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[成果] 1900010183 湖北
TF764 应用技术 炼钢 公布年份:2018
成果简介:超低硫冶炼是开发油气管线、新能源汽车电机、海洋工程等特殊品种钢的关键,是国家《增强制造业核心竞争力三年行动计划》的实施方案之一。武钢最早引进KR脱硫技术,因其技术瓶颈一直未能推广,在相当长时间内,超低硫高品质钢主要被日、美、德等少数国家垄断。随着中国能源和海洋战略实施,对超低硫高品质钢提出了越来越高的要求,硫含量要求低于50×10-6、20×10-6,甚至10×10-6以下,传统脱硫工艺难以满足国家重大工程急需,独立开发新一代超低硫冶炼技术意义重大。 申报单位在国家和企业科技计划的支持下,从2001年起联合攻关,开发出基于涡动搅拌的深脱硫技术和超低硫冶炼工艺,作为技术标杆在宝武集团推广,脱硫技术及部件已经出口到日本、印度和中国台湾地区等,并推广到国内18家主流钢厂。主要创新如下: 构建了以“涡动快速扩散”为核心的新一代超低硫冶炼工艺技术体系,建立了微观分子扩散-宏观涡流扩散的脱硫理论,提出了“涡动搅拌+钢水低氧化+真空在线+硫化物球化”的超低硫冶炼新方法,制订标准4项,开发软件及模型10项。 阐明了基于“障碍层穿透”的脱硫反应规律,发明了涡轮搅拌器及耐热震损的复合结构桨叶,开发出成套涡动搅拌电液控制系统和脱硫控制技术,一次脱硫终点硫降到5×10-6以下,与原引进的新日铁KR脱硫技术相比脱硫效率提高45%。 在武钢四炼钢建成首条全流程超低硫冶炼生产示范线,开发出以工艺模型为基础的控制平台和工业数据中心。全流程生产线减少温降23℃,脱硫冶炼周期缩短了22.5%,实现标准化、高效化、规模化超低硫特殊品种钢生产。 针对条状硫夹杂物使抗腐蚀性能(SSCC和HIC)降低的突出问题,开发出Ti-Zr-Al复合脱氧与微合金化硫化物微细化技术,提高抗硫化物腐蚀能力和低温韧性,实现超低硫高强管线与海工钢品种突破。 基于项目成果,批量生产出X70M和X80K管线钢,其中X80K平均硫含量为8×10-6;WJC440 (B)海工钢平均硫含量为8×10-6;W07S三峡大电机用无取向硅钢平均硫含量为7.1×10-6;W07Q汽车电机无取向硅钢平均硫含量为7×10-6。 该项目获省部级科技奖5项,授权国家发明专利34项,软件著作权10项, 发表论文85篇,近三年新增利润3.45亿元。所开发的搅拌脱硫技术已成为国内钢铁行业主导技术,并作为中冶南方等冶金设计单位首选,搅拌脱硫装备国内市场占有率达80%;所开发的超低硫高品质钢已经成功应用于南海荔湾国内第一个大型深水天然气项目、溪洛渡电站700MW水轮发电机组等国家重点工程中,突破了国外对中国的技术封锁与产品垄断,显著促进了中国超低硫钢生产的技术跨越和产业升级。
[成果] 1800180498 上海
TF065.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属无机非金属高温材料领域。 耐火材料是冶金、化工、火力与核能发电、陶瓷、建材等高温行业的关键基础材料,其中钢铁以及航空、航天、电子用的镁、铝、钛等有色、稀土金属冶金用耐火材料占其总用量的70%以上。中国是耐火材料的产量和消耗量最大的国家,对高铝土、镁砂矿等不可再生资源的消耗非常巨大。因此,提高耐火材料的质量并延长使用寿命,对于实现可持续发展、节约资源和降低经济成本都是及其重要的。同时,作为上述高温行业装备中的关键基础材料,新型高性能耐火材料的开发与应用对提升中国高温行业整体装备水平具有重要的意义。 炼铁过程的高炉出铁沟以及炼钢过程的钢包、中间包和电弧炉用耐火材料的消耗量占据耐火材料总量的最大部分。由于钢铁行业控制生产成本和环保压力,不仅要求工作环境持续改善以及工人劳动强度不断降低,而且高温装备中的核心关键部件用耐火材料有60-70%是因材料的机械应力破坏失效,以及考虑生产安全因素而中止服役。因此,亟需开发出铁沟、钢包、中间包和电弧炉用的长寿命高性能耐火材料的关键技术和产品,以适应企业降低成本、减少资源消耗和安全生产的需要。 项目针对不同高炉的出铁沟和不同钢种冶炼用钢包、中间包和电弧炉的耐火材料的功能化和长寿命的需求,利用多元多相耐火材料组分的化学设计与研制技术,以及原位生长陶瓷晶须增强耐火材料的制备技术,研发了适合不同高炉、钢包、中间包和电弧炉使用的系列耐火材料,并且实现了工业化应用。主要技术创新包括: (1)多元多相耐火材料组分的化学设计研制:基于热力学模型,对耐火材料的多元多相体系中各个相关组分的热力学参数(标准生成Gibbs自由能、活度等)进行计算评估和预报,填补了相关热力学参数的空白;基于可靠的热力学参数,对耐火材料体系的热力学相图进行计算,为多元多相耐火材料体系的组成设计和工艺参数的确定提供理论依据。开发出了针对多种高炉出铁沟用的耐火材料和针对不同钢种冶炼的钢包、中间包和电弧炉用的耐火材料。 (2)原位生长陶瓷晶须增强耐火材料制备技术:通过研究在高温使用条件下原位催化生长高温陶瓷晶须的反应机制,物相组成和微观结构的演变规律,对多元多相耐火材料的微结构进行优化,构建原位催化生长高温陶瓷晶须增强耐火材料的共性关键技术,大幅提高耐火材料的高温性能和使用寿命。开发出了长寿命铁钩料和中间包浇注料等耐火材料。 该项目研制的产品在宝钢、武钢等10余家大型钢铁企业进行了工业化应用。该项目累计获得授权发明专利9项,发表学术论文14篇,其中SCI收录8篇,EI收录2篇。近三年,该项目开发的产品在11家耐火材料生产企业生产,新增产值约10.1亿元,新增利润约2亿元。项目成果促进了中国钢铁工业用关键耐火材料的技术进步,为高温工业节能降耗和耐火材料可持续发展提供了有力保障。
[成果] 1900010312 湖北
X705 应用技术 环境治理 公布年份:2018
成果简介:项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况等: 项目属于环保、资源利用和能源再生技术领域。有机生物质废弃物排放数量巨大、含水率高、污染严重,大型化厌氧绿色处理与能源化是其治理、减少生物质焚烧引起雾霾和天然气替代进口等的重要途径之一。国内外大型厌氧处理工程普遍存在沼气产贮脱单元分离、一体化大型系统运行调质与自调控稳定性低、产气率低、质量差、节能与余热利用关键技术与装备欠缺等行业亟待解决的共性问题。该项目在国家科技支撑计划和国家自然科学基金等项目支持下,破解了反应器大型规模化厌氧处理技术瓶颈,形成如下创新性成果: 研发了高效产气贮气脱硫一体化厌氧生物反应器与生物燃气制备技术。有机废弃物经厌氧多维度内驱动自调质产气脱硫,沼气甲烷含量较国际平均水平提高23.5%,硫化氢去除率超过98.7%,达到直燃要求。成果攻克了厌氧处理沼气产贮脱单元分离、处理效率低、运行稳定性差的难题,得到了法国、加拿大和澳地利等国际著名大型化沼气工程专家的肯定和高度评价,过程参数达到国际领先水平。 研发了有机废弃物厌氧处理内动力驱动与生物质燃气膜热耦合余热利用技术。解决了超大型厌氧反应器大型规模化、高固含率(8%-23%)、内升气液动力驱动混合、蓄能双模保温与沼气直接发电及高效余热耦合利用瓶颈,余热持续利用效率达到42%,促进了废弃物快速转化产气,低温季节系统能耗及内动力混合运行稳定性等指标达到国际先进水平。 研发了规模化厌氧内动力自调控多维度系统监控与自调控技术。攻克了厌氧微生物高效调节、内动力自混合、余热利用等过程集中控制瓶颈,实现处理过程对57种干扰物质的鲁棒性分析,容积产气率略高于国际先进水平(3.0-6.0),沼气内燃与双螺杆膨胀动力发电同时接入电网,推动绿色节能高效自调控技术在华电、中节能和中石化等企业应用。 项目授权国家发明专利35项,实用新型专利25项,计算机软件著作权1项,发表SCI论文35篇,出版《固体废物处置与处理》等著作8部。项目成果已在湖北、广东、山东、辽宁、浙江等省市企业应用。近三年新增销售额14.8亿元,推动了中国有机废弃物绿色能源化利用技术的发展。
[成果] 1800160273 湖北
TF703.54 应用技术 炼钢 公布年份:2018
成果简介:项目属于钢铁冶金中的炼钢科学技术领域。 现代制造业对高品质钢洁净度的要求越来越高,高品质洁净钢的精炼-连铸生产工艺过程中存在RH吹氩利用率低、RH渣脱氧能力差、脱氧产物不能充分去除、连铸钢水洁净度不稳定、开浇和换包过程钢水洁净度波动大、生产成本高等问题。针对上述问题,以精炼-连铸过程中钢液洁净化为研究对象,解析了钢液夹杂物生成与去除机理,创新设计了强化夹杂物去除的新型连铸装置,开发了RH新型添加剂和连铸保护渣。经过近10年的攻关,已形成一整套覆盖工艺理论、材料设计、装备开发的洁净钢精炼-连铸过程中夹杂物精细化去除的关键技术,主要创新成果包括: (1)基于多相耦合热动力学理论,建立了精炼-连铸过程中钢液-夹杂物-熔渣稳态/非稳态下多相反应和流动模型,解析了夹杂物的原位生成-捕捉-吸收机理及钢液旋流-湍流控制规律,从理论上确定了夹杂物精细去除的可行性,完善了洁净钢中夹杂物深度、精细化去除的理论体系。 (2)创新开发了精细吹氩下RH脱氧夹杂物原位吸收技术、中间包无源型旋流-湍流抑制-夹杂物捕捉一体化技术、结晶器稳流-夹杂物上浮技术,突破了精炼-连铸过程钢水洁净度不稳定的技术瓶颈,实现了高品质钢洁净度精细化控制。 (3)研发了RH新型高铝添加剂、高效吸收含铝夹杂的保护渣,发明了中间包内旋型湍流抑制器、交叉路径型夹杂物捕捉装置及结晶器稳流装置,实现了钢液夹杂物去除率提高15%,连铸坯合格率提高至99.7%,实现连铸坯中总氧<20ppm的命中率达到90%以上。 该项目已获批4项发明专利,4项实用新型专利,发表学术论文39篇。该项目成果已应用于国内宝武集团、涟钢等多家钢铁企业,近三年新增产值47.08亿元,新增净利润4.88亿元。项目成果有效地降低了钢铁企业的原材料消耗,提高了高品质洁净钢铸坯的成品率,促进了钢铁企业积极主动响应国家供给侧改革的政策,极大的推进了中国高品质洁净钢生产的科技进步,具有显著的社会效益。
[成果] 1900010084 湖北
TM47 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:随着风力、光伏等新能源的大规模接入,电气化轨道交通网络的迅猛增长以及电动汽车充电桩的广泛应用,电网无功功率和电压波动问题日趋严重,危害系统安全和经济运行。研制能够广泛应用于电网的高性能、高可靠性动态无功补偿和电压控制装备具有极其重要的意义。长期以来,中国电网绝大多数变电站的无功功率调控装备一直沿用机械式断路器投切的电力电容器和固定电抗器组,不能实现对电网无功和电压的实时连续调控,严重滞后于现代电力系统的发展,成为制约智能电网建设、新能源应用和电动车推广的技术瓶颈之一。 依赖进口大功率电力电子开关器件制造的SVG型动态无功补偿装备存在运行可靠性等关键技术问题,尚不能广泛应用于智能电网。 为改变这种状况,该项目团队历经二十余年努力,在突破多项关键技术难题的基础上,建立了高压智能磁控电抗相关理论基础,攻克了高压智能磁控电抗的谐波、损耗和响应速度等技术难关,研制和开发出具有自主知识产权、高性能、高可靠性、低成本、零部件全部国产化的高压智能磁控电抗技术及装备,开拓了高压磁控电抗技术的广阔应用市场,创造了显著的直接经济效益和巨大的社会效益,引领行业科技进步,振兴和发展了民族工业,成果符合智能电网、国家节能减排、中国制造2025年的发展战略。项目取得的主要创新成果: 建立了新型可控饱和电抗器理论体系,提出了磁阀式可控电抗器的拓扑结构、非线性铁心磁路和绕组电路中的电磁暂态和稳态计算方法,为磁控电抗装备的设计、制造奠定了理论基础。 提出了基于多级阶梯式磁阀铁心结构的磁控电抗器非线性谐波抵消原理及实现方法,使得磁控电抗器的输出电流谐波畸变率大幅度降低,性能优于国内外同类产品,实现了磁控电抗器“绿色”电网接入。 提出了交流工作绕组与直流控制绕组复用的桥式电路拓扑结构,分布式小截面铁心磁路单元,分别显著地降低了磁控电抗器的铜损和铁耗。 提出了基于电磁能量快速交换的强励磁技术,使数十兆乏级大容量磁控电抗器的响应时间由原来的秒级大幅度缩短到数十毫秒,以解决无功电压快速波动问题。 项目获得国家自然科学基金、国家电网重大科技攻关计划、国际合作计划等支持。研究成果经过查新,国内外未见内容相同报道。项目获授权发明专利8项和实用新型专利2项;出版专著1部,发表学术论文214篇,其中SCI检索24篇,EI检索121篇,总被引用1200余次,其中SCI他引372次。项目研究成果已实现产业化,产品适用电力、冶金、煤炭、轨道交通等行业电网无功电压调控,电压等级6kV~110kV,功率1000kvar〜30000kvar,迄今在国内外推广应用数百套,产生直接经济效益超过4.15亿元。 项目成果引领高压电网磁控无功电压调控技术发展潮流,整体处于国际领先水平,是“中国创造”在大型电工装备领域的典型代表。
[成果] 1700630020 湖北
N941.4 基础研究 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目所属的科学技术领域:信息产业与现代服务业。 对复杂系统的研究是信息科学与系统科学发展的国际前沿。该项目以冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室为科研平台,在多项国家和省教育厅项目的持续资助下,在复杂系统的动力学行为分析、同步控制以及非线性特性研究方面不断探索,取得了三个方面的创新性研究成果。 1.复杂网络的动力学分析、同步控制与拓扑结构识别。分析和探索时滞复杂动力网络的动力学行为,提出渐近指数同步的理论框架和刻画指标,并首次给出了时滞上界的具体表达式;设置自适应控制器,实现随机噪声下网络的全局聚类均方同步,同时,识别网络的时变耦合拓扑结构;引入医学上的ROC曲线分析方法,通过噪声时间序列来识别网络的拓扑结构。 2.复杂系统的非线性定性研究。突破经典的Nadler不动点定理中对于映射必须是有界闭集值算子的要求,建立一系列新的不动点定理;所提出的算子类型被学者们命名为“Feng-Liu”型算子,SCI他引125次,入选ESI高被引论文库;首次证明锥度量空间与度量空间的等价性,并指出锥度量空间中的不动点定理,本质上仍然是度量空间中的不动点定理。 3.复杂随机系统的鲁棒控制与特性分析。设计出全阶Hiinfin;时滞滤波器,提出中立型随机混合系统在随机噪声的干扰下鲁棒镇定的条件;提出时滞相关的随机Markov跳跃有界实引理,并提出基于观测器的非脆弱Hiinfin;控制器存在的充分条件;首次探索随机Gilpin-Ayala竞争模型解的存在唯一性条件,明确该模型解的性质、逼近行为、以及随机估计。 该项目围绕复杂系统的动力学行为、控制及特性进行研究,2006.01-2014.06共发表SCI论文38篇,大多发表在国际权威刊物包括JMAA,CMA,Eur. Phys. J. B,NCA,ND等;8篇代表性论文得到了国内外同行的广泛认同和引用。引用的作者包括该领域国际著名学者,总被引用次数223次,其中ESI高被引论文1篇,单篇SCI引用最高125次,单篇Googler Scholar被引频次197;培养21名硕士。 这些成果丰富了复杂系统研究的范畴,为实时监控各种系统动态、预防系统故障、增强系统安全等提供了理论和实践参考。
[成果] 1700430001 湖北
TD861.1 应用技术 铁矿采选 公布年份:2017
成果简介:为了保证程潮铁矿采矿方法的成功过渡和过渡期间的采场生产安全,开展了程潮铁矿无底柱分段崩落法与充填法联合开采关键技术及应用研究,对两种采矿方法情况下采场地压控制、采场良好的生产调度和技术经济指标优化等问题进行了探讨,解决了两种采矿方法并存下安全生产问题,并给出了控制对策措施,促进了井下采矿方法的平稳过渡。利用未确知测度理论和粗糙集理论,提出了崩落—充填联合采矿法;采用相似模拟实验和数值模拟相结合的方法,分析了联合开采对副井和地表构建(筑)物的稳定性的影响,提出了相应防治方案和应对措施;通过数值计算软件,基于本构关系和隔离矿柱监测数据,提出了隔离矿柱合理开采厚度和最优回采顺序;利用集中分析法原理,研究矿岩移动角对矿山经济效益和成本的影响;采用模糊数学综合评价法来研究三级矿量的优化控制,提出了生产优化组织措施;通过巷道综合支护相似模拟实验、现场实验和监测分析,引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式来应对巷道较为复杂的地质情况。提出了无底柱分段崩落法与充填法联合的安全开采关键技术,实现了保安矿柱的高效回收,确保了保安矿柱保护的地表构建筑物的安全与稳定,同时又保证了相邻矿体安全、高效地开采。通过联合开采下三级矿量优化、保安矿柱岩层移动角优化和生产组织管理优化,建立了崩落法与充填法联合开采的经济管理数学分析模型,提高了矿山劳动生产率,降低了矿山采矿成本,提高了矿山经济效益。在锚喷支护的基础上,引入锚杆联系链,形成了巷道综合支护关键技术,改善了巷道的稳定性,减少了补强支护,降低了支护成本。通过该项目的研究,使武钢程潮铁矿顺利地解决了崩落法与充填法联合开采下关键技术与技术经济指标优化问题,使得矿石回收率提高了3.25%;多回收难采矿石11.2万吨;减少了采场巷道维护长度427m;为矿山创造了5858.34万元/年的经济效益,产生了较大的社会效益和经济效益。
[成果] 1700430135 湖北
TQ522.5 应用技术 炼焦 公布年份:2017
成果简介:炼焦化学产品的回收工艺粗放、能量流无序;焦化煤气中N、S元素化合的产物污染大数量多,毒性强,严重污染环境,已成为制约钢铁冶金、焦化行业可持续发展的难题,开发绿色、高效、低成本的炼焦化学产品回收技术作为现阶段最为迫切的任务之一。 针对传统炼焦化学产品正压回收工艺,煤气温度反复强制升降,能量流无序,能耗高,N、S元素污染物数量多,毒性强,过程伴生废水量大且极难治理的难题,项目解析了N、S元素产生污染物的根源,提出旨在源头控制,末端再生治理,N、S元素资源化利用思路,研发出集高效负压洗苯、负压脱硫及其废液与硫泥制酸,无蒸汽负压粗苯蒸馏、烟气显热负压蒸氨于一体的炼焦化学产品回收关键技术与成套装备。使N元素回收富集制取脱硫剂,在线用于焦化煤气脱硫,废氨水再生回用;含S元素脱硫废液与硫泥生产浓硫酸,浓硫酸联产硫铵。形成了煤气温度自然变化、能量流有序化、N、S元素资源化循环利用的炼焦化学产品绿色回收新工艺,从工艺源头上节能减排,实现了炼焦化学产品回收工艺的实质性创新。 针对传统焦化工艺酚氰废氨水再生处理的难题,项目首次采用天然膨润土,经钠化、无机柱撑膨润土与Fe<,3>O<,4>磁性纳米颗粒相结合,研发出降解多/杂环芳烃的仿酶型非均相水处理催化剂,用于废氨水的催化氧化深度处理,各项指标达到再生水工业用水标准,实现了酚氰废氨水的低成本再生资源化利用。 炼焦化学产品绿色回收成套关键技术已在国内十多家不同规模企业应用,节水、节能、减排污染物效果显著,在行业中起到引领示范作用。仅据近3年10家企业统计,新增直接经济效益已达数亿元,并产生了卓著的社会、环境效益。项目在炼焦化学产品回收与污染物控制技术方面有重大突破、工艺和设备有实质性创新,技术达到了国内外同类技术领先水平,市场需求度高,经济、环境与社会效益重大,显著促进了焦化行业的科技进步。
[成果] 1700430121 湖北
TD803 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属于水和矿产资源领域。松软破碎矿体安全开采是地下矿山生产的难点问题之一。针对松软破碎矿岩护顶困难、地压显现频繁、采场卸压难度大等特点,以安全开采为目标,运用理论分析、相似模拟、数值计算、现场试验和监测分析的方法,研发了破碎难采矿体动态卸压开采与灾害控制技术。创立了松软破碎矿岩金属-非金属锚杆联合支护与检测分析技术。针对松软破碎矿岩巷道支护量大、支护成本高的特点,发明了高强度钢丝玻璃纤维杆和锚杆抗弯测试装置,形成了以力学测试、支护设计、支护质量无损检测、数值计算为一体的管缝式金属锚杆和玻璃钢锚杆联合支护技术,使破碎矿岩巷道支护成本降低1/3~1/2,巷道返修率降低40%以上。构建了爆破动载与采动地压联合作用下破碎矿体安全开采监测分析技术。研发了基于安全单段起爆药量、裂纹扩展和累积损伤的多频次爆破动载监测分析技术,建立了基于Kelvin解的动载-静载下支护体力学响应模型,形成了动-静载下采区稳定性声发射监测累计差量指标分析法,实现了破碎矿体动态卸压安全开采的动态监控。研发了高应力区破碎复杂矿体动态卸压开采方法。发明了破碎矿体安全开采相似模拟实验装置,研究了矿体条件、开采方法、采场结构参数、回采指标等因素对卸压方式的影响,建立了卸压开采动态约束条件,形成了破碎矿体动态开采卸压理论,实现了破碎难采矿体安全开采。形成破碎难采矿体安全开采综合评价技术。以地质统计分析为基础、地压及爆破动载监测分析为手段、卸压开采为措施,实现了破碎难采矿体安全开采的可靠性分析与评价。成果申请专利11件,获授权发明专利3件,实用新型专利3件;发表学术论文33篇,出版学术专著1部。成果已在金山店矿业有限公司、大冶矿业有限公司、广西高峰矿业有限责任公司、广西佛子矿业有限公司成功应用,近三年创造直接经济效益3.5亿元,成果对类似条件矿山的安全开采有着广阔的推广前景。
[成果] 1700430116 湖北
TU831.39 应用技术 风机、衡器、包装设备等通用设备制造 公布年份:2017
成果简介:“水源热泵(地下水)应用的关键技术”采用动态模型实时跟踪、数值分析、动态相关图等多种技术途径并举的技术路线,通过分析不同土质回灌率、井群流贯通规律以及因素分析,对井管进行改良和优化,取得了一批原始创新成果。主要创新点有: 研发了地源热泵系统的源侧节能调节控制装置,实现了实时控制和多级控制,运行费用和成本低,节能效果好,使用寿命长。提供一种设计合理,结构简单,使用寿命长,调节效果好,还能实现热水调节和热泵负荷的自动化控制的自动分配地源热泵系统主机热水和热泵热量的控制装置。分析武汉市现在地下水(尤其第四系水)含水层土质,归纳总结地下水回灌井群流场变化规律,并采用“水源热泵井群布置优化设计施工工艺”和“防堵塞水源热泵抽灌两用井施工工艺”取得技术效益和实际经济效益。发明一种利用井水生成地下风的节能环保冷暖空调系统,根据井水的冬暖夏凉的特性,利用井水来对外界的空气温暖进行调节后将适合的温度输入到室内,以使室内温度也达到冬暖夏凉的效果。 获授权和受理发明专利1项,获实用新型专利7项;软件著作2篇。 成果通过武汉市科技局的鉴定,总体评价是该研究成果总体上达到国内先进水平,“水源热泵(地下水)应用的关键技术”项目无论从宏观上还是微观上均具有良好的产业化前景,项目的成功实施可对武汉市以至于全国的地下水水源应用模式和工法产生非常大的作用,同时对武汉市地下水资源有效节约和地下水有效回灌而产生的后期效益是不可估量的贡献。
[成果] 1700430164 湖北
TG335.5 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:高品质辊弯型钢广泛用作航空航天、海洋平台、桥梁、大型场馆、高层建筑、高速列车等领域的关键基础件、通用部件和重要构件。然而,高品质厚壁辊弯型钢的成形难度大、待焊面的位置关系更难保证,致使中国厚壁型钢的尺寸精度低、焊接质量差,从而严重制约了上述行业领域的技术发展。国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)将开发重大装备所需的关键基础件和通用部件的设计、制造和批量生产的关键技术列为重点领域及其优先主题。该项目主要创新点如下:成形、焊接质量表征与生产工艺的综合优化:探明了成形及焊接质量的表征指标,基于变形与温度耦合的计算结果,建立了成形、焊接质量指标与主要工艺设备参数间的函数关系,以变形区带材边部延伸均匀、焊接挤压道次开口角最佳为目标,实现了成形及焊接质量的预测控制。成形件形状尺寸的智能辨识技术:率先研制出成形件尺寸数据采集系统,建立了形状尺寸辨识模型,系统根据采集数据自动调整模型结构及优化变量,从而获得最接近于实际形状的辨识结果。焊接温度自适应测量及挤压力自动控制技术:研制出焊接温度间接测量系统,该系统可依温度变化趋势自动改变采样频率;建立适宜挤压力的计算模型及控制系统,实现了挤压力的PID控制。基于磨损信息的换辊推理及辊片质量评判技术:研发出轧辊辊型测量系统,依据系统确定的磨削量优化辊片更换时间,并就辊片对成形质量的影响进行科学评判。项目成果获国家发明专利3项、软件著作权1项,发表论文27篇;成果及其产品应用于武钢、中联重科、斯瑞尔重工、科诺型钢等知名公司和香港机场扩建、珠海口岸旅检大楼等国家重点工程;至2015年,已生产壁厚达16mm的型钢产品180余万吨,累计创造直接经济效益4.31亿元;产品最大尺寸偏差、弯曲度仅为国家标准的1/4和1/2,焊缝弯角提高了12.03%。
[成果] 1700630201 湖北
TP277 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:项目是人工智能的计算机视觉应用,属于计算机和信息技术的交叉领域。 公共安全视频监控建设联网应用,是新形势下维护国家安全和社会稳定、预防和打击暴力恐怖犯罪的重要手段。国家已明确将“重点公共区域安装的视频监控摄像机完好率达到98%”列为《公共安全视频监控建设联网》主要目标之一。面对庞大的多级安防监控网络,实现目标的困难主要有:(1)监控系统的日常运维主要依靠人工,运维理念的落后与运维产品的缺位造成许多区域的视频监控成为“睁眼瞎”。(2)监控画面质量受到设备硬件、联网平台、部署环境、人为破坏等不可控因素影响,在视频获取、压缩、传输、存储等环节都会导致视频失真。视频异常原因及类型的多样性,使得理论上的视频质量评价方法难以适用。 针对重大应用需求,该项目取得以下原创性成果: 1.理论上首次提出基于流场奇异性分析的图像灰斑检测算法、面向监控视频的树叶遮挡自动判别算法、基于卷积神经网络的视频失真辨识算法。 2.技术面向下一代安防监控,首次提出以“盲失真类型下的盲视频质量评价”为核心人工智能。针对多种安防视频异常,如画面抖动、偏色干扰、雪花噪声、信号缺失等,提出一系列的盲视频质量评价技术并获得发明授权。 3.产品是业界第一款安防监控联网系统的在线视频质量评测产品,对监控视频在采集、传输、存储过程的问题进行实时诊断,进而为安防监控设备的故障诊断提供依据。 累计发表相关论文120余篇(其中SCI期刊41篇),5项国家发明专利授权,获批12项软件著作权。成果被公安部一所、公安部三所采用,并成功应用到湖北省公安厅、广州公安局、湖南司法厅、南昌铁路局、宁波农信、江西农信等多家单位。 技术产品经济效益逐年攀升,与合作伙伴一起,2014-2016年累计新增销售总额4亿多。在项目技术创新的持续支持下,东智股份获得天使投资,并于2017年在新三板成功登陆(871021)。公司主要产品和服务有视频质量诊断软件系列、智能运维主机系列、智能运维平台及智能运维解决方案。
[成果] 1700440166 浙江
TF321.5 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:摆动流嘴既是铁水从铁沟进入鱼雷罐的重要通道,同时又可进行脱硅处理,所以,对提高铁水的质量,炉前出铁沟的使用寿命均起着十分重要的作用。大型高炉的摆动流嘴普遍采用Al<,2>O<,3>-SiC-C质浇注料作为预制件使用,制备摆动溜槽所采用原材料、配比等关键技术大多数与铁沟浇注料相同。摆动流嘴在高温使用过程中,其抗渣性能、抗铁水冲刷能力明显下降。摆动流嘴主要损毁方式有:铁水的冲击蚀损:由于Al<,2>O<,3>-SiC-C质材料的高温强度较低,抵抗铁水高温冲击的能力较弱,导致蚀损较快,是该材料的主要损毁形式;循环的热冲击:导致材料结构强度降低;氧化损毁:该体系材料的SiC和C组分很容易被氧化,尤其是C组分的氧化,导致材料结构疏松,强度下降,是该体系材料损毁的最主要原因。摆动流嘴设在高炉出铁场铁水沟尽头,安装在出铁场铁水沟下面,通过摆动流嘴可以把经铁沟流出的铁水转换到左右任意方向,注入出铁场平台下的混铁车或铁水罐车内,一个铁水罐装满铁水后,可以通过摆动流嘴的传动机构使摆动流嘴倾动,并使铁水再流入另一个铁水罐内。该项目产品在采用Al<,2>O<,3>-SiC-C质材料制备摆动流嘴预制件的基础上,引入氮化硅铁提高材料的抗侵蚀和抗冲刷性,添加碳化硼改善材料的抗氧化性,同时根据流体力学原理对摆动流嘴形状进行科学合理的设计,解决了耐火材料的不耐铁水冲刷,使用易开裂,使用寿命低等问题,产品取得了良好的使用效果。
[成果] 1700630269 湖北
TG142.72 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:低合金耐磨钢广泛用于煤矿机械、工程机械等领域。传统耐磨钢生产过程中存在以下问题:①为了保证钢板的硬度,添加大量的贵重合金元素(如Ni、Mo等),利用热处理方法获得回火马氏体单相组织,析出相尺寸较大,成本高、韧性差、易磨损、寿命短;②以马氏体为基体的耐磨钢内应力不均匀,在生产与使用过程中易开裂,造成设备损坏,甚至人员伤亡;③采用常规轧制工艺生产薄规格(3~6mm)耐磨钢,钢板易出现翘曲问题。针对以上问题,项目组通过构建新成分体系、调控组织结构、板形工艺攻关,研制出经济型高韧性低合金耐磨钢系列产品,整体提升了钢板的强韧性、耐磨性、焊接性、折弯成型性及切削加工性能。创新点如下: (1)构建了新的低合金耐磨钢成分体系:合理配比C/Si、Mn/Si与Cr/Mo等,控制有效Ti含量(理论有效Ti%=Ti%-3.4N%-3S%-0.0012C%),同时结合亚温淬火工艺得到纳米级颗粒(TiC、M2C等)增强复相组织(马氏体+少量贝氏体+残余奥氏体),有效提升了抗断裂与抗磨损性能,开发出了低成本高韧性的HB360~HB500级别低合金耐磨钢。专利:ZL201510099344.7;ZL201410737934.3;ZL201410745269.2;ZL201310169372.3;ZL201310169373.7。 (2)探索出了低合金耐磨钢板厚度、回火温度、保温时间及内应力之间的相关性,回火温度150~390℃,回火保温时间(min)=(2.0~7.0)H,H为钢板以mm为单位的厚度值,此条件下X和Y方向内应力相对标准差≤20%,为消除钢板的内应力提供了理论依据,大幅提升了钢板的抗裂性能。专利:ZL201510520418.X;ZL201510099344.7。 (3)通过提高粗轧段压缩比(总压缩比≥80%),降低精轧段后三道次压缩比(道次压缩比≤10%),终轧出口进行超快密集冷却(冷却速度≥35℃/S),进而解决内应力不均匀问题;热处理时选择在Ac3温度附近进行点压式淬火,然后低温回火(150~250℃)生产出高强度高硬度薄规格(3~6mm)耐磨钢,板形不平度≤2/1000mm。 近三年,生产3~80mm厚度的低合金耐磨钢板7万多吨,创造经济效益近亿元,其中为湖北省创造利润超过4600万元,获得6项发明专利、4项实用新型专利,该项目研发出的低成本合金化体系和工艺技术对开发更高级别耐磨钢具有借鉴意义。
[成果] 1700530107 湖北
TF041 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:烧结配矿的好坏直接影响混匀矿的化学成分及稳定性,并影响烧结矿质量和高炉冶炼全过程。国内在烧结配矿过程中,长期存在以化学成分作为配矿唯一量化指标的配矿现象,而作为对烧结过程起重要作用的铁矿粉的制粒性能和成矿性能,则没有具体统一的量化指标进行衡量,因此在铁矿石品种繁多、质量参差不齐的配矿环境下,配矿结构容易发生较大变化,造成烧结矿质量波动较大,影响高炉稳定顺行。项目从武钢所用铁矿粉的制粒特性、成矿特性以及应用技术方面进行了系统研究和创新,成功制定了复杂配矿环境下的混匀配矿标准和相应的烧结过程控制标准,主要创新成果如下:开发了基于粒度标准的混匀配矿新技术建立了烧结铁矿粉成核粒子、中间粒子和粘附粒子的划分标准,填补了烧结领域对于烧结物料中不同性质粒子的评价盲区,为烧结配矿原则的确定奠定了坚实的理论基础,实现了烧结配矿粒度指标的量化。建立了基于成矿指标的铁矿粉成矿特性评价技术形成了基于像素法准确计算烧结矿中铁酸钙生成量的新技术,通过对成矿指标的界定实现了铁矿粉成矿特性的评价,成功制定了基于成矿特性的混匀配矿原则,解决了烧结铁矿粉相互搭配不合理的难题。开发了适宜制粒水分的控制技术建立了制粒水分与透气性指数相结舍的适宜制粒水分确定技术以及基于物料饱和度的制粒水分控制技术,解决了配矿结构发生较大变化时,由于水分波动大而造成的水分控制不准确、烧结效能发挥不充分的难题,实现了烧结的优质高效生产。开发了基于数值模拟的适宜制粒参数确定技术建立了基于离散元法的烧结制粒过程数值模拟技术,揭示了物料在圆简中运动行为的规律,确定了以物料的“层状瀑布式运动”作为圆筒适宜制粒参数的判断标准,成功优化了武钢混合机的制粒参数。项目自2013年在武钢烧结厂应用以来,取得了非常良好的效果,在铁矿石品种繁杂的条件下,实现了四烧烧结机达产,烧结矿强度稳定在79.5%左右,固体燃耗由68.8kgce/t下降到65kgce/t,槽下返矿率由15.47%下降到12.43%,近三年累积创效达2.93亿元。项目共形成专利21项(其中发明专利10项,实用新型11项),制定企业规程1项,经湖北省科技厅鉴定达国际先进水平。解决了复杂原料条件下,烧结领域普遍存在的技术难题,为铁矿石的多样化选择提供了广阔的空间,推动了烧结技术的进步。
[成果] 1700630252 湖北
TQ153.15 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2017
成果简介:该项目属冶金科学技术领域。 随着国民经济的发展,中国液晶影视行业发展十分迅速,2016年国内出货的液晶影视产品已近全球市场的45%,且国家“十三五“战略规划中明确提到将液晶光电行业作为未来的支柱产业发展,因此,国内液晶影视行业将继续保持高速发展,对液晶模组用电镀锌产品的需求量将持续稳定增长。 基于此重大需求,武钢于2011年开始进行液晶模组用深冲系列环保耐指纹电镀锌板的研制与开发,通过对冶炼、热轧、冷轧、电镀锌及辊涂环保耐指纹处理等工艺技术的系统研究,成功开发出深冲性能优良、高表面质量、具有优良耐蚀性能和耐指纹性能的产品,填补了中西部地区高端耐指纹电镀锌板的产品空白,并取得了三个方面的创新。 (1)自主设计了液晶模组用深冲系列耐指纹电镀锌板的内控成分、开发了电镀锌板高表面质量控制技术,通过热轧高压多道次除鳞工艺、大压下轧制和低延伸平整,开发出具有优良深冲成形性能的电镀锌产品,延伸率超过38%且板形优良,满足液晶模组的深冲制造需求; (2)自主设计并制造重力法电镀锌模拟装置,通过电镀锌工艺的模拟优化,开发出不对称高电流密度镀锌工艺及酸性电镀锌添加剂,摸索出改善电镀锌基板表面缺陷对电镀锌表面质量影响的控制技术,形成高附着力、高表面质量电镀技术,产品合格率达到97.2%以上。 (3)自主开发环保型辊涂耐指纹工艺,结合近红外和热风烘干工艺,提高了耐指纹电镀锌板的耐盐雾、耐热黄变、抗湿热、高导电性、耐碱洗应用性能,实现了液晶模组的绿色无油冲压制造。 该项目共形成13项专利(7项发明专利)及11项企业技术诀窍,累计生产67万吨,2014~2016年新增产值23亿元,新增利润9389万元,广泛应用于三星、海信、松下、TCL、海尔等国内外液晶影视企业,实现了液晶模组结构件的绿色无油冲压制造。该产品填补了湖北省高端电镀锌产品空白,经湖北省鉴定为国际先进水平,项目显著提高了中国电镀锌产品竞争力,极大的支撑和促进了中国液晶光电和环保工业的发展,具有显著的社会效益。
[成果] 1700630013 湖北
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属新能源、新材料交叉科学技术领域。 能源危机与环境污染问题日益严重,锂离子电池、燃料电池等化学电源在电动汽车动力电池、大规模储能设备等领域具有重要的应用前景,提高相关能源材料电活性与能量/功率密度是该领域发展的重点和难点。石墨烯、碳纳米管等纳米碳材料具有高比表面积、高导电性等优异特性,在电化学能量储存和转换中起着越来越重要的作用。项目围绕高性能纳米碳复合能源材料的制备理论与构效机制,取得了如下重要科学发现: 1.提出对石墨烯进行掺杂改性的思路,设计出三种石墨烯掺杂、载铂的新方法,通过掺杂调控负载催化剂的物理化学性质和电子结构,提高电催化活性与稳定性。揭示了载体掺杂提高催化剂性能的三种机理:(1)调控催化剂的成核、生长机制;(2)增强载体-催化剂间的相互作用;(3)优化催化剂的电子结构。 2.提出在溶胶-凝胶过程中原位复合预先化学修饰的纳米碳,以制备纳米碳均匀分散的三维多孔复合材料,解决了电极材料电子导电率低、离子迁移速度慢的瓶颈问题,提高了能量密度与高倍率性能,探明并构建了多孔复合体系中离子、电子传输的理论模型。 3.提出蔗糖辅助燃烧法制备纳米碳包覆多孔电极材料的思路,发现不同温度下材料的嵌锂性质与衰减规律,提出改善低温循环性能的方法,为在锂离子动力电池中的广泛应用奠定基础。提出有机-无机混合溶剂协同控制水解过程的思路,制备出纳米粒子组装成的多孔微球结构电极材料,显著改善与电解液的界面特征以提高材料的电化学性能,揭示了微球结构材料嵌锂的动力学过程与机制。 项目成果提升了新型纳米结构能源材料的制备理论与技术水平,为新能源产业与技术的发展提供了基础和理论参考。项目在Energy & Environmental Science、Carbon、Chemical Communications、Journal of Power Sources等该领域国际权威期刊上共发表SCI论文46篇,申请国家发明专利6件。8篇代表性论文得到了国内外同行的广泛认同和引用,被SCI期刊论文他引787次,其中5篇属于近十年ESI高被引论文,累计影响因子65.3,单篇SCI他引最高244次。
[成果] 1700630260 湖北
TG335 应用技术 钢压延加工 公布年份:2017
成果简介:项目属钢铁材料加工制造领域。 高强钢是汽车、先进装备制造等领域的重要基础材料。但是存在残余应力大、性能不稳定、表面质量控制困难等问题,造成加工时变形、开裂,制造极其困难。现有理论与技术难以有效解决上述问题,某些领域仍然大量进口国外产品。钢铁行业亟需进行技术研发,在满足下游行业发展的同时,不断向产业链高端延伸。 通过探明高强钢在应力场、温度场及相变过程耦合作用下残余应力的形成机理,建立典型钢种残余应力分布模型并提出高强钢残余应力动态控制理论;创造性发明兼具残余应力及性能精确控制功能的矫直平整工艺和主动气流场控制等关键共性技术和装备,在高强钢残余应力及表面质量控制等方面取得重大突破,并实现工业规模应用,形成如下创新成果: (1)提出残余应力动态控制理论,发明高强钢矫直平整工艺在改善带钢内部应力场分布的同时,动态调控不同组织的变形程度,实现内应力与性能的同步控制。发明固定弯曲应力场与可变压应力场组合技术,将残余应力动态控制理论固化为高强钢制造工艺。 (2)发明双伺服变增益轧制力控制及动压反馈技术改善伺服控制系统的压力增益,增设动压反馈内环,减小轧制力动态调整过程中的超调量,提高材料的性能控制精度。 (3)发明主动气流场清洁加工技术提出平整机自生流场理论,通过耦合外加流场与平整机自生流场,控制流场的强度及走向,改善高强钢表面质量,降低工序消耗。 攻克了高强钢残余应力水平高、加工过程性能恶化及表面质量差等关键共性技术难题,使高强钢残余应力水平降低85%、性能控制精度提高40%、工序制造成本降低57%、表面缺陷由2%降至0。授权发明专利15项,“热轧高强钢矫直平整工艺”获2015年中国优秀专利奖。近三年仅武钢等5家钢厂应用新增利润5.01亿元。提升了中国高强钢产品的性能、质量、市场占有率及国际竞争力,为钢铁行业依靠自主技术实现产业升级提供了有力支撑。
[成果] 1700630393 湖北
[R737.9, R730.41] 基础研究 医院 公布年份:2017
成果简介:该研究项目属于影像诊断学。 乳腺癌是女性主要恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率不断上升,对女性的健康造成了严重的危害。早期发现、早期诊断是治疗乳腺癌、提高乳腺癌患者生存率的关键。该项目通过超声影像特征指标提取与神经网络模型建立有效结合以解决乳腺癌预测的科学问题。人工神经网络是近年迅速发展起来的一门集神经科学、信息科学、计算机科学于一体的交叉边缘学科,是模拟大脑神经结构与功能来解决疾病诊断、工艺控制、社会管理的信息处理系统。近年来,神经网络在医学领域的应用越来越广泛。该项目将高频彩超与BP神经网络相结合,为早期发现与诊断乳腺癌提供新方法。该项目收集三甲医院的乳腺肿块患者,提取超声影像学诊断乳腺癌特征指标,以特征指标作为输入层,以病理学诊断作为输出层,以双曲正切作为隐藏层的激活函数,以Softmax作为输出层的激活函数,通过训练样本建立BP神经网络模型,通过迭代、重复、校正不断优化模型预测效果,通过验证样本检验模型运行效果。基于BP神经网络模型的超声影像特征对乳腺癌的诊断效率高,模型训练集和测试集的平均相对错误分别为1.2%和3.7%,模型预测乳腺癌的准确率达到96.3%、灵敏度97.4%、特异度93.3%。该项目的创新之处: 1.提取了对乳腺癌诊断有统计学意义的影像学特征指标,为指导临床医生关注乳腺癌超声影像特征指标提供了科学依据。 2.构建了基于BP神经网络预测乳腺癌的超声影像特征模型,该模型将非线性指标和非结构数据反复迭代、重复、调控、校正、优化,提高了利用超声影像特征预测乳腺癌的效率。 3.创立了BP神经网络模型初筛乳腺癌的新方法,该方法无痛、无创、无辐射、经济,便于推广应用。 该项目在华润武钢总医院、华中科技大学附属梨园医院、武汉科技大学附属天佑医院、武汉市普仁医院、武汉市九医院和多家社区卫生服务中心及体检中心推广使用,预测乳腺癌的准确率达到90%以上。培训超声诊断医生40名,培养硕士研究生3名、进修医生18名,发表学术论文15篇。
[成果] 1700630153 湖北
TQ153.15 应用技术 金属表面处理及热处理加工 公布年份:2017
成果简介:项目属于钢铁材料加工制造技术领域。 厚带钢厚镀层热镀锌产品具有广泛的市场需求,代表着镀层钢板生产的最高水平,但厚带钢厚镀层连续热镀锌工艺技术和装备复杂,一直受国外垄断和封锁。因此研制和开发厚带钢厚镀层连续热镀锌产品生产关键技术和装备,对改善中国热镀锌产品质量与规格具有重要意义。 项目组通过技术创新,研发了厚带钢厚镀层连续热镀锌工艺关键技术,集成创新了成套生产装备,实现了产业化。主要创新和突破为: (1)建立了厚带钢加热过程和冷却过程数学模型,开发了厚带钢喷气循环冷却装置,研发了氩弧焊与窄搭接组合焊机技术。实现了在一条生产线上进行薄带钢(0.5~2.0mm)和厚带钢(>2.0mm)连续热镀锌生产,热镀锌钢板厚度比原有国产装备生产的产品提高一倍以上。 (2)研发了多腔气刀及控制技术、锌液成分控制技术、镀锌温度控制技术,实现了在一条生产线上进行薄镀层(60~275g/m2)和厚镀层(275~500g/m2)连续热镀锌生产,镀层厚度达到国际先进水平;研究了锌层厚度对带钢腐蚀性能的影响规律,建立了热镀锌钢板镀层腐蚀动力学模型。 (3)形成了一套完整的厚带钢厚镀层连续热镀锌工艺关键技术,包括热轧基板平整工艺及技术、全线张力系统控制技术、节能减排综合技术等。实现了板厚为5mm、锌层厚为500g/m2(双面)的厚带钢厚镀层热镀锌产品的生产,厚带钢厚镀层热镀锌钢板厚度公差控制在±0.05mm以内,优于国际先进水平(±0.10mm)。 (4)自主设计和集成建造了国内首条厚带钢厚镀层连续热镀锌机组,实现了厚带钢厚镀层连续热镀锌工艺关键技术和装备的国产化,集成创新的成套装备打破了国外技术垄断,并实现了中国厚带钢厚镀层连续热镀锌成套技术与装备的整机出口。 项目成果获授权专利14项(其中发明专利2项),受理发明专利1项,发表论文12篇。近3年取得经济效益29958.77万元。该项目技术和装备集成创新及产业化,打破了国外技术垄断,推动了中国大型连续带钢处理线技术和装备的发展。
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