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用于船舶和海洋装备的长效防腐防污新材料与制备技术
一、概述 (一)腐蚀  腐蚀是船舶和其它海洋服役装备全寿命周期内存在的共性问题;  引起船舶和海洋装备不可用天数增加,产生巨额维修费用;  增加发生重大事故的概率。 (二)污损 已探明的海洋生物20余万种,其中约有4000-5000种生物能造成污损; 船舶、码头、浮标、水管、石油平台、养殖设施易受海洋生物附着污损; 污损增加船底粗糙度、降低航速、增加燃料消耗(水线以下船壳污损5%,燃料将增耗10%;污损大于50%,燃料将增耗40%以上); 产生巨额的清污与防污费用。 (三)国内外现状 1、表面腐蚀防护技术 防腐涂料:常用防腐技术,期效一般为1-5年; 热喷涂:可用于舱内防腐,但不适用于与海水接触区域; 激光熔覆:熔覆层与基体冶金结合、晶粒细小、孔隙率极低,其综合性能显著高于热喷涂涂层。 2、海洋污损防护技术 含氧化亚铜的自抛光涂料是当今主导产品,我国远洋船舶防污涂料的市场一直被国外公司垄断; 常用防污涂料的期效一般为2-5年; 国际公约要求,2008 年全面禁止生产和使用含三丁基锡 TBT 防污涂料,2009 年全部停止溶 剂法氯化橡胶生产线,2010 年全面禁止使用含 DDT船底防污涂料,把含氧化亚铜防污涂料列 入“高污染、高环境风险”名单,氧化亚铜防污技术是过渡性措施。 3、高耐蚀合金现状 Ni-Cr-Mo系镍基合金耐海水腐蚀性能优异,但该类合金产品制造工艺复杂、 价格昂贵,主要依赖进口; 现有镍基合金的成分是综合考虑强度、耐蚀、加工及焊接性能而设计的,而激光熔覆层的核心功能为防腐,需要重新设计其成分。 4、高速激光熔覆技术 2017年10月,德国弗劳恩霍夫激光技术研究所研发了高速激光熔覆技术,其优点为: 激光束功率密度高,1000~5000W/mm2; 熔覆速度高,10~350cm/s,使热影响区、稀释率、工件变形等参数得到更好的控制; 吸收比高,粉末到达熔池之前吸收激光能量,适合在高反射率基体上制备熔覆层。 二、课题组开发的相关技术  研发了系列专用于激光熔覆的高性能耐蚀粉末材料和制备高耐蚀熔覆层的高速激光熔覆系统,高性能熔覆层耐蚀寿命≥50年,该项技术的成熟度达到8级,具备批量生产条件;  研发了系列环保性好(不含氧化亚铜、敌草隆、二甲苯、石油脑等成分)、防污期效长的新型防污材料和防污层制备工艺,防污层与基体冶金结合,防污期效可达10年以上(已经进行了3年的实海试验)。 三、应用领域 (一)船舶与海洋装备的腐蚀防护 根据模拟海水腐蚀实验结果,熔覆层静态海水条件下腐蚀速率为0.00004mm/a。 该项技术已在发电设备、船舶及海洋装备中得到应用,效果显著。 (二)船舶与海洋装备的污损防护  防污层与基体材料形成牢固的冶金结合,防污层在异物撞击下不会脱落;  防污层厚度可根据防污寿命的需要调节,防污层防污期效可达10年以上;  防污层能满足抑制藤壶水螅、水母、藻类、细菌粘膜等多种类型海生物生长的要求;  主要用于船舶、海洋装备的海洋生物污损防护(如钻井平台、海上设施)。
华北电力大学 2021-05-10
特种高性能防老化橡胶复合材料的关键制备技术开发
在橡胶基体内加入反应型多维微纳碳材料,实现高性能橡胶复合材料的可控制备;可控调控生物质硅炭与多维微纳碳材料的复合结构,获得具有高力学性能和耐老化功能的新型橡胶加工技术;首次在橡胶基体内构筑具有电子共辄离域效应的交联复合结构,获得具有超耐老化能力的新型橡胶复合技术。该成果涉及的上述创新点,体现出具有国际领先的加工技术,青岛科技大学拥有独占的关键加工技术,橡胶在高温高压差非常规环境中表现出耐老化超长效工作的能力。
青岛科技大学 2021-05-11
盐溶液体系中纯净态聚电解质的制备新技术
项目简介本项目创新点在于首次在纯盐溶液的均相介质中采用等离子体引发技术完成自由基的聚合反应,同时让亲水性聚电解质产物与盐溶液介质相分离,从而解决了亲水性聚电解质在制备过程中直接提纯分离的科学问题,最终获得直接合成纯净态亲水性聚电解质的新技术。该项目技术成果经过河北省科技厅组织的专家鉴定,其技术水平达到国际先进。项目该技术成果已经在贵州六盘水煤矿煤泥厂、四川攀枝花煤矿煤泥厂等单位应用一年,均取得了良好的经济效益。二、市场前景纯净态聚电解质具有分子量分布窄,电荷聚集密度高等分子结构优势,特别适合于洗煤污水净化,处理后中水完全达到循环应用,处理成本仅为0.15~0.25元/方污水,对于高浓度煤泥脱水也具有很好的应用效果。该产品在洗煤场具有很好的推广应用前景,不仅符合国家环境保护政策,同时通过节约洗煤用水和提高精煤回收率,给企业带来良好的经济效益和社会效益。三、规模与投资按照月生产50吨产品计算,需要投资10万元固定资产和100万元流动资金。四、生产设备反应精混设备一套。五、效益分析应用本技术生产的产品税前利润为1500~1800元/吨。六、合作方式考虑到等离子体引发技术的复杂性,该项目技术合作主要在合成中间体的基础上,进一步深化反应、调和配方与应用方面。项目负责人:黎钢联系电话: 022-60202443
河北工业大学 2021-04-11
微流芯片及利用微流芯片制备聚合物微球技术
已有样品/n该项目所开发的仪器设备可以实现对FNRBCs 准确、高效、快速、低廉的分离与富集,并进行基因组层面的全面分析,为无创性产前诊断技术的发展及相关科学研究的深入提供有力的推动和支撑平台。项目团队在该研究领域进行了长期的研究工作,积累了大量经验,并取得了一定成绩。该成果,方法独特,效果明显并成功用于三体综合症检测。
武汉大学 2021-01-12
基于化学自组装的低成本纳米图案化蓝宝石衬底制备技术
1 成果简介GaN 基的发光二极管( LED)作为一种新型高效的固体能源,将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明工具。外延 GaN 使用最广泛的衬底是蓝宝石,与普通的平整蓝宝石衬底相比,经生长或刻蚀的方式制作出的具有周期性凸凹起伏结构的图案化蓝宝石衬底,可以减少外延生长 GaN 的位错密度,改善晶体质量,提升 LED 内量子效率。同时图案化的蓝宝石衬底有效解决了由于 GaN 材料折射率大引起的全反射问题,增加了光提取效率。研究表明,微米级图案化蓝宝石衬底可以大幅度提高 LED 的芯片亮度,而使用纳米级的图案化蓝宝石衬底亮度将更高。目前虽然可以制造出微米级图案化蓝宝石衬底,但是需要进行黄光光刻工艺,存在成本高且产率低等问题;如果要形成纳米级周期性结构,所采用的次微米图形加工工艺昂贵, 500nm 以下的图形成本更高。我们以化学自组装工艺代替传统半导体光刻工艺,发展出一种低成本的纳米级图案化蓝宝石衬底加工技术,以提供 LED 企业急需的面向高端产品(高亮度、大功率照明用 LED)的蓝宝石衬底。2 应用说明本技术以胶体纳米球作为构筑基元,利用化学自组装方法制备大面积(可达 4 英寸)胶体晶体单层——一种纳米级有序排列形成的周期性结构(图 1),再通过干法刻蚀或者湿法腐蚀的方法将该周期性结构转移到蓝宝石衬底上,从而得到纳米级图案化蓝宝石衬底(图2)。 整个方法建立在化学自组装技术基础上,摈弃了传统半导体光刻工艺,快速、重复性好,大大降低了纳米级图案化蓝宝石衬底的制备成本,从而为外延生长高亮度、大功率照明用 GaN 材料提供更高质量、更低成本的蓝宝石衬底。  图 1 化学自组装方法在 2 英寸蓝宝石衬底上制备的胶体晶体单层及其微细结构。  图 2 纳米级图案化蓝宝石衬底, 左图为蒙古包状图形衬底, 右图为凹坑状图形衬底。3 效益分析目前我国照明行业产值已达 800 多亿元,市场对高端 LED 产品的需求越来越旺盛。为了提高 LED 的发光效率,除采用优化的外延结构外,使用图案化蓝宝石衬底是广泛采用的方法之一。目前高光效图案化蓝宝石衬底的市场年需求量为 1000 多万片,并且随着我国“ 十城万盏” 计划的推进,每年的需求量将有一个很大的递增。当前的图案化蓝宝石衬底无论在国内市场还是国际市场都是供不应求,而在中国国内还未有相应的技术和方法,外延所需的图案化衬底主要从美国、韩国和台湾进口。因此,面对市场对高端 LED 产品的需求,纳米级图案化衬底的市场规模巨大,前景非常好。本项目携手蓝宝石衬底企业或 LED 企业,瞄准 LED 高端市场的需求,生产目前 LED 企业急需的纳米级图案化蓝宝石衬底,力争成为国内首家纳米级图案化蓝宝石衬底专业制造商。4 合作方式技术转让或合作开发,商谈。5 所属行业领域能源环境。
清华大学 2021-04-13
糠醛一步法加氢制备戊二醇的新技术
糠醛可由多种农业秸秆制备,属于绿色环保的可再生化工原料,并且作为溶剂在润滑油的生产结束后成为反应废弃物。虽然我国每年糠醛的产量占世界总产量的一半以上,但绝大部分都以较为低廉的价格出口,因此充分开发利用糠醛具有十分重要的经济价值。本课题组旨在开发新型绿色高效的加氢催化剂,将糠醛通过一步法开环加氢制备1,2-戊二醇与1,5-戊二醇。其中,1,2-戊二醇是一种优良的保湿剂,可作为合成杀菌剂丙环唑的重要中间体。1,5-戊二醇主要应用于聚氨酯、聚酯、涂料、油墨、香料的产品的制造,目前主要依靠进口。在催化剂方面,摒弃了传统的有毒Cr类催化剂,采用更为绿色环保的金属Cu为催化中心;在工艺条件上,较传统工艺更为简便,可进行连续式或间歇式反应。
南京工业大学 2021-04-13
高密度铁基粉末冶金制品制备关键技术研究
针对我国高品质粉末冶金铁基材料制备技术较薄弱的问题,在高品质铁基粉末和高性能铁基制品制备技术方面取得了突破。以 LAP100.29 水雾化铁粉作为高密度低合金粉末基粉,添加母合金粉末、增塑剂经塑化处理后,再添加专用润滑剂和石墨进行混合。首先将水雾化铁粉及合金粉末进行粒度搭配,提高堆积密度;然后通过粉末结化处理,提高混合粉末的流动性、合金成分均匀性;接着通过粉末塑化处理,改善铁粉颗粒整体塑性,从而获得了具有高压缩性的专用高密度成形粉末(图 7)。合批粉末的松比为 3.2~3.4g/cm3,流动性≤30s/50g,压缩性≥7.6g/cm3,粉末显微组织如图 2 所示。在混粉阶段,设计制作了 5 吨/h 专用连续式混合装置(如图 6 所示),通过软化处理的复合粉末及粘结剂、石墨等的定量供给和高效混合,合批制成高密度专用粉末,从而实现粘结化粉末的连续、稳定的批量化生产。图 1 连续式混粉装置图 2 水雾化铁粉和预处理后粉末显微组织基于粉体塑性特性和改性原理,通过优化粉体粒度组成、改善粉体塑性变形能力,再结合高密度成形技术制备出高密度铁基制品。首先将水雾化铁粉及合金粉末进行粒度搭配,提高堆积密度;然后通过粉末结化处理,提高混合粉末的流动性、合金成分均匀性;接着通过粉末塑化处理,改善铁粉颗粒整体塑性,从而获得了具有高压缩性的专用高密度成形粉末。在混粉阶段,设计制作了连续式混合装置,通过软化处理的复合粉末及粘结剂、石墨等的定量供给和高效混合,实现粉末的连续、稳定的批量化生产。压制过程中,采用多模板多缸联动和计算机自动精确控制技术,提高压坯密度均匀性; 通过模壁润滑,降低粉末颗粒与模壁之间的外摩擦力,提高了压坯密度及其均匀性。采用高密度成形技术制备出密度为 7.5~7.55g/cm3 的高密度铁基制品,其抗拉强度、延伸率和疲劳强度都比普通铁基材料显著提高,具有综合力学性能优异,尺寸精度高,使用寿命长等优点,如图 8 所示。开发的高密度粉末冶金同步器系列及链轮系列等产品,已经通过了吉利集团、湖州求精、德尔福等公司的供货评审,目前已形成批量供货,项目期内实现产值 860 万元,利税 120 万元,如图 2 所示。建立了年产 5000 吨高密度铁基制品生产线,如图 4 所示。图 3 高密度铁基制品的拉伸曲线和疲劳性能图 4 典型的高密度铁基制品利用 δ 相烧结制备出接近全致密(>99.9%)的铁基软磁零件。利用加 P 液相烧结,大幅度降低了烧结温度,缩短烧结时间。在 1200C 烧结 2 小时,Fe-0.8%P 的相对密度可以达到为 98.5%。制备的铁基软磁材料的烧结致密度≥96%;磁导率(μm)≥6000,饱和磁感应强度≥1.6T,矫顽力≤110A/m。图 9 是烧结温度对高密度样品最大磁导率和矫顽力的影响规律。随着烧结温度的升高,高密度纯铁样品的磁导率提高,同时矫顽力下降;当烧结温度达到 1450°C 时,样品的磁性能有显著提高,如图 10 所示。升高温度可以进一步提高材料的致密度,并促经晶粒的长大完善,进而提高材料的磁性能,如图 11 所示。采用 HIP 和后续热处理工艺,制备出全致密的铁基软磁材料,能够进一步提高材料的磁性能。
北京科技大学 2021-04-13
固相力化学制备聚合物纳米复合材料新技术
传统制备聚合物/层状无机物纳米复合材料的方法如插层复合法工艺复杂,需要加入增容剂或对层状无机物进行有机化处理,此外单体插层聚合涉及复杂的化学反应,而熔体插层则要求聚合物的熔体粘度低。针对传统插层复合法存在的问题,本项目将固相力化学方法引入聚合物/层状无机物纳米复合材料领域,利用磨盘形力化学反应器独特的三维剪结构所提供的强大挤压剪切力场和粉碎、混合、分散及固相力化学反应功能,在磨盘碾磨过程中同时实现层状无机物的粉碎、片层滑移和剥离,聚合物的粉碎和嵌入,聚合物与无机填料的固相分散和混合,得到聚合物/层状无机物复合粉体,再经进一步加工成型,可制备用途广泛的聚合物/层状无机物纳米复合材料,如具有良好力学性能的结构材料和具有导电、导热、电磁屏蔽、阻隔或隔音降噪的功能材料等。 主要技术指标: 可制备具有良好力学性能的结构材料及具有导电、导热、电磁屏蔽、阻隔或隔音降噪的功能材料等; 所制备的PP导电导热纳米复合材料的电导率可达5.2×10-4 S×cm-1,导热率可达0.69 W×m-1×k-1; HDPE导电导热纳米复合材料的电导率可达10-3 S×cm-1, 导热系数可达2.2 W×m-1×k-1 建设投产条件(投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等): 需要带分级装置的磨盘形力化学反应器、双螺杆挤出机及注射/热压成型机。
四川大学 2023-05-15
酵母降酸与超高压加工技术相结合制备黑莓酒
项目简介 采用一种酵母降酸与超高压加工技术相结合制备黑莓酒的方法。精选优良黑莓品种 进行低温发酵,热浸提果渣中的单宁色素,选用低温酸性果胶酶与高效降酸酵母进行同 步酶解发酵与同时发酵降酸,接入0.01~0.02%浆果专用低温酸性果胶酶和0.025~0.03% 的降酸酵母,其中所述的降酸酵母为啤酒酵母或者果酒酵母发酵温度控制在 20~25℃, 当残糖降到 4g/L 以下时,过滤、除渣,得原酒;根据最终产品要求对原酒进行成分调整;209 调配后的黑莓酒在常
江苏大学 2021-04-14
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
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