成果简介: 精准农业是未来现代农业的发展方向，化肥的合理使用是精准农业的关键技术之一。目前我国的化肥使用仍是粗放式，化肥利用率低，浪费严重，不仅增加了作业成本，而且环境也造成了极大的污染。因此，进行化肥的因地因时合理使用势在必行。本成果研究开发了“氮磷钾自动配比变量施肥机”，可以根据作物的需求和土壤的肥力条件实施化肥的自动配比和变量施肥，研发的控制系统设计了人机交互界面，既可以进行人工操作，也可以接受GPS和GIS信号进行自动作业。结构简单，控制简便

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 近十几年来，随着污水厂一级A排放标准的提标改造工作的快速推进，有效削减了全国范围内有机物、氮源及磷源的排放，有效缓解了水生态环境的压力，在一定程度上控制了黑臭水体及富营养问题的发生。然而全国范围内的水污染问题是分布不均的，部分流域存在环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题，2015年环保部针对生态环境脆弱等敏感水体提出更为严格的特别排放限值。随后北京、河南、天津、安徽、江苏和浙江等省市相继发布了新的地方排放标准，各地出台的高标排放限值在污水处理厂掀起了新一轮的提标改造工作。

CANON工艺（Completelyautotrophicammoni-umremovalovernitrite）即生物膜内自养脱氮工艺，是一种新型生物脱氮工艺，该工艺是指在单个反应器或者生物膜内通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化，从而达到脱氮的目的。在微氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造ANAMMOX过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生ANAMMOX反应生成氮气。在限氧条件下能够建立好氧和厌氧氨氧化菌的共生系统，而这一系统的

KDN-380F自动定氮仪        KDN-380F自动定氮仪是根据经典凯氏法可以独立进行氮含量测定的自动化仪器。本仪器的主要功能是作为凯氏定氮的蒸馏仪来使用，仪器自动加入设定好量的碱后开始自动蒸馏，蒸馏时间由操作者自行设定。蒸馏液被收集到一个接收瓶中用于下一步的滴定分析。广泛应用于粮食、食品、饲料、土壤、肥料、水、沉淀物、化学品、乳制品、酿造、制糖、药物、煤炭、橡胶等物质的粗蛋白质的分析测定。        本定氮仪也可用于其他类型的蒸馏如用于硫/氰/酚的分析，也可用于直接蒸馏法定氮。   产品特点： 机身采用工程ABS塑料，美观大方，抗腐蚀永不生锈。 采用进口芯片集成电路控制系统，保证仪器的高品质高标准，数码显示加碱及蒸馏定时定量加注。 采用倒计时功能，可根据需要设定蒸馏时间，蒸馏结束报警提示。 加碱和蒸馏可单独操作，相互不受影响，操作方便。 蒸汽发生器采用高灵敏度探针，稳定控制所需蒸馏水容量。 防溅管采用高性能耐酸碱材料一次性成型，保证了实验的气密性，且不易老化，延长了使用寿命。 自动记忆最后一次的参数设置，方便操作，且可以根据检测需要，灵活调整。 易拉式玻璃安全门，简单实用，提高了使用安全性。 节水功能设计，倡导绿色环保理念。 技术参数： 工作范围 0.1mg～240mg氮 测定样品重量 固体0.3～8.0g； 液体2.0～30.0ml 测试精度 相对差0.3% 重复性 平行差≤0.2% 蒸馏时间 5~8分钟 回收率 ≥99.5％ 蒸馏能力 8~10样品/小时 安全电压 220（V）±10%；50HZ～60HZ 额定功率 1.3KW 外形尺寸 420x340x710（mm） 重量 17kg 售后服务承诺：在一定期限内，产品支持“三包”政策。产品质保两年；终身免费维修；终身提供配件；售后来电1小时内解决故障问题，部分支持上门安装调试维修产品24小时内解决。支持电话、网络、视频指导。

KDN-390F自动定氮仪        KDN-390F自动定氮仪是依据经典凯氏定氮法设计的样品自动测氮蒸馏装置，该仪器安装、操作简单；测量准确，使用安全、可靠、省时、省力；7寸彩屏操作，一键式启动设计，自动化程度高。广泛应用于粮食、食品、饲料、土壤、肥料、水、沉淀物、化学品、乳制品、酿造、制糖、药物、煤炭、橡胶等物质的粗蛋白质的分析测定，是实验室操作人员的理想工具。 本定氮仪也可用于其他类型的蒸馏如用于硫/氰/酚的分析，也可用于直接蒸馏法定氮。   产品特点： l机身采用工程ABS塑料，美观大方，抗腐蚀永不生锈 l采用进口芯片集成电路控制系统，保证仪器的高品质高标准 l全新操作系统，7寸高清触摸彩屏，人性化设计，程序简单易懂，让实验操作人员轻松掌握 l全自动补水、加水，加碱、加酸、蒸馏功能一键完成，提供安全便捷的操作 l自动记忆最后一次的参数设置，方便操作，且可以根据检测需要，灵活调整 l设启动、暂停，紧急停止功能，实验过程灵活掌控，以防突发情况 l工作方式：手自一体。自动模式下，一键式启动；手动模式下，各功能可同时开启，也可分开进行，互不干涉 l接收瓶托架升降系统，使用前或最后一分钟会自动程序判断，进行自动升降，运动过程平缓，安全可靠，更符合国标操作要求，确保测试结果准确无误 l各程序设有故障报警提示及蒸馏结束自动停止报警功能，提高仪器使用安全及便捷性 l蒸汽发生器缺水与超温双重保护程序，防止缺水干烧，采用高灵敏度探针，稳定控制所需蒸馏水容量，提高使用安全系数 l蒸馏开始一分钟内设计补碱开关，防止有些样品加碱量过少，导致样品报废问题 l防溅管采用高性能耐酸碱材料一次性成型，保证了实验的气密性，且不易老化，延长了使用寿命 l易拉式玻璃安全门，简单实用，提高了使用安全性 l节水功能设计，倡导绿色环保理念   技术参数： 工作范围 0.1mg～240mg氮 测定样品重量 固体0.3～8.0g； 液体2.0～30.0ml 测试精度 相对差0.3% 重复性 平行差≤0.2% 蒸馏时间 5~8分钟 回收率 ≥99.5％ 蒸馏能力 8~10样品/小时 操作系统 UI动态设计 显示方式 7寸触摸彩屏 工作方式 手自一体 安全电压 220（V）±10%；50HZ～60HZ 额定功率 1.3KW 外形尺寸 375x400x765（mm） 重量 18kg   售后服务承诺：在一定期限内，产品支持“三包”政策。产品质保两年；终身免费维修；终身提供配件；售后来电1小时内解决故障问题，部分支持上门安装调试维修产品24小时内解决。支持电话、网络、视频指导。

本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。 一、项目分类 关键核心技术突破、显著效益成果转化 二、成果简介 本团队基于电磁冶金领域二十余年的积累，掌握了铜合金领域最具挑战性的铜铬锆合金的非真空熔炼-长尺寸大卷重电磁连铸技术，开发出易偏析铜合金合金超细化与均质化连铸技术、高性能铜合金多模式定制磁场净化技术等一系列具有自主知识产权的核心技术。相关技术应用于高强高导高弹铜合金领域如铜铬锆合金、铜镍锡合金、铜钛合金、铜碲合金及超高纯无氧铜的规模化制备等都取得较好的效果。 1）铜铬锆非真空熔炼-电磁连铸技术 由于铬、锆元素和氧的亲和力较大，所以合金元素的烧损是铜铬锆合金的熔炼必须解决的问题。本项目团队在铜合金熔炼，特别是铜铬锆合金的非真空熔炼方面，开展了近20年的研究，开发了一系列具有自主知识产权的非真空熔炼连铸技术、成分稳定控制技术、合金熔体洁净化技术等，获授权发明专利和实用新型专利近20项。本团队已在完成中试级表面光滑、内部致密无裂纹、成分均匀的全等轴晶铜铬锆棒线材，铸态宏观晶粒度经上海材料研究所测定为M-9.0级。此外，本团队从前期研究中，从塑形变形工艺和热处理工艺角度，提出采用多道次连续挤压及热处理工艺优化铜铬锆合金想性能的方法，并成功将铜铬锆棒材性能的抗拉强度提高到654MPa，断后延伸率为13.5%，且电导率还能保持在79.3%IACS；这远远高于2017年电车线用铜铬锆合金线材国家标准的性能要求：抗拉强度＞570MPa，塑性＞3%，电导率＞75%IACS。相关技术已与世界五百强新兴际华集团下属新兴发展集团有限公司达成1800万元专利转让。 2）高均质超细晶电磁连铸技术 传统连铸制备过程中多元铜合金如铜铬锆合金等常存在组织粗大、成分偏析等问题，这将会严重影响后续的材料加工过程，导致在后续的轧制，挤压等工艺过程中很容易产生轧制裂纹等缺陷。本团队开发的电磁场连铸过程易偏析合金超细化与均质化调控技术，能在连铸过程中，充分搅拌熔体，均匀化凝固前沿温度，实现易偏析合金的超细化与均质化。该技术已被应用于铜镍锡合金的连铸中，实现了该合金连铸制备的超细化和均质化，所制备全等轴晶铜镍锡合金铸态组织宏观晶粒度达到M-10.0级。目前该技术已实现中试级百米长度的连续电磁铸造，且已与宁波博威、上海中船重工711研究所、铜陵金威、温州元鼎等开展合作。进一步将该技术推广于铜碲、铜铁、铜钛的连铸，均取得了极为优异的细晶、表面光洁、成分均匀的连铸效果。 3）超高纯无氧铜电磁连铸技术 金属材料纯净度是提高其力学和电学等综合性能的关键因素，是制备高品质金属材料的关键环节。高端金属材料中夹杂物和气泡对材料性能影响巨大，许多高端金属材料的开发都取决于这类缺陷的控制水平。本团队参与开发的金属连铸多模式定制磁场净化技术，已成功应用于高纯高导无氧铜材料的制备，可将铜中氧含量中降低3ppm以下，达到目前世界无氧铜的最高标准——美国ASTM≤3ppm。与此同时，该高纯无氧铜的电导率高达100.1%IACS，目前已全面取代进口并用于我国兰州重离子加速器、散裂中子源大科学装置、美国Michigan大学FRIB装置等重大科学装置建设。该项技术已获得2015年度上海市技术发明一等奖，2015年度教育部自然科学二等奖，2015年度教育部技术进步二等奖等奖项。目前该技术已与福建紫金铜业、上海上大众鑫科技发展有限公司、宁波兴业、宁波金田等开展深入合作。

高品质钢的冶炼典型流程为“转炉→精炼→中间包→结晶器”，冶金反应器内存在着合金-钢、钢-渣、钢-夹杂物、钢-耐材、渣-耐材、钢-空气、钢液凝固和元素偏析等反应和过程，各个化学反应“耦合”发生、互相影响。因此，有必要建立智能模型有效地预测不同反应器内夹杂物成分的变化，准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，使生产全流程始终处于最佳工作状态，从而确保夹杂物的精准控制，最终提高钢产品质量的稳定性和可靠性。同时，通过模型的优化计算，可以根据不同钢种的性能需求，对钢种的生产工艺进行定制化设计。 （1）高品质钢炉精炼过程夹杂物预测研究： − 精炼过程宏观流动数学模拟：计算精炼过程钢液和精炼渣的流场和温度场、夹杂物的运动，同时计算吹氩强度、钢包尺寸等因素对钢包流场、夹杂物运动和去除的影响。− 精炼过程夹杂物成分动力学：研究吹氩强度、钢包尺寸等因素对多元反应速率的影响；耦合计算 LF 炉内“渣-钢-夹杂物-合金-耐材-空气”多元反应过程夹杂物成分变化。 − LF 炉内夹杂物尺寸动力学：建立夹杂物生成、长大和去除的尺寸变化多尺度模型，确定不同条件下夹杂物的尺寸变化行为，预测钢中夹杂物的数量变化和尺寸分布规律。 − LF 炉内夹杂物预测模型：将夹杂物成分和尺寸动力学计算和宏观流动模拟相耦合，建立 LF 炉精炼过程夹杂物成分、数量和尺寸预测模型。 （2）高品质钢中间包连铸过程夹杂物预测研究 − 中间包内宏观流动数学模拟研究：计算中间包内钢液和覆盖剂渣相的流场和温度场、夹杂物运动和去除。计算开浇和换包的非稳态浇注、中间包结构对中间包浇铸过程的影响。 − 中间包内夹杂物动力学研究：耦合计算中间包中“渣-钢-夹杂物-耐材-空气”多元反应中夹杂物成分变化，确定中间包内各位置的反应速率。 − 中间包内夹杂物预测模型的建立将渣-钢-夹杂物-耐材-空气反应和宏观流动模拟相耦合，建立中间包过程多元反应夹杂物成分、数量和尺寸预测模型。 （2）高品质钢结晶器凝固过程夹杂物预测研究 − 结晶器内钢液凝固冷却过程中夹杂物行为研究：通过实验室实验研究钢液凝固和冷却过程中温度变化对原有夹杂物与钢基体的反应的影响，以及不同成分的钢液在冷却和凝固过程中夹杂物新相析出，确定温度变化对夹杂物影响机理。 − 结晶器内宏观凝固和流动数学模拟研究：研究结晶器过程钢液、渣相的运动，使用融化模型研究结晶器过程凝固坯壳的凝固和形成，计算夹杂物在钢-渣界面的去除行为。 − 结晶器内钢液凝固过程夹杂物动力学研究：计算铸坯凝固过程钢液成分偏析，与保护渣-钢-夹杂物反应进行耦合计算，预测铸坯中夹杂物的成分。计算夹杂物被凝固前沿捕捉行为，预测铸坯中夹杂物的数量和尺寸分布。 − 结晶器内钢液凝固夹杂物预测模型的建立：通过将元素偏析、保护渣-钢-夹杂物反应和宏观流动数学模拟相耦合，建立结晶器凝固过程多元反应预测模型，实现铸坯中夹杂物成分、数量和尺寸空间分布的精准预测。 （4）高品质钢制造过程夹杂物智能预测模型在工业生产中的应用 − 模型的验证和优化：高品质钢制造进行全流程取样调研，对建立 LF 炉、中间包和结晶器内夹杂物反应模型进行验证和优化。 − 模型应用：将建立的高品质 LF 炉、中间包

研究钢中中夹杂物的行为，对提升钢材产品的质量和实现一些特殊用途的钢材的自主开发具有重要意义。在整个冶炼生产环节中，已经开发了一系列对钢中氧化物夹杂进行控制的方法。然而，在后续的热轧和热处理过程中，氧化夹杂物可能会与不锈钢基体中的高合金元素发生化学反应，这一过程中夹杂物的变化会直接影响最终钢材产品的性能和质量。因此，研究固体钢加热变性钢中非金属夹杂物非常重要。 （1）夹杂物系统检测技术。通过夹杂物自动分析电子显微镜对试样横截面全断面上的夹杂物进行检测，分析夹杂物的成分、数量、尺寸和氧化物夹杂在试样全横截面上二维分布；通过非水溶液电解侵蚀的方法揭示不通时刻氧化物夹杂的三维形貌；通过投射电镜统计不同尺寸夹杂物的特征和与晶粒尺寸的关系。 （2）热处理过程固态中氧化物夹杂的成分变化热力学研究。热力学计算预测研究不同温度下钢中年非金属夹杂物与钢基体反应的可能性，确定在热处理过程中固态钢基体与氧化物夹杂的反应机理和影响因素，实现对热处理过程中钢中氧化物夹杂的有效控制。 （3）热处理过程钢中氧化物夹杂的转变速率动力学研究。建立了一个热处理过程氧化物转变动力学模型，模型考虑了不同尺寸和不同成分的氧化物夹杂与钢基体的传质和化学反应，可以有效预测不同温度下的热处理过程中夹杂物的转变率。