“无冒口铸造成套技术”根据流变铸造和液态模锻原理，对铸件生产工艺与装备进行改造，实现无冒口零缺陷铸造，旨在根除传统铸造冒口大造成巨大的材料消耗和能源浪费的行业共性问题，实现质量与效益双提高。  技术特点: 该成果已经申报了国家专利，技术成熟，处于针对铸件的具体规格范围进行推广应用的阶段，可以提供工艺、工装和设备的一体化成套技术。整体技术处于国际领先水平。   主要技术指标： 工艺出品率：由现在的60-70%左右提高到95～100％；收缩缺陷发生率：小于0.5％；综合质量：比同材质铸件稳定提高10％－20％以上。 应用范围： 其适用于铸钢件、球墨铸铁件和有色合金铸件。也适用于各种铸造轧辊，如整体铸造的铸钢和铸铁轧辊、复合浇注的铸钢和铸铁轧辊、离心铸造的各种铸钢和铸铁轧辊。 该技术适用于新建铸造厂，也适用于已有铸造厂进行工艺技术改造。 

1 成果简介从上世纪 70 年代开始，纤维增强复合材料（ FRP）以其高强、轻质、耐腐蚀等优点，成为土木工程的一种新型结构材料，并逐渐被应用到广泛的工程实践中。轻质高强是 FRP材料最突出的特点。它的强度是钢材的 20~50 倍，但比重只为钢材的四分之一左右。其次，FRP 材料较其他传统材料相比，具有良好的耐腐蚀性，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中抵抗化学腐蚀。此外， FRP 材料还有透电磁波、绝缘、隔热和热涨系数小等诸多优点。如今，FRP 复合材料已列入七大重点发展战略性新兴产业之中的新材料领域，并且已在土木工程领域中的加固补强、维护防腐等诸多方面得到很好的应用。 从 1970 年代开始， FRP 就开始在诸如英国、美国和以色列等国家的桥梁建设中进行尝试应用。九十年代初， FRP 在桥梁建设的应用中不断增加，如美国，日本和瑞士等国。近年来，随着 FRP 在结构工程中被逐渐接受， FRP 在桥梁结构中的应用迅速发展，世界各地有各种结构形式的 FRP 桥梁相继建成，目前已经超过 100 座应用案例，主要集中在欧美、日本以及澳大利亚等国家。FRP 桥梁应用技术所带来的低投入和高回报的特点是外国政府企业近年来热衷于此项技术的根本原因，而 FRP 材料的以下优点也是促进其发展的源动力： （ 1） 预制件制造，架设成本低。因大量采用轻质的 FRP 拉挤成型构件，可大大缩短施工时间和架设与施工时对道路的要求，并为投资者在人力物力上节约大量开支。例如，亚特兰大桥 1 天；纽约州桥 36 小时；莫斯科人行桥 3 小时； Parsons 桥 4 小时。 （ 2） 优良的耐久性。 FRP 材料具有高耐腐蚀性，耐老化和耐疲劳等特征， FRP 桥梁拥有其他桥梁所不具备的超低维护费用，并且使用寿命较其他桥梁更长。因此桥梁的全寿命周期投资成本大大低于其他桥梁。 （ 3） 施工速度快，交通影响小。由于 FRP 桥梁架设速度快，施工周期短，如在国内交通压力较大的城市中使用，可大大降低因施工而造成的道路拥堵的时间，从而大大减少社会成本消耗和社会舆论压力。 （ 4） 资源可持续利用。由于 FRP 桥梁较其他桥梁资源消耗少，并且在生产和建设过程中能源消耗比普通钢材或混凝土少一倍以上，因而可大量降低温室气体排放和对资源的依赖性。从某种程度上讲， FRP 桥梁应用技术是一种符合国家经济建设需求的集节能减排和低资源依赖性技术于一体的高新技术产品。 虽然 FRP 的优点已得到工程研究和应用领域的认可，但第一代的 FRP 结构依然存在着诸多问题，比如高成本，脆性破坏模式，耐火性能差等。消除这些问题的一种有效方法就是将 FRP 材料与传统的建筑材料结合，比如混凝土、钢材。 2003 年前后，清华大学、北京玻璃钢研究设计院、中冶建筑研究总院等单位对高性能 FRP 桥梁开展了有关基础科学问题的研究和设计计算理论与方法的研究下，取得了一定的研究成果，如纤维缠绕桥面板、 FRP-混凝土组合桥面板、 FRP 桥索等。为了填补我国在 FRP 桥应用技术相关领域的空白，在国家科技部的大力支持下，清华大学土木工程系经过多年的理论分析和试验研究，对一系列全FRP 桥梁以及 FRP 组合桥梁体系应用前景进行了充分的论证，开发出一整套适合当前中国桥梁建设条件的 FRP 桥梁应用技术,并已完成两座示范性 FRP 人行桥应用工程。2 应用说明该技术可广泛应用于跨度不大于 50 米的桥梁，特别是在道路压力大的城市路段，交通不便的偏远地区，有高耐腐蚀需求的海岸工程和有特殊施工要求（如不能明火等）的地区等有着极好的投资回报。3 效益分析石家庄 FRP 桥梁应用技术示范桥： FRP #1 和#2 桥，见下图。工程预算略高于普通人行桥梁大约 10%，但在完工时，发现建造费用与普通钢混桥梁大体相当。原因在于预算中过高估算了 FRP 桥梁施工费用。如再将 FRP 桥梁超低维护费和使用寿命长等因素计算在内，FRP 桥梁有着远远超越其他桥梁的高性价比。  上图： 石家庄 1 号 FRP 桥                             上图： 石家庄 2 号 FRP 桥4 合作方式技术服务和技术转让。

溶浸开采是集采矿、选矿、冶金于一体的特殊采矿技术，其基本工艺过程中：将化学试剂或微生物溶液与矿物接触，有选择性溶解、浸出有用矿物，富集并提取浸出液中的目的金属。该技术的主要优势是投资小、成本低、工艺简单、能源消耗小、生产规模可大可小，灵活性强，能够达到低能耗、低排放的目的。在低品位矿石、废石及尾砂“二次资源”开发方面进行了大量卓有成效的工作，研究内容涵盖了可浸性分析、筑堆技术、布液技术、集液技术以及细菌强化浸出技术，尤其是堆中布液技术、排土场强化浸出工艺、尾矿就地浸出、电场强化浸出以及溶浸采矿数值模拟技术，处于国内领先水平。该课题在国家“973”规划、杰出青年基金、国家自然科学基金资助下，在该技术的基础理论与应用开发方面进行了深入系统的研究工作，创造了一系列具有自主知识产权的新工艺、新设备，拥有 3 项国家发明专利。

电弧炉炼钢合理供电技术主要是指在电弧炉炼钢过程中采用合理的供电制度，达到降低冶炼电耗和缩短冶炼通电时问的效果。其基本工艺过程：测量电弧炉供电主回路的基本电气运行参数，进行分析处理后得到电弧炉供电主回路的短路电抗和操作电抗，应用这些电气参数制定合理的电弧炉供电制度。对于电弧炉炼钢而言，选择合适的供电制度极为重要。因为电能占电弧炉炼钢总能量输入的60～70％，合理使用这部分能量将有助于实现电弧炉炼钢的高效化。北京科技大学近年来一直从事大型超高功率电弧炉炼钢合理供电技术的研究工作，在电弧炉炼钢电气运行参数、工作点、供电曲线制定等方面具有扎实的理论基础和实际工作经验。通过对电弧炉电气运行特性的研究，揭示了大型交流超高功率电弧炉炼钢过程中电气运行的基本规律。在对三台150～50t／90～35MVA炼钢电弧炉合理供电的理论研究和生产运行研究的基础上，总结了一整套研究方法和经验，取得了比外商提供的技术更好的运行结果，填补了国内空白，达到了国际先进水平。 本项目的特点在于大功率供电技术和炼钢技术的结合，科技含量高，无需对电弧炉主电路和装备做重大改动，投入少、实施方便、对生产影响小、回报高。本技术可适用于各种容量的交流电弧炉炼钢生产，炉子吨位和变压器容量越大，效果越明显，特别适用于变压器容量大于30MVA的大型超高功率电弧炉。◆经济效益及市场分析 各种容量的交流电弧炉炼钢采用本技术后，平均可节电10—30kWh/t，冶炼通电时间可缩短3min左右。以一座年产钢20万吨的炼钢电弧炉为例进行说明。 （1）技术和装备投入20—40万元 （2）直接经济效益150万元    （3）社会效益    a．年节电300万度    b．对于冶炼时间受制于供电制度的电炉钢厂，电炉炼钢生产率可提高5％左右。年产20万吨的电炉每年可增产l万吨，则年产值增加2000万元，利税增加100万元以上。    本技术具有广阔的推广应用前景，电炉炼钢厂采用本技术后当年即可回收投资，并且能见到效益。

众所周知，硫对大多数钢的性能有多种不良的影响，如硫降低钢的塑性和韧性，影响钢的表面及内部质量。铁水炉外脱硫是钢铁产品生产过程去除硫最为行之有效而又经济的办法。镁基铁水炉外脱硫技术是目前铁水炉外脱硫处理的最新进展，它具有处理温度低(最适合铁水温度)、脱硫效率高、脱硫速率快、单位耗量很小(如吨铁水仅耗0.3～0.8kg镁，这将带来脱硫渣量小、金属损耗低、温降小等一系列好处)、能将硫脱到很低的水平(如达到0.002～0.005％以下的水平)，同时工艺简单、投资相对较少、脱硫效果稳定等优点。它是继苏打或碳酸钠、石灰、碳化钙基脱硫剂后的第四代脱硫技术，也是铁水炉外脱硫处理今后发展的方向。在整个钢铁生产工艺流程中，该技术的应用既可大幅度地降低钢铁生产的成本，又可为生产各种洁净钢提供最基本的技术保障。从某种意义上来说，该技术是优化钢铁生产流程的关键技术之一。因此，具有广阔的应用前景。 镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂或纯镁加入到铁水中，使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据不同钢铁企业的生产条件，选用不同技术路线，如铁水包容量较小的企业可采用喂线技术路线；而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线；中等铁水包容量的企业可根据自身情况决定技术路线。 北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂30t铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水5l0t，耗镁250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从0.075％左右降至0.025％以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本24元／t—iron的结果，开创了小吨位(容量小于30t)、浅熔池(深度小于1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于1999年11月2日受理了该技术的专利申请，专利号为99122342x。 该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。

变压吸附制氧制氮技术是近来发展起来的高心技术。它利用取之不尽的空气作原料，在有电能的条件下，可以源源不断地制取氧气和氮气。具有投资少、成本低、规模灵活、自动化程度高等显著优势，可以广泛用于冶金、化工、医疗、环保等广大领域，市场前景极好。 变压吸附制氧技术作为具有实用价值的技术概念，是70年代提出的。当时开发这一技术是满足对氧气纯度要求不高，用深冷装置气量偏小，而用低温槽车运输气量又不方便的这一类用户的要求。国外真正进入工业应用是80年代初期。我国在70年代末也开始研究，80年代末期进入工业应用。经过近30年的研究开发，进入90年代后，变压吸附装置在降低能耗，降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，使之成为成熟的高新技术。 北京科技大学热能工程系长期开展变压吸附气体分离技术研究，具有相当的研究条件和科研队伍。开发的微型变压吸附医用制氧机已由国家计委中国高新投资集团投资组织批量生产，形成了一定的市场分额。为国家西部开发重大工程——青铁路藏的世界第一隧道——海拔高达5000米风火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地区制氧供氧系统。该系统为风火山隧道工程的顺利进行提供了有利保障。

故障预测与健康管理(Prognostics and Health Management, PHM)是利用先进的传感器技术集成，借助各种算法和智能模型来诊断、预测和监测系统/子系统/设备的健康状态，并根据诊断或预测信息、可用维修资源和使用要求对装备维修活动做出适当决策，从而以最小的投入获得最佳的健康状态。 PHM是一种实施以健康为核心的装备综合管理的技术方法和系统。实现了两个转变：由传统的基于传感器的故障诊断转向基于智能系统的健康状态预测与评估；由事后维修和定期维修转向基于状态的视情维修。主要研究内容包括：飞机液压/环控/供电/蓄电池/作动器等典型机电系统的地面故障诊断与健康预测评估，机载状态监测与诊断推理，飞机机电PHM原型系统，小卫星电源系统在轨寿命预测与运行管理，船舶机电系统综合状态评估与维护维修辅助决策，测试性设计分析与试验验证等。 已在SCI/EI/ISTP检索的国际国内学术刊物和会议上发表论文100多篇，获得国家发明专利10余项。

维修性虚拟仿真与评价技术采用虚拟现实技术应用于维修性的设计、分析、验证与评估。该技术以相似性理论和系统科学为理论基础，综合维修性设计与验证技术、先进仿真技术、人因工程学和系统工程等技术特征，以直观、形象、交互性强等的特点，突破传统依赖实物样机开展维修性设计与验证易造成的周期长、费用高、设计更改困难等缺陷。基于数字样机开展维修性设计与评价工作，在工程应用上可有效将维修性与产品性能进行一体化设计，并在产品设计早期即可并行开展维修性与总体布局设计，技术成熟度高，在航空、航天、兵器、船舶等行业具有广阔的应用前景。

由相变储能技术发展而来的相变温控技术作为一种新兴热控技术越来越受到航天领域的广泛关注。航天器是综合了各个学科的先进技术成果而发展起来的系统工程，其中热控技术是保证航天器正常工作的重要技术。美国国家航空航天局（ＮＡＳＡ）认为航天器的电子设备工作温度范围基本在－１５～５０℃。航天器工作环境都极端恶劣，若其长时间在极端的温度环境下工作会引起电子设备失效。美国空军的一份报告指出由温度引起的电子器件失效率高达５５％，占所有失效因素的一半以上。因此运用先进的热控技术保证航天器的结构部件、仪器设备在空间环境下处于一个合适的温度范围，使航天器在各种可能的情况下均能够正常工作，对于航天领域具有重要意义。物质在吸收或释放能量发生物态变化时，自身温度可保持不变或只发生较小变化。利用物质相变过程的这一特征，以及潜热储能所具有的高储能密度和能量稳定传输等特点，潜热储能已发展成为最具实际应用潜力、应用最多和最重要的储能方式。使用相变材料，再匹配以合适的热交换系统，进行能量储存的技术称为相变储能技术。由相变储能技术发展而来的相变温控技术作为一种新兴热控技术具有设备性能可靠、质量轻、不耗能等优点，更符合航空航天设备的特殊要求，越来越受到人们的广泛关注。

金属醇盐是制备纳米材料的前驱体，主要用于Sol-Gel工艺和VCD工艺制备铁电陶瓷薄膜、传感器材料、电容器材料、高温超导材料、纳米材料特种玻璃材料、计算机储存器材料等功能材料。这些材料是中国的新材料领域的重点开发项目。本技术开发的金属醇盐制备是应用电化学合成、化学物理提纯、分析检测、封装等技术。经过多年的研制，实现了金属醇盐特别是稀有金属的醇盐零突破。目前中国用Sol-Gel工艺制备铁电薄膜、压电薄膜功能材料、传感器薄膜材料正逐渐产业化、商品化，对高纯烷氧基化合物的需求预计可达到工业化生产规模；另外下一代计算机的存储器的开发已接近工业化水平，这使金属醇盐有更大的应用市场。