项目来源及背景 工业的高速发展带来了物质上的富足、人们生活水平的提高，但同时也对自然环境产生了强烈的扰动，生态指标恶化，对人类生存与健康构成威胁。其中水资源短缺形势更加严峻，世界上已有43个国家和地区缺水(占总面积的60％)，约20亿人用水紧张，10亿人饮用超标水。水体污染明显加重，水资源短缺形势严峻，生态指标逐渐恶化。在20世纪世界人口增加了近3倍，淡水消耗量增加了6倍，其中工业用水增加了26倍，而水资源总量基本保持不变，结果使得人均占有水量急剧下降， 20世纪末人均占有水量减至20世纪初的1/18。正如联合国环境规划署前署长穆斯塔法·拉尔巴所说的那样，水资源短缺将成为21世纪最关键的问题。 钢铁工业属高耗水，高污染的行业，据统计，2004年取水量约为34亿m3，2006年外排废水占全国工业废水的10%。如不采用更加有效的措施，将制约钢产量的进一步扩大（而2006年钢产量突破4亿吨），制约钢铁工业的发展。钢铁工业要实现可持续发展，必须从战略高度出发，节约用水，提高水资源利用效率。 以往，我国工业发展沿袭了发达国家的工业发展模式，尽管经济取得了很大的进步，但是“高投入、高消耗、高污染”的经济发展模式却导致了环境质量的恶化，其中水环境的恶化尤为明显。我国的水环境当前存在的主要问题有三个：一是水资源短缺；二是水污染；三是用水的极大浪费。 多年来，钢铁工业都是从末端治理的角度来处理废水，即污水处理达标后排放，甚至到目前仍有很多企业只看经济效益，未达标即排放，对生态环境造成了不可挽回的影响。随着经济的飞速发展，钢铁企业的大干快上，钢铁工业的废水排放量还要增加，水资源短缺和水质恶化已成为制约钢铁工业发展、破坏生态环境、影响人们生活和身体健康的突出问题。在现有水资源严重短缺的形势下，如果我们既想保持钢铁工业的高速发展，又想节约水资源，把生产对环境的影响降低到最低限度，那我们只有在同样多的，甚至更少的水资源的基础上获得更多的产品和服务。因此，钢铁工业必须从战略高度出发，开发潜力，节约用水。 我国本属资源性缺水国家，长期的重效益、轻环保使得随经济的高速发展带来的后患越来越凸现出来，为此，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间：单位国内生产总值能耗降低20%左右；主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）：第二重点领域“水和矿产资源”中的第七优先主题综合节水提出了“重点研究开发工业用水循环利用技术和节水型生产工艺”；第五重点领域“制造业”提出的发展思路是积极发展绿色制造，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。 本项目以工业生态学理论为依据，提出“钢铁工业用水生态化治理”这一概念，指出钢铁工业用水生态化治理就是遵从循环经济的3R原则，在企业（分厂）内部、企业（分厂）之间及社会三个层面进行研究，将源头减量化、过程再循环及末端治理再利用结合起来，以整体性原理为指导，在生态系统水平上进行污水的治理与回用，实现钢铁工业水资源利用的“最大化”、污染物排放的“最小化”。这是实现钢铁工业生态化转向的必然选择，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必经之路。 项目基本工艺、技术特点及技术指标 （1）项目基本工艺及关键技术 在现有条件下，根据可靠性原则，开发使用绿色环保型水处理药剂。 高效、绿色的阻垢、缓蚀剂 低毒、高效复合絮凝剂 采用絮凝——生物滤料吸附技术，以废治废，高效除油，回收油品。 应用水夹点技术，辅以高效、绿色水处理技术，合理串接，最大限度地利用二次水资源，实现钢铁工业用水的“生态化”治理。 （2）技术特点 引入生态化治理新思路，对钢铁工业用水实行从摇篮到坟墓整个生命周期的控制； 高效、绿色阻垢缓蚀技术处理循环冷却水，在提高浓缩倍数，降低新水消耗的同时，最大限度地避免传统技术所带来的二次污染问题； 高效絮凝配合高效阻垢缓蚀技术处理钢铁工业浊环水，实现100%回用； 应用高效絮凝——生物吸附过滤技术处理并回用钢铁行业中的含油废水，改善处理效果实现无废水排放，同时回收油品，一举多得； 将水夹点技术应用于钢铁工业水处理与回用过程中，采用循环链接技术，逐级合理串接回用二次水源以达到钢铁工业用水的“生态化”治理。 （3）技术指标 确定合理浓缩倍数值为3.0～4.0，对于易实现废水合理串接与回用系统按下限控制； 工业水重复利用率≥98%； 吨钢新水耗量减少10%～30%； 废水外派量减少10%～30%； 废水处理率100%； 废水处理废水达标率100%； 废水外排废水达标率100%。

“高精度冷拔钢管”是将热轧无缝钢管或直缝焊管通过液压拔机和独特的变形工艺（模具）生产的一种无切屑、冷加工的精密管材。该精密管材可直接或微量珩磨后用作液压、气动缸筒管。这项冷拔技术可取代传统的用热轧无缝钢管切削加工液压缸筒的生产方法。 到目前为止，已在全国七个省市推广应用，取得巨大的经济效益和社会效益。 “高精度冷拔钢管新技术”被国家科技部列入了“国家科技成果重点推广计划”。 与传统的切削加工液压缸筒方法相比,新技术具有以下优点：(1)金属利用率由45～60％提高到95％以上,(2)成品率接近100％,(3)材料强度提高40～60％，(4)生产效率一般提高几十倍以上。 成果水平   ： 国内首创，产品达到国际标准。 专利号     ： CN87216006

建筑物基础的沉降与失稳一直是困扰工程界的重大技术难题，长期得不到有效解决，此类问题一般都是采用工程桩、树根桩、搅拌桩等常规手段加以处治，但其工艺复杂、效果一般且造价高。从 1998 年起，本项目组结合具体的工程，从设计入手，创造性地提出了一项加固沉降基础的有效技术——复合式锚杆桩地基加固技术，该项技术将传统意义上的锚杆垂直布置形成群桩效应，取代了昂贵的工程桩并获得更好的工程效果。

由北京科技大学机械和信息两学院与东北轻合金加工厂联合开发的高速高精轧制工艺和控制技术已经在东北轻合金加工厂1350mm粗中和中精两台铝箔机组上成功应用多年。比国内同类型轧机(无板形仪)的轧制速度普遍水平高50％左右，达到1，2道次为600～700m/min；3，4道次为750～900m/min；5道次达800－1100m/min；6道次达450～600m/min。成卷铝箔厚差85％以上在±3％以内，90％以上在±5％以内。成品率可达80％以上、铝箔表面没有振痕，在线板形良好。经有色金属总公司鉴定，达同类产品国际先进水平，获两个部级二等奖。该技术特点如下： 铝箔轧制采用张力AGC模糊控制； 成功研制和应用全密封张力传感器（获国家专利），实现张力直接闭环。张力传感器价格为进口的1/10； 采用电涡流传感技术测定铝箔前后滑； 研制并应用了“基于专家经验的工艺参数预设定和二次优化设定”； 采用基于消除二助浪及强适应板形控制的支撑辊辊型； 进行轧机整机动态振动分析，用“变形区摩擦技术控制铝箔振痕”； 研制出能满足铝箔高速轧制，能降低轧制力，生产双零六铝箔的轧制油添加剂； 进行上下位机综合改造，具有全液压AGC，张力AGC和速度AGC综合控制能力。 应用范围：可以单项或多项技术形式在铝带箔轧机或其他金属材料的带箔轧机上应用。

高酸值松香是用于微电子集成电路焊接的必需优秀助焊剂关键材料，可以十分有效的去除微电子线路板表面的金属氧化薄层材料，而又极少腐蚀机体材料，微电子原件焊接无虚焊的优秀松香材料。我国无生产，只有依靠进口。本项目依据我国马尾松松香分子结构的特点，采用Diels-Alder合成反应，进行松香分子的结构改性、精制等工艺方法，获得酸值在300mgKOH/g的高品质的高酸价松香。这种松香分子内有三个羧基，比普通松香多出两个，酸值、软化点及化学活性较普通松香都有了显著的提高。可应用于制备：要求极高的微电子工业级专用助焊剂、高级油墨树脂、高级施胶剂、表面活性剂等精细化工产品。

项目团队针对难浸金矿浸出率低及其原因，原创性开发了难浸金矿原矿催化解耦成套技术。该技术通过氧化解耦，可以将影响黄金矿浸出的三种物质（黄铁矿、碲化金、碳质物）有效去除，破坏黄铁矿对黄金的物理包裹，避免氰化物反应形成钝膜、金氰络合物在浸出过程中被吸附的可能，同时使矿物产生微孔，加快氰化物进入难浸黄金矿的速率，从而实现高效浸出。该技术可以用于难浸金矿和普通金矿的未侵出部分，处理后难浸金矿的浸出率由原来的不足 20%可提高至85%以上。

钢板热处理的是解决钢板高强度、高韧性、耐磨性能、高温持久性，以及全尺寸性能均匀性的重要手段。不同用途钢板所需的热处理方法不同，除常规的正火、淬火、回火外，新型热处理工艺包括淬火-碳分配、等温淬火、回火快冷工艺可以让钢材获得更高的组织与性能。在众多的钢板热处理工艺中，加热后可控的相变过程是保证性能的关键，这也是常规热处理工艺所不具备的。钢板热处理的另外一个质量控制难题是板形保证。北京科技大学为解决不同用途钢板热处理工艺相变过程可控，配套不同热处理工艺的关键新型冷却装备填补了国内空白，可根据钢板的厚度范围、钢种成分以及组织性能要求，提供冷却速度和冷却终止温度可控的相变控制工艺与装备，以及板面温度均匀性、厚度方向高对称性冷却的钢板板型控制工艺和配套装备。冷却介质为工业浊循环水，供水压力范围在 0.10-0.80MPa，热处理钢板的厚度范围在 3mm～150mm。该工艺与装备的主要技术特点在于：与热处理炉配合，可实现淬火、等温淬火、淬火-碳分配、可控正火、高韧性回火、固溶处理等可用于奥氏体不锈钢板的固溶处理。热处理后钢板的拉伸性能及全板面硬度波动≤5%，热处理钢板的性能（如强度、伸长率、韧性或高温持久性）较常规工艺提高，热处理钢板不平度≤4mm/2000mm。钢板热处理工艺及关键设备包括：自主开发全套工艺、机械装备及自动化控制系统，装备的自动化程度高，日常维护量小，可靠性高，运行成本低。该项目具有显著的经济效益与社会效益，已成功开发了高强度、超高强度工程机械用结构钢、高强度容器板、低温/超低温容器板，不锈钢板，桥梁板，高层建筑用钢，高强度船板。

本项目在铝合金熔炼铸造工艺过程中自主研制了新型的变质、细化熔剂，常规铸件晶粒尺度达到ASTM 3-5级。运用自制的气体精练设备可使合金含氢量控制在30ppm以下。合金常规力学性能在不进行化学成分调整的前提下，一般超国标或航标10-20%。 主要性能指标1. 铸件晶粒尺度达到ASTM 3-5级；2. 合金含氢量在30ppm以下；3. 常规力学性能一般超国标或航标10-20%。 运用本成果制造的高强度铝合金复轨器，已获得国家专利（91 2 01241.2）。该部件具有强度高重量轻及结构合理的优点，用以取代现在使用的钢制复轨器。主要用于铁路机车矿山机车等有轨运输机械，设备在运行过程中发生出轨道事故后，利用机车动力进行自救复轨的机械。由于采用了新型高强度铝合金及设备结构的计算机强度辅助设计思想，使该产品的重量较原来钢制设备的重量减轻一半以上，使机车驾驶人员完全可以实现自救，项目成果已为铁道部提供近1000套该种设备，同时正在积极开发小型矿用复轨产品。

自美国 2011 年实施材料基因组计划（Materials Genome Initiative，MGI），现已成为全球材料创新研发的强大助推剂，将高通量实验、材料数据和高通量计算三要素有机结合，加速材料创新性研发并降低成本。MGI 将成分-工艺-组织-性能的关联集成化、跨尺度分析，将材料的研发由传统经验式提升到科学设计。高通量材料计算和数据挖掘技术是材料基因工程的重要组成部分，通过材料的高通量热力学/动力学计算、高通量相场模拟、数据挖掘和性能预测，实现材料合金成分、制备工艺、微观组织结构和宏观力学性能的调控及优化，为新材料的开发设计提供指导，实现产品全制备周期的数字化、智能化管理，提高产品质量稳定性、降低产品研发周期和成本、提升企业的核心竞争力。

JFC系列射流粉碎与分级技术，已经形成了四个型号的设备，粒度均匀，在成品粒度和产量等方面处于国际先进水平。JFC技术与设备可以高纯度地加工各种物料的超细粉，主要有：磨料、食品、中草药、西药、农副产品、颜料、化工材料、各种氧化物、磁性材料、电池材料、复印材料、非金属矿微粉等。 JFC系列气流分级技术与设备，从不合格的粉体或者达不到粒度要求的粉体中分离出各种符合要求的粉体。它是提高粉体质量的必要设备，具有明显的经济效益。JFC气流分级机在大处理量、高分级效率和宽分级范围等方面取得了巨大的成功，达到了目前国内外先进水平。 低温剪切粉碎技术与设备。主要特点是：采用剪切致使材料破碎，并伴随着瞬间高速碰撞与摩擦，从而实现对纤维类物料的粉碎。由于采用大风量的循环，粉碎时的工作温度一般低于40℃。整个工作过程全封闭负压运行，无粉尘污染。可粉碎的主要物料有：纤维类物料、树脂、中草药、干植物蔬菜和其它低热物料。 超细粉体表面改性处理技术与设备主要是把改性液体包覆在干的超细粉体颗粒表面，包覆层薄而牢，且均匀、工艺简单、改性完全，是粉体表面改性处理的主要技术之一。 主要性能指标1. JFC系列射流粉碎与分级设备：产量为5～800kg/h，最细粒度为0.5μm；2. JFC系列气流分级设备：处理量为100～1200kg/h，牛顿效率可以达到60 ~ 90%；3. 低温剪切粉碎设备：工作温度一般低于40℃；工作过程全封闭负压运行；粒度在100～1000目之间，并连续可调。