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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
控制
主机
产品特点 1. 工业级机柜式机箱设计,机箱采用钢结构,有较高的防磁、防尘、防冲击的能力。 2. 15英寸LED液晶显示屏,内置五线工业加固触摸屏,简单易用的触摸屏操控。 3. 工业级专用主板设计,双核两线程超低功耗的嵌入式工业级处理器,处理速度更快,运作性能更强,可以长时期不断电稳定工作。 4. 内置大容量128G SSD固态硬盘,具有抗震动、抗摔、读写速度快、功耗低等特点。 5. 内置6组工业异步传输接口,内置4组通用串行总线,最高480M传输速率。 6. 具有一路短路触发开机运行接口,用于定时驱动开机运行,实现无人值守功能。 7. 支持DHCP,兼容路由器、交换机、网桥网关、Modem、Internet、2G、3G、4G、组播、单播等任意网络结构。
广州市保伦电子有限公司
2021-08-23
智能
控制
实现设备的集中控制,实时全方位的监视用户设备与系统的运行情况和关键参数信息数据,保障设备与系统稳定运行。提供生产流程监控,关键参数数据监测,数据报表,异常事件报警和记录等功能,并支持多平台、多终端数据访问。并对重要数据进行预测维护。实现程序的远程监测调试,实现数据手机推送。
山东矿机华能装备制造有限公司
2021-06-17
复杂条件下破碎围岩巷道深浅支撑层
控制
技术
本成果获教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术进步奖)。采用实验力学方法研究和掌握了在高应力、强流变、强采动影响等复杂条件下巷道破碎围岩岩体峰后软化、峰后剪胀扩容及流变等特性和规律;建立了围岩体力学特征和围岩支护结构体的相互关系。基于复杂条件下巷道破碎围岩的峰后强度软化和剪胀扩容效应,考虑巷道开挖后岩体强度、变形和应力分布特征,建立了复杂条件下软弱破碎巷道围岩的深浅支撑层结构理论;综合考虑围岩强度、应力和变形破坏的区域分布特征,将围岩划分为深浅支撑层结构,分析了深浅支撑层与围岩稳定的关系及深浅支撑层的演化特征和巷道变形破坏特征;掌握了巷道围岩宏观力学结构,确立巷道支护须控制的范围和支护方式确定。自主研发了锚固体流变拉拔试验系统,获得了锚固体流变失稳机理、破坏特征及类型,提出了破碎围岩巷道深浅支撑层流变破坏分析方法、结构特征及支护设计,为锚固支护结构失效诊断、有效控制深浅双支撑线层结构内巷道流变变形及防止失稳提供了依据。形成了基于深浅双支撑层理论的巷道支护设计方法和技术,提出了复杂条件下的巷道变形特征和围岩结构的预测方法、控制措施及巷道需求支护力的计算方法。对于破碎围岩巷道支护时,必须首先确立巷道的围岩赋存状态及围岩结构,分析计算深浅双支撑层结构的存在范围、力学特征和规律,进而确立浅支撑层的位置和所需支护力,一般可以形成以“锚网喷+高预应力 U 型钢桁架锚索+注浆”为核心的复合支护形式。锚杆对浅支撑层补强后,浅支撑层岩体与锚杆形成组合拱式的承载结构,锚索将浅支撑层与深支撑层联合起来共同形成围岩整体承载结构,而锚注再次对围岩进行加固,提高围岩整体强度,改善围岩应力分布状况,使围岩变形协调化、荷载均匀化,对深浅支撑层发挥整体承载能力具有重要作用。
安徽理工大学
2021-04-11
冷鲜鸡质量安全
控制
关键
技术
集成与示范
项目对影响冷鲜鸡质量安全的微生物和生物毒素污染、兽药残留等风险因子,以高通量灵敏检测、全程信息化溯源、标准化控制为抓手,进行了系统设计、研究和集成创新。 主要包括: 1.研发了饲料和冷鲜鸡产品中生物毒素、兽药残留等风险因子高通量快速灵敏的筛查技术。 2.创建了强酸性电解水的新型冷鲜鸡屠宰加工工艺以及冷鲜鸡全过程微生物控制技术体系。 3.开发了基于区块链技术的冷鲜鸡产品信息多平台溯源系统。浙江省技术交易中心组织本领域相关专家对项目进行鉴定,鉴定专家组一致认为,该项目成果已达到国内领先,国际先进水平。 成果应用覆盖浙江省 80%以上冷鲜鸡产量,不仅有效地解决了饲养过程及冷鲜鸡质量安全控制的技术难题,也有效解决了冷鲜鸡微生物污染控制难、保鲜期短的问题。显著提升了我省冷鲜鸡的质量安全水平和消费信心,助推了冷鲜鸡生产企业进行转型升级,对产业的可持续发展具有十分重要的意义。经济、社会和生态效益显著。
浙江大学
2021-05-10
无辅料生活污泥自动
控制
堆肥成套
技术
与设备
本技术成果针对传统污泥堆肥需要添加大量辅料的难题,筛选、培养和生产了专门用于污泥发酵与除 臭兼备的复合菌种,用复合菌种代替辅料,无需添加辅料,节省了辅料成本和辅料占地,缩短了发酵周期(15-20天)30%以上,提高堆肥效率约50%,抑制了恶臭的产生,实现了堆肥过程自动监测和控制。在污泥堆肥领域中,本研究开发的无辅料、高效发酵、无恶臭和自动测控的污泥堆肥技术,取得了重大突破。 本技术成果建立了处理量为30 吨/日的生活污泥堆肥示范工程,整个堆肥生产过程运行成熟稳定,已经稳 定运行一年多时间。
中山大学
2021-04-10
综放开采大面积采空区有害气体
控制
技术
西安科技大学自 2005 年开始对综放开采大面积采空区有害气体控制技术的研究与应用进行研究。该技术经中国煤炭工业协会组织鉴定,认项目整体上达到国际先进水平。成果于 2012 年 9 月获山东省科学技术进步三等奖,该项目申请专利 24 项。该技术有效预防大面积采空区灾害事故,提高采空区密闭的安全可靠性。
西安科技大学
2021-04-11
多天线蜂窝网络的联合预编码与功率
控制
技术
可以量产/n该技术公开了一种基于多小区MISO(Multiple Input Single Output)蜂窝网络的联合预编码与功率控制方法,具体为:首先进行系统初始化,其中包括小区簇用户集分类(分为协作用户集和非协作用户集)和功率划分(功率注水算法确定功率分配参数),对协作用户集和非协作用户集分别采用SUS(Semi-orthogonal User Selection)半正交用户组调度算法进行调度,然后由迫零波束成型算法确定波束矢量进行传输,协作区域采用平均功率分配、非协作区域采用功率注水算法计算
华中科技大学
2021-01-12
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