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铁合金热熔渣能质协同利用制备矿棉智能装备与技术
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。
北京科技大学 2021-04-13
利用糖蜜、秸秆水解液等廉价糖质原料连续发酵生产丁醇
丁醇是一种重要的化工有机溶剂,也是一种极具潜力的新型生物燃料。本项目从实验室保藏的丙酮丁醇梭菌中筛选出能较好利用糖质原料的菌种Clostridium saccharobutylicum 进行糖蜜、纤维素水解液等糖质原料的丙酮丁醇发酵。以糖蜜为原料,半连续发酵稳定持续 8 d (205 h,26 循环),2 级罐的平均总溶剂为 15.27 g/L,生产强度为 1.05 g/L/h,发酵时间缩短为 21-25 h;在连续发酵中稳定持续160 h,平均总溶剂为12.41 g/L,生产强度为1.24 g/L/h。以玉米秸秆水解液为原料,在 3-L 发酵罐中发酵培养 40 h,总溶剂 16.1 g·L-1,其中丁醇 10.59 g·L-1,发酵强度为 0.40 g·L-1·h-1,生产率为 0.33 g·g-1;采用变温连续发酵持续稳定 269 h,平均总溶剂为 12.28 g·L-1(其中丁醇8.50 g·L-1),发酵强度为 0.429 g·L-1·h-1。
江南大学 2021-04-11
定制化电炉
主要包含SX3系列快速升温电炉(箱式电炉)、SG管式电阻炉、SXT梯度电炉、SST升降式电阻炉、TCL台车式电阻炉、GRK高温熔块炉、SJ井式电阻炉等,有1000、1400、1600、1700℃等不同温度规格,可根据客户要求订做各种尺寸大小。
湘潭市仪器仪表有限公司 2021-02-01
常态化录播
北京文香常态化录播采用一体化机身壁挂设计,内嵌17.3英寸液晶触摸显示屏,具备视音频采集、远程导播、实时录制、网上直播、在线点播、跟踪切换、设备管理、互动教学等多种应用于一体。搭建简单方便,满足多种用户需求,适应多种应用场景。
北京文香信息技术有限公司 2021-02-01
常态化录播
现代中庆常态化录播采用嵌入式架构,支持多路音视频资源录制、保存和上传,满足学校日常教学音视频资源采集、直播和点播需要,支持远程集控管理和巡课督导功能,并可扩展AI模块实现AI考勤、考场异常行为预警等功能。
北京中庆现代技术股份有限公司 2021-02-01
定制化产品
这是一套涵盖小学1—6年级的单元模拟试卷,每个年级包含语文、数学、英语(三年级开始)等主要学科。是我公司为广东省云浮市云城区量身打造的一套教学辅助用书。编写者均为当地一线教学名师,对学科教学有深刻的理解,对当地的学情有深入的研究。经过西南师范大学出版社编辑们“三审三校”的精心加工,该套书成为内容质量和编校质量双高的优秀出版物,对当地教学有很好的指导作用,也值得教育同行们参考。 该套书严格与教材保持同步,充分体现了各学科的教学特点,全面准确地融入了地方教学环境。套书定位于测试卷类,遵循由浅入深,难易结合的理念设置练习。各栏目题型有别、梯度合理、环环相扣,构成了一个完美顺畅、富有逻辑关系的学习链。这种设置既保证了知识的巩固,又兼顾了提高与拓展的需求。同时设置的期中、期末模拟试卷,实现了对知识的融会贯通和综合考查的目的。
重庆五洲世纪文化传媒有限公司 2021-01-22
湿化瓶
江西业力医疗器械有限公司 2021-11-01
桌面虚拟化
一、方案介绍 云之翼桌面虚拟化(yiDesktop)是一套基于自研的桌面传输协议研发的桌面虚拟化解决方案,可将Windows桌面和应用转变为一种按需分配的服务,无论用户在何地点,使用何种设备,yiDesktop都能够随时随地向其交付按需虚拟桌面和应用。 使用云之翼桌面虚拟化,可以让用户随时随地以多种智能设备(PC/平板设备/智能手机/笔记本电脑等)访问自己的桌面,提高工作效率;还可以帮助管理者实现终端桌面环境的集中管理、统一认证和计算资源的弹性分配。 二、方案架构 三、方案优势 高灵活 用户可以使用智能电话、平板电脑和个人笔记本电脑,以及他们选择的任何设备,接入并访问虚拟桌面,大大提高了用户体验灵活性。 低成本 通过将复杂的分布式桌面转变为简单的按需服务式虚拟桌面,yiDesktop可帮助用户摆脱传统计算架构的成本压力和限制。 简化管理 虚拟桌面的集中交付、管理和控制可简化IT 部门的管理工作。 高效率 用户充分利用虚拟工作方式,如远程工作和居家外包,将计算技术无缝地整合到所有人的生活中,提高了工作效率。 高灵敏 可实现快速灵活的虚拟桌面交付,帮助用户快速而高效地适应业务变化。 快速部署 采用一体化交付方式,上线周期缩短80%。 四、支持系统 五、应用场景 教育培训:云之翼桌面虚拟化方案适用于教育培训的学生机房、图书馆、多媒体教室及教师办公等多种场景,灵活定制适应不同场景的桌面环境。 客服中心:客服中心通常对外提供7*24咨询服务,采用云之翼桌面虚拟化技术,具有低能耗、低成本、无噪音、高效率等特性,改善工作环境的同时保证了业务的连续高效性。 企业办公:云之翼桌面虚拟化方案将企业的各种业务系统、应用程序、业务数据集中起来,整合为统一的企业应用、数据管理和交付平台,并利用虚拟化桌面统一发布,无论什么终端设备或网络传输手段,都可以支持,具备很高的安全性,也规避了复杂的兼容性问题。 整合资源:提高IT资源(包括软件和硬件)使用效率,节能低碳。用户桌面全部集中到服务器端并实现了虚拟化,管理员对用户所需占用的资源可随时监控并根据使用情况动态调配,最大限度的提升了资源来满足更多的用户需求,在节约能源方面也有显著效果。
湖南云之翼软件有限公司 2022-09-07
存储虚拟化
一、技术背景 近年来,随着企业数据的迅速膨胀,存储业务响应要求越来越快,如何找到一个有效且高效的存储解决方案已经成为业界 IT 管理员们共同面临的巨大挑战。针对大量计算和存储需求的爆发式增长,虚拟化和存储基础架构必须能够提供足够弹性以及足够性能的业务支撑能力。 二、产品介绍 云之翼存储虚拟化(yiSAN)为用户提供了一款超融合、弹性配置以及可横向扩展的超融合解决方案。通过存储虚拟化技术,将物理设备上的计算和存储资源融合为一个统一的资源池,并在此资源池上提供了更为弹性存储特性以支持各类虚拟化场景的使用。云之翼存储虚拟化可在多种虚拟化平台上进行混杂部署,在同一套硬件设备上,融合了弹性计算能力及软件定义存储能力。充分利用硬件资源,实现存储计算资源的统一弹性管理,进一步降低用户的 IT 投资。 云之翼存储虚拟化场景应用: 多虚拟化平台融合 多存储架构融合 多存储介质融合 多级数据安全策略融合 多数据服务融合 三、产品架构 四、功能优势 简化软件定义基础架构 云之翼存储虚拟化将每台虚拟服务器的本地磁盘整合成一个统一的虚拟存储资源池,不仅简化了传统基础架构的复杂性,同时也避免性能瓶颈,使得整个基础架构更加易于扩展。 更加简化的弹性扩展方案 云之翼存储虚拟化整合虚拟服务器本地硬盘,当一台新的节点加入集群时,不仅存储容量增加,计算资源与存储性能都能得到同步提升。 简化应用程序的使用模式 云之翼存储虚拟化采用软件定义存储的方式,允许IT管理员在超融合存储集群中,再额外规划出一个甚至多个虚拟存储器供应用程序进行数据访问。 更为简化的数据保护方案 云之翼存储虚拟化提供了內建的数据保护机制、数据副本机制、异地数据备份等多种数据保护方案。 更低的总体拥有成本 云之翼存储虚拟化简化基础架构,节省大量的网络带宽以及管理成本。通过整合虚拟服务器中的本地硬盘,降低了部署和管理外部共用存储资源的成本。 多租户存储服务  云之翼存储虚拟化提供多租户数据隔离能力,可为不同租户提供逻辑上独立的计算和存储资源池。 实时副本及自我修复 云之翼存储虚拟化实时副本及自我修复功能不但减少管理者的负担,更可以大幅提高整体 SLA 确保数据不会因为连续的硬件故障而丢失。 数据实时压缩及去重 云之翼存储虚拟化支持实时的数据压缩及去重,可以有效增加存储空间使用率,使某些应用在虚拟化上可以达到 3~5x 的存储空间效益。
湖南云之翼软件有限公司 2022-09-07
显卡虚拟化
一、技术背景 随着云桌面的普及,人们不再满足于将云桌面仅仅用于日常办公,处理简单的文字或浏览网页,专业3D软件、Win10等高端应用场景也需要云桌面来支撑,而在这些应用场景中,GPU是不可或缺的。云桌面的应用体验要与高端PC无差别,这才是用户的心声。如何才能满足用户对高性能云桌面的需求,GPU虚拟化由此应用而生。 二、技术介绍 vGPU,即真正意义上的GPU虚拟化方案,就是将一块GPU卡的计算能力进行切片,分成多个逻辑上虚拟的GPU,以vGPU为单位分配GPU的计算能力,并将单块GPU卡分配给多台虚拟机使用,使得虚拟机能够运行3D软件、播放高清视频等,极大地提升了用户体验。真正实现了GPU资源的按需分配,实现3D虚拟化的全场景交付。同时大大降低图形图像用户的使用成本以及提高数据的处理效率和数据安全性。 三、技术架构 四、技术优势 按需交付GPU 根据不同场景应用需求交付GPU,避免GPU资源闲置或不足,从而降低成本。 良好的3D用户体验 可兼容各种不同行业、不同场景的3D软件,为用户提供良好的3D效果体验。 提高数据安全性 借助虚拟化及VGPU,可实现了对 3D 应用程序和大型数据集安全的远程访问,且无需牺牲性能。 实现虚拟机实时迁移 可将正在运行的虚拟机从一台物理服务器移动到另一台物理服务器,从而将停机时间降至最低,并且不会丢失数据。
湖南云之翼软件有限公司 2022-09-07
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