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重轨钢中非金属夹杂物控制关键技术
铁路作为一种现代化交通运输工具,在世界范围内具有广阔的发展前景。目前铁路发展的整体趋势是高速和重载化,对重轨钢质量提出了更高的要求,不仅要求高洁净度,高强度、高韧性,而且必须具有良好的抗疲劳性能。重轨钢生产过程及使用过程中,非金属夹杂物是影响其质量最重要的原因之一,常引起探伤不合、易产生疲劳裂纹等,主要是由于其钢中非金属夹杂物控制存在以下三个难题:(1)夹杂物尺寸大且化学成分复杂;(2)冶炼工艺复杂,尤其在于脱氧及精炼等重要环节;(3)尖晶石类夹杂物突出,严重恶化钢轨性能。因此,合理控制重轨钢中的非金属夹杂物,对重轨钢产品质量的提生及铁路事业的进步具有重要意义。 (1)重轨钢冶炼脱氧及原辅料成分设计技术。重轨钢采用无铝脱氧工艺,但是在脱氧剂的使用方式及用量上缺乏理论指导,因此,重轨钢脱氧过程中必须对脱氧剂的使用方式及用量进行合理优化控制,本项目提出仅在转炉出钢时加入少量硅钙钡脱氧剂控氧,同时配合精炼扩散脱氧,能将钢中 T.O. 含量控制在 10 ppm以下,不仅有效节约了生产成本,而且促进了夹杂物的去除、有效降低了夹杂物的尺寸。在重轨钢冶炼原材料的控制方面,国内企业生产时更倾向于买价格低廉的铁合金等原材料,从而降低生产成本,但是对于铁合金及铁合金对重轨冶炼的影响研究几乎为空白。本项目提出了使用低铝铁合金,降低钢中的酸溶铝含量,抑制钢中高 Al 2 O 3 夹杂物的形成,从而提升夹杂物变形能力,有效防止因脆性夹杂物造成的疲劳缺陷。 (2)重轨钢中硫化物夹杂控制技术. 由于 MnS 有良好的变形能力,而且重轨钢轧制过程中变形量大,MnS 夹杂物可能延伸很长,可能成为夹杂物超标和引起超声波探伤不合的重要原因之一。此外,大尺寸长条状 MnS 可能成为裂纹的起点,在应力作用下首先在和钢基体的交界处形成裂纹源。本项目首先通过优化精炼造渣制度进一步去除钢中 S 含量,提出将钢中得 S 降低到 40ppm 以下。其次,通过对重轨钢连铸坯及钢轨硫化物的分布进行研究分析,从而对冷却制度进行优化,提出先若冷后强冷的原则,使激冷层优先析出的大量细小的 MnS,减小其他凝固区的 S 的压力,从而来控制重轨钢中硫化物。此外,还提出了使用 CSC(Comparison-Segmentation-Combination)方法,计算了 MnS 在不同温度下在不同温度范围内的准确的热力学生成曲线,并研究了热处理工艺升温速率、保温温度和保温时间等对 MnS 夹杂物的影响,促进已生成的长条状 MnS 向弥散的纺锤形转变,从而达到控制 MnS 形态的目的。 (3)重轨钢中尖晶石类夹杂控制技术 重轨钢采用无铝脱氧工艺,但是钢中发现MgO-Al 2 O 3 夹杂物,且部分尺寸较大,严重影响产品质量。本项目首先对重轨钢中尖晶石夹杂物的形成机理进行研究,得出重轨钢中危害较大的尖晶石类夹杂物来源于钢中复杂氧化物夹杂在降温冷却过程中的析出,从而提出使用低铝低镁合金,VD 前扒渣降低耐材侵蚀等减少夹杂物中 Al 2 O 3 和 MgO 含量,抑制尖晶石夹杂物的析出。此外,VD 前扒渣也有利于控制复杂氧化物夹杂中 CaO 含量的成分,对控制夹杂物的尺寸及提高产品质量有重要作用。
北京科技大学 2021-04-13
多热源热泵及其智能控制技术的产品开发
成果与项目的背景及主要用途: 成果背景:由于建筑能源消耗的急剧增加,热泵作为一种通过消耗少量高品位能量,把热量从低温处传输到高温处的装置,日益受到人们的关注。热泵通过使用清洁的冷热源如太阳能、土壤能、空气能等,能够同时实现制冷、制热、提供生活用热水。这种复合可再生能源系统的出现,给人们提供了更具灵活性的方案,来实现洁净能源系统的三联供功能。 系统主要用途:多热源热泵系统是指以太阳能-空气源-地源等为热源的热泵系统,主要包括:太阳能集/散热系统、空气源集/散热系统、埋地盘管集/散热系统(含室内蓄热体)、水源热泵系统、房间热力系统、控制系统。本方案利用先进的智能控制技术,将太阳能源、空气源和地源热三者有机结合,通过水源热泵机组实现向建筑物供热、供冷和提供生活热水。太阳能集/散热器的利用可弥补地源热泵因埋地管束多而导致的投资过大的缺点,同时减少地下环境受到过度的热污染,而少量地源和蓄热系统的使用可弥补太阳能和空气源热泵受气候条件影响大的缺点,使系统即使在恶劣的气候条件下也能在高能效状态下工作。太阳能-空气源-地源热泵联合系统可以设计为基本工作模式,还可以根据具体情况开展因地制宜的设计,组合成适合当地地理及气象特点的系统。系统采用全新的智能控制技术,采集实时的系统参数,提高温度调节的准确性,使系统始终维持在高效状态下工作。通过将太阳能源、空气源集/散热器做成外围护结构的一部分,实现新能源与建筑结构的完美结合。结合三步节能建筑技术的普及推广,本技术产品的目标是实现空调和采暖方面的一次投资和日常费用仅为传统空调+暖气方案的 50%。 技术原理与工艺流程简介:  夏季: 系统处于制冷工况,需要把从室内吸收的热量转移到室外,太阳能散热器、空气源散热器、埋地换热器分别提供冷源,此外,在房间内有相变蓄能材料,晚上积蓄冷量,减轻热泵系统在白天的热负荷。由于空调系统在夏季并不处于常开状态,如果空调不处于制冷状态时,使系统处于制热工况,关闭室内热力系统,并且打开阀 V4 和 V6,关闭阀 V5,此时系统成为太阳能热泵式热水器,可以提供稳定的热水。两种工况的切换通过实时测量的室内温度和热水箱温度等参数,由智能控制系统进行判断。 冬季: 系统处于制热工况,太阳能集热器和埋地换热器作为热源给建筑供热,同时供生活热水。当热水箱温度达到设定值时,关闭阀 V4 和 V6,打开阀 V5。此外,在房间内有相变蓄能材料,白天积蓄冷量,减轻热泵系统在夜晚的工作负荷。三个热源可以任意两个之间并联工作,也可以分别工作,要依具体的工作状况,包括环境温度、室内温度、热源温度等状况而定。技术水平及专利与获奖情况:该技术已申请专利,并通过小试鉴定。 应用前景分析及效益预测: 应用前景分析:本项目的实施可以加快可再生能源产业化的发展,促进建筑节能与热泵系统的有机结合,对空调行业进一步向绿色能源的发展,都有非常显著的作用。三步节能的尽快实现,客观上也促进了新能源的普及推广。 效益预测:下面以天津地区为例对本系统的一次投资成本及运行费用进行说明,将本系统与单冷空调+暖气、地源热泵、空气源热泵比较。建筑面积 150m2,采暖天数 125 天,制冷天数 120 天,每天制冷 10 小时,平均运行负荷按 70%计,电费 0.41 元/度以三步节能后的指标计,供暖负荷取 36W/m2,总供暖热负荷为 5400W/m2,制冷负荷 72W/m2,总的制冷负荷为 10800W/m2。 第一种方案采用单冷空调+集中供暖,集中供暖中室外采暖的投资为 85 元/m2,室内的费用为 25 元/m2,总的费用为 110 元/m2,天津地区的暖气费用为15 元/(m2 年),设制冷系数为 2.5。 第二种方案完全采用地源热泵,冬季单位钻孔长的取热率为 30W/m,夏季的放热率为 50W/m,约需 210m 的钻孔长,管长和施工总费用取 90 元/m。 第三种方案完全采用空气源热泵,冬季采用电辅助加热的时间为全部取暖时间的一半,冬季制热,夏季制冷系数为 2.5,冬季制热系数取为 2。 第四种方案为本项目系统,太阳能集热板取 17m2,地源热泵系统的冬季负荷为 1500W,夏季负荷为 2500W,地源热泵约占总负荷的 25%,夏季性能系数取为 4,冬季的性能系数取为 3。 应用领域:建筑节能;新型热泵、空调系统;制冷、供暖系统工程;可再生能源建筑。 技术转化条件(包括:原料、设备、厂房面积的要求及投资规模):热泵、空调及控制系统。 设备:机械加工及系统安装设备。 厂房面积:1000m2 以上。 投资规模:600 万以上。 合作方式及条件: 合作方式:技术入股、合资经营。 条件:对建筑、节能及可再生能源利用感兴趣且致力于该技术的推广实施。 
天津大学 2021-04-11
管线钢中非金属夹杂物控制关键技术
石油和天然气是重要的能源矿产和战略资源,与国民经济、社会发展和国家安全息息相关。在石油天然气的运输过程中,管道输送具有经济性、安全性和连续性等优点。管线钢主要用于加工制造油气管线,性能上要求高强度、高韧性、良好的焊接性能和良好的抗腐蚀性能。而非金属夹杂物是影响管线钢性能的主要因素之一,主要危害有:(1)会造成水口结瘤,影响生产顺行;(2)能够能够导致管线钢产生疲劳裂纹;(3)会影响管线钢的冲击韧性;(4)会降低管线钢的抗腐蚀性能,尤其是 A 类和 B 类夹杂物,会造成氢致裂纹的产生;(5)会恶化管线钢的焊接性能。因此,开发了管线钢中非金属夹杂物控制关键技术,为我国管线钢产品质量的提升做出了贡献。 (1)管线钢精准钙处理模型以及在线指导软件。钙处理是管线钢夹杂物的最主要方式,通过钙处理能够将 MnS 夹杂物改性为 CaS,将 Al 2 O 3 为主的夹杂物改性为钙铝酸盐,从而降低夹杂物对管线钢性能的危害。然而在大部分企业生产过程中,钙处理过程的钙线喂入量都缺乏一个标准,主要是依靠经验进行操作。由于各炉次的钢渣成分和温度等的差异,导致不同炉次间的钙处理效果波动很大,有些炉次钙处理后产品性能还发生恶化。本项目建立了管线钢精准钙处理模型,通过对管线钢不同钢液成分和温度条件下钙处理窗口进行的计算,确定了管线钢的不同成分条件下最优的喂钙线量。与国外同类型模型相比,考虑的工艺条件更完全,考虑的反应物和产物也更全面,因此也更接近生产实际,准确率更高。同时,以管线钢精准钙处理模型为基础开发出了钙处理在线指导软件,可实现管线钢生产过程中针对每一炉次的工况条件进行精准喂钙量的在线指导,并已实现了在管线钢生产中的在线应用,计算结果更直观。 (2)低钙含量处理控制管线钢 B 类夹杂物技术。传统的管线钢钙处理一般都是采用高钙处理路线来使夹杂物改性为高 CaO 含量的较高熔点钙铝酸盐,如图 2中窗口 B 所示。但是在高钙含量处理时容易在钙处理后生成大尺寸钙铝酸盐夹杂物,而且在钙处理后的过程中由于钢中 Ca 的挥发或者钢液二次氧化的消耗,钢中钙含量会有所降低,导致高熔点钙铝酸盐往液态钙铝酸盐转变,当尺寸较大时会在轧板中形成 B 类夹杂物,危害产品性能。因此,本项目从另一角度考虑,开发了低钙含量处理控制管线钢 B 类夹杂物技术,如图 2 中窗口 C 所示,即高 Al 2 O 3一侧的 50%液相点至 100%液相开始点所对应的 T.Ca 含量范围。在此情况下,夹杂物由部分液相和部分固相组成,这样既不会在浇铸过程发生水口结瘤,又不至于在轧制过程中形成 B 类夹杂,同时由于喂入的钙含量较低,整体上夹杂物尺寸要更小。此技术应用到企业的管线钢生产实践中,能够有效减小夹杂物尺寸和降低 B 类夹杂物评级。 (3)含 Ca 硅铁钙处理技术。在管线钢生产过程中会添加大量的合金,合金的纯净度会对钢液成分甚至钢中夹杂物产生重要影响,一般来说这种影响是有害的或者是无用的。本项目针对硅铁合金中含有一定量的 Ca,通过研究变废为宝,开发了含 Ca 硅铁钙处理技术,并应用于管线钢的生成,实现了用硅铁合金代替钙线来进行管线钢夹杂物的钙处理改性,降低生产成本。首先通过钙处理模型计算得到夹杂物改性所需的钙含量,然后在总的硅铁加入量不变的情况下根据硅铁合金中的 Ca 含量计算得到在出钢工序和钙处理工序的硅铁合金分配量,进而实现夹杂物的精准钙处理改性,如图 3 所示。此技术的优点包括:(1)总的硅铁合金加入量不变,不会增加额外成本;(2)减少甚至取消了钙线的喂入,降低了生产成本;(3)硅铁合金钙处理过程钙的收得率高,而且不会造成钢液的喷溅,因此不会恶化钢液的洁净度。
北京科技大学 2021-04-13
一种深部巷道软弱煤岩松动圈厚度的计算方法及测量装置
本发明公开了一种深部巷道软弱煤岩松动圈厚度的计算方法及应用该方法的测量装置,该算法包括以下步骤:(1)定义测点的初始位置距巷道表面的距离为r,测点的位移为u,所述测点在深部巷道软弱煤岩钻孔中并位于松动圈范围内,构建如下u随r变化的表达式:其中,u0、k1和k2为系数;(2)测量两个以上测点的u随r变化的过程,计算得出k1和k2的值;(3)将得出的k1和k2的值带入如下公式,计算得出深部巷道软弱煤岩松动圈厚度L的值:L=?k2ln(20k2/k1)。本发明计算方法简单、合理,容易实施,而且计算准确度高
安徽建筑大学 2021-01-12
低成本高稳定氮化物荧光材料的制备
最近以来,LED照明以其节能环保等优点,获得了大规模的应用。以氮化物结构陶瓷相关材料(如AlN,Si3N4)为寄出的氧氮化物荧光粉在保持了高温、化学和力学稳定性的基础上,还具有较为优异的光转换性能,赢得了越来越广泛的关注。其中, 有潜力应用在紫外激发的白光LED上的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉不仅具有较高的光量子效率,而且与常用的热淬灭严重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比,具有很高的热稳定性。但是,目前报道的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉的制备方法(如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等, J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275;Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等,Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101)都是采用高纯度氮化物粉体在高温下通过固相反应合成,要求2050℃的高温下,10个大气压的氮气压力,保温4个小时以上获得,粉体还要在保护环境中球磨粉碎由于高温产生的团聚,成本及其高昂,且颗粒尺寸控制困难。探索能够得到高纯度、粒径均匀可控、发光性能好的荧光粉且成本低的合成方法,对于这类新型材料的研究、应用都具有重要意义。 目前, AlN的合成方法主要有以下几种: 铝粉直接氮化法、碳热还原法、气相还原氮化法、裂解法、等离子体法、电弧熔炼法、自蔓延高温合成法、微波合成法,其中前两种方法已经应用于工业化大规模生产。比较而言,铝粉直接氮化法为强放热反应,反应不易控制,反应过程中放出的大量热易使铝形成融块,造成反应不完全,难以制备高纯度、细粒度的产品;碳热还原法制备的氮化铝粉末纯度高、性能稳定、粉末粒度细小均匀、成形和烧结性能良好,但是因为反应物中必须加入稍过量的碳以保证反应完全,这种方法难以避免碳的残留;而气相还原氮化法制得的AlN纯度高、粉末粒度细小均匀并且大大减少了碳的残留。而在制备氮化铝前驱体时溶胶-凝胶法又以成分易分布均匀、颗粒细小胜过固相混合法。我们首次利用柠檬酸做络合剂,通过溶胶凝胶法制备Eu2O3和Al2O3均匀混合的反应前驱体,结合气相还原氮化法的方法来合成AlN:Eu2+荧光粉,如下图。这种制备方法成本低,且具有很强的普适性,可应用于合成其他高纯氮化物应该材料。 该方法解决了生产氮化物荧光材料中需要高纯氮化物作为起始粉料成本高等劣势,利用价格低廉,原料易得的氧化物作为原料,合成出所需的氮化物荧光材料。而且此方法反应活性高,低温下得到颗粒大小均匀,发光稳定可控的发光材料,节约后处理成本。
电子科技大学 2021-04-10
抑制HIF1α稳定性的多肽及其应用
本发明提供了如下(a)或(b)所述的多肽:(a)由CEKYELD所示的氨基酸序列组成的多肽,(b)将(a)限定的氨基酸序列经过多个氨基酸的添加且具有抑制缺氧条件下HIF1α蛋白稳定性的活性的由(a)衍生的多肽。本发明通过体外实验证明了上述多肽对HIF1α稳定性有显著的抑制作用,并能够抑制HIF1α下游基因vegf的表达及产物VEGF的分泌,本发明对治疗缺氧相关的肿瘤及血管新生具备重大潜力。
南开大学 2021-04-10
平板电视机支架稳定性调节机构
本发明涉及一种平板电视机支架稳定性调节机构,其特征是它包括有小臂(2)和大臂(10),小臂(2)一端 与固定在墙面的支撑相连,其另一端连接转轴套(3),转轴套(3)内安装有转轴(8),转轴(8) 上套有轴套(7), 大臂(10)一端连接轴套(7),另一端连接平板电视机的安装面板,在转轴(8)上还套有锁紧螺母(5)和调节垫 (4),锁紧螺母(5)与转轴(8)的螺纹配合连接,调节垫(4)外连接面呈锥形,并位于转轴套(3)端部的台阶孔内, 调节垫(4)内孔与转轴 (8)呈过渡配合。本发明结构简单实用,采用螺旋机构进行调节,配合松紧程度容易 控制,可以很方便地实现电视机在任何位置的稳定。
南京工程学院 2021-04-11
小型化高稳定度光频原子钟
小型化高稳定度光频原子钟是一项结合小体积和高稳定度优点的时频计量科学仪器设备,性能指标超越传统微波原子钟,基于创新性的研究方案,克服了光晶格钟和离子光钟普遍存在的体积庞大、系统复杂的问题,具有巨大的应用前景和产业化能力。该项目已实现基于钙、铷、铯不同原子体系的小型化高稳定度光频原子钟。在钙原子方面,创新性提出热原子能级转移探测方案被国际著名研究单位广泛引用效仿。在铷、铯原子方面,通过与国内科研机构的项目合作,实现了研究成果处于国际先进水平的小型化高稳定度光频原子钟。
北京大学 2021-02-01
低成本高稳定氮化物荧光材料的制备
最近以来,LED照明以其节能环保等优点,获得了大规模的应用。以氮化物结构陶瓷相关材料(如AlN,Si3N4)为寄出的氧氮化物荧光粉在保持了高温、化学和力学稳定性的基础上,还具有较为优异的光转换性能,赢得了越来越广泛的关注。其中, 有潜力应用在紫外激发的白光LED上的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉不仅具有较高的光量子效率,而且与常用的热淬灭严重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比,具有很高的热稳定性。但是,目前报道的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉的制备方法(如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等, J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275;Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等,Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101)都是采用高纯度氮化物粉体在高温下通过固相反应合成,要求2050℃的高温下,10个大气压的氮气压力,保温4个小时以上获得,粉体还要在保护环境中球磨粉碎由于高温产生的团聚,成本及其高昂,且颗粒尺寸控制困难。探索能够得到高纯度、粒径均匀可控、发光性能
电子科技大学 2021-04-10
工业经济稳定发力承压向前
当前,我国经济发展面临需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力,在工业领域尤为凸显。“我们将把稳定工业增长特别是一季度开好局起好步作为当前最重要的任务,采取有力措施,确保工业经济平稳运行和提质升级,为稳定宏观经济大盘、保持经济运行在合理区间发挥压舱石作用。”工信部部长肖亚庆说。
云上高博会 2022-02-14
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