成果简介在三相交流电弧炉自动控制系统中， 三相电极的升降控制是核心部分， 其作用是快速调节电极位置， 保持恒定的电极电弧长度， 以减少电弧电流的波动， 维持电弧电压和电流的比例恒定， 使输入功率稳定； 本项目利用神经网络智能控制技术对炉电极控制系统， 采用神经网络逆辨识与逆控制策略， 结合 PD 控制， 构成复合控制器， 通过 SIEMENS 的 WinAC 自动化软件， 在工控网和 Profibus 上实现了三相电极电流的实时在线解耦与控制。 并在冶炼过程中， 建立被控对象的神经网络

项目主要是针对汽车制造企业和模具制造企业而开发的一种新技术，可以显著缩短新车型试制和模具开发周期，同时降低成本、减少新产品开发风险，该成果的研制成功为轿车新车型开发和模具试制提供了一种重要的支撑手段，既可以满足中小批量冲压件生产要求，支持200辆样车试制，同时又可以通过实际试冲压和快速反求技术为钢模具加工提供可靠的设计数据和工艺参数。该成果创新性的开发了运

本成果中涉及到的技术包括开发了一种水泥基材料的促硬剂，以及基于该促硬剂的无机保温砂浆制备方法和施工方法。本成果拟转化的无机保温砂浆具有防火性能优异、保温效果良好、施工效率高等优势，可广泛应用于新建建筑物及既有建筑物改造的外墙保温施工。 现有无机保温砂浆最普遍的施工方式为人工抹灰，分多层间断性施工，待第一遍抹灰完全硬化后才可以进行下一遍抹灰，两遍抹灰之间时间间隔一般在24h以上，施工间

等离子体电弧加热器是采用电极放电产生电弧的方法将气体加热到高温状态（几千至上万度高温），可以用来模拟高速飞行器，如飞机、火箭、高超音速导弹、太空探测器等在飞行过程中所承受的高温、高压外部环境，对研究飞行器在特殊太空条件下所使用材料的耐烧蚀性、隔热性能等参数具有重要意义。为了使电弧加热器地面模拟更接近实际飞行器的再入环境，真实地考核再入飞行器防热材料的性能，以便做到精确的防热设计，从而降低飞行器的制造和发射成本，需要高性能的电弧加热器来满足各种地面模拟试验。   技术特点: 容量大、组合灵活，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。 主要技术指标： 电源输出参数为直流3000A/21000V，或6000A/10500V。根据不同电路拓扑组合，方便适用于其他参数要求。   应用范围： 该电源为电弧加热器地面模拟试验系统提供直流电源，适用于管弧加热器、长分段加热器、碟片加热器等，满足了目前国内的绝大部分材料耐热试验供电要求。

广泛应用于汽车、锅炉及装备制造等行业的不锈钢焊管是我国钢铁行业重点发展的高端不锈钢精品深加工产品，其由钢带卷制成管而由钨极氩弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生产过程中会出现咬边和驼峰焊道成形缺陷，成为不锈钢管高效焊接生产的技术“瓶颈”和行业技术发展的堵点、难点。基于此，通过研究揭示不锈钢管TIG焊接生产提速后出现的咬边、驼峰焊道表面成形缺陷形成机理，提出利用辅助TIG电弧对熔池进行热力联合调控抑制高速TIG焊接过程中咬边和驼峰焊道的形成，发明了列置双TIG电弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工艺，将咬边和驼峰焊道缺陷防止在萌芽状态；与单TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解决了焊接高质量和高效率难平衡的问题；开发了钨极烧蚀在线监测系统和不锈钢管在线固溶热处理系统，实现了不锈钢管高效、低能耗、低成本焊接生产，提升了不锈钢焊管行业技术水平。在此基础上，基于相同热力调控理念开发了TIG电弧辅助MIG/MAG电弧高速焊接工艺，焊接速度提高75%。项目累计授权发明专利5件，制定团体标准2项，工信部认定节能技术1项，获中国专利优秀奖等科技奖励6项。项目成果推动和引领不锈钢焊管生产向高效、低能耗方向发展，具有显著的技术优势和应用前景。 （a）工艺原理 （b）列置双TIG电弧和熔池图像 图1 列置双TIG电弧高速焊接工艺原理 （c）铁素体不锈钢焊管 （d）奥氏体不锈钢焊管 图2 不锈钢管列置双TIG电弧高速焊接生产 图3 钨极烧损在线监测系统 图4 奥氏体不锈钢管高速焊接生产过程中在线固溶热处理工艺流程

成果简介高压电网关闭和切断时， 由于电网电压过高会产生强烈的电弧。 高压电弧破坏作用非常大， 轻者减少断路器使用寿命， 重者甚至会烧毁仪器和伤害操作人员。所以在高压断路器中， 灭弧设备是必要的。 纵观现在的灭弧设备， 大多是被动灭弧。 灭弧装置复杂、 成本高， 且效果差异很大。 现在国家电网建设发展速度很快，电压等级越来越高， 需要一个能根本解决电弧的开关； 同时在开关大型电机时由于自感作用电弧也非常大， 同样需要这样一个能根本灭弧的开关。本项目是依据交流电中的特点进行开关动作， 依据

成果与项目的背景及主要用途： 随着现代工业的高速发展，对各种机械设备的表面性能要求越来越高。很多 机械零部件往往因为表面局部的损坏而导致整个零件失效乃至报废。摩擦会导致 大量机械能的损耗，并且磨损是机械零件失效的一个很重要的原因。据统计，工 业化国家有 30%的能源消耗于摩擦。对于一个高度工业化的国家，每年因摩擦磨 124天津大学科技成果选编 损造成的经济损失几乎占到国民经济年产总值的 1-2%。因此，为了提高机械零 件的可靠性，延长其使用寿命，国内外都在提高零件表面性能方面进行了大量的 研究和探索。 表面工程是经表面预处理后，通过表面涂覆，表面改性或者多种表面技术复 合处理，改变固体金属表面或者非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力 状况，从而获得所需要表面性能的系统工程。表面工程的最大优势在于可以用多 种方法制备出优于基体材料性能的表面功能薄层。 技术原理与工艺流程简介： 超音速火焰喷涂是利用丙烷，丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室 内，或者在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流，燃烧焰流速度可达五 马赫(1500m/s)以上，将粉末送进该火焰，可以将喷涂粒子加热至熔化或半熔化 状态，并加速到高达 300-500m/s 的速度，甚至更高的速度，从而获得高结合强 度、致密的高质量的涂层。 1）TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统特点 1、焰流速度达到 2000m/s，火焰功率 100kw 2、径向送粉和轴向送粉一体化设计 3、自动化程度高，稳定性能可靠 4、对冷却水压力实行实时监控，安全可靠 5、直接用丙烷点火，不用外加氢气 6、燃料气可为丙烷或丙烯等燃气，压力为当前国际同类设备一半 2）所制备 WC-12Co 涂层特点 涂层致密、涂层的孔隙率低于 1%。由于涂层内部应力为压应力，涂层厚度 可达五毫米以上。 技术水平及专利与获奖情况： 100 千瓦级 TJ-9100 型 HVA/OF 超音速火焰喷涂系统由天津大学热喷涂实验 室开发研制，是拥有独立“自主知识产权”的新一代热喷涂技术。适用于喷涂制备 耐磨损高硬度 WC-Co、Cr3C2-NiCr 硬质合金涂层和耐腐蚀、耐高温氧化性能优 越的镍基自熔合金涂层。 125天津大学科技成果选编 应用前景分析及效益预测： 热喷涂技术是近年来表面工程中发展十分迅速的一门技术，在表面工程的领 域占有非常重要的地位。热喷涂技术在提高零件表面性能，延长零件使用寿命和 降低维修成本和节约资源等方面有重要的作用。 与常规火焰喷涂不同的是本系统采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量 的燃料并用高压氧气助燃，从而获得了极高速度的燃烧焰流。由于喷涂颗粒以超 音速飞行而撞击到工件表面，因此涂层结合强度、致密度和硬度均非常高。 应用领域：造纸印刷、石油机械、水轮机组、钢铁冶金、电站锅炉等领域 合作方式及条件：面议

本发明公开了一种等离子喷嘴，包括与阴极配合产生等离子体射流的阳极，所述阳极内设有用于流通等离子体射流的喷射通道以及用于向喷射通道注入悬浮液的供料通道，所述阳极内还设有通入雾化气体的气体输入通道，使所述气体输入通道内的压力高于供料通道内的压力，所述气体输入通道与供料通道之间设有使雾化气体注入供料通道泡状雾化悬浮液的连通通道；本发明还公开了一种带有上述喷嘴的喷枪以及喷涂方法；本发明将泡状雾化结构整合在阳极上，结构简单紧凑，等离子体射流内的悬浮液液滴小，分布均匀，提高纳米粒子喷涂效果，且可以在现有的直流等离子喷涂装置进行改造得到，不需要结构更新，改造成本较低。

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室下属等离子喷涂实验室，于93年引进美国90年代最新水平的9M型高能等离子喷涂设备，并拥有相关的涂层性能测试与评价技术手段，针对电力、能源、石油化工等国家大中型企业一些重要设备的关键零部件，由于高温、腐蚀、磨损引起的表面损伤和早期失效问题，通过失效分析、涂层设计和工艺优化，最终采用先进的等离子喷涂技术，有效解决了大型电站

可以量产/n该项目应用先进的反应喷涂表面技术，在金属材料表面制备金属陶瓷涂层，工序简单、经济，获得的金属陶瓷涂层性能优良；通过喷涂Fe-Al-Cr-Ni 合金连接层，使金属陶瓷涂层和金属材料表面产生冶金结合，结合强度高；在失效的汽车零部件和成型模具表面上喷涂三元硼化物基金属陶瓷涂层，实现尺寸的恢复，延长汽车零部件和模具的使用寿命。该成果主要应用在汽车同步器齿环、活塞环、变速器换挡拨叉、汽缸套以及采矿截齿。该成果亦可应用在汽车零部件和成型模具的再制造领域。