铁合金行业作为钢铁行业重要的子行业之一，2017 年产量总量为 3288.7 万吨。铁合金行业蓬勃发展为社会带来巨大经济效益的同时，也产生了大量的工业固体废弃物。在冶炼合金时，每生产 1t 合金通常会产生 1.2-1.3t 的热熔渣。热熔渣的随意排放不仅占用了宝贵的土地资源，产生热能资源的浪费，还对周围的生态环境和人体健康造成一定的潜在威胁。因此，在中国特色循环经济背景下，铁合金行业闭环环节关键设备与技术的研发与产业化迫在眉睫。 青岛青力环保设备有限公司、北京科技大学和宁夏吉元君泰新材料科技有限公司结合铁合金产业闭环环节的热质废渣处理和资源化问题，研究铁合金渣的物理化学特性，在工业生产中充分利用熔融态铁合金渣的显热，热熔渣经过调质后达到预期的“修正酸度系数”可直接生产优质岩（矿）棉，其能源消耗将大大降低。相对于冷料工艺，此工艺避开了冷料工艺中先冷却再熔融的弊端，可以充分利用热熔渣的显热实现能源的最合理利用，极大地降低了生产成本，相比于其他高炉热熔渣制棉工艺，经过优化调质可生产出优质岩（矿）棉产品，达到《建筑外墙保温用岩棉制品》的国家标准。在岩（矿）棉生产线设备方面也进行了一系列的改进和创新，并研发了岩（矿）棉自动生产线电控系统，通过物联终端的网口通功能将可编程序控制器（PLC）和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中，实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程，进而实现对生产线的远程控制、故障诊断、远程故障排除等远程监控运维，使设备更加高效，产品更加稳定，企业具有更强的市场竞争力。本项目所建成的铁合金热熔渣生产岩（矿）棉工艺主要由调质电炉、离心机、集棉机、集粒机、摆锤、成型机、固化炉、切割机及产品包装等设备组成。目前国内在使用铁合金热渣成棉的热渣类型主要为硅锰合金热渣和镍铁合金热渣。转运方式主要是汽车运输、电瓶车运输和火车运输。 在生产中对每一批次（2-3 个月内冶炼原料和工艺保持不变）的铁合金热熔渣预先进行物理化学基本特性分析，即时优化调质料配比。调质电炉的主要作用是储存熔融态铁合金渣，保证流股的稳定性和均匀性，铁合金热熔渣流入调质电炉，依托最优调质配比进行调质并均质化（电弧均化与底部氮气喷枪均化），调整其修正酸度系数，在热均匀性和化学均匀性上使熔体达到成纤标准。 2、核心装备技术的设计 （一）调质电炉核心设计： 1、调质电炉为直接加热式三相交流电弧炉，电弧发生在专用电极棒和液态热熔渣之间，热熔渣和调质料直接受到电弧热加热并进行均化。除了电弧均化，为了加强热熔渣与调质料的调质反应过程，使最终热熔渣温度和成分均匀，在电弧炉炉底部加装氮气喷枪。 2、炉体设有一个密闭接渣口，通过密闭溜槽使热渣缓慢流入炉体内，接渣时需手动打开进渣口门。 3、炉体一侧出渣口设一个手动水冷铜出渣门用来控制流量的大小，另一侧设一个出铁口，用来放出炉底沉淀残铁。 4、特殊配制的耐材。 5、电炉变压器为电弧炉专用变压器，采用有载电动调压，低压二次侧采用铜排顶出线，外封口。变压器油水冷却器采用强油循环水冷却器。 6、电极升降自动控制系统由西门子S7-200型PLC来完成。将三相电弧电压、电流信号通过信号转换电路变成 0-5V 标准信号送入 PLC 模拟量输入模块，PLC根据采集的电流、电压信号、变压器档位及给定值等信号，按照功率控制的原理进行运算处理及逻辑判断后，将结果通过 PLC 模拟量输出模块控制液压系统电极升降阀（派克比例阀 3 用 1 备），对电极升降进行自动调节，当一路出现故障时可以手动切换，从而控制输入到炉内的电弧功率，以满足冶炼工艺的要求。在自动控制过程中，随时可通过按键来增加或减少给定信号，在运行过程中，随时可以手动控制电极升降。 （二）离心机核心设计： 热渣用离心机不同于冷料用离心机，为更好使用各种类型的热渣，经过几年的理论与实践生产，设计并制作出专用的热渣离心机： （1）主轴采用多级弹性支撑，减震效果好，支撑强度大，长期使用稳定性好，大大提高了轴承的使用寿命，比传统离心机的轴承使用寿命提高 30-40%。 （2）不同的坐标位置，使成纤率提高 5-10%。 （3）离心辊头采用 316L 多层堆焊，辊头使用寿命延长 72-120 小时。 （4）可调胶环，分别计量控制精确供胶，中心喷胶与外围喷胶相结合，使喷胶更均匀，节胶、高质，有效减少花棉的出现。 （5）整体风环结构有区别的导流片设计。 （6）辊头采用开式或闭式冷却方式，轴承采用压缩空气油气雾化技术，既可对轴承充分润滑，又对轴承起冷却作用，从而大大提高了主轴轴承的使用寿命。 （三）鼓式集棉机核心设计： （1）集棉机采用转鼓式，直径 5 米，总宽度 2.8 米，网板有效宽度 2.4 米，线速度可达 100 米/分钟，从而保证了一次棉在网板上分布得更薄更均匀（小于350g/㎡）从而保证了制棉的质量。 （2）由于转鼓的两端支撑在大型回转支撑上，并有良好的润滑，故其使用寿命非常长（几年至十几年），大大减少了设备的维修量。 （3）网板采用长条孔结构，通透率大于 48%，从而减少了负压风机的功率消耗，增加了成纤率。 （4）集棉机内配备刮板机、螺旋输送机、高压水清洗装置，保证了集棉机长期稳定运行。 （四）摆锤的核心设计： 摆锤目前主要分弧摆和平摆。国内岩（矿）棉厂基本上都是弧摆，优点是结构简单维修方便，缺点是岩棉板容重不均匀；国外岩棉厂有的采用平摆，优点是岩棉板容重均匀性一致，提高了产品质量，缺点是结构复杂维护麻烦。我们特殊设计的摆锤形式为似平摆，结构简单维修同样简单方便，岩棉板容重均匀性基本达到 95%以上，而弧摆形式的容重均匀性为 80-85%。 （五）固化炉核心设计： 固化炉接受加压机输送过来的棉毡经固化炉上下网版输送、加压、烘干，使棉毡里的粘结剂在运行过程中连续固化，以形成一定厚度、容重的岩棉板。固化炉上下网板为单独驱动同步运行。固化炉内分为四个加热区，外配 4 台热风炉由天然气燃烧机产生热风循环加热，并将熔化系统的低温换热器产生的热风送至热风炉以降低天然气的消耗量，使产品固化能耗降低、效率提高。固化炉烘烤需要天然气和煤气，而许多热渣厂家有高炉煤气或矿热炉煤气，所以热渣制棉生产比冷料工艺生产可节省此天然气费用，大幅降低了生产成本。 （六）冷却、切割系统核心设计： 冷却切割系统主要由五部分组成：冷却、纵切、废边回收、切条、横切。 纵切：三套刀具，可随时升降。 碎边机：独立碎边，配备碎边回收风机，安全可靠。 切条机：一用一备共 2 套，可随时升降切换使用。 横切：由于生产线是连续不停的运行，但产品要求定长切割，因此横切（飞锯）必须与生产线同步。我们采用多台伺服电机，配以运动控制器，使横切动作运动瞬时跟踪整个生产线的速度，即使在切割过程中也可以做到，从而保证了切割精度在+2.5mm 以内。 (七)智能云平台系统是我们研发的岩（矿）棉自动生产线电控系统，由中央控制、加配料、富氧、温控、成纤、集布棉、打褶打压、固化、切割、制胶等 10 大电控系统组成，它完成岩（矿）棉从原料熔化开始，到切割成成品为止的全部生产过程控制。各子控制系统通过中央控制系统统一协调，采用“主站-从站”结构，分散集中控制（DCS）,主站采用了西门子公司生产的 S7-1500 系列可编程序控制器（PLC），从站采用了西门子公司生产的S7-200 Smart系列可编程序控制器（PLC），系统各部分的联系，仅用一根 TCP/IP 总线，方便地组成工业以太网，并配以计算机和西门子专用界面软件 WinCC，可图文并茂的设定、显示、传送、查询和打印各从站的数据。通过在设备的中央控制系统配套天启物联终端云 BOX TN-605 以及高速的 4G运营商网络实现与远程运维服务平台的数据连接。通过物联终端的网口通功能将PLC 和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中，实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程，进而实现对设备的远程控制功能。远程运维服务平台通过网口通、串口通软件可以实现设备的全方位监控云服务。通过对现场设备的实时状态监测、远程启停控制、设备报警通知、设备地图管理、微信端监控等功能，实现在任何时间、任何地点实时查询设备最新状态、设备参数和变量的实时变化，了解设备状态、参数和变量的变化趋势，并获得针对这些变化趋势的统计分析等。 另外运维平台的数据归档服务功能，可实现对用户设备数据的定期分类归档。用户根据平台采集归档的海量数据，对设备相关数据进行大数据分析，定义出触发器条件。另外，平台在云端提供了一个强大的计算引擎，可以实时计算设备当前状态、变量和参数是否符合触发条件，同时对符合触发条件的情况触发事件报警。这一功能使得产品生产处于实时预警、可查可控的状态，对于提高岩（矿）棉生产率和合格率效果明显。 (八) 熔体流量自动控制系统 虽然电炉上已安排液压（或电动）水冷闸板阀用于控制流股的稳定性，但由于需定期加入熔渣，电炉液面还有一定的波动，从而造成流股的不稳定性。另外，液位高度变化、组成成分的波动，都会对熔体粘度发生影响，造成流股波动，无法保证制品的稳定性。我们开发了熔体流量自动控制系统，利用安装在成型机下面的自动称重系统来捕捉流股的变化。通过 PLC 控制系统，采用计算机程序运算，对整个生产线的速度进行 PID 调节，从而保证产品容重的波动在极小的范围内，容重控制在±5%以内（国家标准容重范围在±10%），保证了产品质量，降低了生产成本。 3、典型铁合金热熔渣生产优质岩（矿）棉调质技术研究 大量研究利用硅锰、镍铁等典型铁合金废渣为原料，将熔体采用高速离心喷吹等工艺制成的丝状无机纤维，制成矿棉。这种矿棉与目前广泛应用的岩棉相比，在酸度系数、耐水性、耐火性、耐腐蚀性以及纤维长度等方面还有很大差距，矿棉的性能还不能满足建筑外墙用保温材料的标准要求。由于矿棉原料成份与岩棉原料不同，通常对热熔渣进行调质处理，添加硅石等调质剂，尝试的效果不十分理想。在高温热熔渣调质过程存在熔渣难与调质剂混合，并产生降温造成熔渣黏度高，难以达到硅酸盐体系的成丝要求，严重影响了矿棉生产和成丝质量，制约了铁合金渣的利用，造成了铁合金生产的环保压力。我们针对上述已有技术存在的不足，创新研发了一种能快速形成硅酸盐系的调质方法：以新的修正酸度系数 Mk*=1.6 为标准，这样最终的酸度系数 Mk 在1.7-1.9 之间。将铁合金热熔渣浇入调质炉，电极加热（电弧均化）产生一定的流动性，炉底部喷枪喷入氮气，促进与加入的调质料（热料或小球状冷料或粉料）充分混合，保证了快速形成硅酸盐体系，并通过调质电炉升温保温再均化等，得到熔体温度合适、黏度适宜、成分符合吹棉要求的熔渣，解决了熔渣难与调质料混合并产生降温的问题，达到了高质量矿棉的性能标准，实现了对矿产资源的节约以及铁合金废渣更好的利用。利用铁合金渣生产矿棉的调质方法，调制出的熔渣流体的修正酸度系数 Mk*为 1.5-1.6，温度 1360-1460°C，黏度 14-6 Pa·s。将调质好的熔体通过离心喷吹制成岩（矿）棉，其岩（矿）棉纤维可达到《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2007，岩（矿）棉板可达到《建筑外墙外保温用岩棉制品》GB/T25975-2010 性能要求。通过大量实验得出结论：用高硅低铝高钙调质料对硅锰渣进行调质最为适宜，用高硅高铝低钙调质料对镍铁渣进行调质最为适宜。

微弧复合处理（Micro-arc Composite Ceramic，MCC）技术将不需前处理的微弧氧化与静态防护性能优异的有机物涂装技术相结合，在铝、镁合金表面制备具有高性能、多用途的陶瓷有机复合涂层，性能明显优于单一微弧氧化或传统涂装工艺。研究团队近年来承担了科技部“十五”科技攻关计划项目、国家科技攻关计划引导项目、国家高技术研究发展计划(863计划)项目、科技部“十一五”科技支撑计划项目及科技部国际合作计划等项目。微弧复合处理工艺简单、环保、无排放，处理效率高，涂层综合性能优异，以及对材料的适应性强（复杂构件或深孔管件）等优点，开发的设备运行稳定，已成为业界认可的铝、镁合金“环保型”表面处理技术，由在机械、汽车、国防、电子、航天、航空及建筑等领域有着极其广泛的应用前景。

病毒的同源性包括基因组核苷酸序列的同源，也包括蛋白质氨基酸序列的同源。在序列比对方面，穿山甲冠状病毒与新冠病毒在氨基酸序列同源性方面超过90%的相似度。对于药物筛选来说，蛋白质氨基酸序列的同源性越高，意味着病毒生命活动的方式越相近，可以形象地理解为，两个病毒的“行为方式”非常一致。这种“行为方式”与新冠病毒极为相似的病毒，能不能替代新冠病毒用于药物筛选呢？童贻刚敏锐地意识到：如果可以，那么“筛药”工作将在针对新冠病毒的同时，也保障了实验的安全性，筛药工作将走出高安全等级实验室，走进普通P2实验室。

通过一套加热装置，在现有的数控型钢联合生产线设备上，实现对Q420高强钢工件的自动加热和冲孔，以期达到提高生产效率的目的。项目研究创新了高强、厚板、小孔冲裁的加工工艺；确定了温度对高强钢强度、塑性、韧性指标的影响程度。该项目采用冲技术进行冲孔，实现了无裂纹冲裁，保证了孔周围组织的稳定，可生产出合格产品。◆经济效益及市场分析 应用领域是输电线路杆塔加工。随着国家节能减排目标的实施，高强度级别的高强钢在输电铁塔上的应用越来越广泛，所占比例越来越重，500kV以上线路铁塔中，Q420高强钢所占比重高达50%以上。而Q420高强钢在常温下冲孔很难保证孔径周围材质的稳定，因此铁塔设计要求Q420高强钢常温下加工必须钻孔。但钻孔效率低，严重制约了生产厂家的铁塔产量。因此该成果为杆塔生产厂家加工Q420或以上强度级别的高强钢提供了一项高效率的制孔技术。

2020年9月10日，在西安煤矿机械厂，成功进行了采用120T数字液压缸驱动1480D采煤机截割滚筒摇臂的工业应用试验，此次试验是我国数字液压缸技术在煤矿开采设备上的首次成功工业应用试验。 120T数字液压缸是一种高度集成化的新型数字液压缸，最大出力达到1220kN，负载质量高达200T，定位精度达到0.05mm。伺服阀等7个阀高度集成于一个阀块内，采用折返结构、非对称阀控非对称缸及3齿轮的反馈机构，整体结构设计合理紧凑，克服了现有数字液压缸的诸多缺点，尤其适用于采煤机等空间受限、环境恶劣的场合。能实现精确位置控制、抗污能力强、管路结构简单及直接计算机控制。是矿山开采设备实现智能化和自动化所必需的驱动元件。

提高桥梁缆索用钢丝的强度可有效减少材料用量、降低缆索自重，从而大幅 度降低大型桥梁工程的建设总投入。目前，桥梁缆索用钢丝主要依靠冷拔变形强 化，采用添加合金和提提高桥梁缆索用钢丝的强度可有效减少材料用量、降低缆索自重，从而大幅度降低大型桥梁工程的建设总投入。目前，桥梁缆索用钢丝主要依靠冷拔变形强化，采用添加合金和提高冷拔变形量来提高强度，工艺要求严格，对设备负荷要求较高，国外采用该工艺生产的钢丝最高强度级别约为 2000MPa，但进一步提高强度面临技术瓶颈。本项目基于钢中马氏体相变原理的新发现提出采用相变强化以提高桥梁缆索用钢丝强度的新思路，实验室已研制出强度 2400MPa 以上的高强度钢丝，强韧性显著优于目前商业化冷拔钢丝。高冷拔变形量来提高强度，工艺要求严格，对设备负荷要 求较高，国外采用该工艺生产的钢丝最高强度级别约为 2000MPa，但进一步提高 强度面临技术瓶颈。本项目基于钢中马氏体相变原理的新发现提出采用相变强化 以提高桥梁缆索用钢丝强度的新思路，实验室已研制出强度 2400MPa 以上的高强 度钢丝，强韧性显著优于目前商业化冷拔钢丝。

本项目针对现行碳热还原工艺存在的不足，提供一种实用用微波还原弱磁性铁矿物制取铁精矿的方法，它无需用碳作为还原剂和热源，因而没有碳的消耗和由此产生的CO2对环境的污染，生产成本低，特别适于铁品位为15～45%的难选低品位红铁矿和含铁工业废料中弱磁性铁矿物的磁化改性，再用弱磁选机磁选获得高品质铁精矿。 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是： 利用微波具有通过物体内部原子和分子发生高速振动的方式，选择性加热能够吸收微波的矿物之特点，以微波场中升温极快的铁粉或铁泥代替碳作为还原剂，铁粉或铁泥同时也是促进剂，通过微波磁化还原焙烧，使难选低品位红铁矿和含铁工业废料中的弱磁性铁矿物还原为磁铁矿，再用弱磁选机磁选获得高品质合格铁精矿。  与传统的碳热还原技术相比，本发明的有益效果在于： （1）用废铁粉或铁泥作还原剂，用弱磁选可将其作为铁精矿回收，可变废为宝，没有还原剂的消耗、过程清洁、成本大幅度降低；而且由于铁粉或铁泥在微波场中升温极快，对高温还原反应具有促进作用。 （2）由于微波仅选择性加热铁矿物，导致铁矿物和脉石矿物热膨胀系数不同，在晶格间应力的作用下，铁矿物更容易在晶界断裂单体解离，有利于后续的磁选回收富集。 （3）微波焙烧不仅可降低磁化还原反应的活化能，而且因其可选择性地加热铁矿物，不需要象碳热还原那样将整个物料加热至600～800℃的高温，还原反应效率高，可显著降低过程所需的能耗。实验表明：将同样二份1kg的红铁矿粉，一份用焦炭作还原剂，在4kw的马弗炉中还原焙烧，另一份用废铁粉作还原剂，在频率2450MHz、功率1.3kw的微波炉中还原焙烧6分钟，还原剂加入量均为处理物料的20%，后者在6分钟内可将98%的弱磁性铁矿物还原为强磁性的磁铁矿,而前者50分钟内弱磁性铁矿物的还原率不到60%，本发明所处理的弱磁性铁矿物物料含铁品位为15～45%，得到的铁精矿其铁品位大于60%，回收率大于80%。（4）突破传统工艺处理贫、细、杂难选红铁矿和含铁工业废料成本高、效率低的瓶颈，使目前传统工艺难以处理的大量铁矿资源得到回收和利用。

军舰、轮船、航母等大型船只由于海水的腐蚀以及海洋微生物的附着，船舶外壁钢板需要定期除锈，传统的除锈工艺是由人工手持喷枪进行高空作业，工人劳动强度较大，且产生大量粉尘严重污染周边环境。 针对上述问题研制了爬壁式船舶喷砂除锈机器人，设备分为爬壁机器人、喷砂及回收撬装和空压机三部分，爬壁机器人作为喷枪载体，代替人工到高空进行除锈作业。人工在地面操作遥控器操控爬壁机器人，也可以提前设计好路线全自动除锈。除锈后产生的废料和粉尘限制在防尘罩内，经回收管路吸入分离器，分离出的大颗粒砂料落入喷砂罐内重新利用；不可利用的小颗粒粉尘经管道进入滤筒过滤器，灰尘沉入储尘箱，达标后的空气排出。 本设备具有以下优点：无粉尘及噪声污染，绿色环保；磨料可循环利用，节约磨料成本；吸附力强，可进行负角度行走；除锈效率高，是人工除锈的2-3倍；无线遥控，方便安全。

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