行业高度对相关技术研究集成并成功实施,形成了系统性解决方案,对异型钢生产、应用推广具有非常重要的借鉴和普及意义。

但业界对异型线全轧程数值模拟处于技术空白,专业化生产中备件多、轧线连续化作业率低等使得综合成本居高不下;尺寸精度控制难度大;异型钢表面质量控制难度超乎其他类产品。项目从全轧程数值模拟、全流程工艺优化、全工序质量控制三个方面研究分析,在保证尺寸精度的同时,实现表面质量与生产效率双提升。形成了以下创新点:

(1)基于异型钢轧制过程非对称、不均匀特征的全轧程数值模拟技术:通过全轧程数值模拟实现了异型钢全轧程三维热力耦合数值模拟,为导卫设计、坯型共用、孔型设计和质量提升提供理论支撑。

(2)基于异型钢多规格多品种小批量特征的柔性轧制技术应用:开发出不同规格异型钢产品对钢坯坯型的寻优匹配技术,研究异型钢耳子、填充不满等缺陷的影响规律。

(3)基于异型钢高尺寸精度的轧制过程控制技术集成与创新:结合轧制过程中的道次轧后状态仿真结果,差异化设计异型钢精准组合导卫装置和预弯空冷技术,降低了轧制过程走钢状态及温度不均对尺寸精度的影响。

(4)基于异型钢高表面质量的轧制工艺优化与工艺控制技术:通过轧辊材质研究应用、延伸孔优化布局、预紧式修磨处理等技术的研究、开发实施,解决了异型钢轧制过程轧辊局部磨损给产品表面质量的影响;通过三次高效定制化除鳞技术,产品表面质量明显提升。

山东钢铁股份有限公司已形成了完整的具有自主知识产权的异型钢轧制关键技术制造与应用技术,产线部分产品填补了国内空白,并远销海外,打破门架槽钢等异型产品国外垄断。同时为行业同类技术推广应用奠定了基础,为异型钢在国内应用领域的拓展创造了条件,使其绿色低碳、高效便捷的应用优势不断得以在国民经济中凸显。科技成果达到国际先进水平,授权发明专利6项,实用新型专利5项。截止年已累计生产销售异型断面产品65.46万吨,新增利润.47万元,经济效益与社会效益显著。

1080

连铸中间包再生料工作衬长寿技术开发及应用

完成单位:山东钢铁股份有限公司、莱芜钢铁集团银山型钢有限公司、莱芜钢铁集团新兴液气有限公司//

项目涉及炼钢技术、耐火材料、冶金工业废物处理与综合利用等多个学科。

镁质耐火材料是高能耗、高污染、高度依赖镁砂矿产资源的炼钢支撑材料,近年来受镁砂资源紧张、环保要求限产的双重压力,镁砂价格飙升,对炼钢生产、成本造成较大压力。用后镁碳砖的回收利用比过去任何时候的意义都更加重大,用后镁碳砖替代镁砂研制镁质耐火材料是当前和今后发展的一个重要方向。

目前用后镁碳砖替代部分镁砂研制连铸中间包工作衬再生干式料、再生涂抹料的研究报道较少,突出问题:质量不稳定、使用寿命低、替代镁砂量受限是行业难题,中间包控流装置作用逐步失效,是影响中间包冶金效果和使用寿命的关键技术瓶颈。项目通过系统的基础研究、实验室模拟研究和工业化应用关键技术开发,取得以下技术创新成果:

(1)基于用后镁碳砖分类、分级理化性能研究,首创了用后镁碳砖分类、分级再利用技术,研制不同品级、性能的用后镁碳砖再生产品,实现了用后镁碳砖再利用率%,破解了用后镁碳砖再生颗粒料高配比(中档镁砂代替量>65%)生产的再生镁碳质干式料性能指标低的行业难题,技术填补国内空白。

(2)基于连铸中间包各部位侵蚀速率及性能要求研究,创新了连铸中间包内衬结构与修砌工艺,以用后镁碳砖为主原料,工作衬各部位研究设计不同厚度和研制应用不同品级、性能的再生干式料、涂抹料,攻克了工作衬各部位侵蚀速率差别大、使用寿命不同步的共性难题,实现了中间包再生料工作衬低成本高寿命的研究目标,中间包耐材吨钢成本同比降低2.0元以上。

(3)基于连铸中间包流场优化模拟研究,发明了以中间包冶金为核心的新型长寿控流装置,研发了复合式湍流控制器、弧形导流板、组合式导流坝、复合式挡渣墙及其嵌入式安装工艺,突破了制约中间包冶金和使用寿命的关键技术瓶颈,改善了中间包内钢液的流动特性,中间包控流装置技术取得重大突破,实现了迭代升级。

项目整体技术在异形坯、板坯、方坯、矩形坯、圆坯连铸机上推广应用,降本增效、节能减排效果凸显,~年降本增效12万元,经济、社会效益十分显著。

项目中的关键技术获授权专利25项,其中发明专利20项,发表论文5篇,整体技术达到国际先进水平,关键技术成果获得山东省专利奖一等奖、山东省科学技术进步二等奖。项目的成功应用,引领了用后镁碳砖再生利用技术的发展,推动了高效连铸技术进步,对建设资源节约型企业具有示范和引领作用。

1081

基于新型旋流氧枪的高效冶炼技术开发与应用

完成单位:莱芜钢铁集团银山型钢有限公司//

本项目属于炼钢领域。

通过自主研发新型旋流氧枪,研究旋流氧枪技术特点,创新性的开发旋流氧枪新参数下多元智能模型,首创契合旋流氧枪的转炉动态角控留渣冶炼技术,通过转炉精准留渣,冶炼过程精准控制,打破高效深脱磷技术瓶颈,开发复合动态脱氧关键技术,脱氧剂加入量与转炉终点动态控制,实现转炉全流程的高效、低成本,稳步提升转炉工序的冶炼水平,获得如下主要创新点:

(1)自主研发了新型旋流氧枪。结合现有氧枪喷头参数及实际生产情况,突破氧枪固有设计思维模式,设计出新型旋流氧枪喷头,根据转炉炉型及旋流氧枪喷头参数有针对性的进行冷态气体模拟试验,分析旋流氧枪喷头在吹炼过程的冶金作用及特点,从而建立了行业标准参数,形成一种氧枪喷头参数的选择系统及方法、一种确定旋流氧枪喷头旋流角度的方法专利技术2件。

(2)创新性的开发出多元智能冶炼模型。根据旋流氧枪的技术特点,建立旋流氧枪新参数下转炉冶炼模型、溅渣模型、大流量非对称底吹供气模型,开发符合旋流氧枪反应特点的干法除尘泄爆控制技术,促进转炉冶炼高效、平稳,形成了一种防止干法除尘转炉开吹泄爆的控制方法、一种用于吹扫转炉炉口粘渣的吹扫方法、用于旋流氧枪喷头的溅渣护炉方法专利技术3件。

(3)首创转炉动态角控留渣技术。研究旋流氧枪终点炉渣特性,首创契合旋流氧枪的转炉动态角控留渣冶炼技术,通过转炉精准留渣冶炼,实现过程精准控制、快速去磷,打破高效深脱磷技术瓶颈,形成了一种采用低硅铁水转炉冶炼低磷钢的方法专利技术1件。

(4)开发复合动态脱氧关键技术。突破原有单一元素脱氧和二元复合脱氧的脱氧方式,开发复合动态脱氧关键技术,对钢中氧含量与脱氧产物进行精准控制,实现低氧位夹杂物的有效控制,形成了一种降低合金吨钢成本消耗的控制方法、一种转炉炉下钢包车及其应用专利技术2件。

本项目研究开发过程中,申请国家发明专利8项,实用新型0项,已授权4项,公开发表学术论文3篇。项目中的关键技术先后获得山东省冶金科技进步三等奖。

近三年来,转炉冶炼过程高效平稳,转炉工序作业成本大幅提高,促进了精炼工艺指标不断改善,钢水质量控制稳定,累计创效万元以上。先后有目前国内湘潭钢铁、裕华钢铁、普阳钢铁等钢铁企业均在进行推广试验。

通过本项目的实施,所开发的关键工艺装备和应用技术,为实现相关应用领域钢铁工艺的升级、产业技术进步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。

1082

煤矿综采重大装备用钢板关键技术研发与产业化应用

完成单位:莱芜钢铁集团银山型钢有限公司、北京科技大学、兖矿东华重工有限公司煤机装备制造分公司//

本项目属冶金科学技术金属材料加工制造工艺领域。

煤炭工业关系国家经济命脉和能源战略安全,为适用严苛的服役环境,开发满足煤炭采掘重大关键装备绿色制造及长服役寿命需求的耐腐蚀、易焊接、高强度钢板是钢铁行业的重大任务,面临巨大的技术挑战。莱芜钢铁集团银山型钢有限公司联合北京科技大学、兖矿集团形成“产销研用”全产业链条,针对采掘重大装备制造及服役过程中存在的工艺技术问题和难点,聚力冶金工艺全流程集成创新,提出了耐腐蚀、高洁净、高强度钢板设计思路,突破了系列关键工艺技术,满足了煤炭行业重大需求,主要创新点如下:

(1)突破了多元腐蚀介质耦合环境下耐蚀高强钢制备关键工艺技术。针对高矿化度碱性服役环境,提出了超低碳+中Cr的成分设计理念,揭示了夹杂物、基体以及组织界面微区尺度电势差影响钢板耐蚀性能的机制机理,开发的新型Q、Q级别高强钢板,具有优良的强韧性和耐蚀性匹配,相对于同等级别钢板耐蚀性能提升1.5倍以上。

(2)确立了连铸浇注过程中钢包、中间包出钢口吹氩的技术思想,研究了钢包、中间包上水口弥散式吹氩的工艺参数,建立了动力学与热力学耦合数值模型,阐明了连铸浇注过程中环钢包、中间包上水口吹氩的冶金机理,发明了连铸中间包弥散式环形气幕挡墙、钢包弥散环水口座砖吹氩的冶金方法,攻克了耐蚀高强钢钢水洁净化、铸坯均质化的技术难题。

(3)开发了免预热焊接耐蚀高强钢在线柔性热处理技术。创新了高温轧制、高温开冷、高温回火的“三高”工艺+一次控制矫直工艺,有效提升了在线淬火钢板板形、性能均匀性和组织稳定性,满足了基于中等拘束条件下富氩混合气体保护焊接无裂纹的苛刻要求,取得了免预热焊接耐蚀高强钢技术的重大突破。

通过本项目的实施,已认定企业技术秘密12项;申请国家专利17件(发明专利15件、实用新型2件),其中:已授权13项,已公开4项;公开发表学术论文9篇。

近三年来,累计销售高性能高强钢板41万余吨,新增产值21.81亿元,新增利税3.26亿元,高性能高强钢板系列产品成功应用于兖矿东华重工(全球最大8.2米超大采高ZY2/38/82D型掩护式液压支架)、郑煤机、中煤北煤机、卡特彼勒、久益环球等国内外知名煤机制造企业。

项目开发的新产品及应用关键技术,解决了制约工程机械和煤矿机械高端制造用耐腐蚀、易焊接、高强度钢板的行业难题,支撑了煤炭产业技术进步,推动了钢铁材料升级和冶金产品国产化,推广应用前景广阔,经济和社会效益显著。

1083

大中型转炉精品钢高效精准冶炼技术集成与创新

完成单位:山东钢铁集团日照有限公司//

转炉冶炼解决以下几个制约条件。一是低铁耗高废钢比条件下低热量冶炼,如何做到过程均衡生产,过程控制稳定等,需要重点研究解决;二是现有订单产品结构复杂,冷轧产线低碳、超低碳等钢种所占比例30%以上,RH单联不脱氧工艺路线时,防止终点过氧化,减少和避免对产品质量和连续生产的不利影响;三是低铁耗、低渣量生产,及其伴生的钢水及炉渣的高氧化性,导致炉底侵蚀严重,炉衬安全、炉衬寿命与碳氧积控制之间的矛盾,极难平衡和克服,无论是炉龄降低,还是有效复吹比下降,都会严重影响转炉运行安全和成本控制,必须开发基于炉衬精准控制的碳氧积控制技术。因此,为综合解决生产实际难题,提高产品质量,降低生产成本,提出大中型转炉精品钢高效精准冶炼技术集成与创新。

该项目通过进行转炉水力学模型实验和数学模型计算分析,确定合理的氧枪抢位和底吹流量;研究开发底吹透气砖可视化控制与维护技术,包括优化底吹透气砖工艺设计,开发新型溅渣护炉新工艺,制定全炉役维护控制标准,优化底吹控制模式和补炉工艺,实现透气砖在全炉役期内保持稳定、良好的形态及透气性能;开发少渣留渣高效冶炼技术,提高前期化渣效果,提高脱磷率;开发高硅铁水双渣冶炼工艺技术,提高前期脱磷率;开发转炉冶炼过程热补偿技术,解决低铁耗热量不富裕问题,提高操作过程稳定性;开发非双联工艺冶炼超低磷钢技术,打破了单一工艺冶炼超低磷钢的方法,缩短生产周期,降低生产成本;开发转炉低碳氧积控制技术,解决终点碳氧平衡问题,构建底吹自动吹氩模型,实现转炉吹炼结束后碳氧积再降低;研究开发合金配加模型,实现合金综合成本最低化;构建优质原辅料保障平台,实现转炉高效、高质、低成本生产;研发一贯制生产工艺技术,实现转炉碳氧积和终点命中率的精准控制,为下道工序提供了质量保障。

项目已申请发明专利9项目,现已授权6项。

本项目自投用后,实现吨铁消耗kg以下转炉冶炼稳定;少渣留渣冶炼效果凸显,石灰消耗实现30kg/t以内;节铁增钢促使产线负荷率达到.7%;全炉役碳氧积控制水平显著提升,全炉役碳氧积平均控制在0.以下。为搭建精品钢高效精准生产平台提供了重要技术支撑,对国内钢铁企业起到重要的示范和引领作用,具有较好的应用前景。

1084

冶金固废物综合利用系列标准研究

完成单位:山东省冶金科学研究院有限公司//

目前国内外对转炉渣、高炉渣含铁尘泥等冶金固废物的高附加值利用越来越多,将钢渣矿渣等冶金固废物用作混凝土掺合料的推广应用,属于国家鼓励的节能环保政策范畴,是钢铁工业发展循环经济、走可持续发展之路的重要内容,也是实现冶金固废物高附加值大宗利用的有效途径。由于冶金固废物的产出量较大,对其综合利用也在不断研究和开发之中,因此,对固废物成分的检测要求也在提高,特别是目前X-射线荧光的使用为检测带来了方便,作为检测标准的转炉渣、高炉渣和含铁尘泥标准样品目前品种还比较少,无法满足检测需要。因此应具有一套合理的检验标准与工艺相结合,提高冶金固体废弃物的综合利用水平,促进钢铁行业节能减排和循环经济的发展,引导冶金行业固体废弃物处理技术的发展方向,促进金固体废弃物处理的健康有序发展,促进生态文明建设。

本项目共研制了18个实物标准样品,研制转炉渣固废物实物标准6种,原材料来源于省内各大钢铁企业排放的转炉渣,主要涵盖TFe,FeO,SiO2,Al2O3,CaO,MgO,S,P2O5,MnO,TiO2,K2O,Na2O,Cr2O3,V2O5,As,Pb,Zn,F等18种元素的定值;高炉渣固废物实物标准4种,主要涵盖TFe,SiO2,Al2O3,CaO,MgO,MnO,TiO2,S,P2O5,K2O,Na2O,Cr2O3,F等13种元素的定值;含铁尘泥固废物实物标准8种,涵盖CaO、MgO、SiO2、P、Ti、MnO、Al2O3、TFe、Zn、S等22种元素的定值。冶金固废物综合利用实物标准,其主要技术指标尽量梯度拉开以便适应各品种产品分析对标准样品的需求,充分考虑到目前环保对冶金固废物综合利用的要求,对除主量元素定值外,还对As、Pb、Cr、Zn等微量元素及重金属元素进行定值。本项目对标准物质的均匀性、稳定性和定值准确性都进行深入的研究,特别是对微量元素的定值,采用了多种准确可靠的分析方法进行比较,确保了定值的准确性,保证产品的用途可靠。

完成起草制定9个相应的冶金固废弃物的分析方法文字标准,提高冶金固废弃物高附加值利用,包含钢渣固废物中MnO、K2O、Na2O、FeO、Cr2O3、F和Cl元素的测定文字标准,含铁尘泥固废物中Pb、Zn、Cl元素测定的文字标准。冶金固废物因其含有许多有用矿物和许多微量元素以及其特别的物理机械性能,其用途较广泛。本项目规范和完善了冶金固废物的综合利用标准,有利于提高冶金固废物高附加值综合利用,对合理利用资源、减轻环境污染具有重要的意义。同时,项目将实物标准与文字标准进行了有效的结合,对于推动我国标准化的发展做出了积极贡献。

1085

小规格螺纹钢集约化生产模式的应用研究

完成单位:山东莱钢永锋钢铁有限公司//

本项目属冶金科学技术金属材料加工制造工艺领域。

一、主要内容

受多重因素影响,作为长材产品的螺纹钢,量大面广,低成本优势的建立和品种结构的改善成为各企业的焦点,为应对市场挑战,山东莱钢永锋钢铁有限公司(以下简称“莱钢永锋”)60t转炉——三轧螺纹钢产线充分挖掘现有装备的潜力,通过实施工艺和技术创新、精益运营管理,集成多项先进技术,打造了行业同机型的低成本优势。

二、研制工作过程。莱钢永锋炼钢厂始建于年,生产mm×mm×12m连铸方坯。轧钢厂三轧车间于年建成投产,产品为Ф12~Ф16mm螺纹钢,以Ф12mm、Ф14mm为主,年设计生产能力80万吨。

2.1工艺设备特点

2.1.1转炉:60t氧气顶底复吹转炉

2.1.2吹氩站:钢包底吹(顶吹)系统,喂丝机及冷料、合金加入系统

2.1.3连铸:R8m全弧形4机4流方坯连铸机,断面为mm×mm

2.1.4加热炉:双蓄热步进梁式加热炉,有效尺寸为30m×13.8m

2.1.5轧机。全线共19架轧机,粗连轧机组为Фmm×6架高刚度轧机,中轧机组(7#~12#)为Фmm×6高刚度短应力轧机,都呈平立交替布置;精轧机组(13#~19#)为Фmm×7高刚度短应力轧机,15#为立式布置,其余为平轧机;13#~19#轧机间采用立式活套,实现无张力轧制;轧机主电机全部是交流电机,精轧区主电机功率K1、K2为KW,其余为0KW。

2.2实施的主要项目

炼钢窄成分控制、冶炼终点控制技术、四/五切分轧制技术、负差预警系统研发、碳化钨复合轧辊应用技术、矩形轧件控轧及分级控冷技术、mm×mm和mm×mm方坯断面切换生产技术、精整区自动化收集技术、钒氮合金固溶析出强化技术、现场观察和标准作业卡运行制度、精益行轧钢生产管理系统等技术。

三、项目取得的效果

3.1Ф12mm螺纹钢采用五切分工艺,Ф14mm、Ф16mm螺纹钢采用四切分工艺,日产量在4~5吨左右;在全年Ф12mm、Ф14mm规格占90%~94%的情况下,年产量最高.8万吨。3.2综合成材率保持%左右。3.3有效作业率达到92%。3.4全年平均万吨钢轧废0.79吨。3.5连续三年质量异议为零。3.6年创经济效益1.25亿元。

四、结语。该项目通过深入的创新和总结,已获得国家专利29项,论文8篇,系列创新和专利解决了小规格多切分产线作业率和成材率低的问题,在目前很多同类型产线产量不高、作业率低以及指标不好的情况下,具有极大的推广价值。

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智能协同制造技术在0级高炉炼铁中的研究与应用

完成单位:山信软件股份有限公司、山东钢铁集团日照有限公司//

一、立项背景

日照钢铁精品基地项目是国家钢铁产业结构调整试点工作的重要组成部分,是山东省钢铁产业结构调整的重要内容,是山东钢铁集团有限公司优化布局、提升档次、转变发展方式的核心工程,是山东钢铁集团有限公司发展的重大历史机遇和希望所在。山东钢铁集团日照有限公司以“将日照项目打造成智能化项目”为目标,建设可靠的L1级(基础自动化)系统,以及建设高效的L2级(过程自动化)系统。

二、总体思路

根据自动化信息化两化融合发展的趋势,以及实现智能化钢厂的目标,为日照钢铁精品基地炼铁区域基础自动化控制系统设计技术方案。遵从日照公司自动化、信息化建设的总体目标“将日照项目打造成智能化的项目”,即在满足提高日照基地劳动生产率、提高管理水平和生产控制精度等基本目标的基础上,进一步融合人工智能的理念,实现智能化钢厂的宏伟目标。基础级自动化系统按照“零故障、全天候、少维护”的目标进行设计,满足智能生产要求。

三、关键技术和创新点

山钢日照公司5m3高炉是目前山东省最大的高炉,炼铁生产流程长、环节多、工艺复杂,对自动化程度要求更高。主要有以下关键技术及创新点:E网到底;冗余容错技术;高炉二级专家系统;炉前“一键开铁口”技术;炉顶精准布料控制模型;槽下烧结、球团、块矿三层平铺料控制技术;槽上无人值守小车智能定位上料技术;全自动冲渣技术;热风炉燃烧自动寻优与自动换炉系统;“三罐两喷”控制技术;铁钢包“一罐到底”定位系统;炉顶均压煤气回收系统在节能降耗中的应用;全自动喷雾智能控制系统;安全总线技术;出铁量偏差系统的研究与应用;热风炉预热炉控制系统开发与应用;铁水主沟工作层厚度检测系统;智能集中润滑系统的研究与应用;火灾自动报警和联动控制系统;煤气在线监测系统在高炉中的应用;铸铁机自动倾翻系统的应用;炉顶温度判断称量罐蓬料报警功能;高炉炉内和风口监控系统技术。

四、技术创新成果的经济效益与应用价值

5m3高炉自控系统运用先进自动控制理论,根据现场实际建立控制模型,保障了高炉的高产稳产,并在管理工厂、降低能源消耗、控制成本、减少排放等方面提供实时精确的现场数据,支持生产管理和商业决策。通过三年的稳定运行,山信软件负责的5m3高炉自控系统能够满足生产工业的要求,控制灵活,性能稳定可靠,便于维护,语音报警及预警监控系统,可视化工业电视及信息化网络的广泛应用使高炉炼铁操作更加智能、更加直观、更加方便。

1087

铸管企业智能工厂信息化管控平台

完成单位:山信软件股份有限公司//

《铸管企业智能工厂信息化管控平台》主要是针对国内铸管企业的工艺流程和管理特点,通过MES(生产制造执行系统)、ERP(企业资源计划系统)、LIMS(实验室信息管理系统)与计量系统等多个系统的无缝融合,打破系统间衔接壁垒,实现铸造行业的“产供销存一体、管控衔接、三流同步。”

《铸管企业智能工厂信息化管控平台》在国内还处于起步阶段,在绝大部分的铸管企业并没有使用。近年来铸管行业市场前景看好,铸管企业智能化工厂应用前景十分广泛。在临沂国铭铸管公司实施的智能工厂项目是在国内铸管企业中的首次应用,是国内铸管企业首次实现从生产到经营管理的集成产销一体化管理,为铸管企业实现工业4.0奠定了夯实的基础,创造了显著的经济效益。在其成功经验和管理模式基础上,可以扩延到整个铸造行业,非常具有推广价值。

该信息化管控平台依据铸管公司发展战略为指导,以快速响应市场和提升客户服务为引导,以提高产品质量、生产效率和企业整体效益为追求,以增强综合竞争力为目标,通过流程优化、资源整合、集中管理,构建先进的生产运营管理模式和运行机制,实现“产供销一体、管控衔接、三流同步”。详细实现如下:

建立“产、销、研”一体化管理模式,完成运营管理模式变革,促进部门间高效协同。

平衡烧结、炼铁、铸管生产,降低物流及生产成本。

提高质量PDCA循环,保证产品质量,支持开发新铸铁管品种。

实现质量过程管理,提高产品合格率;减少质量事故,降低质量异议;最终降低质量成本。

按计划组织生产,精细化作业管理,解决生产现场、成品库房管理问题,降低库存,提高发货及时性和准确性。

与生产现场设备集成,有效利用生产设备,提高生产作业率,降低人工成本,减少劳动强度。

准确及时获取生产信息和数据,及时解决生产过程中存在的问题,为铁前和铸管生产工序成本计算提供数据支撑。

销售结算管理信息化、自动化,加快结算周期,提高信誉度。

实现与财务、集中计量等其他系统的集成。

构建从采购—生产—销售的全公司统一编码体系。

目前,在山东国铭球墨铸管科技有限公司应用情况良好。

1088

大型节能环保焦炉控制系统的研发

完成单位:山信软件股份有限公司//

一、立项背景

日照钢铁精品基地项目是国家钢铁产业结构调整试点工作的重要组成部分,是山东省钢铁产业结构调整的重要内容,是山东钢铁集团有限公司优化布局、提升档次、转变发展方式的核心工程,是山东钢铁集团有限公司发展的重大历史机遇和希望所在。山东钢铁集团日照有限公司以“将日照项目打造成智能化项目”为目标,建设可靠的L1级(基础自动化)系统,以及建设高效的L2级(过程自动化)系统。

二、总体思路

山钢日照公司采用新一代钢铁设计理念,设计高效率,高品质,低成本生产运行体系,针对新建成投产运行的7.2米焦炉采用先进的自动化控制和智能化过程控制,以全方位精确的检测设备、高水平稳定的自动执行机构、完善的基础自动化系统为基础,以工艺模型、人工智能和专家知识库实现的过程控制系统为决策,指导及优化生产,最终实现焦化全流程的自动化、智能化控制。

三、关键技术和创新点

山钢日照公司7.2米焦炉是目前全国较大的焦炉,对自动化程度要求更高。采用施耐德昆腾热备冗余系统提升了整个PLC系统的装备水平,主要有以下关键技术及创新点:热控制模型;焦化工艺模块;容错服务器;编码器通讯、变频器通讯;快速连接模块;E网到底;单孔调压联动系统;燃烧室温度显示系统;配煤专家系统;故障自诊断;UPS不间断电源冗余及远程监控与报警;带防腐涂层的模板;KVM的使用等。

四、技术创新成果的经济效益与应用价值

4×58孔7.2米复热式焦炉引进国外很多先进的设备,控制技术都是当今国内外最先进的自控技术。通过一年的稳定运行,我们认为山信软件负责的58孔7.2米复热式焦炉自控系统能够满足生产工业的要求,控制灵活,性能稳定可靠,便于维护,语音报警及预警监控系统,可视化化工业电视及信息化网络的广泛应用使焦炉操作更加智能更加方便。

1089

绿色清洁表面板材生产技术创新与应用

完成单位:本钢集团有限公司//

本项目属于材料开发领域,涉及材料学,轧钢,冶金工程学科。是本钢自行研发、具有自主知识产权的硬核新产品,通过控制钢板氧化铁皮结构,减轻或消除酸洗工序,提高材料表面质量,成为节能减排、避免环境污染的有效途径。针对钢板在应用过程中出现的新问题,本钢在基础理论研究基础上,结合现有的装备优势,开发出一系列产品,并成功解决作为炒锅、钢结构以及汽车冲压件应用的技术瓶颈,完成了由本钢制造到本钢创造的转变。

主要研究内容及特点如下:

1、原创设计在国内率先实现了MPa级冷成形汽车高强钢的开发与应用,强度不小于MPa,断后伸长率不小于18%,韧性指标达到国际先进水平。充分利用Ti、Nb和Cr的复合强化作用,综合采用析出强化、固溶强化和细晶强化提高钢板强度,并严格控制组织比例,避免韧性降低问题,实现强韧型匹配的效果。

2、突破应用技术上的瓶颈,实现最薄规格1.5mm应用厨房炒锅、厚规格10.0mm应用汽车纵梁的技术瓶颈。一方面,针对低碳软钢薄规格1.5mm板形不良的问题,采取轧辊辊期与过渡材合理安排、板形控制参数优化、头部板形控制等措施,较好地保证钢板的板形质量;另一方面,针对特厚规格10.0mm冷成形高强钢作为汽车汽车底盘零件(纵梁)疲劳性能无法满足的问题,采用有限元分析方法确认心部临界冷却速率,优化成分设计,解决厚规格产品组织均匀性问题;采用控制氧化铁皮结构技术,保障良好传热技术;采用钙处理技术,改善钢中夹杂物尺寸及分布形态。解决厚规格冷冲压高强钢应用的疲劳寿命问题。

3、实现低碳软钢系列化、结构钢系列化以及汽车高强钢系列化开发,成为国内满足整车轻量化应用的企业,实现产品品种、规格全覆盖。针对不同产品的规格组距,采用优化成分设计、开发宽工艺窗口轧制。采用全流程生产管控技术,充分利用本钢炼钢、热连轧机组先进的装备优势,实现了国内用户规格的全覆盖。

项目研发过程申请国家专利11项,获得授权4项,发表相关学术论文10篇,形成企业技术秘密18项,参与制定国家标准2项,获得辽宁省科技进步二等奖1项,本溪市科技进步一等奖2项,子项目于年1月14日通过辽宁省科技厅组织科技成果鉴定会,评价意见:达到国际先进水平。

近三年累计销售13.21万吨,新增产值5.9亿元,创新技术成果先后应用于汽车结构钢、厨房用炒锅、钢结构和运动器材等,经济和社会效益显著。

1090

乘用车白车身轻量化应用技术创新与集成

完成单位:本钢集团有限公司//

本项目属于材料应用技术领域,涉及材料学、材料学科交叉领域。

能源短缺及环境污染问题已成为制约我国汽车产业可持续发展的突出问题。低油耗、低排放的汽车都是节约型社会发展的需要。因此汽车轻量化技术作为汽车节油的重要手段,是一个重要的研究领域。本钢结合热成形钢产品、试验设备先进及EVI技术能力优势,成功地解决了热成形钢易脱焊、难连接、表面难磷化等技术难题,进行了白车身及零部件的轻量化设计及车身性能分析,完成了乘用车白车身应用技术创新与集成。

该项目从年以来,历时7年时间,先后完成了20个子项目,包括国拨资金项目、技术开发类项目和成果推广类项目。通过系统化研究,形成了一批具有完全自主知识产权的关键技术,涉及汽车板选材方法、热冲压成形用钢材、热冲压成形工艺及热冲压成形构件、焊接及疲劳试验方法等内容,主要创新点如下:

1)对热成形钢系列化产品进行了全方位的试验评价,其应用性能包括高速拉伸性能,疲劳性能,可油漆性、胶粘性能以及可焊性等进行了试验研究,为其在白车身轻量化的应用提供技术支持。

2)在连接技术的试验研究上取得了重大创新,率先将胶接试验技术与虚拟分析技术相结合,有效评估了钢板厚度、胶层厚度和载荷对单搭接接头旋转角度和内部应力场的影响规律。

3)针对热成形钢系列化产品的轻量化车身结构性能目标问题,进行了热冲压CAE分析及车身零部件的结构仿真分析,包括刚度、模态及碰撞等的闭环设计分析,实现车身轻量化。结合汽车厂用户轻量化材料新需求,将2GPa热成形钢系列化产品应用到白车身上,并进行热成形钢CAE冲压分析,模态、刚度、碰撞分析,提供应用支持。为车厂提供网格分析技术,为零件冲压提供支持。

项目已授权专利10项,其中发明专利4项,发表论文35篇,著作1部,主持制定和参与国家标准2项,形成企业标准7项,子项目获得年辽宁省科技进步三等奖。

该项目的创新点已成功应用到雷诺、泛亚、奔驰、上汽、一汽、广汽、东风日产等多家汽车厂,使用效果良好。年12月30日中国金属学会组织对《乘用车白车身轻量化应用技术创新与集成》项目进行评价,评审专家认为该项科技成果达到国内领先水平。

近三年热成形钢系列化产品全部新增产量及技术支持提升汽车用钢产品在新车型上的占有率产量,新增产值1.84亿元,新增利税.万元。

1091

歪头山露天铁矿采剥优化和剥岩内排综合应用

完成单位:本钢集团有限公司//

本项目属矿产资源开发领域的再创新,分析露天开采倾斜或急倾斜矿床单一采坑采矿和剥岩内排统一的可行性,归纳成普遍规律。涉及采矿学、地质学,以及物流运输、矿山排土场规划和矿山开采软件的应用。为解决本钢歪头山铁矿生产面临减产和无排土场的瓶颈,引进东北大学开发的采矿软件DMINE模拟优化露天采矿场开采,得到成果是:采矿场南部和北部是先开采区,中部是后开采区,实现均衡剥采比,稳定或适当提高矿山产量;结合歪头山铁矿的资源、技术装备水平和人才优势,编制采矿场南部和北部横向开采的重大调整计划,提前揭露单一采坑部分露天坑底,优化近距离矿山运输道路,实现矿石稳产、剥岩内排,解决制约生产的瓶颈,是高效低成本开发矿产资源和废弃露天采坑再利用的一次综合应用,验证了该项目中的再创新点,助力资源开发再向智能绿色发展方向迈进一步。

主要研究内容和特点如下:

1、采矿剥岩工作线优化,成功实现开采工作线由纵向转为横向的重大调整。

矿山原纵向布置采矿剥岩工作线,年产矿石万吨~万吨,年剥岩量2万吨,年采剥总量3万吨,生产剥采比5.2吨/吨,以后几年将减产。

执行本项目后,提前2.5年开采扩帮区压矿量.3万吨,年均开采矿石~万吨。年产矿石万吨,年增产万吨;年剥岩量2万吨,年减少万吨;年采剥总量万吨,年减少万吨;生产剥采比3.71吨/吨,降低1.5吨/吨。同时提前结束采矿场南部-52米露天底开采,为采矿场岩石内排让出空间。

2、国内首次实现生产金属矿山单一采坑内排岩石,填补在倾斜或急倾斜金属矿床露天开采中无内排岩石的空白。歪头山露天矿内排岩石量万吨,避免占用绿地.5亩。

3、优化取得显著效益

原铁路改为公路,实现近距离运输,为剥岩内排采矿场南部露天坑底提供条件。在矿山开采10余年期间,取得经济效益万元,近3年(年、年、年)取得经济效益.9万元。

软件优化开采、采矿与剥岩内排工艺综合应用,培养矿山技术骨干人员,该项目发表论文2篇,相关论文3篇,企业科技进步奖2项,合理化建议奖1次,1人入选辽宁省“百千万人才工程”,3人成长为高级工程师,项目成果是技术人员晋升教授研究员级高级工程师的要件之一。

1092

超近距离露天矿山大孔径低扰动控制爆破新技术

完成单位:本钢集团有限公司、中国矿业大学(北京)、辽宁科技学院、河海大学//

本项目涉及金属矿山开采、凿岩爆破工程、矿山安全技术领域。

南芬露天铁矿是我国乃至亚洲最大的黑色冶金单体露天矿山,年爆破量1亿吨,年建成并投产使用的岩石站排岩系统,包含厂房、办公楼以及地下硐室、斜井等地表地下建构筑物及其配套设备设施。它承担着矿山约15%的排岩量(约1万吨/年),相比汽车运输,运输成本降低约2.7~4.9元/吨,每年约3~6万元。按原采矿设计,岩石站使用到年初报废拆除,改由岩石站胶带运输系统接续岩石运输任务,而因为当时钢铁行业形势不景气等原因,岩石站迟迟不能正常建设,如果此时拆除岩石站,就被迫更改胶带运输为公路运输,这会导致:1、短期内剥岩量增大,运距、运费大幅增加,还要购买大量运输设备、需要投入大量资金;2、扩帮剥岩持续滞后导致采矿量下降,将严重影响本钢集团后续钢铁生产;3、矿用大汽车陡坡多、弯道多的露天道路长距离运输,在冬季冰雪路面时将严重影响矿山的生产安全,极易造成设备和人员的财产损失。因此,亟待设法延长岩石站服务年限,为此,本钢成立科研团队,年至年,经过近7年探索,完成了“超近距离复杂环境下露天矿山大孔径低扰动控制爆破新技术”研究工作,延长了岩石站的系统安全问题的同时,减少了岩石站对矿石的压占,保证了矿石产量,经济与社会效益特别显著。

七年来项目先后开展以下研究工作:(1)微振控制爆破技术(2)精细预裂爆破技术(3)小台阶板块化爆破技术(4)爆破振动监测及数值模拟预测

此技术主要创新点如下:(1)针对矿山台阶状况,研究开发出基于小台阶板块话爆破技术、综合台阶微振控制爆破和边坡精细预裂爆破技术的‘小微精’控制爆破集成技术,解决了南芬露天矿岩石站等重点保护对象的振动安全问题,显著降低了运输成本的同时有效减少了矿石压占。(2)研发了针对深孔大直径预裂爆破的“径向不耦合-轴向递增间隔的装药结构”,探索并形成了以“关键部位压渣覆盖”为核心的矿山不留挡墙台阶爆破技术,实现了爆破生产过程的安全与高效。(3)建立了基于隶属度函数的岩土模糊弹塑性本构模型,对受爆破影响的工程地质变化进行预测,提出了在非理想条件下三角台和万向台法爆破振动监测的新技术,改善了爆破振动监测技术。

该项目相关技术在其他矿山进一步推广应用后,爆破危害效应得到有效控制,爆破效果明显改善,解决了临近建构筑物、设备设施及附近生活区的扰民等关键难题。

1093

高品质汽车用MPa镀锌双相钢系列研发及经济生产技术集成

完成单位:本钢集团有限公司、中信金属股份有限公司、东北大学//

本项目属材料开发领域,涉及材料学,轧钢,冶金工程学科。随着汽车工业对轻量化及耐蚀要求的不断提高,如何采用低成本生产性能良好及高表面质量的镀锌双相钢是该项目研究的重点内容。项目自年启动,依托本钢多年累积的汽车板生产经验,以及中信和东北大学的技术支持,研制开发了具有自主装备特色的热镀锌双相钢产品及生产技术。

1.原创设计,采用C-Mn-Nb复合强化技术,设计开发无Mo添加镀锌双相钢系列产品,实现低成本控制技术。

去除了传统热镀锌双相钢中Mo元素,充分利用Nb析出作用,通过添加Mn保证材料淬透性,并优化过程生产工艺,综合采用细晶强化、析出强化、相变强化等手段提高材料综合性能,实现低成本控制目的。

2.全流程生产技术集成,热轧采用前段冷却、中温卷取,保障组织均匀,并抑制Nb/Ti析出相长大和熟化,有效改善带状组织。热镀锌工艺采用镀前马氏体技术,形成适量回火马氏体。保障材料通卷性能稳定性和成型性。

针对热轧卷取温度及冷却模式进行调整,采用前段冷却配合中温卷取,提高卷取前相变比例,有效减轻带状组织影响,并有利于通卷性能稳定控制。此外,可有效控制Nb元素在热轧析出,使其在热镀锌退火过程中充分发挥作用。

采用提高快冷冷速方式,控制入锌锅前形成部分马氏体,通过感应加热升温后镀锌,控制马氏体适量回火,并在镀后冷却进一步形成马氏体,最终组织为铁素体,马氏体以及适量回火马氏体,提高材料的成型性能。

3.采用独特预氧化技术,通过预氧化腔、退火炉内露点匹配,实现Mn、Si元素内氧化控制,开发预氧化腔露点、规格矩阵技术解决厚规格产品易产生的表面缺陷问题。

通过首次开发引进预氧化腔装备,实现预氧化腔、退火炉内露点匹配,控制元素内氧化,同时设计规格、预氧化露点配比矩阵,解决了厚规格材料生产时机组运行速度低,炉内停留时间长,合金元素氧化物在表面大量富集而形成的黑点、麻面等表面缺陷,本钢成为国际上少数具备2.5mm厚规格热镀锌产品稳定生产技术的企业。

该项目开发的MPa及以下热镀锌双相钢供货量达9.4万吨,创造产值达6.2亿元,已广泛应用于通用汽车、标志雪铁龙汽车、一汽汽车、吉利汽车等主流车厂,市场反馈良好。中国金属学会组织专家对该成果进行鉴定,认为该项达到国际先进水平。项目共申请专利10项,其中授权发明专利1项、实用新型专利4项,制定企业标准4项,发表论文9篇,项目获得辽宁省企业技术创新重点计划以及中信CBMM铌技术推广项目的支持。

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供上汽冷轧外板关键技术开发及应用

完成单位:本钢集团有限公司//

本项目属于钢铁材料及加工制造工艺领域。

汽车外板产品质量是钢铁企业技术、管理、设备水平综合体现。随着汽车行业绿色低碳发展要求,无毒无害新型汽车涂装薄膜前处理工艺得以快速发展并日趋成熟,近几年逐步替代传统磷化前处理工艺,此类工艺膜层更薄,对钢板表面质量要求更高,对汽车外板缺陷要求更严苛,对钢铁企业全流程生产制造提出更高要求。

为适应汽车行业发展趋势,年本钢集团有限公司与上海汽车集团股份有限公司乘用车分公司开展全方位合作,以其新基地建设、涂装工艺升级、新车型研发为契机,提升本钢冷轧汽车外板生产制造过程控制能力和表面质量,满足高档汽车外板使用要求。主要创新有:

1、冶炼过程参数优化研究及应用,降低夹杂缺陷率。优化炼钢、精炼、连铸工序26项过程参数,确定转炉终点氧、钢水顶渣、钢水顶渣中TFe、RH后到中间包钢中铝烧损、中包全氧和铸坯清理六项重点改善项,并以其为判定依据,降低夹杂缺陷率。

2、高品质外板热轧质量控制技术研究及实施。为保证产品表面质量的同时保证良好的冲压成型性能及各向均匀性,在热轧工序进行优化创新,实行小侧压量、高温终轧、高温卷取、库内风冷控制措施。

3、纵向冲压条纹控制技术的研究及应用。结合生产实际和用户使用情况,通过对冷轧产品冲压打磨后才能发现的纵向条纹缺陷系统性机理研究分析,制定对应改善措施,实现分类、分级管控,降低缺陷率,解决行业难题,提高表面质量控制水平。

4、以清洁生产为核心的硌印控制技术。通过完善冷轧连退机组及厂房清洁性管理,控制降尘量、提升通道线清洁性、优化刮刀控制,减少硌印缺陷率,保证外板部件质量,逐步实现稳定生产。

5、高品质汽车外板缺陷检验判定技术的创新及应用。使用微冲试验机、麻点仪作为纵向冲压条纹和硌印等缺陷检查手段,以量化指标作为放行标准,保证外板质量;以金相组织检验结果作为判定依据,避免条纹、粗晶缺陷对汽车外板冲压质量造成不良影响,属国内首创。

6、以完善的质量管理体系,实现产品质量的稳定控制。建立完善VDA6.3体系,制定FMEA、工艺要点、控制计划CP、作业指导等文件体系,提升设备、工艺水平及人员素质,实现产品质量稳定控制。

申请发明专利5项,实用新型2项。开发出供上汽冷轧外板DC05、DC06、HCY、HCB四个钢种,形成一整套全流程关键制造技术,实现稳定大批量供货。近三年累计供上汽外板2.33万吨,销售额1.47亿元,增利万元。

南芬选矿厂磨选工艺流程优化研究

完成单位:本钢集团有限公司//

项目名称:南芬选矿厂磨选工艺流程优化研究

本项目研究内容是选矿技术领域主要内容,包括工艺矿物学、矿石可选性研究、磨矿及选矿厂设计等理论。本课题作为南芬选矿厂主要增产措施,主要是在选矿厂现有的工艺、设备条件下,针对北山矿石的影响以及磨选流程的制约因素,通过北山矿石性质的研究、生产流程试验,以及合理的磨选工艺改造,实现全厂磁铁矿磨选流程的优化,解决矿石性质与磨选工艺流程的适应性问题,达到增产铁精矿、降低能耗目的。研究内容包括三个主要部分:北山矿石优化处理攻关研究;四选一、二段球磨机九对七模式改造研究;磨选流程内部矿浆合理分配研究。本项目具有如下特点:

(1)根据东北大学研究结果,南芬选矿厂在现有的工艺、设备条件下,通过对磨选工艺流程进行优化、改造,不同性质矿石分采、分选,实现了对露天矿不同部位矿石的最优处理。该研究改造构思独特,工艺流程改造合理,改造后生产运行平稳,实现选矿厂生产效益最大化。

(2)该项目优化研究后成功地解决了原流程一、二次磨矿不匹配的问题,弥补了大选由于处理北山矿石造成的二次磨选负荷不足,实现了根据矿石性质进行的针对性的改造。通过研究实现了停止运行二选原铁红工艺,极大地降低工序能耗,便于生产组织管理,社会效益巨大。

(3)选矿厂利用大选Φ3.6×6.0m磨选流程处理北山矿石,以及四选两个系列的一段磁选机精矿,充分体现出大型、高效磨选工艺、设备的优势,对解决选矿厂其它磨选工艺的共性问题提供了改造经验。

(4)南芬选矿厂磨选工艺流程优化改造后,极大地释放磨选产能,提高原矿处理量,预计年增加精矿产量21.68万吨,同时也节省了二选的生产运行成本,实现了节能降耗的生产理念,年创经济效益.31万元。

该攻关项目完成后生产实践表明,通过对磨选工艺流程进行优化、改造,实现了对露天北山、主采场不同矿石的最优处理,将北山矿石对选矿厂的生产影响降至最低,极大地释放磨选产能,提高原矿处理量,预计年增加精矿产量21.68万吨。本项目研究实现不同性质矿石分采、分运、分选,根据矿石性质进行的针对性的改造。对解决选矿厂其它磨选工艺的共性问题提供了改造经验。目前,选矿厂正借鉴该研究结果全力推进三段磨选工艺流程的完善工作,已取得了显著成果。

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本文编辑:佚名
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