新从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银项目可行性研究报告

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1从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银●项目简介本项目所开发的从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银工艺，是利用还原剂在硫酸介质中浸锰，含锰母液再经净化、碳化、重质化、氧化、精制步骤得到纯度大于90%的γ-型二氧化锰，产品视比重1.7g/cm3以上，放电性能好，锰的浸出率大于96%，回收率94%；浸锰渣用碳浸-电积法得到白银产品，浸出率92%，回收率90%。该项目已通过省级鉴定。●应用范围我国湖南、广西、云南、山西、河北、福建等省储存大量的含银低品位的锰银矿，锰的品位低于28%，银含量在200克/吨以上，有的每吨矿石高达数千克。但是，锰银分离十分困难，回收率低。本项目就是解决这一难题，从锰银矿中生产出科技含量高和高附加值的化学二氧化锰和白银产品，以提高矿山开采利用率，延长服务年限，保护环境，提高企业的经济效益。本项目所得的化学二氧化锰为高品质、高活性的化学二氧化锰，它是适应电池工业和电子工业发展而进行深加工的产品，是制作电池及磁性材料的原料，可用于生产高质量的锌锰碱性电池。此外，它是玻璃工业的脱色剂，炼钢工业用作锰铁合金的原料，浇铸工业的增热剂，可作CO的吸收剂，化学工业的氧化剂、催化剂、干燥剂，还可用作陶瓷工业的釉药及医药、肥料及织物印染等方面。该项目还可产出中间产品，硫酸锰、碳酸锰可作为锰盐工业的基础产品，广泛应用于工农业生产，用途十分广泛，销售应用市场广阔。●经济效益及市场分析利用本项目工艺技术建设年处理原矿3.5万吨的加工厂，总投资1800万元，按原矿含锰18%，含银150g/t概算，年产化学二氧化锰5859吨，白银4.46吨，年可实现销售收入4636万元，实现利润1272万元，税金1334万元，经济和社会效益显著。成品烟防霉剂卷烟厂将烟叶加工成的成品烟在存放过程中因春夏秋冬四季湿度和温度变化大只能有一定的存放期，超过一定时间以后，烟叶则因长霉而变质。成品烟霉变一直是人们早已知晓和急需有待解决的难题，多年来没有行之有效的解决办法，因而也一直没有引起卷烟厂的高度重视。成品烟霉变不但对卷烟厂造成相当大的损失，而且对吸抽霉变成品烟的烟民的健康造成严重的影响。北京科技大学针对成品烟存放过程中的霉变问题，已经研制出一种全新的绿色防霉产品。它能完全防止成品烟中各种霉菌的产生，并且成本低和完全无毒无味。包装及使用：本产品为粉剂，用施胶无纺绵纸袋包装，根据需要每袋装1—191

2100克防霉剂，使用时将一定数量的防霉剂直接放入成品烟中，药剂和烟叶不直接接触，完全分开，对卷烟无任何污染。加入量按每条烟加5~10克防霉剂。主要性能和经济指标：外观形态：粉状固体颜色：黑色安全性：无毒无味、不燃不爆用本技术存放成品烟1~2年无霉变原材料成本：约2~4分/10克售价：1.5~2.0角/10克生产设备：搅拌机一台手提式塑料封口机1-2台自动包装机一台投资总金额：约60万元电弧炉快速脱磷技术●成果成熟程度：已经在生产中应用●成果特点本技术主要解决在电弧炉炼钢过程中使用含磷量较高的原料，如高磷废钢、高磷生铁时的脱磷问题。在电弧炉炼钢过程中使用含磷量较高的原料的时候，当采用的工艺不得当，可能造成氧化期过长、电耗和电极消耗升高、生产率下降的问题。该技术根据有关的热力学计算和实验室试验，选择合理的脱磷渣系，使用一定的添加剂，使合成渣具有较大的磷容量，将研制的加热模型植入计算机，通过计算机控制电弧炉的加热过程，为脱磷创造应有的热力学条件。由于合理的渣料加入方式，及由渣料本身对反应过程动力学条件的影响，使渣料与钢液中的磷具有很好的反应条件，从而达到很好的脱磷效果。使用该技术可以将含磷较高的原料熔氧合并，一般钢种一次氧化完成脱磷，可以使融化结束的磷含量由融化结束的0.0100%甚至更高在20左右的时间内降至0.015%左右。●成果的使用范围：电弧炉冶炼过程中使用高磷原料191

3●经济、社会效益分析由于高磷原料的使用，冶炼时间的缩短，可以大大降低炼钢成本。一般可以降低6—8元/每吨钢。电化学超级电容器●项目简介超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件，与传统电容器相比具有更大的容量，与二次电池相比具有更高的功率密度和更长的充¤放电循环寿命。是一种新技术含量高的科技产品。超级电容器技术特点为：（1）比功率高（能够提供几百W¤Kg到几千W¤Kg的功率密度）；（2）大电流快速充电特性好；（3）电压与容量的模块化；（4）使用温度范围宽，为－40°C～＋70°C；（5）循环使用寿命长，可达10万次；（6）无污染，真正免维护；（7）价格低；（8）不需冷却及其它附属设备。北京科技大学在（1）集电极材料；〔2〕高活性、高比表面积炭材料；〔3〕粘合剂和隔膜材料；〔4〕无机和有机电解质；〔5〕高电压、大容量超级电容器等方面展了系统研究开发。前期开发出了作为混合动力电动车辅助电源用的超级电容器样品。●市场分析随着微电子学和计算机技术的迅猛发展，目前该器件的应用范围越来越广泛，从而受到世界各国科技，实业界的极大重视。国外对超级电容器的研究已经成为热点，国内对这方面的研究刚刚开始。其主要用途为：（1）作为可编程随机存储等的不间断电源，如用作记忆性存储器、微型计算机、系统竹板和钟表等的备用电源。（2）随着自然资源的日益匮乏、环境污染问题的日益突出，绿色环保型电动交通工具已成为世界各国发展的方向，将高比能蓄电池超级电容器联合应用作为电动车的动力电源，可以满足电动车启动、加速、爬坡的功率需求而不降低蓄电池性能。同时可以利用汽车刹车制动时的能量对电容器进行充电，能量的回收效率大大增加。191

4（3）用作交替工作式电源，例如与光能电池合用，在白天电子负载由光能电池提供动力，同时光能电池给超级电容器充电，在夜里由超级电器提供动力给负载。在航空航天领域中超级电容器的应用范围也非常广泛。目前，超级电容器占世界能量储存装置（包括电池、电容器）市场份额不足1％，在我国所占市场份额更少，因此超级电容器存在着巨大的市场潜力。电弧炉炼钢合理供电技术●项目简介电弧炉炼钢合理供电技术主要是指在电弧炉炼钢过程中采用合理的供电制度，达到降低冶炼电耗和缩短冶炼通电时间的效果。其基本工艺过程：测量电弧炉供电主回路的基本电气运行参数，进行分析处理后得到电弧炉供电主回路的短路电抗和操作电抗，应用这些电气参数制定合理的电弧炉供电制度。对于电弧炉炼钢而言，选择合适的供电制度极为重要。因为电能占电弧炉炼钢总能量输入的60～70%，合理使用这部分能量将有助于实现电弧炉炼钢的高效化。北京科技大学近年来一直从事大型超高功率电弧炉炼钢合理供电技术的研究工作，在电弧炉炼钢电气运行参数、工作点、供电曲线制定等方面具有扎实的理论基础和实际工作经验。通过对电弧炉电气运行特性的研究，揭示了大型交流超高功率电弧炉炼钢过程中电气运行的基本规律。在对三台150～50t/90～35MVA炼钢电弧炉合理供电的理论研究和生产运行研究的基础上，总结了一整套研究方法和经验，取得了比外商提供的技术更好的运行结果，填补了国内空白，达到了国际先进水平。本项目的特点在于大功率供电技术和炼钢技术的结合，科技含量高，无需对电弧炉主电路和装备做重大改动，投入少、实施方便、对生产影响小、回报高。本技术已在电弧炉炼钢生产中应用，并获得了2001年中国高校科技进步二等奖。●应用范围本技术可适用于各种容量的交流电弧炉炼钢生产，炉子吨位和变压器容量越大，效果越明显，特别适用于变压器容量大于30MVA的大型超高功率电弧炉。●经济效益及市场分析191

5各种容量的交流电弧炉炼钢采用本技术后，平均可节电10~30kwh/t，冶炼通电时间可缩短3min左右。以一座年产钢20万吨的炼钢电弧炉为例进行说明。(1)技术和装备投入20—40万元(2)直接经济效益150万元以每吨钢平均节电15kwh，每kwh电价为0.5元计，年直接经济效益为：万元(3)社会效益a.年节电300万度b.对于冶炼时间受制于供电制度的电炉钢厂，电炉炼钢生产率可提高5%左右。年产20万吨的电炉每年可增产1万吨，则年产值增加2000万元利税增加100万元以上。本技术具有广阔的推广应用前景，电炉炼钢厂采用本技术后当年即可回收投资，并且能见到效益。钢包炉系统工艺优化●项目简介近年来，我国通过引进和自行设计的钢包炉，投产使用的数量不断增多，预计钢包炉将在我国的炉外精炼设备中占有重要地位，所以对LF进行系统的研究是十分必要的，尤其在工艺软件的开发和利用方面，因为我国在这方面可以说刚起步。建立系统工艺优化模型，确定系统优化工艺并应用于生产，对整个电炉钢生产流程的顺行，提高产品质量有十分重要的影响。工作目的：（1）电炉-钢包炉-真空处理工艺进行优化；（2）建立LF/VD生产的标准化操作。●工作目的对LF-VD过程进行系统工艺优化，主要达到以下目的：（1）钢水温度满足连铸工艺要求；（2）处理时间满足多炉连浇要求；（3）成份微调能保证产品具有所要求的性能及实现最低成本控制；（4）钢水纯洁度能满足产品质量要求，纯洁度主要包括总氧含量与夹杂物含量、硫含量、氮、氢含量；钢包炉系统工艺优化的操作要点、系统工艺优化包括如下操作要点：191

6（1）根据钢液中酸溶铝的要求，由氧含量预报模型及喂铝线模型控制加铝量及喂铝线操作；（2）考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣模型控制的造渣制度；（3）考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的最佳搅拌模型控制的吹氩搅拌处理；（4）考虑温度目标控制的电弧加热制度；（5）考虑最低成本的合金补加模型控制的钢液成份微调。LF/VD系统模型简介钢液成份微调模型喂铝线模型吹氩氩搅拌模型全氧的预报模型钢液的温度预报（控制）模型脱硫模型LF-VD过程的系统工艺优化模型及标准化生产操作以提高钢水质量为宗旨，热平衡模型计算钢液温度为基础，影响温度变化的因素为连线，连接LF/VD生产中的上述所有模型，实现模型间的最佳配合，建立系统工艺优化模型，从而达到对LF/VD生产的最优控制。不同阶段不同模型运行的结果通过数据库与基础自动化交换数据后，执行相应的操作。基础自动化操作结果也通过数据库反馈到各相关模型。模型计算结果与基础自动化的操作结果以及相应的操作都自动保存到操作记录中，以便查用。标准化操作制定完后，一般操作员无权修改。操作人员的工作只是输入钢包入炉的温度及渣厚。在基础自动化出现故障时，也可应用模型对LF/VD生产进行跟踪计算。各操作时间的确定根据现场的生产节奏确定。●应用范围钢铁企业●成果成度经过国家鉴定，世界先进水平191

7钢包炉脱硫及其合成渣技术●项目简介经过实验室研究和工厂试验，解决出钢过程、钢包炉中的脱硫、脱氧技术问题。对于转炉冶炼过程，为了减少造渣材料消耗，减少摇炉次数，缩短冶炼时间，可以在钢包中加入合成渣3—8kg/t，在炉内硫含量为0.050%的条件下出钢，出钢后可以使钢中硫含量达0.035%以下。该合成渣成本约800元。对于电弧炉，主要从缩短还原期时间、降低冶炼电耗、提高生产率、降低耐火材料消耗为目的，在还原期造好稀薄渣后，在电弧炉内硫含量0.090—0.050%的条件下可以出钢，根据向钢包中加入的合成渣料量可以主动控制出钢后的硫含量，使之进入要求的成份。合成渣成本约600元。钢包炉精炼过程深脱硫和深脱氧是主要的精炼目的。但是钢包炉精炼过程主要问题是加热过程中的耐火材料消耗较高。为了降低耐火材料消耗，提高加热效率、提高脱氧、脱硫速度，加入这种合成渣料，可以达到如期效果。根据脱硫量的要求，可以在钢包中加入5—10kg/t，使脱硫率达到40-60%。使用实践证明，可以在0.5小时之内，将钢中总氧含量降低至20ppm的水平，可以将钢中硫含量降低至80ppm的水平，配合发泡剂的使用，可以将升温速度提高50%以上。●技术成熟程度以上技术均在钢厂进行系统使用，成果成熟。●应用范围钢铁企业，耐火材料加工企业，新办冶金辅助材料企业。高炉炉况诊断与操作决策智能系统●项目简介1项目来源本项目来源于国家九五科技攻关项目。191

82整体定位本项目针对我国高炉现状及现场自动化装备水平，建立高炉炉况诊断与操作决策智能系统，使现场智能控制系统的各项技术指标达到国内先进水平，部分达到国际先进水平，以促进我国高炉过程智能控制的发展。3基本工艺长期的实践证明，在高炉冶炼方面应用人工智能技术是生产的需要，也是冶炼过程控制的必然结果。由于专家系统本身获取知识能力的不足，采用神经网络作为知识的获取手段已成为专家系统发展的重要方向。在本项目中采用遗传算法对传统采用的前馈误差逆传播神经网络进行优化，克服了传统神经网络收敛速度慢、容易陷入局部极小值等固有缺陷，利用收集到的生产实例训练神经网络获得有关炉况判断的知识，训练后的神经网络用于炉况的诊断和预报。在得到综合炉况判断结果后根据相应的策略给出操作指导。本系统同时能够实时将高炉生产条件下的下料情况、煤气分布和利用情况、炉顶温度变化、炉缸工作状态以及铁水质量等以图表的形式表现出来。4成果特点(1)投资成本低可充分利用高炉现有的检测条件和基础自动化条件，不需要大的基础自动化投资；(2)技术先进，功能强，命中率高系统综合了专家系统、神经网络及SQLServer数据库技术，可连续在线运行，每3分钟对炉况作出综合评价，预报的异常炉况包括向热，向凉，煤气流分布异常(中心煤气流过分发展，边缘煤气流过分发展)、难行、低料线、管道、崩料、悬料等，系统具有很强的适应能力和很高的炉况判断命中率，生产应用表明：系统正常炉况诊断命中率为100%，异常炉况判断命中率>90%；(3)操作简单，人机交互友好系统结合了网页制作技术，采用S/B模式(服务器/浏览器模式)，在联网的任何一台计算机上都可浏览运行结果，非常适合高炉控制现场使用。5成熟程度已在生产中应用。●应用范围系统用于高炉炉况在线诊断，并为现场操作人员提供操作指导，实现高炉生产稳定顺行。应用本系统的高炉为2000级高炉，具有基本检测装备即可。针对现场运行情况，系统得到了进一步改进和优化，现已推出了2.0版。●经济效益及市场分析高炉采用本智能系统有助于高炉生产实现“优质、高产、长寿、低耗”的目标，可降低燃料消耗，因事故减少而增产，从而降低了成本，提高了生产率，使经济效益得到提高。通过本系统在某高炉上实施与应用，高炉冶炼指标得到明显改善，煤气利用率提高1.45%，综合焦比下降2.4%，入炉焦比下降2.56%，产量提高5.65%，经测算吨铁可降低成本7.53元。我国高炉的发展趋势是大型化。本系统在开发研制过程中充分考虑了我国高炉的实际条件，高炉的操作习惯，采用先进的计算理论、自动化理论与高炉操作专家知识相结合的方案，取得优异的结果，因此，具有良好的推广前景。191

9高炉热风炉前置换热器法●项目简介我国重点钢铁企业高炉风温在1000℃左右已徘徊了近20年，这不符合现代化高炉的要求，同时对提高高妒喷煤量和置换比，提高入关后我国生铁产品在国内外市场的竞争力极为不利。高风温炼铁是当前炼铁技术发展的方向，也是提高高炉喷煤量和其他技术经济指标的重要技术措施.1994年在美国高炉会议上Hoogovern公司已经提出到2000年，高炉风温只有达到1300℃．产品才有竞争力．一般而言，每提高100℃风温，可降低焦比约20Kg/THM，提高喷煤量约40Kg/THM，是直接降低炼铁成本，提高经济效益和节能降耗的有力措施．为提高风温，国内外以往基本都采用提高煤气热值的办法，收到了良好的效果，日本、德国、韩国等高炉因此获得了1250度左右的高风温，最高风温超过了1300℃．但投资高，运行成本也高，这不符合中国资源的国情．如何解决这样一个因为高热值煤气缺乏而引起提高风温难的问题?用纯高炉煤气来预热热风炉燃烧用空煤气，提高理论燃烧温度，进而提高高炉的风温是一非常可行的技术措施。目前，用纯高妒煤气提高风温有以下若干方法（1）日本神户制钢法日本神户制钢公司提出了一种提高凤温的办法：用高炉煤气在一个燃烧室内燃烧，用燃烧后的高温烟气将两个串联的换热器中的助燃空气预热到450度，同时用热风炉的烟气将煤气预热到180度，使热风温度提高到大于1100度。（2）德国荻林根法：该公司用一单独燃用高炉煤气的加热炉，加热助燃空气和煤气，使热风炉燃烧器的燃烧温度大大提高，使热风温度达到1200读以上。（3）另外，自身预热法是中国的技术，在鞍钢等地有部分应用。它是用热风炉的后期热量预热热风炉的助燃空气，获得了1200度的热风。前置换热器法：所谓前置换热器法是在助烃空气、高炉煤气进人热风炉燃烧器之前、在热风炉和燃烧气源之间增设一座专门的燃烧炉．炉内装有空气和煤气换热器，燃烧炉的燃料也是高炉煤气．由事先确定的目标风温值和有关参数可以确定合适的空气、煤气预热温度，举例如下：预热条件T理℃T理℃空气、煤气均不预热13601200空气400℃，煤气不预热15001350空气300℃，煤气300℃：15801422空气400℃，煤气400℃：17401560由计算结果可知：当空气、煤气双双预热到300℃时，热风温度可达1200℃191

10以上。—该技术在原理可行性、技术可行性和经济可行性三方面已被证明是成立的，已有应用的许多实例。并通过了国家九五攻关专家组的验收。●应用范围（1）所有风温不高的高炉均可使用本技术（2）对需要热风的其他领域也可应用此技术。●经济效益和市场分析：一座2500立方米的高炉，可获2200万元的年效益，投资回收期小于一年。一座300立方米的高炉，投资100万元左右，投资回收期半年多。中国目前有2000多座高炉，风温普遍较低，在进入WTO后，要提高市场竞争力，提高风温是一极好的途径，其市场广阔。高拉速连铸板坯质量控制技术●内容简介连续铸钢技术对钢铁工业的发展起了巨大的推动作用，高拉速连铸是当前连铸技术发展的重要趋势，目前世界高水平的厚板坯连铸工作拉速已提高到1.8～2.0m/min，小方坯连铸拉速已提高到4～5m/min。连铸拉速提高以后，结晶器传热速率(热流)增加,冷却不均匀程度最近，铸坯表面容易产生裂纹缺陷。此外，拉速提高会增加夹辊建铸坯的“鼓肚”和铸坯表面与内部凝固前沿之间的温度梯度，容易造成连铸板坯内部偏析、内裂等缺陷。“95”期间，攀枝花钢铁公司、国家连铸工程中心、北京科技大学等单位联合承担了“高效板坯连铸技术”国家科技攻关任务，通过攻关将攀钢板坯连铸拉速由过去的1.2m/min提高到1.7～1.8m/min，北京科技大学在其中承担了“高拉速连铸板坯质量控制技术”专题的研究任务。在此期间，宝山钢铁公司也通过科技攻关，将230～250mm厚板坯连铸拉速由1.4m/min提高到1.7m/min，北京科技大学在其中也承担了防止铸坯表面纵裂纹、横裂纹缺陷的研究任务。在对高拉速板坯连铸质量控制进行的攻关研究中，开发成功了如下重要技术：(1)连铸结晶器铜版温度和结晶器热流的数值模拟计算，通过控制结晶器最大热流防止纵裂纹缺陷发生。(2)连铸结晶器内初生坯壳厚度测定技术。(3)结晶器平均热流的测定及控制技术。191

11(1)采用高频小振幅结晶器振动改善铸坯表面振痕、减少横裂纹缺陷技术。(2)连铸二冷区铸坯表面温度测定技术。(3)铸坯坯壳厚度、凝固终点位置、综合凝固系数K的测定技术。(4)含Nb、V、Ti微合金化钢铸坯内部碳、氮化物析出量测定技术。(5)亚包晶成分钢铸坯防止表面纵裂纹技术。(6)高速板坯连铸结晶器内钢水流动特性控制及防止卷渣非金属夹杂物技术。(7)钢中夹杂物来源研究及控制技术。(8)含Nb、V、Ti微合金化钢铸坯防止表面横裂纹、角横裂纹的技术。(9)高速连铸内部偏析和内部裂纹控制技术。攻关研究取得了显著的成绩，在1.7～1.8m/min高拉速条件下，铸坯的表面无清理率超过95％，内部质量合格率在98％以上，年经济效益2000万元以上。攻关中开发的以上先进技术在攻关验收会议上得到了评委专家的高度评价，达到了国际先进水平，并能够在国内钢铁厂推广采用。高温空气燃烧技术●项目简介高温空气燃烧技术是当今国际上先进的燃烧技术(HighTemperatureAirCombustion)。本课题组从80年代初开始着手研究该技术，并针对高温低氧燃烧过程中NOX产生进行了系统的研究，取得了与国外先进水平相当的成果，形成了具有自主知识产权的专利技术(共获专利5项)。该技术可大幅度节能(节能30-60%)和大幅度降低烟气中的氮氧化物(NOX排放减少95％以上)、二氧化碳(CO2排放减少30%以上)排放。用高温空气燃烧技术来代替传统换热器热回收系统，主要优点:（1）降低生产成本。采用蓄热式燃烧技术，扩展了火焰的燃烧区域，火焰边界几乎扩展到炉膛边界，炉膛温度均匀，延长炉衬寿命。而且由于炉内气流来回切换，加强了炉内传热，炉膛平均温度提高，加热速度快。另外由于加热炉几乎没有预热段，炉子造价减少，炉子长度缩短，运行成本降低。（2）节约能源，降低燃耗。采用该燃烧技术可以将烟气余热利用到几乎接近极限的程度，排烟温度降到150℃左右，余热回收率可达90%，炉子平均节能30％左右，节能降耗非常明显。（3）减小被加热物的氧化烧损。由于空气预热温度很高，几乎接近烟气温度，空气与燃料在炉膛内边混合边燃烧，燃烧速度快，燃烧完全，通过优化设计在炉膛内实现贫氧燃烧；而且炉子没有预热段，炉膛温度均匀，钢坯加热速度快。因此氧化烧损要比传统燃烧方式小。（4）191

12减小对环境的污染。不论对何种燃料，污染物的排放量都大大减少，排烟温度都非常低，有效地抑制了温室效应。（1）与原工业炉的总体设计比，除燃烧系统外，其余系统改造量不大，投资也基本不增加。●应用范围各种热工炉窑（如加热炉、熔炼炉，锅炉，热处理炉，均热炉，石油化工热重整加热器，玻璃熔化炉，铝熔炼炉，干燥炉，陶瓷加热炉）；各种废弃物处理（工业，居民，医院，家禽废物等分解处理）；燃料再处理和转化(煤的气化、秸秆燃烧处理等)；低热值燃料的应用(劣质煤、低热值煤气等)等等。为推广该技术，北京科技大学成立了北京科大国泰能源环境工程技术有限公司，从事科研开发及推广工作，已取得显著成效，目前已改造轧钢加热炉、均热炉、锻造炉、钢包加热炉、铝、铜熔炼炉等多台工业炉窑，经济效益及社会效益明显。●经济效益该技术的投资与新建一座工业炉相比，仅增加燃烧部分的投资。约占总投资的20－30％，但经济效益明显，一般可在6－12个月收回投资。钢中大型非金属夹杂物分析技术及应用●项目简介钢中非金属夹杂物破坏了钢的连续性，是钢产生裂纹破坏的祸根。一般把粒径大于50μm夹杂物称为大型夹杂物。这种夹杂物占钢中夹杂总量的1％，但对钢质量危害最大。如何把大型夹杂物从钢中捕捉并从钢中分离出来，这是首要解决的问题。为此，原冶金部科技司于1982年下达“钢中大型非金属夹杂物”的研究课题。大样电解是用于分析钢中大于50μm非金属氧化物的一种方法。本方法是由电解、淘洗、还原、磁选、分离、照相、分级等部分组成。主要设备包括：钢样电解、碳化物分离、还原设备、显微照相及分级等系统。技术特点：1、电解试样大，捕捉钢中夹杂物效率高；2、采用较低成本的电解液；3、电解槽结构便于处理阳极泥；4、采用物理方法分离碳化物，操作简便，效率稳定，夹杂物回收率高；5、采用还原和磁选方法来分离夹杂物。1985年通过冶金部鉴定，鉴定认为：本方法在电解液、电解槽结构、淘洗设备等方面均有特色，与国外（日本）同类型分析设备相当，填补了我国的空白，1999年获国家冶金工业局科技进步三等奖。●应用范围191

13该设备主要用于分析钢包精炼、连铸中间包、铸坯钢中大型非金属夹杂物，通过分析研究各阶段钢中夹杂物来源，提出有针对性措施，改进工艺，提高产品质量。●经济效益与市场分析本大样电解分析设备可用于研究钢中夹杂物起源，分析钢中夹杂物数量、尺寸、组成和类型，为生产过程有针对性改进工艺措施提供了依据，对提高产品质量起了有效作用，受到用户好评。此分析技术已向首钢、鞍钢、武钢、攀钢等近二十家钢厂转让。洁净钢生产中精炼渣控制技术在冶金过程中，炉渣的控制对钢质量有着重要的影响。特别是随着用户对钢质量的要求愈来愈高，炉渣的控制技术也显得愈来愈重要。许多高质量的钢种，对冶金精炼渣提出了极为苛刻的要求。这就迫切要求炼钢生产厂家对冶炼过程中的各类渣系的冶金精炼性能有清晰的了解，从而达到在冶炼各过程中能做到充分利用和精确控制精炼渣的根本目的，为洁净钢生产服务。北京科技大学在冶金渣方面的研究已有几十年的历史，无论在理论上还是在工艺上，均已经积累了丰富的经验，形成了自己的特色。主要的技术有：多元复杂渣系热力学性能计算软件。该术主要是根据炉渣结构理论模型，系统地建立了五元以上复杂渣系的氧化能力、硫容量、磷容量以及氮容量的计算模型。模型计算结果已被大量的实验结果所证实。利用该技术可以分析和预报目前企业所使用精炼渣系的合理性。多元复杂渣系粘度、表面张力以及钢渣界面张力计算软件。该技术主要是从炉渣内部结构和表面结构发，建立了多元复杂渣系粘度、表面张力以及钢渣界面张力计算模型，模型结果得到了实验的证实。利用该技术可以分析和预报目前企业所使用精炼渣系物性参数的合理性。极低硫钢(≤0.0020%)冶炼的精炼渣控制技术。该技术根据企业实际冶炼或精炼设备提出最佳脱硫工艺以及提供相应的精炼渣控制技术。低磷钢(≤0.0050%)冶炼的精炼渣控制技术。该技术根据企业实际冶炼或精炼设备提出最佳脱磷工艺以及提供相应的精炼渣控制技术。低氮钢冶炼过程中脱氮和防治吸氮渣系控制技术。氮是钢中较难去除的杂质元素，该技术主要是从改进工艺出发，在脱除部分氮的同时，尽可能防治氮从大气中的吸收。在这方面，造渣技术起着重要的作用。铝脱氧钢吸收Al2O3夹杂精炼渣控制技术。铝作为强脱氧剂，在炼钢过程中有着广泛的应用。但由此形成的Al2O3夹杂对钢非常有191

14害，该技术结合企业铝脱氧工艺，提出最佳的吸收Al2O3夹杂精炼渣系。无铝脱氧工艺低氧钢精炼渣控制技术。对于许多质量要求较高的钢种，采用无铝脱氧，这样必然加大了钢液脱氧难度，而合理的精炼渣控制技术会使无铝脱氧钢液氧含量显著降低。精炼过程中夹杂物的去除和控制技术。该技术主要是通过合理地控制精炼渣成分来有效地控制钢液中夹杂物形成元素的含量，从而达到控制夹杂物成分和形态的根本目的。以上技术可以转让或结合本企业情况共同合作开发。LF深脱硫剂的研制●项目简介世界上套管钢硫含量的先进水平为20×10－4%，要达到这一水平，必须在精炼过程中采用深脱硫剂。天津钢管有限责任公司为将脱硫剂生产立足于国内，对拟引进脱硫剂的样品进行剖析，故提出了“LHF钢包炉脱硫剂的消化、研制、生产”课题。对国外二个样品剖析后发现均不能用，为此天津钢管有限责任公司组织天津市东郊区李庄乡大宋村(现为天津市冶金保护材料厂)与北京科技大学合作，在消化引进基础上自行开发、研制了LF深脱硫剂。其特点:1)LF深脱硫剂的配比合理。可以生产出≤20×10－4％的超低硫钢；2)LF深脱硫剂用量3kg/t钢条件下，终硫达到≤20×10－4％炉数占66.7%，全部达到规格≤50×10－4％的要求；3)LF用深脱硫剂有较强的脱硫能力Lsmax为232，平均Ls为161，最高脱硫率ηSsmax为91.3%，平均ηs为82.8%，在试验条件基本相同的条件下，不加深脱硫剂Lsmax为92.7，平均Ls为60.6，最高脱硫率ηSsmax为83.3%，平均ηm为70.0%；4)LF用深脱硫剂对包衬侵蚀少；5)LF深脱硫剂使用后［H］含量并不增高；6)LF深脱硫剂来源丰富，价格便宜，加工容易。经教育部组织的鉴定达到了国际先进水平。●应用范围主要用于炼钢冶炼（LF及EAF）时钢液脱硫，尤其适用于将钢中硫脱到小于等于0.002%的超低硫钢的生产。●经济效益及市场分析此脱硫剂与国外（300美元／t）相比便宜200美元／t，比国内预熔型（2400～2500元／t）便宜1600元／t。按年产60万吨钢，用脱剂为3kg/t钢。每年用脱硫剂为：600000×0.003＝1800t191

15每年节约外汇：1800×200＝3600000美元即360万美元折合人民币：360×8＝2880万元随着对钢材性能要求的不断提高，进一步降低[S]含量是今后的发展趋势，所以脱硫剂将有广阔的推广使用价值。，，，炼钢钢包蓄热式烘烤装置传统炼钢钢包烘烤装置采用烟气直排方式，无废热回收装置，排烟温度达到1000℃以上，能耗高且污染大。烘包过程完全由人工凭经验控制，新钢包的烘烤时间较长，占用场地多。钢包烘烤采用蓄热式烘烤方式是近年研究开发的。一套钢包烘烤系统配备二套蓄热式烧嘴，每隔一段时间交替工作一次，当高温废气由一只烧嘴排出时，废气中的显热被该烧嘴的蓄热体保存，排烟温度可控制在200℃以下。另一只烧嘴这时正加热空气到高温(900℃以上)，高温空气与燃料直接喷入包内燃烧。燃料可采用各种油料、燃气(包括低热值煤气，如高炉煤气等)，可采用空气单预热、及空气煤气双预热的方式进行。根据本项目研究组多年研究，已经完全掌握蓄热式钢包烘烤装置的所有相关技术，并在莱钢、唐钢50吨钢包应用成功，节能及降耗效果显著。主要特点有：1、能耗下降30-50%，可以使用低热值煤气；2、钢包包令提高；由于烘烤温度均匀，包内温度场基本一致，有利于耐材烧结，钢包耐材下降15%，新包烘包时间缩短30％时间。3、污染减少；烟气总量下降，冒黑烟情况避免，同时NOx排放下降90%以上。为加快该技术的推广应用，该技术已由北京科大国泰能源环境工程技术有限公司负责推广。采用该技术可以部分利用原有设备，增加蓄热室、换向装置及电控装置，保证钢包正常烘烤曲线的执行。针对现场条件可确定立式烘烤及卧式烘烤两种方式。项目总投资根据钢包的大小在20－30万元，3－6个月收回投资。锂离子电池及其材料●项目简介191

16锂离子电池目前主要和民用先进的便携式电子产品配套应用，目前移动通讯用手机、掌上摄像机、笔记本电脑的工作电源已基本上全部采用锂离子电池作为配套电源。我们统计,2001年国内实际生产量可能仅为4500万-5000万支左右，远小于国内年消费量约8000万支规模。同时高比能量和安全性的先进电池新体系一直是军用领域大量配套产品。随着对现有材料和电池设计技术的改进以及新材料的出现，锂离子电池的应用范围不断被拓展，从信息产业（移动电话、PDA、笔记本电脑）到能源交通（电动汽车、电网调峰），从太空（卫星、飞船）到水下（潜艇，水下机器人），锂离子电池在本世纪将作为主要的二次电池服务于人类。北京科技大学以锂离子电池电极材料研究为主，正负极材料的研究水平均处在国际前沿位置。LiCoO2材料较好地克服了其耐过充性能差的问题；石墨负极材料的改性处理，如包埋技术等，改进了材料与电解液的相容性及高倍率性能，降低了材料的成本。在实验室研究工作的基础上，优化化学共沉淀工艺、采用微波加热等方式进行高温固相合成、并选择合适的热处理条件进行体相掺杂和表面修饰处理，使LiNixCo1-xO2复合氧化物和锰酸锂正极材料的化学计量、结构、粒度及其分布达到了均一性，降低电池材料在充放电过程中的晶型和结构转变、提高材料的稳定性和批量生产中的一致性；通过改善制备工艺条件，消除高温合成中容器和气氛等带来的不良影响；利用热分析、X射线结构分析和电化学技术等对电池材料及所装配电池进行检测与评估，以提高材料的成品率。我校可为广大电池厂家和研究单位提供高质量、高性能的锂离子电池材料。●市场分析作为最新一代的充电电池，锂离子电池近10年来得到飞速发展，已以其高性能价格比优势在笔记本电脑、手机等移动电子终端设备领域占主导地位，至2000年，全球充电电池的销售额年增长了10%，主要源于锂离子电池的快速增长，2000年全球生产了超过5.8亿只的锂离子单体电池,主要是适用于移动电话的电池芯达到3.14亿只，增长了50%，总销售额约30亿美元，全球锂离子电池的销售额已超过镉镍和镍氢电池之和。预计至2005年，全球电锂离子电池产量将达到9亿只。连铸二冷配水模型及自动控制技术●项目简介连铸二次冷却对铸坯的表面与内部质量具有显著的影响。欲得到优质铸坯，重要的是合理地控制浇铸过程铸坯温度，而连铸二冷配水的目的是均匀冷却铸坯，使铸坯表面温度保持在容许的范围内，对提高连铸坯的质量和连铸生产具有重要的作用。原冶金部科技司将此项目列为“八五”攻关课题“大型连铸机自动控制系统的研究开发”191

17中一个重要研究课题，主要是以济钢板坯连铸机二冷控制为研究对象，应用二维传热数学模型，建立了板坯连铸机二冷配水计算模型，编制了二冷配水计算软件，完成了对不同钢种和断面的连铸冷却的配水计算和控制系统，实现了对连铸二冷水在线控制。本项目1997年通过冶金部鉴定，并获冶金部科技进步二等奖。●应用范围本项目主要用在板坯、矩形坯、方坯连铸机二冷配水控制系统，结合现场具体条件，利用传热学基本原理建立凝固传热数学模型和计算软件，计算配水参数，实现二冷水自动控制，从而确保连铸机高的产量和良好的质量。●经济效益及市场分析本项目自1995年开发以来已于多家钢厂合作，如济钢、武钢、安钢等，连铸二冷配水自动控制系统投入应用后，铸坯质量明显改善，效果非常显著。镁基铁水炉外脱硫技术●项目简介众所周知，硫对大多数钢的性能有多种不良的影响，如硫降低钢的塑性和韧性，影响钢的表面及内部质量。铁水炉外脱硫是钢铁产品生产过程去除硫最为行之有效而又经济的办法。镁基铁水炉外脱硫技术是目前铁水炉外脱硫处理的最新进展，它具有处理温度低(最适合铁水温度)、脱硫效率高、脱硫速率快、单位耗量很小(如吨铁水仅耗0.3～0.8Kg镁，这将带来脱硫渣量小、金属损耗低、温降小等一系列好处)、能将硫脱到很低的水平(如达到0.002～0.005%以下的水平)，同时工艺简单、投资相对较少、脱硫效果稳定等优点。它是继苏打或碳酸钠、石灰、碳化钙基脱硫剂后的第四代脱硫技术，也是铁水炉外脱硫处理今后发展的方向。在整个钢铁生产工艺流程中，该技术的应用既可大幅度地降低钢铁生产的成本，又可为生产各种洁净钢提供最基本的技术保障。从某种意义上来说，该技术是优化钢铁生产流程的关键技术之一。因此，具有广阔的应用前景。镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂或纯镁加入到铁水中，使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据不同钢铁企业的生产条件，选用不同技术路线，如铁水包容量较小的企业可采用喂线技术路线；而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线；中等铁水包容量的企业可根据自身情况决定技术路线。191

18北京科技大学镁基铁水炉外脱硫（MDS）研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂30t铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水510t，耗镁250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从0.075%左右降至0.025%以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本24元/t-iron的结果，开创了小吨位（容量小于30t）、浅熔池(深度小于1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于1999年11月2日受理了该技术的专利申请，专利号为99122342x。●应用范围该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。●经济效益及市场分析利用该技术建成年处理铁水能力150万吨的脱硫车间，总投资约1500万元人民币，处理吨铁水带来的效益为10～15元/t-iron（硫从0.07%降低到0.01%以下，效益计算为高炉因铁水硫放宽带来效益加上转炉不考虑脱硫效益减去脱硫车间生产成本），由此可知8～12个月可收回投资。如果国内每年按产钢量1亿吨计算，其中约有60%为高炉转炉流程生产，如全部采用该技术，则年产生效益在6～9亿人民币左右。目前，我国刚开始应用镁基铁水脱硫技术，随着我国加入“WTO”，钢铁企业面临的成本与品种及质量压力愈来愈大，我国的钢铁企业必将迎来一个铁水脱硫处理的高潮。纳米金属及金属化合物生产技术●项目简介均相还原法生产纳米金属化合物技术是和目前工业上采用的熔融盐还原法完全不同的生产工艺。现行的熔融盐体系金属热还原法制造金属粉末的技术由于高温、非均相等基本条件的限制，产品粉末无法达到纳米级的水平。而且目前的工艺技术只能进行间歇分段式操作，生产效率低，从而无法降低生产成本。而本均相还原技术通过选择适当的反应溶剂和操作条件，使还原反应在均一相里进行。本技术的基本工艺为：①原料盐和还原剂溶液的配制，②液相均相反应，③反应产物的过滤和清洗，④产品后处理。其中①－③步骤均在常温附近进行，并可以连续操作。本技术的最大特点是从本质上为生产超细金属粉建立了条件，并可以连续生产。本技术由项目负责人在2年前在美国首次开发成功，其成果得到国际专业同行的普遍关注。被认为是具有广阔应用前景的技术发明。目前在中试前阶段。191

19●应用范围本均相还原技术可适用于制造各种金属及金属化合物的纳米超细粉。典型的产品如：作为固体电容器原材料的钽粉、铌粉，由于原料粉颗粒的大幅度下降将带来电容器比容的飞跃性提高；用于各种硬质合金、磁性材料、钨基合金的化合物纳米粉。尤其是作为复合材料原材料的超高温，高硬度金属化合物，应用此技术将有可能建立低成本、高效率的超细粉生产线。●经济效益及市场分析本技术刚在实验室规模获得成功，在国际上已受到广泛重视，如果推广到工业生产规模将带来巨大的经济效益。仅以电容器用原料金属粉市场而言，目前国际市场每年需求量约200吨，产品额在10亿美元左右。而其它的各类金属化合物（例如：TiB2,TiN,GaN等），其应用范围涉及各种领域，具有巨大的市场潜力。片烟防霉杀虫剂烟草行业的烟叶过去都是以把烟的形式存放，该存放方式容易引起烟叶发热、走油、长霉、生虫、板结，另外还有占用仓库面积大，需要防鼠、调湿、定期翻垛等各种问题，每年因此类问题给烟草行业造成巨大的损失。根据这种情况，烟草行业目前正在逐渐将把烟改造成片烟，预计到2003年，全国的把烟都将被加工成片烟。烟叶加工成片烟后，存放将更加方便，可以较大幅度节省仓储空间，可以防止发热、走油等不良现象的发生。但不能控制烟叶生虫、长霉等问题的产生。烟叶杀虫基本上都是采用磷化氢药剂熏蒸，它对把烟的杀虫效果较好，但对片烟来说，因外包装的阻隔以及片烟内部的空气对流性能差，导致杀虫效果很差，并且经熏蒸后，磷化氢在熏蒸物中难免有残留，长期吸抽含有微量磷化氢残留物的烟叶可能会给人身健康造成一定影响。片烟防霉防虫已经成为一个有待急需解决的问题。北京科技大学针对片烟存放过程中出现的问题，已经研制出一种全新的绿色产品。它能迅速彻底有效杀死片烟中各种成虫、幼虫和虫卵，能完全防止各种霉菌的产生，并且成本低，完全无毒无味。包装及使用：本产品为粉剂，用施胶无纺绵纸袋包装，根据需要每袋装10~500克片烟防霉杀虫剂，使用时将一定数量的防霉杀虫剂直接放入片烟袋中即可，药剂和烟叶不直接接触，完全分开，对片烟无任何污染。加入量按每立方米片烟加1~1.5千克防霉杀虫剂。主要性能和经济指标：外观形态：粉状固体颜色：黑色191

20安全性：无毒无味、不燃不爆存放1~2年不生虫和不长霉原材料成本：约3元/公斤售价：15~20元/公斤设备：搅拌机一台手提式塑料封口机1-2台自动包装机一台投资总金额：约50万元确定高炉最佳喷煤量的计算机软件●项目简介本软件经过多年的基础试验、软件开发研究和经过有关高炉的实际验证，已证明该软件具有以下功能：（1）能确定某高炉在其具体条件下的最佳喷煤量（即喷煤极限）：根据高炉的实际条件，如：高炉内部容积、结构、几何尺寸（风口数和风口直径、炉缸直径和高度、炉腹上下直径和高度等）、原料条件（烧结矿成分、球团矿成分等）、冶炼条件（鼓风温度、湿度、压力、富氧、炉顶煤气成分、压力和温度等）、产品生铁成分要求、煤粉成分、焦碳成分等等，输入到计算机的软件中后，由所开发的软件，计算出该高炉的最佳喷煤量。（2）能确定要提高最佳喷煤量所要改变的有关高炉条件：对一些喷煤量较低的高炉，经计算虽可得其最佳喷煤量，但因喷煤量偏低，多铁厂均希望能进一步提高喷煤量。为此可根据所要提高的喷煤量，由该软件计算出新的喷煤量下，该高炉所要改变的有关条件，提出改造方案。（3）能同时确定高炉在该喷煤量下的冶炼参数：如CO利用率和直接还原度随喷煤量的变化规律、要求的原料配比、炉渣成分、炉渣性能、炉缸和炉顶煤气成分、不同高炉利用系数下活动骨架更替时间、死料柱更替时间、冶炼强度、不同风温和富氧率下的理论燃烧温度等。（4）操作方便：该软件原始条件输入方便，结果显示直观明了，图表并茂，便于高炉操作者判断炉况与现场操作。●应用范围该软件专门用于想喷煤和喷煤量不够高的高炉。对高炉操作者有操作指导的作用。●经济效益及市场分析191

21该软件售价：5---8万元。可从提高喷煤量的经济效益中得到回报，回收期视喷煤量的高低而定。烧结矿优化配料技术●项目简介烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。尤其对于铁前系统的生产，涉及到的原料种类多、成份复杂，而且原料成本占生产成本的很大一部分，因此研究各种原料之间的合理搭配，既要满足生产产品成份要求又要降低混合料成本，具有很重要的现实意义。多年以来，冶金配料一直使用解方程或试算方法，只能满足几个重要成份的要求而无法考虑成本或更多的成份要求。“最优化”指的是在有限的资源内确定最佳的决策方案。对于冶金配料而言，是否“最佳”可以用配料成本是否最低来衡量，“有限的资源”包括有限的单种原料供应量、对混合料的各种化学成份限制等等。它与传统配料方法的本质区别在于，它能够一步到位得到所有可行方案中最优的配料方案，即：在满足所有化学成份要求、各种原料允许用量要求的基础上，配料成本最低；而传统配料方法无论经过多少次计算得到的都是无数个可行的配料方案中的一种，只有通过多计算、多比较，才能找到相对较优的方案，而且由于计算量的限制，考虑的混合料成份数有限。七十年代，国外有些钢铁生产配料已采用了最优化技术，例如美国学者先后将线性规划方法用于高炉配料问题的研究，又如电炉装料和补加合金的配料计算系统也采取线性规划模型，但有关详细技术资料没有见到报道。在国内，本课题组首先将线性规划技术应用到冶金配料工作中，并做了系统的研究和应用。目前在该技术的应用方面取得了突破性进展，不仅仅局限于进行配料计算，还能通过模拟各种条件下的生产过程，将生产和产品信息反馈到决策层，实现计算机辅助决策。由人为经验转为科学决策，使生产管理制度更为科学合理。本技术的主要优点有四：(1)技术投入很少，采用优化配料技术原则上无需改动流程、装备和基建，故技术投入资金很少；(2)经济效益大，每吨烧结矿配料成本约可降低1元人民币，另外由于烧结矿成分稳定性有一定的提高，有利于高炉炼铁技术经济指标的改善；(3)配料岗位实现计算机辅助操作；(4)实施方便、见效快，根据现场装备和原料条件，约半年至一年即可实现正常运行，无需停产减产进行安装调试，当年可回收投入。本技术已应用于工业化生产。北京科技大学与太原钢铁公司从1987年开始进行烧结矿优化配料技术应用性开发研究，1990年6月通过冶金部技术鉴定。1993年与石家庄钢铁厂合作进行了再开发研究，1994年10月通过河北省技术鉴定，获1995年河北冶金科技进步二等奖。唐钢一铁烧结车间应用该项技术2000年全年与1999年相比，品位稳定率提高0.58个百分点，碱度稳定率提高13.65个百分点，综合合格率提高8.98个百分点；烧结矿品位提高2.62个百分点；C.烧结矿可比成本平均降低1.74元/吨矿，全年创效益166万元。该成果已通过国家教育部技术鉴定。191

22●应用范围本技术应用于钢铁企业中有带式烧结机的烧结厂，使之配料成分稳定，配料成本最低。●经济效益及市场分析使用本技术后企业获得的直接经济效益约为每吨烧结矿(成本降低)一元人民币。另外，由于烧结矿化学成分稳定性有所提高，高炉炼铁工序还将获得效益。本技术无需重大技术措施投入，投资回收期仅为2~3个月(包括实施阶段，当年即可回收)食品绿色防霉保质剂食品保鲜主要目的应该是保持食品原有的色、香、味和营养成分不变，但是食品在存放过程中很容易因吸潮、霉变、腐烂、生虫、氧化等原因而变质。在这些变质因素中，霉变和氧化变质尤为突出，也更为有害。霉变后的食品，含有各种霉菌，其中有的对人体有明显的致癌作用，食用此类霉变食品将对人身健康产生不良的后果。就氧化变质来说，食品中一般含有蛋白质、淀粉、糖类、维生素、油脂类等营养成分，这些营养成分与氧气接触容易氧化分解，结果不但造成营养损失，有时甚至产生一些对人体有害的物质。目前对含水量较少的食品保鲜采用的主要方法有：一是简单采取塑料袋密封包装的办法；二是采取抽真空包装的办法；三是在食品中加防腐剂，抗氧化剂等添加剂的办法或既抽真空又加添加剂两者兼之的办法。不管是简单包装、抽真空还是加添加剂，对食品变质都只能起一个缓解作用，最终无法避免食品的缓慢氧化，霉变、腐烂，生虫等现象的发生。本技术生产的食品防霉保质剂与传统食品保鲜添加剂不同，它不直接加入食品内，而是用小袋包装的方式放入食品袋内，与食品完全隔开，是采取吸附的方式净化袋内的气氛来达到保鲜的目的，该技术完全符合当前正在兴起的绿色产品的要求。它效果好，能大大增加食品的货架期；应用范围广，能应用于含水量较少的一切物品。该保鲜剂尤其适合于大米、小米、饼干、茶叶、干红辣椒、花生米、干红枣、鲜枣、名贵中西药、饲料添加剂等的保鲜。如大米，目前都用简单的包装密封，货架期都不超过2个月，如时间过长，则因长霉而变色变质，粮食加工企业的发展也正因此故受到了严重制约。如采用本保鲜剂保存大米，则保存1年至2年都不会出现长霉变质等现象，并一直保持大米鲜亮。●经济效益分析食品防霉保质剂每公斤成本价2~3元，每公斤销售价15~20元。就大米封存来说，每保存50公斤大米需加入一袋30g装的保鲜剂，若年保存大米2千万吨，则年需保鲜剂1.2万吨，年销售额约2~3亿元。用于其它食品保鲜时，经济效益同样十分可观。设备：191

23搅拌机一台手提式塑料封口机1-2台自动包装机一台投资金额：60万元铁矿粉造块工艺的优化配矿新技术●项目简介现代炼铁技术的发展、优质炼铁资源的缺乏和激烈的市场竞争，使高炉精料的研究在技术和经济两个层面上被提上了重要议程。随着国内铁矿粉资源的贫化以及进口铁矿粉价格的下降，我国每年进口铁矿粉的数量已达7000万吨以上，且进口矿的种类已近20余种，使得造块工艺的原料结构发生了很大变化，如何合理地利用国内和国外两种资源以及实现造块工艺的优化配矿，已成为钢铁企业急需解决的问题。理论研究和生产应用工作的实践表明：高炉炼铁“精料方针”的实现必须从铁矿粉造块过程的“精料”开始,而被人们长期忽视的、铁矿石在烧结及球团过程中所反映出的高温物理化学特性是铁矿粉造块过程“精料”的基础。掌握铁矿粉这类重要的自身特性，是实施真正意义上的优化配矿的技术关键。项目人自1988年留学日本起开始研究铁矿粉在造块工艺过程中的行为及作用，十余年来对世界范围内近30种铁矿粉的自身特性进行了研究，掌握了这些铁矿粉的使用技术。近年来，在此基础上，又提出了铁矿粉自身特性的互补性原理，开发了优化配矿新技术。●应用范围及其效益本技术适用于钢铁企业的烧结、球团工艺。本技术已在国内多家钢铁企业得到成功应用。本技术不仅对降低配矿成本有直接经济效益，而且对造块工艺过程的整体优化具有显著的技术和经济效益。例如：由于现有的烧结配矿方法不能自主地进行优化配矿，故不能有效地改变“以烧结工艺去迎合烧结原料”的落后模式，导致理想的烧结工艺原则和先进的烧结技术无法得到真正的遵循和实施，从而使得铁矿石资源的有效利用以及烧结矿质量的改善均受到严重制约。应用本技术则有助于改变上述状况，通过优化配矿，用“原料”去适应“先进工艺”，从而有效地实现低温烧结、厚料层烧结等，使烧结过程得到整体优化。本技术亦是开发高铁份、低SiO2含量型烧结矿生产新技术的基础。191

24现代电炉强化供氧技术提高电炉吨钢用氧量，是强化电炉冶炼、提高电炉节奏最有效手段之一。目前，电炉炼钢氧气产生的化学能在电炉能量输入中已占了较大的比例，占30％左右。特别是电炉采用热装铁水后，化学能的比例达到总能量的40％以上，大量输入氧气已是现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点。先进电炉的用氧量已达到40-50Nm3/t，冶炼时间缩短到60min左右。本课题组自80年代初，就开始研究电炉供氧技术，取得了很好的业绩。其中主要有：电炉炉门吹氧装置，电炉炉壁氧燃助熔及二次燃烧氧枪，电炉EBT氧枪，电炉炉壁集束氧枪，电炉用氧模块化控制技术，电炉泡沫渣技术等。其中，电炉炉壁氧燃助熔获国家发明三等奖，教育部科技进步一等奖；电炉炉门吹氧装置获广州市科技进步二等奖。电炉炉门吹氧装置炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门碳氧枪组成，炉门枪使用效果为：提高吹氧效率，缩短冶炼时间5-15min；节省吹氧管80-90%，吨钢降低成本15－30元；改善工人的劳动条件，代替人工吹氧。电炉炉壁氧燃（油、煤、燃气）助熔及二次燃烧氧枪消除电炉炉内冷区，保证炉料均衡熔化；提高电炉的比功率输入，提高生产速率；利用炉壁模块化控制喷射纯氧，实现炉气二次燃烧。熔化时间缩短10－20min；降低冶炼电耗40－100kwh/t；吨钢降低成本10－30元左右；金属收得率提高1-2％；炉气中CO及NOX含量降低20%。电炉EBT氧枪促进EBT冷区的废钢熔化，提高EBT区的熔池温度，均匀熔池成分；实现EBT区域CO再燃烧；采用后冶炼时间缩短5分钟；降低冶炼电耗10－20kwh/t；使出钢时EBT区域的温度及成分与炉内其它区域温度及成分相差无几。电炉炉壁集束氧枪装置(喷吹模块)集供氧、喷吹燃料、喷吹碳粉为一体的供氧喷吹模块；在超过喷嘴直径70倍的喷吹距离内都可以保持其原有的速率、直径及气体的浓度及喷吹冲击力；传统氧枪0.254mm处的冲击力与凝聚射流1.37mm处的冲击力相当；对熔池的冲击深度要高两倍以上，气流的扩展和衰减要小，减少熔池喷溅及喷头粘钢。使用效果为：操作费用降低，逐步取代炉门枪；脱碳效率提高20%；喷枪损耗下降33％；泡沫渣用碳降低了60％；渣中氧化铁下降5％；冶炼时间缩短10min。电炉用氧模快化控制技术该技术是用氧的集成技术，在电炉采用多种供氧方式以后，如何做到炉内均衡供氧是非常重要的。目的：1、控制吨钢耗氧；节约5Nm3/h；2、提高金属收得率；1-2%;3、节电10-30kwh/t；4、控制除尘冷却装置及电极等氧化。控制方式：1、检测冶炼过程炉气成分的变化规律，调整供氧曲线；2、结合热平衡及物料平衡；3、结合原有炉次的供氧曲线；4、根据炉内冶炼阶段，分解不同供氧方式的供氧量。电炉泡沫渣技术全方位的喷吹方式，可从炉门及炉壁喷吹碳粉；完善的氧气及碳粉比例控制；整个熔池的泡沫化，最优的节电效果；典型项目的经济效益：191

25在莱钢特钢50t超高功率电炉上采用炉门吹氧装置、油氧助熔/二次燃烧两用喷嘴、EBT氧枪技术取得了显著经济效益。采用全废钢冶炼工艺，电炉电耗下降到330kwh/t、全程冶炼时间缩短到65min，冶炼成本下降100元/t。相关工作业绩序单位项目内容投产时间炉产量t效果1广州南方钢厂煤氧助熔及二次燃烧1997.081座×30好2广州南方钢厂炉门喷枪装置1997.081座×30好3韶关钢铁公司炉门喷枪装置1998.104座×10好4山东莱芜特钢炉门枪装置及泡沫渣技术1999.011座×50好5山东莱芜特钢油氧助熔及二次燃烧技术1999.121座×50好6淄博钢铁公司油氧助熔及二次燃烧技术2000.102座×30氧气缺7山东莱芜特钢电炉EBT氧枪2001.071座×50好8中国制钢(福州)油氧助熔及二次燃烧技术泡沫渣技术2001.091座×50好9山东莱芜特钢电炉用氧模化控制技术2001.101座×50好10石家庄钢铁公司电炉供氧系统改造（炉门及EBT氧枪）、泡沫渣技术2002.011座×50施工直接甲醇燃料电池（DMFC）●项目简介直接甲醇燃料电池（DMFC）由于使用液体甲醇作燃料，电池安全，系统简单，运行方便，具有很广阔的商业化前景。从目前的技术水平看，DMFC的功率密度比氢氧燃料电池低，因此这类电池更适用于小型电器中，如移动电话、笔记本电脑等。美国能源部认为用于发电站和电动汽车的大型燃料电池，商品化制造成本一定要低于$500/kW，而对应用于电子产品中的小型燃料电池，其制造成本可允许高达$2000/kW。与二次电池相比，微型或小型DMFC主要具有以下优点：（a）长时间连续提供电能；（b）充加燃料方便，它可避免二次电池充电时间长、电池记忆效应、循环寿命短等不便；（c）无污染、回收处理方便。北京科技大学在国家自然科学基金委、教育部和国家863计划支持下，开展了熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）的研究开发工作：（1）Pt基非贵金属多元合金、Pt基过渡金属或稀土金属氧化物催化剂；(2)甲醇溶液中稳定的轻质双极板等材料；(3)催化剂碳载体材料；（4）膜电极及直接醇类燃料电池组样机。●市场分析SolarH2Center、LasAlamos和Motorola等国外研发单位都在研制开发适用于移动通讯和笔记本电脑的DMFC系统。微型或小型DMFC191

26的开发成功，将解决二次电池能量密度低、充电时间长等问题，可开发电子产品更多的新功能。而且，各类便携式电子产品不断涌现,对电池的需求在不断增加，市场前景广阔。移动通讯、笔记本电脑、PDA及电动助力车等将是DMFC的巨大潜在市场。作为燃料电池中必需的催化剂、质子膜及零部件等关键材料，目前主要来自国外厂家，国内还没有成熟产品。因此，随着燃料电池的不断发展，燃料电池材料将和二次电池材料一样形成巨大的市场。因此，一般认为小型燃料电池易达到商品化。可以预计，在近三至五年内，微小型DMFC很可能成为电子工业中新的经济增长点。BKD系列程控变截面轧制设备与技术●技术特点及应用范围所研制开发的系列产品变截面轧机是用于生产汽车变截面板簧及特殊变截面材的专用设备。该系列变截面轧机可由计算机程序控制轧制规定能力范围内各种规格的抛物线型，斜线型，平直线型或它们的组合曲线型的变截面汽车板簧或变截面材。全套设备由机械系统，液压系统和计算机系统组成，全部操作过程可由控制系统实现自动化。该项目94年列入国家科委重点推广计划，95年冶金工业部批准成立变截面轧机推广站（站长单位为北京科技大学压力加工研究所）。该系列变截面轧机设备具有以下应用范围：1）BKDS型变截面轧机（主要轧制中，短锥变截面板簧）2）BKDM型变截面轧机（主要轧制中，轻型汽车变截面板簧）3）BKDL型变截面轧机（主要轧制中轻型及重型汽车变截面板簧）●技术水平在引进消化国外变截面轧制技术的基础上，成功研制出完全国产化的程控变截面轧机。其主要技术参数性能已达到国外同类产品的先进水平。1991年获冶金工业部科技进步二等奖，现已获5项国家专利。1）主要技术指标轧件宽度：40-160mm；轧件厚度：6-60mm；轧件最大长度：2300mm；单头有效轧制最大长度：1050mm；轧制效率：500-550道次/小时。2）技术应用情况目前已有数家板簧厂采用了该系列设备和技术，生产出几十种规格的轻型车，卡车，大客车用变截面板簧及出口国外的变截面板簧。●经济效益及社会效益分析变截面汽车板簧与传统等截面汽车板簧相比可节约钢材30-40%，提高疲劳寿命约30%以上。按我国每年50万吨弹簧扁钢需要量计算，如果40%的汽车用变截面板簧，则每年节约优质钢6-7万吨，可节约资金26000-30000万元。据统计，汽车自重降低1%，能耗可降低0.191

277%，因而使用变截面板簧可降低汽车油耗，按我国目前汽车保有量1000万辆计算，若其中10%的汽车采用变截面板簧，每年可节约燃油2000立方升。经济效益，据国内生产变截面板簧的厂家统计，生产一吨变截面板簧，企业可获利润1000多元，若一个板簧厂每年生产3000-5000吨变截面板簧，可获年利约300多万元。表面熔渗复合铸件技术●项目简介北京科技大学材料科学与工程学院研制并开发了铸件表面熔渗复合技术。本项技术是采用Ni-Cr基高合金粉料，使其与适量的黏结剂、熔剂、稀释剂等混合形成膏状涂于铸型表面，在铸造过程中在铸件表面直接形成的3-5mm高合金层，工艺简便，合金层与母材为冶金结合，结合层与母体之间无微裂纹，结合牢固。本项技术适用于黏土砂干型及树脂砂铸型等，铸件的母材是一般碳钢及铸铁均可，不适用于有色金属。本项技术的要点是黏结剂、熔剂、稀释剂的选择及配比，高质合金粉的选择与配比。这项技术适用于轧钢导板、各种金属模具等。该项目的特点：（1）表面层耐磨，心部材料韧性好；（2）工艺简单，成本低廉。●经济效益及市场分析如果利用此项技术生产轧钢导板，预计每年可产生100万以上的经济效益，市场前景很好。表面铸渗金属陶瓷梯度材料●项目简介北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种在金属表面铸渗金属陶瓷梯度材料的技术，其应用前景极其广阔。本项目可在钢铁，铜，铝等金属的铸造过程中，充分利用铸造金属的热能，用燃烧合成，多孔材料和梯度材料的技术在铸件的表面形成一层毫米级厚度的含碳化物或硼化物等的金属陶瓷梯度材料层。此金属陶瓷梯度材料层与基体是冶金结合，结合牢固。本项目可根据耐磨，耐蚀的具体要求，在一定的范围内对表面铸渗金属陶瓷梯度材料的厚度，硬度，强度，韧性和耐蚀性进行设计。本项目产品的基本工艺为铸造和燃烧合成等技术的结合。可在复杂形状和较大尺寸的铸件需要的表面进行铸渗。本项目与大多数表面技术相比，具有表面层厚度大，结合牢固，能耗低，可在铸件任意表面进行等显著优点。●应用范围可广泛用于水泥，矿山，冶金，机械，石油，化工等各个行业。●经济效益及市场分析191

28本项目产品市场广阔，可产生显著的经济效益和社会效益。最小投资100万元。回收期少于3年。贝氏体复合铸铁磨球生产技术●项目简介本项目开发一种贝氏体复合铸铁磨球，表层为具有一定厚度的白口层，其微观组织中存在沿磨球径向辐射状分布长条状的高硬度的碳化物，可以显著提高磨球的耐磨性；心部为具有良好强韧性贝氏体球铁，因而具有白口铸铁磨球和贝氏体球铁磨球的各自的优点，是国内首创的新产品。本项研究省级科研项目，已通过省级鉴定，表明该产品为国内首创，其技术达到国际先进水平。已申请多项国家发明专利，并荣获99全国专利产品金奖。这种复合铸铁磨球采用冲天炉或感应电炉熔炼、炉前球化处理、包内多次孕育处理、水冷金属型铸造、淬火回火热处理等工艺生产，主要原材料有生铁、废钢、铁合金和球化剂等。本项目的特点为：1)产品质量高：采用合理的成分设计，利用微量元素进行合金化，获得良好的淬透性，使大直径的磨球从表面到心部全部获得贝氏体的基体组织，该磨球硬度高，耐磨性好，洛氏硬度HRC≥52；其冲击韧性ak≥7Kg/cm2，磨球的硬度从表面到心部很均匀，该产品在几十个铁矿应用，取得很好的使用效果，磨耗为0.2-0.45公斤/吨矿石。2)生产效率高、成本较低：采用金属型铸造机械化生产，其生产效率高，比一般砂型铸造提高1倍多；工艺出品率为85％。3)节能：实现余热淬火处理，节省能量，每吨产品可以节电约200度。●应用范围本产品主要应用于金矿、铜矿、铁矿等冶金矿山，也可以应用于水泥厂，火力发电厂等工业部门。最适用制作大直径的磨球。●经济效益及市场分析该产品市场销售价约3600元/吨，吨生产成本为2300-2500元，按照年产3000吨计算，年产值约1000万元，毛利360万元，最小的固定资产投资约为70万元（包括厂房），需要的设备和投资如下表：序号设备名称规格及型号数量单价（万元）1冲天炉2t/hr2台5.010.02球化包0.5t2个0.10.23铁水包0.1t4个0.020.084金属型铸造机自制1台15.020.05淬火池自制2个0.51.06回火炉YSC-CY-61台6.06.07化学分析设备1套2.02.08表面测温仪3套0.10.39快速测温枪SWD-11台0.22.0191

2910厂房及其他辅助工装厂房约100M230.030.0设备及厂房总投资71.58贝氏体球铁磨球生产技术●项目简介本项目北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究所开发一种新产品，已经在国内多家生产厂矿应用，取得较好的使用效果。采用锰作为主要的合金元素，在连续冷却的条件下获得以贝氏体为主的基体组织的球墨铸铁，经过合理的成分设计获得较好的淬透性，保证了大直径的磨球的整个断面上都能获得贝氏体基体组织。这种贝氏体基体组织的磨球具有良好的综合力学性能，即强韧性好，其硬度为HRC50-55，冲击韧性为6-8J/cm2，且淬透性好，从磨球的表面到心部硬度分布均匀。该贝氏体球铁磨球在湿磨条件下，比高铬铸铁磨球和锻钢磨球具有更大的优势。在实际使用中其破碎率低，小于1%，磨耗低于锻钢磨球。在铁矿应用其磨耗为0.4-0.6公斤/吨矿石，在水泥厂使用其磨耗为80-110克/吨水泥。其生产工艺为：配料，冲天炉或感应电炉熔炼，炉前球化孕育处理，砂型铸造，打箱清理，淬火回火热处理，主要的生产原材料有生铁、废钢、锰铁、硅铁和稀土镁球化剂等。●应用范围本产品主要应用于金矿、铜矿、铁矿等冶金矿山研磨矿石，也可以应用于水泥厂磨水泥生熟料，火力发电厂磨煤等。●经济效益及市场分析该产品市场销售价约3500元/吨，吨生产成本为2500-2800元，按照年产3000吨计算，年产值约1000万元，毛利210万元，最小的固定资产投资约为60万元（包括厂房），需要的设备和投资如下表：序号设备名称规格及型号数量单价（万元）1冲天炉2t/hr2台5.010.02球化包0.5t2个0.10.23铁水包0.1t4个0.020.084高温淬火炉1台10.010.05淬火池自制2个0.51.06回火炉YSC-CY-61台6.06.07化学分析设备1套2.02.08表面测温仪3套0.10.39快速测温枪SWD-11台0.22.010厂房及其他辅助工装厂房约200M230.030.0设备及厂房总投资61.58191

30BW95系列工业用涂料●项目简介BW95系列涂料是以具有优异耐蚀、耐候及力学性能的水性共聚物(BW)为基料，以功能性金属粉末为主要填料的单组分、高性能的“绿色”防腐蚀涂料，具有如下特性：l无有机溶剂挥发，无味、无毒、无污染，适应环保要求。l单组分，无使用时间的限制及混合的麻烦。l室温干燥迅速，施工工期短。l涂膜坚韧、附着力强、抗冲击。l涂膜光滑、具有良好的金属光泽。l具有优异的耐湿热、耐盐雾、耐水、耐油等耐蚀性能。l耐候性好。l可喷涂、刷涂，施工方便。l中低价位、高性能。BW95系列涂料的。生产设备简单，只需一般涂料生产所用的研磨、混合、分散、分装设置，无需加热；设备投资小，生产周期短、效率高。生产过程中无味、无污染。是满足时代要求的环保产品。●应用领域主要用于金属构件的大气防腐，如桥梁、公路、电厂、贮罐、钢管、工厂设施等钢铁构件；并能满足潮湿、海洋环境的苛刻要求。BW95系列涂料产品包括：BW95-1水性有机富锌涂料BW95-2水性有机铝粉面漆BW95-3铁红底面一体涂料●经济效益及市场分析投资预算：设备：10~15万元；厂房（成品、原材料）：100~150平方米流动资金：5~10万元。●经济效益分析按每种涂料年产100吨能力计算；项目产品名称原材料成本（元/吨）综合成本（元/吨）销售价格（元/吨）利润（元/吨）BW95-112100142502600011750BW95-210700126002800015400BW95-370008235150006765191

31说明：综合成本包括：原材料85%，人工费5%，设备折旧1%，水电0.5%，包装费2%等。材料的自然环境腐蚀●项目简介材料是国家建设和社会发展的支柱和重要基础。绝大部分材料都在自然环境(大气、水、土壤)中使用，获取材料自然环境腐蚀数据，对合理选材、科学用材非常重要。“国家材料腐蚀试验站网”进行材料(制品)在我国自然环境中腐蚀数据的长期积累就是在我国典型的自然环境中建立试验站，把各类材料按标准制备，进行长期的现场试验，应用多种技术手段，对材料在环境作用下发生的变化进行长期的观察与检测；同时按不同材料的不同试验周期定期取样，进行测试分析，获取原始性数据和相关资料；通过数据评价，数据处理和综合分析，获得不同材料在不同自然环境中的腐蚀规律，并建立数据库及其应用服务系统，为国家材料领域重点科研项目的实施提供信息保障，并为新材料的研究开发，材料质量和性能提高，以及防腐蚀(或老化)标准与规范的制订提供科学依据。材料的自然环境腐蚀数据积累是国家建设的迫切要求。中央提出西部大开发战略后，根据工业发达国家的经验，基础设施建设中材料的选用要以材料(制品)在西部地区典型环境中的腐蚀与老化数据作为重要依据，而我国目前缺乏这方面的前期工作，没有数据和试验研究资料的积累。由于国家在1980～2000年期间尚未考虑西部地区开发的需要，在材料西部典型自然环境中的腐蚀数据目前大气环境方面几乎是空白，土壤环境方面有一少部分数据与资料，但不能满足需要。项目组现正在开展大气、土壤腐蚀的室外现场实验和室内模拟加速实验，承担国家自然科学基金项目“金属大气腐蚀中多相界面化学反应的原位动态研究”（2002-2004）。●应用范围在自然环境中服役材料的腐蚀，主要包括大气、海水、土壤中各种材料如黑色金属、有色金属、电缆、光缆、高分子材料等。研究主要集中在自然环境中材料的现场挂片（埋片）试验，以及实验室模拟加速腐蚀试验。●经济效益与市场分析根据材料和环境的腐蚀(性)数据，在设计中，能指导材料的科学使用，并采取相应的防护措施，可以节约材料，节省能源消耗，减少腐蚀经济损失25~30%(每年约1千亿人民币)，避免和减少腐蚀事故发生，延长设备与构件的使用寿命，有很好的社会效益和经济效益。同时，材料耐各种自然环境腐蚀的数据也是研究开发各种耐蚀材料的重要依据。材料晶粒长大计算机仿真应用软件●项目简介本成果在国家自然科学基金、教育部跨世纪优秀人才基金和原冶金部基础研究基金等联合支持下，由刘国权教授领导的材料模型化、仿真与设计研究组完成。该应用软件包括两个版本：第一个版本包含程序均采用TurboC191

32语言编制，在DOS环境下编译和运行，对计算机硬件配置要求非常低。三维晶粒长大结果采用二维截面显示。兼顾多个系统的仿真质量和效率、数据存储和运算速度，该应用软件对硬件配置的基本要求是：主频100MHz以上、内存16M以上、硬盘存储空间1.2G以上、显示器分辨率640´480´16位以上即可。有三项主要功能：一是动态显示二维系统单、复相材料显微组织演变过程；二是静态显示三维系统单、复相材料任意时刻任意截面上的显微组织形态；三是对单、复相组织及其演变过程进行数据采集、统计计算功能。根据研究需要提供材料组织体视学、演变动力学和拓扑学的重要信息。本套软件是在没有引入任何国内外软件和应用程序的条件下完全独立地编制的，是材料模型化、仿真与设计(MaterialsModeling,SimulationandDesign)前导性研究的重要成果，是定量化可视化显微结构层次材料科学设计的基础。本软件的第二个版本采用VisualC语言编制，MSWindows98以上的平台上运行，其中三维晶粒长大过程已实现真正三维可视化显示，填补了国内空白。其中版本二的数据采集、统计计算模块仍在完善过程中。●应用范围（1）软件所得结果可用作科学研究的多晶体材料的显微组织二维和三维可视化模型；（2）提供材料组织演变过程的体视学、动力学和拓扑学的重要信息，软件实时化后可望用于工程材料组织性能预报；（3）用作材料科学与工程的教学用多媒体课件。超细晶粒WC基硬质合金的制备技术●常规硬质合金的成份、合金特性硬质合金成分为WC(或WC+TiC)+3-25%Co(或Ni·Fe)（wt），该合金主要应用在金属切削刀具、精密耐磨零件、超硬模具、矿山冲击钻头等方面。WC颗粒愈细，合金硬度愈高，抗弯强度愈高（见下表），合金的耐磨性能愈好。超细颗粒硬质合金适宜制做微型麻花钻、微型立铣、滚铣刀、精密模具、超微孔板、拉拔模具等。常规合金类型WC平均粒径（μm）硬度（HRA）抗弯强度（N/mm2）细颗粒合金中颗粒合金粗颗粒合金超细晶粒硬质合金1~22~3.55~120.589~9180~8979~8691.5~941600~19001400~16001200~14003500~3800●超细晶粒硬质合金制备技术超细晶粒硬质合金的生产工艺流程喷雾热转换制备纳米WO3粉→还原碳化制纳米WC粉→软模压制→热等静压烧结→成品检验191

33●技术关键制取纳米级WO3、WC粉的工序是整个制备技术的关键。本课题采用的超声喷雾热转换法制备的WO3、WO3·NiO·FeO等复合氧化物粉的粒径为30-50nm。用上述氧化物粉制备的WC颗粒粒径≤150nm左右。●应用市场的开发与预测目前仅欧美市场对纳米级硬质合金的需求量就达500吨/年，市场上0.5微米WC粉价格约30美元/kg,而0.3微米WC粉末则要300美元/kg。据美国NANODYNE等公司透露，超细硬质合金（麻花钻）的价格在短期内不会低于2000美元/公斤。随着新技术的出现，其销售价格很快就会下降，但十年内不会低于800美元/公斤。据悉，我国2003年的需求量就达1000吨。但目前国内无一家能大批量生产颗粒小于150nm的超细WC粉末及其超细晶粒硬质合金的产品。本技术还为开发超细晶粒钨或钼高熔点新材料、高压触头材料、热封装材料、高比重合金提供纳米WO3粉末、（W-Cu）、（W-Ni-Fe）、（W-Ni-Cu）纳米粉原料。还对宇航工业、灯丝及钨、钼材料工业开发新的产品提供纳米粉末。●开展本项目的技术基础本项目为“九·五”国家863计划项目“超细晶粒WC基硬质合金的工业化制备技术”。经过多年努力已取得了可喜的成绩。全面完成了国家863计划规定的合金性能指标。碳化钨钴类硬质合金的硬度HRA92.5～94、抗弯强度3500～3800MPa；碳化钨镍铁类硬质合金的硬度HRA91.5～93、抗弯强度3200～3500MPa。●投资概算第一阶段，筹建产量为20吨/年的制粉生产线生产纳米WC粉；WO3粉；WO3•NiO•FeO和WO•CoO等复合粉末。WC粉≤150nm、W粉≤70nm、WO3≤50nm、WO3复合粉≤50nm投资1000万元，其中：设备费；厂房改建费等800万元，流动资金200万元。第二阶段，筹建成型和烧结生产线。生产超细麻花钻；棒材；刀具；拉丝模等投资约4000万元，其中：设备费；厂房改建费等3500万元，流动资金500万元。对承口式铸铁下水管专利号012046469●项目简介这个专利产品是一个有风险的投资项目，但又是一个全创新类型设计的专利产品。集创新性实用性装饰美与一身的更新换代产品，和其它铸管塑管所不同的是非园型外型体和它的对承口结构两大特色。彻底打破传统观念的产品，是技术痴迷者津津乐道的极乐产品，有可能极易的被市场所接受，但也有可能被市场淘汰，因为“新特”的东西是少数人感兴趣东西。191

34实用性：表现为产品能紧靠贴墙角，占用室内室间少，无杂乱感，绝对无渗漏水之可能，比塑管其它铸铁管是双保险。装饰性：表现为产品外型体刻有文身图案，给人以艺术美感受。该产品具有如下的特性：l一次性安装可保55年不必更换于楼龄同寿命。l55年可保不渗漏水可免维修。l外型体文身图案具有装饰美的功能效果。l两种外体形状可供优选，产品极易铸造优质产品。l全新型设计附合“社会系统”经济发展理论的要求。l改进室内面貌可少占用室内空间。●应用领域该产品广泛应用于宾馆、饭店，居民区群楼卫生间。●经济效益及市场分析铸铁管五十多年来使用效果证明；有其不可抹杀的社会经济效益价值。该产品价格低廉，实用性强，经改进结构和外型体具有装饰美的效果后。极易被市场所接受，具备强力争夺市场优越条件，比之塑管和其它铸管有较多的优点，安装施工方便，以一个全新型产品新面貌出现在市场，预期产品销售量前景光明十分诱人，以创新型体外貌具有时代特征的综合优点所决定的销售量，是会令人鼓舞和满意的。经济效益一定会随销售量而具增，是经济发展规律之必然。可于塑管相比占有60%上下的市场占有率是大有希望的。●投资预算成本低，生产工艺简单；投资额决定机械化程度和产品质量及产量；产品利率在8~15%之间；投资可大可小，周期短，见效快，经济效益明显电镀超厚镍铁合金●项目简介电镀超厚镍铁合金主要应用于冶金行业中的连铸机结晶器的表面防护。结晶器是连铸的核心部件，磨损严重，更换频繁。结晶器损坏的问题之一是由于表面磨损引起的角部间隙的加大，引起钢水的渗漏，凝固成飞边状而固定下来，引起漏钢事故；另一方面，结晶器表面镀层的龟裂及剥落破坏了结晶器与铸坯之间的润滑性，将会引起热粘着性漏钢。同时在铸坯表面形成的划痕容易形成裂纹源，使铸坯产生裂纹。结晶器下部磨损严重时会露出基体铜，由于扩散作用，铜进入铸坯表面，引起星形裂纹，或在含Nb钢种中产生晶界脆化裂纹。191

35为提高连铸机结晶器的使用寿命，结晶器表面镀层要求具有耐喷溅性、耐热龟裂性、耐剥落性及高散热性，尤其要求结晶器下部的镀层具有高耐磨耗性和耐腐蚀性能。我们自主开发的电镀超厚镍铁合金镀层包括如下主要优点：（1）热膨胀系数低，与铜的热膨胀系数（16.5×10-6，20℃）接近，所以耐剥离性能良好；（2）镍铁合金的熔点为1400℃，且高温强度（400℃时比Ni高2.5倍）和延展性优越，所以镀层和钢水接触时耐高温和热冲击性能优异；（3）镀层硬度随镀层中铁含量的变化可调，镍铁合金镀层的硬度比镍镀层高，所以其耐磨耗性能也较好，较只有单一镍镀层结晶器的寿命延长2倍以上；（4）镍铁合金一次性镀层厚度可达2mm以上，故镀层成本较低。●应用范围超厚镍铁合金镀层完全可以替代国内现有的镍、铬镀层，显著提高连铸机结晶器的耐磨耗性能、耐高温和热冲击性能，从而大大提高结晶器的使用寿命，降低生产成本，提高生产效率。低合金白口铸铁磨球的生产技术●项目简介本项目北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究所开发一种新产品，已经在国内多家生产厂矿应用，取得较好的使用效果。采用合理的成分设计和稀土变质处理工艺得到马氏体金属基体上分布断网状和块状的碳化物，具有高硬度和良好的冲击韧性。其硬度为HRC＝50－55；冲击韧性：αk=4－7J/cm2；磨球表面与心部的硬度差小于HRC3。其金相组织为：马氏体＋少量贝氏体＋合金渗碳体。其生产工艺为：冲天炉和感应电炉双联熔炼，金属型与砂芯保温冒口铸造，余热淬火和低温回火热处理。主要原材料有生铁、废钢、铁合金等，需要冲天炉和感应电炉熔炼设备，低温回火热处理设备。本产品已应用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门，并取得了很好的使用效果。在铁矿、金矿应用这种磨球，其耐磨性为普通低碳钢的2－4倍，磨耗为：200－400克/吨矿石，破碎率£1％；在水泥厂磨水泥生熟料和火力发电厂磨煤时，其耐磨性为低碳钢的6－8倍，其磨耗为：60－100克/吨水泥或煤；破碎率£1％。本产品的特点：1）金属型铸造，组织致密，晶粒细小，无气孔、夹砂等铸造缺陷；2）砂芯保温冒口补缩效果好，无缩孔、缩松，工艺出品率高；3）余热淬火，节能，缩短生产工序，提高生产效率；191

361）冲天炉、电炉双联冶炼，节省能耗，适应于大批量生产；2）炉前采用变质处理，改善碳化物的形貌和分布，提高韧性。●应用范围该产品用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门。本项目可以在中型铸造厂实施，适用于大批量生产。●经济效益及市场分析该产品市场销售价约4000元/吨，吨生产成本为3000元，按照年产5000吨计算，年产值约2000万元，毛利400万元，最小的固定资产投资约为90万元（包括厂房），需要的设备和投资如下表：序号设备名称规格及型号数量单价（万元）1冲天炉1t/hr2台3.06.02感应电炉1t1台20.020.03金属型自制80套0.18.04低温热处理炉YSC-CY-62台6.012.06化学分析设备1套2.02.07表面测温仪3套0.10.38快速测温枪SWD-11台0.22.09厂房及其他辅助工装厂房约300M240.040.0设备及厂房总投资90.3低价制备Si3N4、SiC陶瓷超细粉末的燃烧合成技术●项目简介项目的基本定位：该项目适合于愿生产Si3N4、SiC粉末和陶瓷制品的中小型高新技术企业，产品面向结构陶瓷、高级磨料及特种耐火材料等领域。基本工艺、特点、定义的解释：采用燃烧合成工艺，以硅粉、碳粉和高纯氮气为主要原料，利用Si-N、Si-C-N体系自身强放热反应性质，以瞬间电脉冲诱发反应，实现快速燃烧合成Si3N4、SiC超细粉末。该工艺的基本特点是：节能、周期短、无污染、合成粉末的本征粒度在0.5~5μm之间，无需研磨。成熟程度：实验室已成熟，正在北京通县的基地进行中试，预计2002年5月完成中试。获奖情况：荣获北京市1999年度科技进步三等奖。项目来源：国家自然基金、863基金。●应用范围主要用于结构陶瓷材料的原料，特种高级耐火材料的原料及高级磨料。典型产品有Si3N4陶瓷刀具、Si3N4、SiC密封环、涡轮转子、喷嘴、轴承球体等。191

37●经济效益及市场分析Si3N4：Si3N4粉末产品的生产成本（按日产1吨粉末计）净利润为13，419元/吨×360吨=483.1万元年产负荷按70%计算，年净利润为338.17万元。投资利润率：120.9%。SiC：按日产1吨生产量计算，净利润1345元/吨，年利润为48.4万元，投资利润率为21.3%。多孔碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料●项目简介北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种多孔结构的碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料，其应用前景极其广阔。这种金属陶瓷是燃烧合成的多孔碳化钛-钛梯度材料，其多孔结构的空隙率可达50％多。孔隙率和孔隙大小，分布还可以根据需要在一定范围内设计。由于在高温烧结过程其表面可形成氧化钛膜，使其耐高温的性能好，因此可作为耐高温材料。  碳化钛是一种导电材料，在通电发热时，即使温度升高到1000摄氏度以上，材料特性也不会发生任何变化。因此，此多层多孔碳化钛材料可以作为高温发热源，分解在焚化炉都难以分解的二氧吲哚。由于这种多层多孔的碳化钛-钛材料空隙率可达50％多，其比重可比最轻的金属镁还要轻。因为这种多层多孔的碳化钛-钛是梯度材料，强度和刚度可以在一定范围内设计。而且碳化钛-钛材料与人体的相容性好，因此很适合用做人造骨骼。人的骨骼是多孔结构的，血管和神经通过骨骼的孔隙提供养分和控制骨骼的活动，因此，这种多孔的碳化钛-钛梯度材料是人造骨骼的极好材料。由于这种碳化钛新材料的表面有一层氧化钛膜，它具有光催化的机能，同时多孔的碳化钛用来制作过滤器具有很强的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，它可以用来制造更好的水净化装置。泡沫碳化钛做催化剂，用电催化方法可净化焦碳化学工业的含酚废水。酚对水域的污染仅次于石油产品和重金属，居第三位。本项目产品的基本工艺为燃烧合成工艺。不用高温烧结炉。可制作复杂形状和较大尺寸的制品。●应用范围可广泛用作生物医用材料，环保材料等。●经济效益及市场分析本项目产品市场广阔，可产生显著的经济效益和社会效益。最小投资100万元。回收期少于3年。191

38大面积高质量金刚石自支撑膜的制备技术●项目简介本项目是国家863计划”85”和”95”重大项目的阶段性研究成果(合作单位:河北省科学院)。包含”大面积高功率DCArcPlasmaJetCVD金刚石膜高速沉积设备”和”大面积高质量金刚石自支撑膜制备工艺”两部分。其目标是向国内外市场提供大面积高质量廉价金刚石自支撑膜。技术基本成熟,设备和工艺已在广东、北京和天津的一些工厂和研究院所应用。目前已开发两种不同功率级别,100千瓦级和30千瓦级的设备,工具级金刚石膜沉积速率:40～50mm/h,沉积面积:F110mm(100千瓦级),或F60mm(30千瓦级)。利用本项目技术生产的工具级金刚石膜可达到的指标:面积:F100mm(100千瓦级),或F60mm(30千瓦级);厚度:最大2mm;维氏硬度:8000～11000kg/mm2;抗弯强度:>300MPa。光学级金刚石自支撑膜目前最大面积为F60mm,厚度约0.6mm,从紫外(0.22mm)到远红外(>20mm,直至微波)透明,8～12mm波段透过率～70%,热导率～19W/cm.k,各项物理化学性能均与天然Ⅱa型宝石级金刚石单晶接近。本项目在2001年获得北京市科技进步二等奖。●成果应用范围光学级金刚石自支撑膜:工业CO2激光器窗口,需要在极端恶劣工业环境(高温、腐蚀、幅射、磨损、冲刷等)下工作的光学装置窗口、军事窗口等。也可用于中高档耐用装饰品制作。热沉级金刚石自支撑膜:半导体二极管激光器热沉、功率半导体器件(PowerIC)的金刚石封装、MCMs(大规模集成电路的三维立体组装技术)用大面积金刚石热沉、高功率微波器件热沉。工具级金刚石自支撑膜:金刚石拉丝模模芯、金刚石自支撑膜钎焊工具、各种抗极度摩擦磨损工具和模具及仪器零件。●市场前景预测拉丝模模芯国内市场容量约为5亿元左右,金刚石厚膜钎焊超精密加工工具和各种抗摩擦磨损应用国内市场容量估计在3～10亿元左右。目前刚刚进入市场,规模尚小,发展潜力很大。热沉级金刚石厚膜目前国内尚未形成市场,近期内的市场主要在国外,潜在市场主要在台湾、新加坡以及我国东南沿海。预计将在2～5年的时间内出现规模化市场。估计仅功率半导体器件封装一项,市场容量就可能达到数十亿元。光学级金刚石膜的市场应用在国内尚未开始,预计在3年左右的时间内可能形成规模市场。国内已有上千台套1千瓦以上工业CO2激光器在运行,加上其它工业光学窗口和中高档”钻石”表壳之类的应用,市场容量可能超过亿元。封闭式多功能系列井沟盖191

39插承式多功能系列井沟盖●项目简介本专利封闭式多功能系列井沟盖，插承式多功能系列井沟盖，是针对现市场销售之产品设计的，具有防震裂、防盗、防污结构功能，盖面图案新颖具有时代感强的艺术美特点，是花园居民区街道广场的装饰品。结构简易，实用性强，使用操作灵活安全，属更新换代产品，生产时也可合二为一其优点集于一个产品上。是北京奥运体育场馆街道楼群最佳选择产品，产品技术含量不高，易生产优质产品，具有在某一时间段垄断无竞争销售市场的可能性。该产品具有如下特性：l全创新性设计，附合“社会系统”经济发展的要求；l产品技术含量较低，较容易生产优质合格产品；l防盗：结构简易，功能操作灵活；l防污：效果明显适用可靠；l防震裂：附合力传递扩散无障碍原理；l盖板图案时代感强，是艺术在铸造产品上的再现；l本产品可用作花园、广场、街道、标致性建筑楼群的装饰，并可作为一个亮丽的风景点。●应用领域广泛应用于广场街道，居民建筑楼群领域。●经济效益及市场分析随着国家经济的发展，人文社会活动的增多，“社会系统”经济发展的要求，产品更新换代的频率日新月异。新产品层出不穷，一件产品的初期的利润总是比老的产品利润要多的多，这是市场销售规律的必然所决定的，本产品经济效益足能使投资者感到安慰和满足，可不必怀疑。市场销售前景十分光明，销售量极大，不限一个城市的销量。可在几个大城市同时展开销售，或上网销售。本产品所以销售量极大，是本产品的全新性设计综合优点所决定的，也是时代经济发展产品的特征的表现。经济效益随产品销售而具额增加是客观因素所决定必然。投资预测产品简易成本低，生产工艺简单，材料资源丰富；投资额越大机械化程度高即可保产品质量又能增加产量；产品利率为8—15%；投资可大可小周期短，见效快，经济效益明显。复合聚苯乙烯高效防腐涂料●项目简介191

40该成果是用废聚苯乙烯泡末塑料为主要原料经与其它树脂复合改性而开发的高效防腐系列涂料（GPS系列；XM-52系列）；该项目是北京市“八五”星火计划，1991年10月通过北京市科委主持的省市级技术产品鉴定；并申请了国家专利，1997年6月授予专利权。该产品具有如下特性：l单组分、室温干燥速度快、施工简便；l附着力强、抗外界损伤能力强；l抗渗性强；l耐蚀性好：耐微生物侵蚀、耐湿热、耐盐雾、耐酸碱盐、抗老化性能优异；lGPS系列涂料还具有漆摸美观光亮、装饰性强等特点；lXM52系列涂料还具有底面一体化、一次成膜厚的特点，是一高性能的厚浆型重防腐涂料。●应用领域广泛应用于各种埋地管线，化工管线及设备，厂房构件，矿山机械，船舶等领域。●经济效益及市场分析随着国民经济的发展，以聚苯乙烯泡末塑料为主的包装材料发展极快，年产量达近百万吨，主要用于电器、仪表的防震包装，以及快餐食品盒，且都是一次性使用；该材料不腐烂、易燃；已成为一大社会公害。本成果就是有效合理地利用废弃的聚苯乙烯泡末塑料，生产出防大气、土壤腐蚀的高效防腐涂料。该成果的推广，必将减少城市污染、净化环境、变废为宝、造福人民，有着明显的深远的社会效益。投资预算成本低、生产工艺简单；若按年生产500吨涂料能力设计，则设备投资15~25万元生产XM52系列涂料，获税利225~250万元，获纯利润125~150万元；生产GPS系列涂料，获税利120~150万元，获纯利润65~80万元；投资少、周期短、见效快，经济效益明显。粉末冶金烧结钢高密度高强度零件温压技术●项目简介铁基粉末冶金（P/M）零件温压工艺是90年代国际上出现的一个粉末冶金新技术。该技术通过对于适当的钢铁粉末及润滑剂系统在一个不太高的温度（100-150℃）下压制，可使铁基P/M零件生坯的密度增加0.1-0.3g/cm3。1994-1998年，瑞典、美国、瑞士、加拿大和台湾保来得公司已先后建立了20多条温压生产线，已能生产30余种密度在7.25-7.60g/cm3的高密度铁基P/M191

41零件。本项目根据我国的粉末冶金发展和设备水平，通过“九五”攻关“轿车用合金粉末和高强度温压技术研究”及国家863计划项目的执行，获得了一批重要的研究成果。用国产设备和研究的模具及润滑系统，成功地实现了软磁材料、高强度烧结钢、复合材料零件的温压。本项目可提供经济的温压系统设计、工艺参数的优化设定、温压零件提高疲劳强度的表面处理和新产品的开发。产品的综合水平达到国际和国内先进水平。●应用范围温压产品主要应用于高强度汽车、轿车、电动及风动工具粉末冶金烧结钢零件。如高压油泵齿轮、链轮、密封环、活塞环、磁轭等。●经济效益及市场分析具有粉末冶金生产基本条件的工厂，完成本项目的最小投资10~15万元。温压技术的实现将开拓新产品批量生产的广阔市场。粉末注射成形技术●项目简介粉末注射成形是传统粉末冶金与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一门零部件新型成形技术，其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混合，经制粒后在加热状态下用注射成形机将粒状料注入模腔内冷凝成形，然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。该技术的最大特点是可以直接制造出具有最终形状的零部件，最大限度地减少机加工量和节省原材料，而且材料适应性广，凡是可以制成粉末的金属、合金、陶瓷等均可用此技术直接制成零部件。此外，该技术还可以实现全自动化连续生产，生产效率高，材料性能优异，产品尺寸精度高，被国际上誉为“当今最热门的零部件成形技术”。该课题在国家863高技术计划的资助下，在该技术的研究与应用开发方面进行了深入系统的研究工作，创造了一系列具有自主知识产权的新配方、新工艺，拥有6项国家发明专利，研制的产品已成功地应用于我国国防军工和民用领域。研究成果经专家鉴定，整体技术具国际先进水平，并于1998年获得部级科技进步二等奖。该项成果已被科技部列入“国家科技成果重点推广计划”。●应用范围可用于制造各种铁基合金、不锈钢、工具钢、钨基合金、硬质合金、磁性材料、陶瓷等复杂形状零部件。典型产品及应用领域包括：手表表壳等钟表零件，牙齿矫形托槽和手术钳等医疗器械，光电缆接头，计算机及其外设零件，BP机及大哥大振子，电子热沉与封装零件，电动工具和家电零件，枪械零件，航空航天发动机零件等。●经济效益及市场分析191

42粉末注射成形作为一种新型成形技术在国际上已受到广泛重视，应用领域不断扩大，技术水平不断提高，产业化速度极快。九十年代以来，粉末注射成形产品的全球销售量一直以30%以上的年增长率发展，1999年已达到10亿美元，预计到2010年将达到24亿美元。该技术在国内的应用刚刚开始，产品市场潜力巨大，预计2-3年内可达到3-5亿人民币元，到2010年可望超过15亿人民币元。产品利税率可达50-80%。高级金属加工工艺润滑剂生产技术及产品金属加工过程中工艺润滑对保证加工过程的顺利进行、降低能耗以及改善加工制品的表面质量起着关键作用。而作为润滑剂与以往的机械润滑油不同，属高技术、高附加值润滑剂产品，而且生产工艺简单。在该领域国内上述产品还未系列化生产，大部分仍需进口。采用该技术可生产下列金属加工工艺润滑剂产品：铝材轧制工艺润滑剂（冷轧油、热轧乳化液）；铝线、铝管拉拔工艺润滑剂；铜线、铜管拉拔工艺润滑剂；钢丝拉拔润滑剂；铝合金切削润滑剂；钢板带冷轧润滑剂；金属冲压润滑剂；其它金属成型润滑剂。上述产品均达到国内领先水平，或者到国外同类产品水平，使用该技术产生得工艺润滑剂已应用于金属加工生产，工业应用效果良好，可替代进口。而价格仅为国外同类产品的30%~70%。该技术生产设备投资小，主要设备为混合斧（电加热或蒸汽加热）、储油罐等，厂房面积50~100m2左右。视产量大小产生人员5~10人。以生产铜线、铜管拉拔工艺润滑剂一种产品计算，其生产工艺、设备及经济技术指标为：基础油乳化剂添加剂加热、搅拌乳化油乳化油兑水乳化液（1）一台混合斧（电加热或蒸汽加热）、一个储油罐及相应得包装桶，设备投资2~3万元；（2）产品生产成本(0.5~0.6)万元/吨；（3）销售价格0.8万元/吨（4）年产100吨，毛利100×（0.2-0.3）=20-30万元高强度高刚度灰铸铁生产技术191

43●项目简介我校研制开发的高强度高刚度灰铸铁生产技术是国家“八五”重点推广项目，曾获北京市科技进步一等奖、二等奖和其他省市科技进步奖及其他类别奖共11项。该技术通过合理选择冲天炉熔炼工艺，调整铁水的Si/C比值，调整铁水Mn含量，严格孕育，在较高碳当量条件下，获得高牌号的优质灰铸铁，如HT250、HT300及HT350，而且铸铁具有高的弹性模量（120000~135000Mpa），残余应力可下降15~20％，铸件可以取消热时效，进一步降低生产成本，铸件还具有很好的组织均匀性、很小的白口倾向性和良好的机加工性。●适用范围高强度高刚度灰铸铁适用于制造各种机械的铸造毛坯，如内燃机铸件、汽车铸件、机床铸件、工程机械、发电设备、拖拉机铸件及其他通用机械铸件，因此高强度高刚度灰铸铁的市场很广阔。●经济效益及市场分析高强度高刚度灰铸铁生产技术经过系统的实验室研究和长期的实际生产验证，已经应用该技术的企业都取得了明显的技术经济效益，直接经济效益可达每万吨120万元。该技术符合国情，不需要技改投资，不需要改变现有生产工艺，能在较短时间内取得预期的效果，推导企业的技术进步，为机器产品提高档次、更新换代提供坚实的基础。高强度高铬耐磨铸铁衬板●项目简介冶金、矿山、电力、建材等行业使用数千台球磨机研磨各种物料，衬板是球磨机中的主要消耗备件，其质量直接影响磨机效率和物料研磨成本，长期以来，我国主要用高锰钢制造磨机衬板。高锰钢是一种高韧性耐磨钢，在高冲击工况下产生加工硬化，显示出优异的耐磨性能，但在φ3.5m以下磨机中，加工硬化效果差，加工硬化层深度不足3mm，高锰钢衬板更换频繁。目前国内磨机衬板消耗量20万吨以上。近来国内开发了合金钢衬板和白口铸铁衬板取代高锰钢，前者硬度低，淬透性和淬硬性低，后者脆性大，使用中易出现断裂，影响磨机设备的正常运行。高强度高铬耐磨铸铁衬板采用复合铸造技术生产，具有优良的耐磨性和抗断裂性能，主要特点是：1)基体组织中含有25%以上的高硬度呈菊花状分布的高硬度M7C3型碳化物，衬板硬度大于62HRC，衬板表面硬度差小于2HRC；2)基体组织中含有较多的钼、铬、钒、钛等合金元素，具有高的淬透性和淬硬性，抗激冷激热性能好，衬板厚度40mm内硬度降小于2HRC；191

441)采用特殊铸造方法，使高铬铸铁和碳钢结合牢固，结合层无裂纹、夹杂等铸造缺陷，衬板冲击韧性大于15J/cm2，抗弯强度大于500Mpa；2)应用于球磨机上，使用寿命比高锰钢衬板提高2~4倍。加入微合金化元素和采用变质处理工艺可以进一步细化高铬耐磨铸铁组织，改善衬板性能。高强度高铬耐磨铸铁衬板制造技术成熟，具备工业化推广应用条件。该项目曾得到原冶金工业部科研资助，已通过原冶金工业部组织的技术鉴定，获国家发明专利。●应用范围高强度高铬耐磨铸铁衬板主要用于冶金、矿山、电力、建材、化肥等领域物料研磨的球磨机上，也可用于矿山大型自磨机上，还可用于冶金高炉溜槽上。●经济效益与市场分析高强度高铬耐磨铸铁衬板生产工艺简单，生产原材料丰富，使用寿命长，市场竞争力强，目前销售价格为8000~12000元/吨。主要投资设备有感应电炉，热处理加热炉，最少投资40万元，回收期1年，市场回报率高韧性高铬白口铸铁的生产技术●项目简介高铬白口铸铁是一种优良的耐磨材料，自问世以来受到人们的高度重视。本课题组长期高铬白口铸铁和其他合金白口铸铁的理论研究和应用研究，开发了一种高韧性高铬白口铸铁。高铬白口铸铁的微观组织中存在高硬度的M7C3型碳化物，这对提高耐磨性十分有利，但一般高铬白口铸铁中碳化物呈粗大的长条状或断网状分布，降低了合金的韧性，一般高铬白口铸铁由于韧性差在实际生产应用中受到一定的限制。本项目采用合理的成分设计，先进的炉前处理和热处理工艺，显著地改变了高铬白口铸铁微观组织中碳化物的形貌和分布，提高了韧性，在保持高硬度的基础上，其冲击韧性提高20-50%，已经在工业生产中应用，结果表明其耐磨性比同类产品提高10-30%。其金相组织为：马氏体＋少量残余奥氏体＋M7C3型碳化物，生产工艺为：熔炼炉前处理浇注清理热处理采用感应电炉熔炼，稀土综合变质处理，金属型铸造或砂型铸造，淬火回火热处理工艺。本项目的特点为：1)采用合理的成分设计，获得足够的淬透性，在空冷的条件下得到马氏体金属基体上分布条块状的M7C3型碳化物的微观组织，合金具有高硬度和高耐磨性，其硬度为HRC60-66，且硬度分布均匀；2)采用稀土综合变质的炉前处理先进工艺和合理热处理工艺，显著地改善碳化物的形貌和分布，提高了韧性，冲击韧性：αk=9-13J/cm2（试样）。●应用范围191

45本项目生产的产品可应用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门。可制作冶金矿山沙浆泵的过流件，炼铁厂的高炉加料口衬板，火力发电厂磨煤机的磨辊与磨盘，水泥厂用球磨机磨球、衬板、锤头、板锤等耐磨、耐热部件。●经济效益及市场分析目前一般高铬白口铸铁的销售价为6000-30000元/吨（铸件6000-10000元/吨，机加工件1-3万元/吨），铸件的生产成本为4000-5000元/吨，机加工件视加工量不同，相差较大。年产1000吨的最小固定资产投资约50万元（包括厂房）。高速棒线材控轧控冷过程组织演化模拟及性能预报●项目简介高速棒线材轧制产品质量控制的关键是采用合理的轧制及轧后冷却工艺，决定棒线材使用性能的主要因素是轧制过程奥氏体的晶粒度变化规律及轧后冷却过程的组织演化规律（如铁素体、珠光体等在冷却过程的组织演化行为）。高速棒线材轧制过程中存在的主要问题是由于轧制及冷却工艺不合理导致的产品性能不稳定或不合格。本项目根据物理模拟及定量组织分析，建立弹簧钢控轧控过程的组织演化动力学模型，结合刚塑性有限元法及人工神经网络算法，建立了智能化弹簧钢控轧控冷过程组织性能预测系统。该系统对实际生产中工艺优化具有重要指导意义。●应用前景结合其它材料的相关物理模拟结果及轧制设备及工艺要求，该系统可以推广至同类设备轧制产品的质量控制过程。高速钢辊环●项目简介我国线材生产已取得了长足发展，2000年线材总产量达26.08Mt，占钢材总产量的21.9%，其中高速线材产量达12.18Mt，高线比达46.7%。国内已建成43条高速线材生产线，正在建设的尚有5条，轧制速度超过100m/s的有9条。辊环是线材轧机上的关键备件，国内年消耗量2万吨以上，工作中除了受线材磨损外，还受高温线材的加热及冷却水的激冷，辊环要求高硬度、高韧性、高热冲击抗力。常用无限冷硬铸铁辊环和高铬铸铁辊环高温硬度低，耐磨性差，更换频繁。硬质合金辊环成本高。本项目开发的高速钢辊环采用离心铸造方法制造，其生产工艺为：感应电炉或电弧炉熔炼，炉前处理，离心铸造，淬火回火热处理，机加工等生产工序。主要特点是：（1）基体组织中含有10%以上的呈团块状分布的高硬度MC型碳化物，硬度大于64HRC，辊面硬度差小于1.5HRC，红硬性大于60HRC；191

46（2）基体组织中含有较多的钨、钼、铬、钒等合金元素，具有高的淬透性和淬硬性，冲击韧性大于12J/cm2，抗激冷激热性能好，辊面50mm内硬度降小于3HRC；（3）应用于线材轧机上，使用寿命比铸铁辊环提高8~12倍，接近硬质合金辊环。改变离心铸造与热处理工艺参数和添加微合金化元素，可消除高速钢辊环生产中常见的偏析和开裂缺陷。高速钢辊环制造技术成熟，具备工业化推广应用条件。该项目曾得到冶金部科研资助。●应用范围高速钢辊环主要用于轧钢厂线材轧机的中间轧机架和预精轧机架上，也可用于钢管轿直机和冷弯型钢轧机上。●经济效益与市场分析高速钢辊环生产工艺简单，生产原材料丰富，使用寿命长，市场竞争力强，目前销售价格为10~12万元/吨。主要投资设备有感应电炉或电弧炉，热处理加热炉，车床和磨床，最少投资80万元，回收期1年，市场回报率。高温固体电解质电化学传感器●项目简介为促进冶金科学技术的发展，实现对冶金生产的质量控制和过程控制，在对ZrO2电解质定氧电池失效原因研究的基础上，创造出新型的长寿命连续定氧传感器。通过对固态参比电极性质和电解质中氧位分布等研究，从理论上给出了参比电极的选择原则和依据。通过有关热力学研究，扩展了快速定氧测头的应用范围。通过对固体电解质制备方法和性质的深入研究，改善了定氧传感器的性能。在冶金生产中，大力推广应用有关传感器，取得了显著的效益。例如把氧传感器应用到金川含镍粗铜阳极炉熔炼的研究中，确定出恰当的氧化和还原终点，从而结束了建厂19年来只能生产等外阳极铜板的历史，一级品率达98%以上，年创经济效益240万元以上，获中国有色金属总公司科技进步二等奖。类似的还有“金川阳极板铜模铸造”、“攀钢120吨转炉合理脱氧工艺研究”、“熔融钴基合金中氧活度快速测定”等项目。传感器也被用于有关的冶金物理化学实验研究中，已测定了15种稀土化合物的Gibbs生成自由能，研究了硅酸玻璃中的组元活度以及硫化铜提取热力学等。已在国内外核心刊物发表有关论文五十余篇，取得了三项国家发明专利，另有三项专利申请已通过实审。本项目获得了1996年国家教委科技进步二等奖。●应用范围新型的长寿命连续定氧传感器是钢铁生产以及有色冶炼等领域进行过程控制和质量控制的最有利的工具之一。例如转炉炼钢终点预测及脱氧过程的控制，沸腾钢和半镇静钢的冶炼过程控制。直接定氧技术已成为提高钢材质量，节约脱氧剂必不可少的手段，而且易于实现生产的在线控制。目前世界定氧测头的年消耗量在百万支以上。191

47●经济效益及市场分析此项技术生产设备投资小，周期短，回报大。有陶瓷生产基础的厂家或公司，投入产出比更大。按照欧、美、日的统计，每生产钢1百万吨，定氧测头的用量为6000-8000支。我国年产钢9000万吨，潜在的商业销售量为50-60万支。而且随着我国赶铁工业的技术改造，定氧测头质量进一步提高，定氧技术将在我国会有一个快速的发展。高温合金的等温成型技术●项目简介作为高推比（推重比>8）航空发动机热端部件的重要材料，高温合金的制造及成型工艺研究对合金的实际应用具有重要意义。等温锻造是复杂形状或难变形材料构件成型的主要工序，因此等温成型工艺研究是我国高温合金应用的关键。本项目是国防科工委“九五”军工预研课题。主要研究内容包括：1）采用物理模拟及有限元数值模拟，研究适合我国国情的等温锻造工艺及模具材料；2）对我国相关企业的液压成型设备进行等温锻造工艺适应性改造；3）等温锻造模具设计；4）典型/实际涡轮盘件的等温锻造等。在研究过程中，开发了适合锻造过程模拟的变形传热耦合有限元分析系统—FORMT，该系统具有热态成型过程模拟的普适性。●应用前景该项目对高温材料的等温锻造工艺进行了系统研究，解决了高温成型中的关键技术：高温模具材料的选择及相关等温成型设备的工艺适应性改造。对高温材料（包括高温合金、钛合金等）的等温及超塑性成型具有重要意义。开发出的耦合有限元分析系统—FORMT，可以应用于其它材料的热态成型过程模拟。若辅以相应的材料组织演化动力学方程，该系统还具有锻造过程组织演化预测的功能。高效多能清洗剂●简介191

48本高效多能清洗剂由北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室研制开发。日常生活中的各种物品，如厨房墙壁、抽油烟机、炉灶等经常被油垢污染，旅游鞋等皮革制品长期穿过后的也常常留有难于清除的污垢痕迹。机械及车辆等工业设备修理时需将原润滑油或污染油垢清洗干净。但清洗这些油污常常费工费时，特别是一些重油污，极为粘稠、附着力极强，一般的清洗剂很难清洗干净，而使用传统的汽油等作清洗剂时存在火灾隐患，易于产生安全问题。但目前市场上销售的清洗剂大多存在清洗效果差、腐蚀性大及环保性能达不到要求等缺点。针对现有产品存在的问题，北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室研制开发了本高效多能清洗剂。本产品具有很强的渗透力，对油污、特别是重油污有很强的去除效果，特别适用于清洗厨房用品、抽油烟机、旅游鞋等日常用品的重油污垢。而且，由于本品呈中性，环保性能好，在清洗的同时，不损伤物品及皮革表面。本高效多能清洗剂使用方便、快捷，效果明显。尤其对重、厚油污，其高效、强力去除油污的能力更为突出。●应用范围适合下列产品的油污清除：厨房墙壁、用品、抽油烟机、旅游鞋等皮革制品、塑料制品、木制家具等。其他需要清洗油污的物品，如机械及车辆修理等工业设备等也可。●经济效益及市场分析该产品应用广泛，不仅适用于日常生活用品，而且适用于机械及车辆修理等工业用品，因而有很大的市场前景。高效脱漆剂●简介本高效脱漆剂由北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室研制开发。有机涂层广泛作为建筑、船舶、桥梁、机器设备等的装饰、防腐防锈涂层。在使用过程中随时间流逝有机涂层会老化失去装饰、防护性能而必须加以更新，此时需将旧的、老化的有机涂层去除而涂刷新的涂层。喷涂涂层、电泳涂层、静电粉末喷涂涂层等广泛应用于汽车、家用电器、五金建材、钢制家具、造船等行业，这些产品的生产或修理过程中，不可避免的会产生不合格残、次产品及残、次涂层。为了减少浪费、降低生产成本，生产厂家大多选择将残、次的涂层脱除，再喷涂新的涂层。涂层的脱除主要有使用铁刷等的机械的方法和使用化学脱漆剂的两类方法，机械的方法费时费力、难于达到高脱除质量，而以使用脱漆剂的方法更为有效、简便、脱除质量高。但目前市场上销售的脱漆剂大多存在腐蚀性大、脱漆效果差等缺点。191

49针对现有产品存在的问题，北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室研制开发了一种高效脱漆剂。本高效脱漆剂生产设备不多，工艺简单、易于操作。高效脱漆剂可在30秒种内迅速脱除静电粉末涂层等有机涂层，且对基体腐蚀小，环保性能好，浸泡、刷涂脱除均可，能满足各种生产过程的要求。●应用范围本产品可广泛应用于脱除建筑、船舶、桥梁、机器设备等的装饰、防腐防锈有机涂层，尤其是家用电器、五金建材、钢制家具及其他需脱除静电粉末喷涂层的行业。●经济效益及市场分析本产品能干净、彻底地脱除残、次有机涂层，尤其是静电粉末喷涂层，使之能重新喷涂涂层，减少人力、材料及能源消耗，因此具有良好的市场前景和可观的经济效益。高性能奥贝球铁的应用●项目简介北京科技大学材料科学与工程学院研制并开发了高性能奥贝球铁技术。该技术是利用微合金化和特种热处理方法配合起来生产高性能球铁。奥—贝球铁的发展已有近30年的历史，已往的奥—贝球铁化学成分复杂，且要等温淬火处理，其使用范围受到较大的限制。近些年来，由于微量元素的采用，已经可以获得铸态奥—贝球铁；也可以免除Ni、Cu等贵重合金元素并采用普通热处理工艺获得性能很高、价格低廉、生产工艺简便的奥—贝球铁，主要性能指标：抗拉强度σb>900Mpa，冲击韧性在6J/cm2以上，硬度（HRC）在50~55之间。这项技术是北京科技大学铸造所从1987年开始开发研究，到1992年开始转让，为社会作出了较大的贡献。该项技术适用于耐磨磨球、耐磨衬板、高强度球铁的开发等。●经济效益及市场分析如果利用此项技术制造耐磨磨球、耐磨衬板、高强度球铁等，预计每年可产生100万以上的经济效益。高性能铜合金线材制备加工技术●开发背景电子信息技术、交通运输、国防部门对各种高性能铜合金导线（导体）的需求越来越大。尖端数字通讯设备、高级音响设备需要使用高保真导线；超高磁场用水冷铜导线、某种武器装备用铜合金导线要求其导电率保持在70~80%IACS的同时，抗拉强度达到800~1000MPa；金、铝硅、无氧铜、银铜合金等超细丝材是各种尖端技术用微型电机、大规模集成电路的关键材料，如微型电机线圈绕组、集成电路键合线等，丝材直径要求达到20mm191

50以下，其成形加工技术难度很高。电气化铁路（包括城市轻轨、地铁等）输电导线（即电车接触线）要求高导电性、高强度和高耐磨性。近年来，国外电车接触线用铜基高性能材料发展迅速。●项目概要本项目采用连续定向凝固与低温强加工相结合的新技术，制备具有微米、亚微米或纳米级连续纤维晶组织的高性能铜及铜合金线材。该技术的基本原理是，采用连续定向凝固技术，制备沿拉坯方向（长度方向）具有连续柱状晶组织的铸棒，然后采用低温强加工技术，施加超大强度延伸变形，获得具有亚微米或纳米级连续纤维组织的高性能铜及铜合金线材。采用该技术制备的线材，其内部由于不存在垂直于长度方向的晶界（横向晶界），具有优良的物理与力学性能：电导率高，信号保真性能好，强度与延伸率大幅度提高，加工性能优良。●应用领域（1）高保真导线、高性能通信电缆采用本技术制备的纯铜或银铜导线，由于消除了横向晶界，既可显著降低电阻率，减小信号传递损失，提高保真能力，又容易获得足够的强度和优良的柔软性、抗弯折性，提高高保真导线、通信电缆的综合性能。（2）集成电路键合线用超细金丝连续定向凝固材料具有优良的塑性变形能力，制备超细金丝（18~30mm）、铜丝（18~30mm）、铝硅合金丝（25~30mm）等，工艺过程简单、成材率高。（3）电气化铁道用接触线将本新技术制备的Cu-Cr线材用于城市交通电车架空导线、电气化铁路（包括高速铁路）用接触导线和工矿电机车用导线等，可在充分发挥Cu连续纤维晶的高导电性的同时，显著提高其耐磨性（Cr弥散分布于晶界），减少线路损耗，延长使用寿命。●成果水平与成熟度拥有自主知识产权，已申报相关发明专利3项，其中已授权1项。成果达到中试水平，可以进入工业性试验。高性能W-Cu、Mo-Cu合金●项目简介北京科技大学材料科学与工程学院研究开发的高性能W-Cu、Mo-Cu合金是一类采用新工艺制备的金属功能材料。自1996年以来，本项目得到了国家自然科学基金、国防预研基金等大力支持与资助，历时6年完成。采用先进的活化工艺对原材料粉末进行处理，再采用特殊的固结手段，制备出的W-Cu、Mo-Cu合金性能达到了国际先进水平。它兼有钨（或钼）与铜的综合性能，例如高的导热性、优异的高温强度、良好的抗震性、抗烧蚀、抗高温气体腐蚀性、以及可调节的热膨胀系数等。W-Cu合金的密度为16.36g/cm3，热膨胀系数为7.2×191

5110-6/℃，热导率为182Wm-1K-1，弹性模量为274.6GPa，全部达到或超过了进口件的性能，已用于我国国防和电子和民用工业部门。●应用范围由于W-Cu、Mo-Cu合金具有其它材料所不具备的优异性能，因此可以在众多的领域得到广泛的应用。例如在电子通讯领域可以用于散热与热沉材料、电子封装材料，在工业电气领域可以用于真空触头，在航空航天领域可用于尾部喷管喉衬、燃气舵，在地质勘探与石油领域可用于岩石破碎弹的药型罩等。●经济效益与市场分析下表为全国范围的市场需求分析。应用领域材料器件年需求量（万件）每件利润（元）年利润(万元)电子、信息热沉与封装材料50201000电气、电力真空触头材料120101200石油、化工石油射孔弹25401000矿山、地质岩石破碎弹30401200以热沉与封装材料为例，样品售价30元，最小投资200万元，如果占据上述年需求量的1/10，则年利润为100万元，回收期3年。目前国内所使用的热沉与封装材料为进口，每片的价格为10美圆。所以该项目不仅能够为企业创造经济效益，而且还可以为国家节省大量外汇。红外热像技术的应用●项目简介红外技术是近年发展起来的一种新的无损检测方法，用红外热成像技术可以无损、快速，非接触地探测出温度场分布，从而推导生产设备材料的工作状况．它是一种全场的、灵敏的检测方法．因此，红外无损检测技术正在成为一种重要的在线监测手段，在理论上和工程上显示出巨大的生命力。近年来，本项目组就热设备衬里的红外检测、保温评估、炉管剩余寿命以及电器故障的红外热像检测等方面的工作进行了大量的理论分析与实际检测工作，承担了中石化总公司、中国设备协会、各炼油厂、美国AMOCO公司等单位的项目共10余项。在红外技术应用方向，项目组承担了国家重大基础研究项目（973）“材料的环境行为与失效机理”191

52中的部分任务，主要承担部级项目有：强化乙稀裂解炉管的在线监测工程，97-99年。厂协项目有：山东电业局，高温炉管在线红外热像评估系统研制；沧州炼油厂，焦化炉管在线红外检验与评定；广州飒特公司，红外热像软件系统研制；南京金陵石化公司，加热炉管在线安全检测与评估系统；华东输油管理局，原油加热炉炉管在线检测系统；上海炼油厂，保温管线红外热像评估软件；上海金山石化，保温管线红外热像评估软件系统；锦州石化，石化企业红外热像评估软件系统。●应用范围一切涉及到热设备的行业，利用红外热像技术可以实现非接触式热场测量，通过课题组自主研制的保温、衬里、电器、炉管评估软件可以方便地对所测设备运行工况进行分析、评估，准确给出损伤位置、损伤程度以及剩余寿命。●经济效益与市场分析仅以某石化催化衬里项目为例，项目的研制成功使变一年一次检修为三年两修，进而成为两年一修制成为可能，使催化装置向预知性维修过渡上了一个台阶，120万吨/年催化裂化装置开工期延长半年，年产值增加约2700万元，年利税增加约1077万元，节约维修费约500万元。推广到某石化公司四套催化裂化装置，年产值增加约1亿元，年利税增加3000万元，节约维修费约1800万元。在中石化系统几十套催化裂化装置上予以推广，总效益可增加数亿元。红外检测及分析软件的使用可以有效避免热设备事故的发生，延长大修周期，准确知道损伤位置可降低维修成本，缩短维修时间，具有可观的经济效益和巨大的市场前景。因此我们有良好的技术积累，可实现校厂结合的优势。化学镀镍铬磷稀土合金技术●项目简介北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室经过多年潜心研究，开发出了新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金技术，并获得了国家发明专利。此研究开发成果为国内外领先水平。化学镀合金技术是一种表面强化、表面保护技术。化学镀不用电能，只需将被镀物放入化学镀溶液中经自催化反应即可在被镀物表面形成非晶态的合金镀层，而且镀层厚度分布比电镀更均匀。化学镀获得的是非晶态的合金镀层，比一般的结晶组织的电镀层具有更优异的耐腐蚀性能和良好的耐磨蚀性能，也具有极好的装饰性能。新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层与以往常规的化学镀镍磷非晶态合金镀层相比，由于加入了稀土、铬元素，具有更优异的耐腐蚀性能和更良好的耐磨蚀性能，特别是使镀层硬度能达到电镀硬铬镀层的硬度。化学镀镍铬磷稀土非晶态合金的工艺易于操作，与化学镀镍磷合金工艺基本一致。●应用范围由于化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层具有优异的耐腐蚀、耐磨蚀性能及较高的硬度，因此，其应用领域非常广泛，例如：1、计算机硬盘；打印机的转动轴；2、电子设备外壳的电磁屏蔽；3、复印机内的各种零部件；4、石油、石化及化工企业的换热器和反应器；5、油田采油套管、井下工具；191

531、食品机械；2、各种机械零部件；3、纺织机械；4、印刷机械；10、汽车工业中的零部件；●经济效应及市场分析按一般生产能力估计，此项技术的投资在25---85万元。市场广泛、经济效益高。金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发●项目简介金刚石薄膜涂层硬质合金工具由于性能优异、成本相对较低(与PCD和金刚石厚膜钎焊工具相比)、可以适应于复杂形状工具衬底沉积、以及可能大批量沉积等优点,具有非常好的市场前景。金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发的关键是解决金刚石薄膜在硬质合金衬底上的生长(沉积)和良好附着的技术。本项目成果采用独特的衬底预处理和优化的金刚石膜沉积工艺已经解决了Co对金刚石膜生长和附着的有害影响问题。在YG类硬质合金工具衬底所沉积的金刚石膜涂层厚度最大可达20～30mm。用洛氏硬度压痕法评定的金刚石膜附着力时的无裂纹临界载荷达1500N以上。在铣削Al-12wt%Si合金时,金刚石薄膜涂层的YG6铣刀比未涂层硬质合金刀片使用寿命可提高20倍以上。本成果基于我们已经取得的两项关于金刚石膜低温沉积技术和硬质合金衬底激光预处理技术的发明专利(ZL91102584.7,ZL93119434.2),以及最近完成的另外二项关于使用特殊钴化物过渡层提高金刚石薄膜附着力的技术(已申请发明专利,申请号:99107912.4,01130903.2)。此外,本项目组正在进行工业化生产设备和技术的研究开发,原型设备研制已接近完成,其特点是摒弃通常CVD设备的平面沉积方式,采用立体(空间)沉积方式,因此可以一次沉积大量工件。最终工业化设备的目标是一次涂覆可转位刀片(或钻头)300只以上。●成果的应用范围本项目成果可用于开发各种金刚石薄膜涂层硬质合金工具和模具,以及其它需要解决极度耐磨或降低摩擦的应用。●市场前景预测金刚石薄膜涂层硬质合金刀具可用于高硅铝合金、各种有色金属、复合材料、塑料、陶瓷及各种非金属材料的切削加工,量大面广,市场潜力很大。金刚石薄膜涂层硬质合金模具可解决延长大口径(如丝径大于1毫米)拉丝模的寿命问题,这些问题依靠金刚石单晶或PCD不能解决,也不能采用金刚石厚膜,所以也有很好的市场前景。一些特殊的工具,如机械化木工加工工具,加工条件对工具的磨损很厉害,191

54工具形状复杂(常用组合刀具),价格很高,用量很大,是金刚石薄膜涂层工具的一个十分理想的市场。节块式金刚石圆锯片●项目简介本项目属于复合材料技术领域。其制造过程是将金刚石节块（锯片的工作刃部）与钢片基（锯片基体）焊合后构成。金刚石节块由人造金刚石单晶与金属结合剂通过特殊的粉末冶金方法制成。●技术特点(1)本项技术在金刚石节块制造工艺上（包括结合剂选择、节块的设计、工艺处理）均有独特之处，做到产品成本降低（25%以上），寿命提高（25%以上），综合使用性能优于国内同类产品。(2)根据不同材质的加工对象给出锯片节块的最佳设计，做到技术上逐年更新，以保持国内领先水平。(3)本顶目无环境污染、无废渣、废水及有毒废气排放。●项目成熟程度本项目是在“金刚石单晶的基础与应用研究”的基础上，取得的应用技术成果：(1)已实现工业化生产及生产技术转让。自87年生产技术转让已承建中型生产能力的锯片厂十余家（包括外商独资两家）；(2)金刚石工具领域的综合技术评价、产品评估；(3)1998年获国家教委科技进步三等奖。由我校技术转让的生产厂中，有4个厂家获省、市、建委科技奖。●应用范围、市场适用于切割各种石材（花岗岩、大理石、玉石等）、建筑材料、耐火材料等非金属硬脆材料，也可用于机场跑道与公路路面的整修工程。金刚石圆锯片按规格分为F105-F250mm和F300-F2200mm两大系列。其中F105-F250mm主要用于建筑装饰工程和玉石加工，随着建筑业的兴旺发达，对金刚石锯片的需求量与日俱增；F300-F2200mm系列主要用于各种石材的加工，据粗略统计，我国有花岗岩400多种、大理石250多种，储量约1000亿立方米，居世界前列。金刚石锯片有持久、广阔的市场前景。●经济、社会效益(1)以生产F105-F250mm191

55锯片为例，设备投资100-120万元，年生产能力为80-100万片，年利润为400-600万元。(2)一台加工花岗岩的中切机（F1600-F2200mm锯片）月消耗锯片4片，100台中切机年耗锯片费用1000万元。锯片供给年利润约为150万元。加氢反应器的安全评定与氢腐蚀裂纹的愈合规律●项目简介随着化工、石油化工和煤转化工业的发展，在生产领域中碰到的高温高压氢腐蚀的问题越来越多。带氢腐蚀裂纹的高压容器的安全评定、裂纹处理与修复方法是工业上极为关注的问题。从目前的氢腐蚀研究的理论看，其热力学与动力学框架只建立在氢腐蚀的正过程，即甲烷的形成与裂纹产生的机理研究上，研究温度局限于200~650℃之间，而对650℃以上氢腐蚀裂纹内甲烷的分解反应及对裂纹修复机理研究甚少。加氢装置是石油炼制、石油化工、化肥、化纤工业中的重要设备，正朝着大型化、重型化、高温、高压的方向发展，工作介质往往是易燃、易爆、有毒和强腐蚀性的，现在也越来越劣化。历年来，世界上由于高温高压临氢压力容器造成的爆炸事故多有发生。今年以来，国内发生的高温高压临氢重大压力容器事故也多有报道，压力容器发生爆炸事件不仅使整个设备和生产装置破坏，而且常常造成周围设施的破坏并造成巨大的人员伤亡。因此，加强加氢装置的管理，实行加氢反应器的安全评定具有特殊的意义。工业中高温高压临氢装置，多数成本较高，鉴于低碳钢、合金钢等传统金属材料仍是临氢设备用材的主要选择对象，因此对低碳钢、合金钢中氢腐蚀裂纹愈合机制和规律进行探索和研究是十分必要。它不仅能延长材质使用寿命、提高抗氢蚀性，而且还丰富和发展了氢腐蚀理论，可能为工业实际构件中氢腐蚀裂纹的处理与评定提供一条思路和途径。在本项目方向，项目组承担过部级项目“石化用钢在高温高压氢中开裂行为的研究”，并获部级三等奖。现承担国家自然科学基金项目“氢腐蚀裂纹愈合规律与机理研究”（2000-2002年）。●应用范围高温高压临氢装置、构件的安全评定与裂纹修复处理，如石油化工企业中的加氢反应器，化肥生产和其它工业中的临氢设备。●经济效益与市场分析由于高温高压临氢设备工作环境苛刻，对金属材料的腐蚀性强，因此容器翻修工作量很大，或需要报废，或造成灾难性的破坏事故。对临氢装置进行安全评定可有效避免安全事故的发生，对临氢构件裂纹修复的研究也将对提高构件安全性、延长构件寿命、降低生产成本造成积极的推动，项目的市场前景集中在临氢的大、中型设备上，具有很好的经济效益。加热炉用滑轨和不定形耐火材料191

56●项目简介水冷式轧钢加热炉因冷却水带走的热量损失>15%。因水冷滑轨温度低造成的钢坯“黑印”使轧出的钢材公差大，成材率低，轧辊消耗量大。目前，国内有的无水冷轧钢加热炉采用的是140×140×460mm棕刚玉—碳化硅滑轨或浇注锆刚玉滑轨，轧钢加热炉出钢口平台采用的是高铝质捣打料或锆刚玉浇注块。棕刚玉—碳化硅和高铝质捣打料在加热钢坯的高温（约1300℃）都含有较多的二氧化硅。钢坯表面的氧化铁会和二氧化硅形成熔点低于炉温的铁橄榄石2FeO×SiO2(熔点1205℃)，造成这些耐火材料的高温耐磨性差，使用寿命低，加热炉内易结渣，难以清理。而浇注锆刚玉抗热震性较差，易开裂。北京科技大学特种陶瓷研究室承担的国家“八五”攻关项目“无水冷轧钢加热炉用陶瓷滑块的研制”成功地研制开发了适用于轧钢加热炉的新型耐火材料。这种耐火材料高温抗氧化铁侵蚀性强，高温耐磨性和抗热震性好，使用寿命比棕刚玉—碳化硅滑轨提高50%以上，可制作烧结制品或不定形耐火材料。使用这种新型耐火材料能节约能源，消除钢坯“黑印”，提高轧钢成材率，减少轧辊消耗，加热炉内不结渣，减轻工人的劳动强度，可产生显著的经济效益和社会效益。本项目产品的基本工艺为耐火材料生产工艺。生产滑轨需要大吨位压机和1450℃高温窑炉。●应用范围滑轨可广泛用于90mm以下方坯的无水冷轧钢加热炉和热处理加热炉。不定形耐火材料可广泛用于各类钢铁加热炉。●经济效益及市场分析（样品售价、最小投资、回收期及市场回报率等）滑轨售价约15000元/吨。最小投资100万元。回收期少于3年。铝合金半固态成形技术及设备●项目简介在国家“863”计划的支持下，我校和兄弟单位合作研制开发的铝合金半固态成形技术及设备已经成熟，研制的电磁搅拌制备铝合金半固态坯料连铸设备可以制造直径为50~100mm的铝合金非枝晶半固态连铸棒料，研制的感应加热技术可以将铝合金非枝晶坯料快速加热到固液两相区，半固态坯料温度差可控制在1~2℃之内，研制的铝合金半固态成形技术可成形各种铝合金零件毛坯。目前，该项目已经通过国家“863”计划组织的专家委员会的验收。目前制备铝合金半固态连铸坯料的最佳工艺是电磁搅拌方法，该工艺制备的半固态连铸坯料纯净,不易卷入气体,控制方便,产量大。铝合金半固态连铸坯料的最佳重熔加热工艺是电磁感应加热，该工艺加热速度快、效率高，组织均匀，坯料不易变形。非枝晶铝合金在半固态成形中不会喷溅，凝固收缩小，毛坯致密，能够热处理强化；毛坯不存在宏观偏析,191

57性能更均匀；可以实现近终成形，大为减少机加工量，降低生产成本；易于实现机械化或自动化操作，生产效率高；减轻了模具的热冲击,提高了模具的寿命。●适用范围目前，铝合金半固态成形应用主要集中在汽车零件和耐压阀体零件毛坯，如汽车制动总泵壳、油道、轮毂等，也可以应用于其他要求较高的零件毛坯，如航空、摩托车用铝合金零件等。●经济效益及市场分析铝合金半固态成形零件毛坯不但具有优良的力学性能，而且具有良好的价格优势。为了保护环境,节约能源,汽车发展的趋势是轻量化，因此汽车的用铝量不断提高，但汽车对铝合金零件（尤其是受力零件）的要求严格，世界各国都在不断研究探索铝合金汽车零件毛坯的制造新技术、新工艺，铝合金半固态成形技术便是其中之一。利用半固态铝合金成形技术可以生产出高致密性（即高可靠性）的近终形化的汽车零件毛坯，因此铝合金半固态成形技术的应用，对促进国民经济的发展和环境保护都具有重大的意义。如果每年生产2000吨半固态铝合金坯料，除厂房和成形压力机或压铸机外，本项目的投资金额约为200余万元。粘结稀土永磁材料●项目简介与应用范围稀土永磁是一类以稀土金属间化合物为基体的永磁材料，其典型代表钕铁硼（NdFeB）材料中包含大约质量百分比30%以上的稀土元素。我国拥有世界稀土资源的80%，因此发展稀土永磁产业具有明显的资源优势。粘结NdFeB是利用环氧树脂、尼龙等有机粘结剂和NdFeB永磁粉末混合，利用模压、注塑、挤压等方式成形的一种复合磁功能材料。由于其特有的加工和成形性能，受到微电机，尤其是与高技术相关的微电机行业的重视，特别是以计算机等办公自动化设备和某些家用电器以及现代通讯器材等领域。由于上述领域发展十分迅速，推动了以粘结NdFeB为主的稀土永磁以每年30%的速度增长。目前，随着我国计算机外围设备厂商和家用电器厂商的发展，国内市场正在形成和扩大中。材料制造的关键是获得适合制造粘结磁体的NdFeB磁粉，目前成功的方法是快淬技术和氢处理技术（HDDR）制造NdFeB磁粉，其中前者属于各向同性产品，已经投入生产；后者属于各向异性产品，其产业化刚起步。理论上，后者理论最大磁能积是前者的4倍。作为主要原材料——NdFeB磁粉的来源，一是MQI公司的提供的快淬NdFeB磁粉（天津工厂），随着快淬NdFeB专利即将到期，必将有更多的厂商进行快淬NdFeB的生产，带来进一步的降价。二是正在发展中的HDDR各向异性NdFeB磁粉，适合制造高档粘结NdFeB191

58元件，北京科技大学和下属的北京科光磁性材料有限公司一直从事本技术的研究。北京科光磁性材料有限公司建立于1993年，是一个以北京科技大学为依托的产、学、研一体化的高技术企业。公司的带头人是两名北京科技大学材料系的两名教授，有30多年从事永磁材料研究的经验。科光公司与北京科技大学一起在‘九五’和‘十五’期间承担国家重大863计划项目研究，课题内容分别是“中高档HDDR各向异性NdFeB开发与中试”和“高性能HDDR各向异性NdFeB批量化制造关键技术研究”，有一名教授、两名博士和两名硕士专门从事这项工作。本项目拥有专利两项，获得国家发明三等奖和教育部科技进步奖各一项。公司有三名经验丰富的高级工程师负责磁体的成形、质量的控制和电泳涂层等工艺质量控制等技术环节。近几年，公司开发了近500种产品，具有丰富的研究开发经验。●经济效益与市场分析目前世界市场容量在6000吨/年以上，实际生产能力在3000-4000吨/年左右，并且市场以大于20-30%的速度成长。整个市场，90%以上在日本、韩国、台湾和东南亚地区，这些市场正向我国转移。特别是，许多对HDDR各向异性粘结NdFeB的呼声日益升高。因此，具有比较广阔的市场空间。其中，建立一条1000吨/年的粘结稀土永磁生产线是合适的。总体投资6000万元左右，主要设备包括：1）粘结稀土永磁的磁体成形以及配套设备；2）高性能HDDR各向异性NdFeB磁粉制造装置及配套设备；3）磁体涂层生产线；4）磁体磁化生产线；5）磁体品质检测与包装流水线。产品年利润率大约是15-20%。纳米金刚石膜涂层及工业应用●项目简介纳米金刚石的金刚石晶粒尺寸在100nm以下,表面极其光滑平整,摩擦系数极低(可小于0.05),因此是十分理想的工具(模具)涂层和光学涂层材料,同时在MEMs(微机电系统)和高性能大屏幕(场发射)显示技术等领域也有非常好的应用前景。本项目组采用微波等离子体CVD和DCArcPlasmaJetCVD两种工艺方法,在玻璃,硅,钼和硬质合金等衬底材料上成功制备了纳米金刚石膜。在玻璃衬底上制备的纳米金刚石膜晶粒平均尺寸小于100nm,表面粗糙度小于Ra5nm,采用纳米力学探针测量的显微硬度高达8000kg/mm2,在可见及近红外区域具有非常好的透过特性,紫外喇曼光谱(在新加坡国立南洋理工大学测试)显示薄膜几乎为纯净的金刚石纳米晶粒组成。在其它衬底上的纳米金刚石膜的组织结构和性能测试正在进行之中。●应用范围(1)纳米金刚石膜涂层硬质合金工具:其中最有前景的是纳米金刚石膜涂层硬质合金微型钻头;(2)纳米金刚石膜涂层光学应用:包括诸如”永不磨损钻石涂层玻璃表壳”和”永不磨损钻石涂层玻璃眼镜片”,及ZnS,Ge,191

59Si等重要红外军事光学材料的抗(雨滴、沙粒)冲刷涂层;(1)微机电系统(MEMs)的微机械构件:如微型齿轮,轴,轴承等;(2)高性能大屏幕显示器件:●经济效益及市场分析(1)纳米金刚石膜涂层硬质合金微型钻头:硬质合金合金微型钻头广泛用于集成电路板(ICB)的加工,工作部分直径仅为0.1～0.5mm左右,工作转速高达数万转/分,加工精度要求非常高。通常的CVD金刚石膜涂层技术已不可能采用,而纳米金刚石膜涂层技术可能是唯一的解决方案。我国目前已经成为集成电路印刷电路板的生产大国,预计2000年产值超过300亿元,其中微型钻头消耗占10～15%)。如能研究开发出纳米金刚石涂层硬质合金微型钻头,市场前景极佳。(2)纳米金刚石膜涂层玻璃表壳和玻璃眼镜片:目前我国手表年产数亿只以上。中低挡手表表壳均为光学玻璃制造,表面容易划伤或长期佩带后因表面磨损失透。高档产品采用人工合成宝石(Al2O3,硬度～3000kg/mm2)。纳米金刚石涂层玻璃表壳表面硬度大于7000kg/mm2,实际上可以说是”永不磨损”。我国已经成为手机用户最多的国家之一,现有手机用户一亿以上。手机玻璃主要作用是保护手机的液晶显示屏。同样存在表面易划伤和磨损失透的问题。本项目拟开发的纳米金刚石膜涂层玻璃产品具有金刚石(钻石)的名贵效应,这对于市场竞争是十分有利的。1、由于技术难度较大,本项目有一定风险。但由于市场前景很好,且产品具有多样性,设备可通用,以及项目组及所在单位具有很强研究开发能力,因此具有较强的抵抗风险能力。燃烧合成氮化硅基陶瓷的产业化技术●项目简介在高技术陶瓷领域，先进陶瓷占有极其重要的地位，在诸多的先进陶瓷中，氮化硅基先进陶瓷以其高强度、高韧性、高的抗热震性、高的化学稳定性在先进陶瓷中占有独特的地位，是公认的未来陶瓷发动机中最重要的侯选材料。并且在国际上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷轴承已经形成相当规模的产业。任何一个跨国刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列产品，足见其在机加工行业中具有不可替代的地位。但是，影响氮化硅陶瓷推广的一个主要因素，是氮化硅粉末价格昂贵，这是由于传统的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生产周期长，生产成本高。本项目采用具有自主知识产权的创新的燃烧合成技术，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化硅复合粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的应用前景。燃烧合成（CombustionSynthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self-PropagatingHigh-TemperatureSynthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自维持反应的诸多因素获得所须成分和结构的产物。191

60自1990年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化硅陶瓷产业化的一系列关键问题，在气-固体系氮化硅基陶瓷的燃烧和成热力学、动力学和形成机制等方面进行了深入研究后得到的创新成果。本项目来源于国家自然科学基金项目（19921-199412）及其前期工作。本项目的应用基础研究成果“燃烧合成氮化硅基陶瓷的应用基础研究”获得1999年北京市科技进步三等奖。采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的氮化硅粉末，还可根据用户要求，用此技术生产α-Sialon，β-Sialon和其它各种氮化硅基的复合粉末。粉末的质量优良而稳定。●应用范围应用于航天、航空及机械行业等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶瓷轴承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。●经济效益及市场分析本项目总投资为200万元。年销售量30吨，以20万元/吨计，年销售收入600万元，利润200-300万元。燃烧合成氮化铝基先进陶瓷的产业化技术●项目简介氮化铝（AlN）陶瓷具备优异的综合性能，是近年来受到广泛关注的新一代先进陶瓷，在多方面都有广泛的应用前景。例如高温结构材料、金属溶液槽和电解槽衬里，熔融盐容器、磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装甲材料等。尤其因其导热性能良好，并且具备低的电导率和介电损耗，使之成为高密度集成电路基板和封装的理想侯选材料，同时氮化铝—聚合物复合材料也可用作电子器材的封装材料、粘结剂、散热片等。氮化铝在微电子领域应用的市场潜力极其巨大。氮化铝还是导电烧舟的主要成分之一，导电烧舟大量地用于喷涂电视机的显象管等器件、超级市场许多商品包装用的涂铝薄膜，有着广泛的市场。但是，影响氮化铝基陶瓷的推广的主要因素之一，是采用传统方法合成氮化铝粉末，耗能高，生产周期长，生产成本高。本项目采用具有自主知识产权的创新技术，采用燃烧合成技术制取优质的氮化铝陶瓷粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的推广价值。燃烧合成（CombustionSynthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self-PropagatingHigh-TemperatureSynthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自维持反应的诸多因素获得所须成分和结构的产物。自1994年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化铝陶瓷产业化的一系列关键问题，在气-固体系氮化铝基陶瓷的燃烧和成热力学、动力学和形成机制等方面进行了深入研究后得到的创新成果。本项目来源于国家教委高校博士点专项科研基金项目（1994.3-1997.3）。本项目以应用基础研究成果“燃烧合成氮化铝基陶瓷的应用基础研究”191

61已于1999年通过专家函审。采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的氮化铝粉末，还可根据用户要求，用此技术生产氮化铝基陶瓷粉末。粉末的质量优良而稳定。●应用范围氮化铝广泛应用于高温结构材料、金属溶液槽和电解槽衬里、熔融盐容器、磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装甲材料、高密度集成电路基板、电子器材的封装材料、粘结剂、散热片、导电烧舟等。●经济效益及市场分析氮化铝近期的市场需求量在30吨以上，本项目采用自蔓延高温合成技术大规模低成本制备高质量的氮化铝陶瓷粉体，其化学、物理性能指标基本上达到德国H.C.Starck公司氮化铝粉末和SHS技术的发源地-俄罗斯结构宏观动力学研究所（ISMAN）氮化铝粉末的指标。具有很强的市场竞争能力。固定资产和流动资金投资总共为200万元。年销售量达到15吨，年销售额600万元，利税200-300ST陶瓷刀片ST新型陶瓷刀片是葛昌纯教授等采用独创的新型复相陶瓷和先进的粉末冶金工艺结合而取得的一项发明，具有很高的耐磨性，红硬性、抗热震性和化学稳定性，较高的韧性和抗冲击的能力。不但可以用于精加工和半精加工，而且在很多情况下用于粗加工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金难以加工或不能切削的冷硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强材料，也适用于高速加工调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良好的通用性。刀片硬度HRA93-94，断裂韧性7-8MPa，在切削高合金耐磨铸铁Cr26（硬度为HRC60-61）和Cr15Mo3（硬度为HRC61-64）时切削速度分别达80米/分钟和50米分钟，在国际上未见有先例报道。ST新型陶瓷刀片不仅适用于车削，也适用于铣削、镗孔、刨削，在冷却液条件下的各种加工和作数控机床刀具。切削速率为硬质合金刀具的3-4倍。其经济社会效益如下：不增加车床人力条件下使单台机床产量成倍提高，可节约工时、电力、机床占用台数和生产面积30%以上。在很多情况下可实现“以车代磨”，简化生产工艺，减少工序，使成本大幅度下降。可代替部分进口陶瓷和硬质合金刀片，节约外汇，也可出口创汇。六年生产实践证明，每个ST191

62新型陶瓷刀片可为企业产生经济效益100元左右。●应用范围ST陶瓷刀具不但可以用于精加工和半精加工，而且在很多情况下用于粗加工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金难以加工或不能切削的冷硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强材料，也适用于高速加工调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良好的通用性。●经济效益及市场分析主要设备投资：300万元-450万元（后者用于生产出口刀片）年产值600万元，年利税200万元以上。水电等消耗：250Kw，用循环水冷却设备，无环境污染。纳米钛酸钡基电子陶瓷粉体的溶胶-凝胶自燃合成产业化●项目简介铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域。大部分铁电陶瓷是钙钛矿型复氧化物，其中最为重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大战的1942年到1945年间，由美国、苏联、日本各自发现的高介电常数、强介电体的材料。由于其具有优越的介电、压电、铁电性能，被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。纳米BaTiO3基电子陶瓷具有独特的绝缘性、压电性、介电性、热释电性和半导体性为元器件的小型化、集成化带来可能，大大提高了产品的附加值和市场竞争力。如采用纳米BaTiO3粉末制多层电容器，可以显著减薄每层厚度增加层数，从而大大提高电容量和减小体积。因此，低成本合成钛酸钡基纳米陶瓷粉体对我国信息产业、电子工业等的发展具有重要的意义。溶胶-凝胶自燃合成(Sol-gelAutoignitionSynthesis，SAS)是九十年代伴随着高温燃烧合成的深入研究和超纯、超细氧化物陶瓷的制备而出现的一种低成本制备与合成单一氧化物和复杂氧化物的技术。它是指有机盐凝胶或有机盐与金属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应，燃烧产生大量气体，可自我维持并合成所需燃烧产物的材料合成工艺。它的主要的特点有以下几点：(1)：燃烧体系的点火温度低(150℃-200℃)，一般为有机物的分解温度；(2)：燃烧火焰温度较低(1000℃-1400℃)，燃烧时产生大量气体，可获得具有高比表面积的陶瓷粉体。高温燃烧合成燃烧温度一般高于1800℃，合成的粉体粒度较粗，而SLCS则可制得纳米粉末；(3)各组分达到分子或原子水平的复合；(4)：反应迅速：燃烧合成一般在几分钟内完成；(5)所合成的粉体疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用设备和工艺简单、投资小；(8)：自净化：由于原料中的有害杂质在燃烧合成过程中能挥发逸出，所以产品纯度易于提高。本项目申请者采用SAS技术已经成功地合成了粒度达70nm左右的BaTiO3191

63陶瓷粉体。●应用范围广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。●经济效益及市场分析本项目固定资产投资和流动资金投资共需要165万元，年生产能力15吨，按每公斤130元计，年产值195万元，净利润60万元。先进陶瓷、金属间化合物和复合材料的燃烧合成粉末●项目简介本项目采用拥有我国自主知识产权的燃烧合成技术生产技术生产各种先进陶瓷，金属间化合物和复合材料的粉末。提供的主要产品有：a-Si3N4，b-Si3N4，a-Sialon，b-Sialon，AlN，TiN，ZrN，TiC，TiCN，TiB2，SiC，Cr3C2，MoSi2，FeAl，Fe-TiN，Fe-TiC，Fe-TiB2，Cu-TiB2，TiB2-Al2O3，AlN-ZrN-Al3Zr，Si3N4-SiC-TiCN，Si3N4-Si2N2O-TiCN，TiN-TiB2以及纳米电子陶瓷BaTiO3粉末，纳米ZrO2及ZrO2基陶瓷，纳米TiO2粉末。采用这种先进工艺合成反应完全，性能稳定，质量优良，欢迎各界用户洽谈业务。●应用范围用于各工业领域耐磨、耐腐蚀、耐高温等严酷服役条件下工作的结构部件。●经济效益及市场分析投资600万元，产值600-800万元，年利税200-250万元。人工关节软骨材料——半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体●项目简介北京科技大学材料科学与工程学院生物医用材料研究室研制开发的半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种新型医用生物材料，可用于人关节软骨的修复或替代。本项目成果属国内外首创，其应用和推广不但会产生100万元／年的经济效益，而且能带来巨大的社会效益。利用反复冷冻－融化法可将聚乙烯醇（Polyvinylalcohol，缩写PVA）水溶液凝胶化而制成聚乙烯醇水凝胶弹性体（PVAhydrogelelastomers,缩写PVAHE），由于其PVA结晶度为50％－60％，因此又称为半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体。1998年以来，这种人工关节软骨材料通过三次动物实验（共19个月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE191

64）周围组织未产生任何炎性反应和退变。2000年6月至2001年10月曾在中国药品生物制品检定所动物实验室进行PVAHE生物学评价并通过产品注册检测。目前，已达到临床应用的水平。从1996年以来，本项目的研究和研制开发工作是在北京市自然科学基金（3962006）、国家自然科学基金（59775038）和北京市科技项目合同（954020400）资助下历时5年完成的。多年实验室试验和动物试验表明，半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种很有产业化前景的医用表面修复材料，它具有以下特点：（1）润滑性能良好（摩擦系数0.05，磨损系数小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）弹性大，强度高（压缩模量14MPa，压缩强度4MPa）；（5）能与宿主骨（软骨下骨）牢固连接（界面剪切强度1MPa）。●应用范围半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体的结构和性能非常接近于人关节软骨，其主要用途是在矫形外科手术中用于修复或替代关节软骨。典型产品为厚度2~3mm的平板状水凝胶弹性体（白色、不透明、触感类似于橡胶）。●经济效益及市场分析样品售价400元／件；最小投资300万元人民币；回收期为3年；经济效益100万元／年。目前，国内每年有2万关节病患者需实施外科手术，大多数骨性关节炎和关节软骨严重损伤的患者都应进行软骨修复和替代，但由于缺乏合适的人工关节软骨材料，只能置换全关节。一副从国外进口的人工关节平均价格为5000美元，而半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体售价仅400元／件。如采用这种医用生物材料修复或替代关节软骨，则不但能给企业带来100万元／年的经济效益，而且可为国家节约外汇9000万美元／年。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管●项目简介自蔓延高温合成（Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis,缩写SHS），也称为燃烧合成，是利用化学反应放热合成材料的新技术，具有省时、节能、产品纯度高等特点。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管利用Al和Fe2O3之间的自蔓燃反应2Al＋Fe2O3®2Fe＋Al2O3＋836kJ，反应放热使Fe和Al2O3均熔化，在离心力作用下Fe和Al2O3两相由于比重差异产生分离，Al2O3浮在表面，凝固后在钢管内形成陶瓷衬层。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管，在863计划“八五”和“九五”的支持下，经过近十年的努力，开发了陶瓷复合钢管的工业化技术和装备，获国家发明专利ZL901077443。已形成规模化生产的成熟技术，生产工艺主要由钢管加工、粉料的准备和复合管的合成等过程组成。目前已能生产出各种规格（f20~f820mm）的陶瓷复合钢管、弯头、三通及四通等。成果已通过部级鉴定，产品性能达90年代国际先进水平，并荣获国家技术发明四等奖、教育部科技进步二等奖。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管被列为国家高技术863计划新材料领域的重点产业化项目,以北京科技大学为技术依托单位的“191

65陶瓷内衬钢管”项目，被列为国家科委九五科技成果重点推广计划的206个工业项目之一（编号98040102A）。●应用范围陶瓷复合钢管具有优异的耐磨、耐蚀、耐热、抗热冲击和抗机械冲击综合性能，陶瓷硬度Hv1300，压溃强度300MPa，结合强度15MPa，耐蚀性（在HCl中）0.05g/m2h。陶瓷复合钢管广泛应用于电力、矿山、冶金、煤炭、化工、建筑等行业，可用于煤粉、灰渣、矿粉、尾矿、回填料、焦炭、水泥的输送，以及铝液、腐蚀介质的输送。用作耐磨管寿命是普通钢管的5～20倍，稀土耐磨钢的3～5倍，铸石管的3倍。高炉煤粉喷枪的寿命提高4倍。另外陶瓷复合钢管重量轻，并可采用焊接、法兰或柔性快速接头联接，能降低工程造价。●经济效益及市场分析以年产1000吨半自动化生产为例，需要最小投资为180万元。目前陶瓷复合钢管的市场售价为10000－14000元／吨。正常生产销售，一年即可收回最小投资。双金属复合材料双结晶器连铸新技术●研究开发背景由于双金属复合材料铸造成形具有易于实现批量化、连续化、自动化生产，降低生产成本，应用范围广等优点，研究开发和应用受到越来越广泛的重视。现有双金属复合材料连续铸造成形方法可以分为两大类：（1）使用已成形的芯材对其进行包覆的包覆铸造成形法；（2）将两种金属同时注入同一个结晶器内进行成形的双流铸造法。包覆铸造成形法的典型代表为用于复合轧辊成形的CPC法，其原理如图1所示。这种方法的主要缺点是预处理工艺复杂，获得具有良好复合质量的界面较困难。图1CPC法的工艺原理图2双金属双结晶器连铸技术原理图1-底盘；2-结晶器；3-包覆材料；4-加热线圈；191

665-耐火材料；6-预热线圈；7-保护涂层；8-芯部材料有代表性的双流铸造法是双流浇铸连续铸造制备梯度材料的方法，其主要优点是界面质量好，可以制备具有梯度过渡层的复合材料；其主要缺点是技术难度大、适用范围窄、包覆层厚度控制困难。为此，本课题组开发了采用双结晶器一次铸造成形双金属复合材料的方法，其基本原理如图2所示。在上结晶器（芯材结晶器）内连铸凝固成形的芯材，在保护环的保护作用下，保持表面无氧化、无夹杂、无油污的状态，直接进入下结晶器（包覆层结晶器），热态连铸包覆层。该方法具有工序简单、节能降耗、适用范围广、复合界面良好等优点。●应用前景（1）电子电工材料：如铜包铝高频导线、铜包钢电话线（国外采用镀铜方式）。（2）耐蚀与阳极保护材料：如钛包铜导电排、镁阳极；（3）双金属轧辊，以及有如不锈钢包覆碳钢等装饰性、耐蚀性结构材料；（4）双金属管：如医药、食品、石油化工用双金属管材等。●成果水平、所处阶段拥有自主知识产权，已完成实验室研究工作，可以进入中试工作。石油化工腐蚀与防护规范化专家系统●项目简介近年来，由于我国大量进口中东原油和原油日益劣化，原油呈高酸、高硫、高含水量变化趋势，使炼油设备的腐蚀问题日趋严重。本项目组长期以来承担过多项石油化工腐蚀与防护方面的项目，进行了大量的实验室和现场研究工作，为石油化工厂的安全、高效生产以及设备安全、平稳运行提供了有效的检测、评估和预防、修复的方法、手段，研究成果的应用产生了巨大的经济效益。自98年以来，在石油化工腐蚀与防护方向，主要承担的部级项目有：炼油化工腐蚀规范化管理专家系统，98-2000年；欧共体尤里卡项目—材料腐蚀失效分析方法与系统软件，98-2000年；石油化工防腐蚀综合技术开发，2000-2002年。并且完成了多项石化设备腐蚀机理研究、腐蚀失效分析及现场金相检测。其中“炼油化工腐蚀规范化管理专家系统”的研制为炼油厂设备腐蚀状况的有效监检测和规范化管理提供了有利的手段，该系统可对腐蚀趋势进行客观合理地预测，减少腐蚀事故的发生。该项目于2001年获得部级三等奖。计算机的发展与普及为炼油厂设备腐蚀与防护管理的规范化提供了可能和保证，而神经网络、专家系统、FFS191

67（适应性评估）技术的完善和发展，为设备腐蚀评估与防护趋势预测提供了先进的方法。炼油化工腐蚀规范化管理专家系统在现有的设备管理数据库的基础上，依据现有的设备腐蚀档案、设备结构和参数以及设备生产状态，采用上述理论对设备的腐蚀趋势、腐蚀速率及安全运行状态进行较为合理客观的在线评价，在此基础上有针对性地给出防腐或安全运行参考建议，并在实际生产中得到了成功应用，为安全生产、设备维护提供了有效的帮助。●应用范围石油、石油化工及其相关行业中的腐蚀监控、腐蚀失效分析、设备或构件的安全评定、腐蚀行为机理研究、防蚀方案设计。●经济效益与市场分析石油化工设备多数成本很高，属大型设备，因腐蚀失效引起的非计划性停产一天往往就会造成几十万甚至上百万的损失，对设备进行定期或实时的检测、监控，不仅有利于设备管理，而且可以有效防止非计划性停工。设备或构件的安全评定技术可以在检测、分析的基础上，根据设备具体情况合理制定检修周期，可以节省大修费用、降低生产成本，为安全生产提供保证。腐蚀行为的机理研究与防蚀方案设计可以延长设备使用寿命，经济效益巨大，市场前景可观。提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术●项目简介提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术是由太原理工大学和北京科技大学联合研制开发的基于提高合金表面耐磨耐蚀的一种新型的表面改型技术。该技术于1985年获得美国专利，而后技术发明人徐重教授又对该项技术进行了系统的研究和进一步完善。双层辉光渗金属技术是等离子表面冶金新技术，其基本原理是利用低真空条件下的气体辉光放电所产生的等离子体，使普通材料表面形成具有特殊物理化学性质的合金层，合金层中合金元素含量可以在百分之几到百分之九十以上的范围内变化，合金层厚度可以达到数百微米，如在普通钢表面形成高速钢、不锈钢和镍基超合金等。由于双层辉光渗金属技术是低温等离子技术与传统渗金属技术的有机结合，渗层是依靠扩散方法形成的，合金元素在表面与基体之间成梯度分布，渗层与基体之间是靠形成合金结合起来的，因此结合非常牢固，渗层不易脱落，这是金属涂镀技术所不及的突出优点。由此，该项技术开创了表面冶金新领域，具有广阔的市场应用前景。本项目的研究和研制开发工作是在国家“863”计划资助下完成的。●应用范围191

68可以通过不同的源极设计，利用双辉渗金属技术对材料进行表面改性，可以按用途不同分别获得提高材料表面耐磨、耐蚀、以及耐磨耐蚀的材料。如采用该技术在普通碳钢锯条上沿齿廓形成性能接近高速钢的合金表面层，其综合性能可以与当今世界先进工业国家锯切工业中广泛应用的双金属锯条相媲美。无机富锌涂料及无机富铝涂料●项目简介该产品是以水性硅酸盐为主要成膜物质，锌粉、铝粉为主要填料配置而成。是一价廉质优的重防腐涂料体系，其具有如下特点：Ø良好的阴极保护作用；Ø极佳的抗渗作用；Ø耐热、耐水、耐油性能突出；Ø无毒、无味，不存在生产和施工中对操作人员的伤害；Ø以水为溶剂，不存在污染环境的问题Ø生产工艺简单。该涂料体系曾作为“汽轮发电机护环应力腐蚀防护技术”项目通过国家电力总公司鉴定，并于1999年获华北电力集团公司科技成果一等奖。●应用范围适用于桥梁、海洋港口设施、交通运输机械、电力系统、石油化工装备、水闸、船舶、市政建设等钢结构的防腐保护。●经济效益及市场分析基本投资预算：设备10～１５万元；　　生产车间：50平方米库房(成品及原材料)：50-100平方米　　流动资金：5-10万元●经济效益分析按年产100吨涂料计算，涂料名称项目无机富锌无机富铝售价（万元/吨）2.2~2.42.0~2.2年销售收入（万元）220~240200~220原材料成本（万元）88~96.8101.2~110.4利润（万元）（税后）20~2219.8~21.6191

69先进电子铝箔生产技术●项目简介优质电解电容器用阳极铝箔是生产高比电容电子铝箔的关键材料,而相应高性能电解电容器的生产技术是包括计算机、家用电器、高新工业电子设备在内的电子工业发展的关键技术之一。电子铝箔的核心问题是控制铝箔的加工质量、织构、晶粒组织、成分等因素,进而可借助后续腐蚀工艺获得使表面积增加几十倍，从而在不增加体积的条件下大大地提高电容器容量。目前，全世界每年估计要消耗数十万吨的电子铝箔，其中约半数在亚太地区。日本和欧洲是电子铝箔的主要生产地。中国电子铝箔的生产和消耗量正在不断增长。电子铝箔的生产具有很高的技术含量和附加值，因而是铝加工行业关注的产品品种。长期以来，国外企业利用在技术、资金、经营、市场等方面的优势在该领域占具了统治地位。但是近几年来，中国政府和相关加工企业投入大量资金与技术力量，与北京科技大学合作对相关产品进行了开发研究，取得了可喜的成果。北京科技大学在该技术领域先后获得四项国家发明专利,所开发的高技术产品获得1999年度新疆维吾尔自治区科技进步一等奖。国内许多企业在北京科技大学所开发技术的支持下,利用原料和装备成本上的优势,迅速生产出优质廉价的产品,受到市场普遍欢迎;产品性能达到国际先进水平而产品售价为进口价格的一半,对国外生产企业造成了巨大的竞争压力。目前进口产品价格上升的趋势受到有效的遏制，并呈现出打入国际市场的趋势。●应用范围本项目所开发电子铝箔生产技术适用于生产电解电容器用阳极铝箔,包括高压阳极箔和低压阳极箔,并涉及许多不同要求的品种。这类电子铝箔主要用于生产各种耐压水平和各种容量水平的铝质电解电容器。●经济效益及市场分析本项目开发技术所生产电子铝箔的成本约为3万元/吨,低压箔的售价为4-5万元/吨,高压箔的售价为5-6万元/吨;而进口低压箔的价格约为7万元/吨,高压箔的价格为8-9万元/吨。因此本产品不仅具有较好的市场回报率,而且具有明显的打入国际市场的前景。生产规模以年产2000吨以上为宜。投资新建全部生产设备、生产技术转让及人员培训等估计需要八千万元。如果能够利用现有设备，则可以大幅度地降低前期投资。北京科技大学内“高效轧制国家工程研究中心”可承担相关设备的设计与制造。本项目前已成功向国内三家企业转让,总计约年产约六千吨,产品供不应求。新型高效析氧不溶性阳极191

70●项目简介电解、电镀、电铸、污水处理、腐蚀阴极保护等电化学工程中阳极不可缺少。近来，产品的质量、特别是生产的高速化的需求，长寿命的不溶性阳极的应用急剧扩大。从节能、节约材料、不污染环境等对于所谓“绿色材料”的要求，长寿命且能使电极反应活化能降低即具有电化学催化性能的不溶性阳极被广泛需求。新型不溶性阳极是在钛基体上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层，涂层中并含有高稳定性的阀金属氧化物。新型不溶性阳极具有高电化学催化性能，寿命与铅阳极相当，析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0．5V，节能；稳定性高，不污染镀液；重量轻，易于更换。新型不溶性阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低，寿命提高1倍以上。●应用范围我国制造汽车、建筑、家电及食品饮料容器用涂镀层钢板高速电镀锌、高速电镀锌锡生产线在我国有20余条，其中13条高速电镀锡生产线用不溶性阳极全部为进口。而这些生产线使用氧析出过电位大电化学催化性能低的铅合金、铸铁、铂等不溶性阳极，存在镀液污染。此外，常规电镀、电解污水处理等方面毒性的铅合金不溶性阳极还被使用。所以，高效析氧不溶性阳极在电化学工程方面有良好的应用领域。●经济效益国外一条高速电镀锌生产线所用的高效析氧不溶性阳极卖价高达近150万美元。生产投资估计:建立一条高效析氧不溶性阳极生产线估计所需资金：名称经费（万元）1）高效析氧不溶性阳极生产线802）质量检测仪器403）生产原料20总计140锌－镍合金电镀技术●项目简介锌的标准电极电位为-0.76V，是典型的钢铁基体牺牲阳极保护镀层。锌合金镀层是电镀锌镀层的进一步发展，通过加入镍、锡、钴、铬等合金元素，在成本增加很少或不增加情况下，不仅保持了锌镀层的牺牲阳极保护特性，又可使镀层的性能、尤其是耐蚀性可获得大幅度提高。锌镍合金电镀技术是锌合金镀的一种。含镍25~30%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好但内应力大，含镍10~20%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好，抗海水和抗湿能力比锌高6~7倍，含镍7~9%的锌镍合金镀层镀后可成型加工，易于钝化。北京科技大学开发了以下两类锌－镍合金电镀技术。（1）锌－镍合金镀层高速电镀技术191

71锌－镍合金镀层钢板作为制造汽车用高耐蚀性表面处理钢板80年代起被重视，为此开发了锌－镍合金镀层钢板的高速电镀技术。高速电镀技术采用简单的硫酸盐类镀液体系，在使钢板以100米/秒左右的速度高速运行下，以50安培/平方分米以上的高电流密度进行电镀。电流效率达95%以上。镀层含镍10~20%，镀层相结构为耐蚀性最好的单一γ相，组织细密，外观呈青白色金属光泽，镀层耐蚀性是电镀锌镀层的5倍以上。（2）常规锌－镍合金镀层电镀技术开发的常规铵盐类弱酸性镀液体系锌－镍合金镀层电镀技术获得了国家专利。以1~5安培/平方分米的电流密度进行电镀，镀层光亮，色调与不锈钢相仿，但成本低。所得锌镍合金镀层的耐蚀性是电镀锌镀层的5－10倍，而且耐热性比镀锌层大为提高。●应用范围作为汽车车身及其它机械设备、部件的高耐蚀性防护层，提高原镀锌部件的耐蚀性。可作为仿不锈钢装饰耐蚀镀层，也可作为微波炉腔内体耐热装饰防护层，也可用于冰箱的冷凝、散热部品等。智能荧光粉制造技术●项目简介萤火虫一直为人类带来种种幻想。荧光材料科学地仿真了荧光，在石油资源越来越少而提倡节约能源的现代社会越来越广泛地受到关注。但以往的荧光粉必须经长时间日光照射后，夜间才能发出荧光。这个原因极大地限制了荧光材料的应用。北京科技大学开发了一种智能荧光粉的制造技术。制造设备简单，投资少。使用本技术制造的智能荧光粉克服了以往的荧光粉必须经长时间日光照射后，夜间才能发出荧光的缺点，只要经日光照射数分钟即能在暗处发生荧光数小时，且可激发性好，即使室内灯光照射也能激发发生荧光。而且，本荧光粉是环保型的，荧光粉发光稳定，无毒，无放射性。本荧光粉耐蚀性好，耐酸耐碱。●应用范围所开发的智能荧光粉以上所述的性能为其应用奠定了基础，使其具有广泛的应用空间。智能荧光粉主要作为暗处、夜间的发光指示材料。比如：1）用于制作夜间发光指示标志可与油漆混合制作荧光漆料，用于标牌，广告，钟表，地面交通标志线等夜间的发光指示。2）用于制作夜间发光装饰建材可用于建筑材料，如与板材、地砖等表面为伍制作发光板、发光地面等，在夜间代替电灯，节能并装饰建筑物。3）用于制作夜间观赏商品可用于玩具，室内装饰用摆设品，礼品，钓鱼杆，演唱会观众手舞棒等等一些夜间发光、观赏等小商品。191

72●经济效益每公斤制造成本只需约100元和约200元两种类；而国际市场价格每公斤约1200～1500元。新型环保夜光材料●意义与简介发光材料一般可以分为两类：荧光材料和磷光材料。荧光材料的特点是在外在光线或射线照射下会发光，当外在光线或射线消失后就不会发光。而磷光材料的特点是在外在光线或射线消失后仍能长时间地发光。也就是说，荧光材料和磷光材料的主要区别在于它们的余辉时间不同。所以，荧光材料又可以称作为增光材料，而磷光材料又可以称作为夜光材料。荧光材料常用于显示屏、灯管、公路交通反光牌等。磷光材料则多用于夜光钟表、暗处指示等。很久以前，人们就能制造各种各样的夜光材料，不过绝大部分都因为性能太差得不到广泛的应用。近百年来，工业上生产和使用的夜光材料主要是“硫化锌：铜”。“硫化锌：铜”的最大缺点是余辉时间较短，只有3小时左右。为了利用“硫化锌：铜”作夜光材料，人们就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射线来刺激“硫化锌：铜”持续发光。由于放射性元素对人体健康的危害，“硫化锌：铜”夜光材料的应用受到很大限制。现在基本上不再允许生产夜光手表就是这个原因。除了国防军用如坑道等场合外，很难看到“硫化锌：铜”的踪迹。近年来，夜光材料的研究出现重大突破，发现了一种新型的稀土夜光材料。这种稀土夜光材料的发光强度高，余辉时间长，比“硫化锌：铜”的指标要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分稳定，其性能长时间受光发光后不会发生变化。而“硫化锌：铜”则不够稳定，在有湿气时容易变黑，性能降低。新型稀土夜光透明性较好，其粉末显淡黄色。比重为每立方厘米为3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以对人体健康毫无害处。●产业化关联度分析由于以往对“硫化锌：铜”的使用限制，人们在日常生活中无法使用夜光材料。可以预见，随着新型稀土夜光材料的不断推广，它必将越来越广泛地出现在人们的日常生活中，其应用前景非常远大。应用领域有：涂料、钟表、电话按键、野外仪表、收音机、照相机、电影院座位号码、紧急出口指示、家庭装饰、电源开关位置、钓鱼器械、帐篷、头盔、登山用品，街道门牌号码，等等。售价为每公斤700元左右。●技术成熟程度191

73北京科技大学材料学院已经研究成功新型稀土夜光材料，并能批量生产。技术上已无任何问题。如果在大规模生产和原料保障上解决一些问题，有可能进一步降低成本。尚需开发的工作及可预见成功度：建立较大规模的粉末生产设备，开发成系列的新的应用产品。因为本项目完全是新出现的技术，成功与否的主要问题在于打开市场。下游产品开发的方向：现在开发的夜光有机玻璃，夜光锁，夜光自行车标志，正在申请实用新型专利。并且正在开发其他夜光材料的应用产品。新型净水剂——聚合硫酸铁（代号PFS）●项目简介PFS系无机高分子聚合物，分子式为[Fe2(OH)n(SO)3-n/2]是一种无毒、无污染、絮凝力强的高效净水剂，是我校研究的新成果，已获三项国家发明专利均被美国《化学文摘》所摘登。1992年已在我校首次转让的厂家进行国标审定，国标号为GB--14591--93；1993年北京市科委颁发给高新技术产品证书；同年，原冶金部授予科技进步四等奖；1994年国家环保局环境保护科技成果完成者证书；1996年国家的产品为火炬计划产品。本生产方法已在国内转让十六家，工艺成熟，产品质量优异、稳定。●应用范围由于PFS具有强烈中和悬浮微粒的电荷的能力，能水解形成核心，多分支的具有巨大表面的水解产物--矾花，它必然发生物理和化学的吸附作用，因此，它对污水中的COD、BOD、SS、臭味、色度及部分重合金属离子均有很好的去污效果。PFS不仅可应用于生活原水、工业用水的净化，还广泛应用于处理各种生活污水和工业废水。PFS对污水的处理，既可采用沉淀工艺，亦可用于气浮工艺。●经济效益及市场分析本项目设备投资小，原料低廉，生产过程反应周期短，产量大，能耗低，劳力少，所以产品成本低。由于地区原料价格有异，故成本约为250--350元/吨，而销售价格都在800元/吨以上，经济效益十分可观。随着科学的进步，对人体的心脑肝肾有害的旧的净水剂正不断被淘汰，新型净水济正取而代之，随着人民生活水平的提高，自来水已流入广大乡村。特别在我国加入WTO之际，国人环保意识空前提高，因此，有人生活之地，建有工厂的地域，净水剂会象生活百货一样走进城乡的每一个角落。191

74新型连铸用耐火材料——浸入式水口、长水口和整体塞棒●项目简介北京科技大学荣源连铸耐火材料研究发展中心采用最新科技自主研制开发的新型连铸用耐火材料——钢包至中间包的长水口，中间包内的整体塞棒和从中间包到结晶器的浸入式水口。本项目产品以市场为导向，特别开发了国内首创的使用无碳内壁浸入式水口和长寿命水口，将增加钢铁工业所需优质、节能、长寿和绿色型耐火材料生产量，满足洁净钢和高效连铸对连铸耐火材料要求。配套建设了最先进的生产线，产品技术性能领先，质量优异，在低成本的生产条件下产品价格低于进口同类产品，将在国内市场竞争中处于优势地位，同时可取代部分进口同类产品。本项目获得辽宁省科技进步一等奖。●应用范围新型连铸用耐火材料与连续铸钢工艺技术溶为一体，用于连续铸钢中钢水保护浇铸和控制钢水流量，其特点是要求材料高性能，属于耐火材料高技术领域。无碳内壁防堵塞浸入式水口用于洁净钢连铸中。●经济效益及市场分析产品根据品种的不同，售价在3~5万元/吨，投资回收期在达到产量后3年，目前无碳内壁浸入式水口和长寿命水口填补国内空白，可以替代国外进口产品。新型高炉陶瓷杯材料——塑性相结合刚玉复合砖●项目简介北京科技大学材料科学与工程学院与巩义市中原耐火材料有限公司等单位合作采用最新科技自主研制开发的塑性相结合刚玉复合砖是一种最新型的高技术的高炉炉缸用陶瓷杯耐火材料，它是采用金属与非金属结合在一起的复合材料，优于广泛使用的Sialon-Al2O3191

75制品。在原刚玉碳化硅复合砖中添加金属塑性相研制而成，砖中塑性相与陶瓷基质复合，提高了材料的韧性；活泼的金属相在高炉气氛中可以原位生成氮化物、氧氮化物及其复合物，大大提高了耐火材料的强度与抗渣、铁侵蚀性能。金属塑性相结合刚玉复合材料的具体特点如下：1)具有优良的物理及力学性能和很高的抗铁水渗透和冲刷的能力；2)材料具有良好的抗热应力的能力；3)制品具有很高的抗渣、铁及碱的能力，材料的抗铁水侵蚀指数为0%，抗炉渣侵蚀指数为8.44%，抗碱侵蚀评价达"优Ⅱ"；4)具有自修复、自生成抗渣铁侵蚀层的材料。具体指标为，体积密度：3.15g/cm3，常温耐压强度：132MPa，高温抗折强度：17.8MPa（1400℃×30min），抗渣侵指数：8.44%，抗铁侵指数：0%，抗碱侵评价：优(U)。经权威机构查询，该项技术属国内外首创，生产的产品达到国外相似产品的领先水平。该产品荣获河南省科技进步二等奖。●应用范围高炉炉缸。●经济效益及市场分析产品根据品种的不同，售价在1万元/吨以上，投资800万元，回收期在达到产量后4年。新型稀土磁性蓄冷材料●成果成熟程度实验室成果●成果特点磁性蓄冷材料是在90年代初被发现的。这些材料用于制冷机中后，使得商用制冷机的温度可达2K，效率有了突破性提高（以往这种制冷机中使用的蓄冷材料只有铅，但是因为铅的比热容在15K以下急剧下降，使得小型制冷机在10K温度以下制冷效率几乎为零，商用制冷机的最低制冷温度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特点在于不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料。Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指标：比热容峰值：5K~20K；在10K以下的比热容峰值为0.35~0.81J/cm3.K；4K到20K的比热容积分∫CdT是5.5J/cm3●成果的适用范围191

76新型稀土磁性蓄冷材料已经用于小型回热式低温气体制冷机产品中。这种制冷机的制冷温度在4.2K～20K，一般用于医用核磁共振成象仪、磁悬浮列车和超导发电机中冷却其大型超导磁铁、用于量子干涉仪（SQUID)、射频天文望远镜的传感器探头和军用红外探测器中以提高其灵敏度，并用于低温冷疑高真空泵中等等。使用了这种新型稀土磁性蓄冷材料替代传统蓄冷材料以后，可以使医用核磁共振成象仪等不用灌注液氦，每年仅每台医用核磁共振成象仪就可以节约16万人民币。●市场前景预测和经济效益分析产品在小型回热式低温气体制冷机中做蓄冷材料使用。主要销往国外。国际报价为蓄冷小球8000到10000$/kg。估计成本为30000-40000人民币/kg。目前我们的颗粒产品已供给各国有关人员实验用，熟悉美国，日本的使用该材料的公司。Y型三辊轧机冷连轧丝线材技术●项目应用范围采用冷连轧法生产线、丝材是北京科技大学在国内率先研究成功并推广的一项新技术。其关键设备是Y型三辊冷连轧机组，具有生产效率高；产品变形均匀、综合机械性能优良，总变形量大；可减少中间退火和酸洗工序。适用于中、高碳素钢丝、合金结构钢丝、实心焊丝、药芯焊丝、轴承钢丝、不锈钢丝、精密合金丝以及有色金属和合金等各种光圆的和异型的丝线的生产。●技术特点用主动式Y型冷连轧法生产丝线材与传统的冷拔法相比，具有以下特点：l变形区金属受到三向压应力作用，无拉拔变形的拉应力，有利于材料塑性潛能的发挥，产品延伸率较高，特别适用于连铸盘圆坯的延伸轧制；适用于难变形金属的加工。l无需预先多次压尖，主动旋转的轧辊自动咬人盘条，操作十分方便；l主动连轧的原料可以是盘圆也可以是直条，轧出的产品呈直条状，既可进行盘卷收钱（盘径随意可调），又可得到直条产品，方便用户使用；l原料不要求酸洗和润滑涂层处理，采用直径14毫米的连铸合金线坯，通过连轧得到直径6毫米以下的盘卷，省去了中间的退火和酸洗工序。因而显著地节约能源，提高成材率，减少或消除废酸的污染；l采用乳化液对轧辊、齿轮，轧件冷却润滑，循环使用，减少粉尘污染，无“三废”；l微型轧机，设备紧凑，占地面积少，每条生产线的操作人员只需2人；191

77●技术水平、经济效益我国第一台Y型三辊冷连轧机是由北京科技大学自行设计、制造。1989年Y型三辊轧机冷连轧丝线材技术就通过了原冶金部组织的技术鉴定，专家组认为：“工艺稳定，产品质量符合要求，工艺技术具有先进性和实用性，是对传统的拉丝生产工艺和设备的一项重要改革，在主要技术方面达到了国内领先和国际八十年代的先进水平。”经过多年研究和生产实践，工艺优化的第二代轧机已在北京、上海等地成功推广使用。Y型三辊轧机冷连轧丝线材技术是一项成熟的生产工艺，八十年代以来，在意大利美国德国等已普遍采用。实际生产证明，采用钢丝冷连轧新工艺代替传统的粗拉和中拉生产各种光圆和异型的丝线材，其经济效益显著提高。主动式Y型三辊冷连轧带肋钢筋生产线●技术特点、应用范围主动式Y型三辊冷连轧冷轧带肋钢筋生产机组是在我校第二代Y型轧机基础上开发成功的，目前已形成三种机型，可高速连续生产φ5～12mm符合GB13788—92标准的冷轧带肋钢筋，其中KD2型是专门生产大规格φ6～12mm、高强度、既可盘圆收线又可定尺直条钢筋的生产线；年产量15000吨左右。该生产线的生产工艺流程是：热轧盘卷或直条→机械除鳞→冷连轧减径刻痕成型→消除应力矫直→成品收线（盘卷或直条）。与被动辊拔法相比：轧机采用主动旋转的轧辊主动咬入盘条，减径和刻痕变形一次连轧完成，没有辊拔法压尖或抬辊压辊、穿模等手工操作，操作十分方便；轧辊交替布置，实现无扭连轧，轧制速度高达4m/s；轧机短应力线设计，刚度高，便于盘卷收线，又可在线定尺直条剪断收钱；设备紧凑，占地面积少。操作人员3—5人，无三废污染。该生产线生产的冷轧带肋钢筋是一种新型高效建筑钢材。是建设部“九五”重点推广产品。广泛应用于房屋建筑、高速公路、机场、码头、铁路、桥梁、隧道、电站、管道、电线杆、市政工程等多种建设工程。属建筑钢材生产，金属线材深加工行业，适合中小企业、乡镇企业、个体企业的“短平快”项目。●技术水平191

78该技术是在我校成功推出第二代Y型三辊冷连轧机组的基础上，研制成功的，率先在我国建成了第一条主动式冷连轧带肋钢筋生产线，从根本上解决了被动辊拔法难以生产大规格高强度定尺直条钢筋的难题，95年通过冶金部技术鉴定：“该生产线经使用考核，连续运转正常，工艺稳定，冷轧钢筋产品的各项性能指标均达到国家标准GB13788－92要求，是一种新型高效冷轧带肋钢筋生产线，填补国内空白，属国际先进水平”。获国家教委科技进步二等奖，先后被列入冶金部、建设部科技成果重点推广项目，同时被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划项目编号97040302A，该技术专利号为94221292.4。目前该生产线已在北京、深圳、福建、天津、河北、四川等国内十多个省市投产应用，产品经当地省市建委鉴定认为达到国内先进水平。●经济效益分析目前建筑业是我国经济支柱产业之一，冷轧带肋钢筋作为新型高效建筑钢材，每年需要500万吨左右，市场广阔。冷轧带肋钢筋的生产是以普通热盘条为原料，与热轧盘条差价每吨600元左右（以北京地区98年为例），其中加工销售成本约200元／吨左右，以年产量1.5万吨计，年获利税600万元左右。●社会效益分析与普通热轧盘条或低碳冷拔钢丝相比，冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好、与混凝土握裹力强（比光圆钢筋大三倍）等优点，从根本上解决了光圆钢筋因粘结性能差引起的质量问题；小规格冷轧带肋钢筋用于建筑中代替光圆钢筋可节约钢材20%左右，大规格冷轧带肋钢筋用于现浇工程中可节约钢材36%左右、同时还节约了水泥，省去弯钩，方便施工，加快施工进度，提高建筑物的安全性。如在全国每年1.5亿平方米城市住宅建筑中推广应用，每年可节省钢材80万吨，节省水泥约60万吨，社会效益十分显著。该生产过程无“三废”污染。●生产规模、投资及回收期不同型号生产线产品规格范围、产量不同，年生产能力一般在1.5万吨左右，机电设备、厂房、流动资金一般在100万元左右，半年可收回全部投资。●接产条件不同型号生产线机电设备占地面积15×6=90平方米左右，电容量140～180KW；操作人员3～5人；原料为普通热轧盘条；对水、气没有要求真空密封造型铸造技术及设备191

79●项目简介①基本工艺：真空密封造型铸造是一种不用粘结剂、水和其它添加剂，而是应用塑料薄膜和抽真空进行造型的铸造技术。其工艺：烤塑料薄膜→模型覆膜→喷涂料→套砂箱→加干砂子→震动→砂箱覆膜→抽真空→起模→合箱→浇注→冷却→撤真空落砂→取出铸件。②工艺特点：所生产的铸件表面光洁、轮廓清晰、尺寸精确、铸件内在质量好；金属利用率高；设备简单，一次性投资少；原料和动力消耗少；模型和砂箱使用寿命长；工作环境较好。③成熟程度：达到生产中成功应用程度。④获奖情况：“特种耐热钢铸件技术在窑尾预热分解系统的应用开发”，1998获国家建筑材料工业局，部级科技进步3等奖。⑤授权专利：一种抽气和箱带一体的真空密封造型砂箱，专利号：ZL94211906.1可调面积、功率和位置的模型薄模加热器，专利号：ZL96207246.X一种轧辊真空密封造型工艺，专利号：ZL97100233.9⑥项目来源：国家八五重大技术引进消化吸收一条龙项目：“日产4000吨水泥装置”的子项“新型耐热特种铸钢内筒开发”。●应用范围适合于铸造合金、各种铸件批量的生产。尤其适用于大、中型比较精密铸件和表面不需要或难于机加工铸件的生产。●经济效益及市场分析由本技术特点决定，生产的铸件质量好、消耗省、成本低、污染少、环境好，有重大的经济效益和市场前景。铸渗表面合金化复合导卫板●项目名称●项目简介导卫板是轧钢厂消耗量很大的易损件之一，是轧件进入和导出轧槽的关键控制件之一，其使用寿命直接影响轧机的生产效率。导卫板工作时，与高温轧件接触并做相对高速运动，高温氧化磨损和疲劳剥落是主要的失效形式。要求制作导卫板的材料不仅具有良好的抗高温氧化性能和抗高温磨损性能，而且还要有良好的韧性，以满足抗冲击的要求。普通导卫板使用寿命低，更换频繁，因此直接影响线材轧机生产作业率和人身安全。191

80本项目是通过新型的铸渗表面合金化工艺开发一种层状复合材料的导卫板，将合金粉末或陶瓷颗粒等预先固定在型壁的特定位置，通过浇注使铸件表面具有特殊组织和性能的的耐磨、耐热高合金层，而基材具有良好的韧性能承受大冲击力。目前已经成功开发以40Cr合金钢为基材铸渗合金层的厚度为5mm复合导卫板，其铸渗合金层与母材40Cr合金钢的界面结合良好。●项目的特点1)采用一种无粘结剂合金粉末熔渗工艺的铸渗方法，克服目前普通铸渗表面合金化工艺稳定性差、表面质量欠佳、在结合面或铸渗层易产生气孔夹杂等缺点；2)采用特殊的合金粉末封装预埋措施和合理的合金粉末的配比，保证铸渗表面合金化层与基材的良好结合；3)合理的合金粉末和基材层的成分设计，保证合金化层获得优良的抗氧化性能和抗高温磨损性能，基材层具有足够的韧性和强度；4)这种铸渗表面合金化工艺具有不需要专用的处理设备、表面处理层厚、生产周期短、成本低、零件不变形等许多优点。●应用范围这种复合导卫板可广泛应用于板材和线材等轧钢厂。该产品适用于小型铸造厂生产，需要电炉熔炼设备和热处理设备。●经济效益及市场分析该产品市场销售价约12000元/吨，吨生产成本为7000元，按照年产300吨计算，年产值约360万元，毛利100万元，最小的固定资产投资约为30万元（不包括厂房）憎水透气建筑外墙涂料●项目简介该产品是一种乳液建筑外墙涂料，高硅含量的硅丙乳液以及憎水透气改性剂的加入赋予涂膜诸多优异的特性：Ø具有环保品质：水性、无毒、无味，满足时代对建筑涂料的要求；Ø高疏水性，憎水角达到90度；高透气性，建筑内的水气易从涂膜呼出；Ø涂膜与基材的黏结力强、涂膜抗粉化、开裂、起皮性能优异；Ø涂膜耐水、耐碱、防霉能力强；涂膜耐候、耐老化、保色、抗污自洁性能突出；Ø装饰性能好：涂料遮盖力强，流平性好，涂膜质感丰满、细腻；191

81Ø涂料稳定性强：开罐效果好，耐冻融，便于运输、储存；Ø施工方便：刷涂、滚涂、喷涂均可；该涂料经国家化学建材测试中心检测，符合GB/T9755—1995（建筑外墙乳胶漆的各项性能指标）一级品性能要求；2万平方米外墙试涂装，效果极佳；该涂料是一可与国际同类产品媲美的环保型建筑外墙涂料。●适用范围适用于各类新、旧建筑物外墙的装饰和保护。●经济效益及市场分析建筑外墙装饰普遍采用涂料已是必然趋势（欧美发达国家建筑外墙涂料装饰已达到90%）。改革开放、市政建设为建筑外墙涂料市场带来好机遇；但品质卓越，经得住风雨、时间考验的外墙涂料国产的并不多见，多为洋货，其价格高昂，令人心叹。本产品以高品质、高性能、环保型、低价位等优点，在激烈的市场竞争中，定会受到广大消费者的青。●基本投资预算设备10～１５万元；生产车间：50平方米；库房(成品及原材料)：50~100平方米；流动资金：5万元；按年产100吨涂料计算，拟销售市场价：4.00万元/吨（Ⅰ型），2.6万元/吨（Ⅱ型）涂料名称项目憎水透气外墙涂料Ⅰ型憎水透气外墙涂料Ⅱ型金额(万元)比例(%)金额(万元)比例(%)原材料成本208.052145.856.08人工费5.7361.4345.7362.21设备折旧1.20.31.20.46动力.水等1.10.2751.10.42包装费5.01.255.01.92管理及其他205207.69税收(年产值-原材料成本)×17%32.648.1619.4147.47总成本273.67668.42198.2576.25利润126.32431.5861.7523.75总产值400100260100铸造贝氏体耐磨钢●项目简介191

82冶金矿山、水泥建材、电力、化肥、煤炭、化工、水力及城市建设等行业广泛使用的耐磨材料主要有两大类，一类是奥氏体高锰钢，其韧性高，原始硬度低，使用过程中主要依靠奥氏体加工硬化来提高其硬度，在充分加工硬化后，其硬度由原始HB200提高到HB400—500，在高冲击载荷条件下使用取得很好的使用效果，但在中小冲击载荷条件下使用，奥氏体不能充分加工硬化，其耐磨性差。另一类是合金白口铸铁，其硬度高，韧性低，在无冲击载荷下使用效果好，但在有冲击载荷条件下使用易出现碎裂现象。本项目是北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究所开发的一种在中等冲击载荷下使用耐磨材料，其硬度和冲击韧性介于高锰钢和合金白口铸铁之间。通过合理的成分设计，在连续冷却冷条件下的到贝氏体组织。这种贝氏体钢具有良好的冲击韧性和较高的硬度，其硬度为HRC50－56；冲击韧性αk=20－60J/cm2。其金相组织为：下贝氏体＋上贝氏体，是取代传统的耐磨钢高锰钢ZGMn13的理想材料。其生产工艺为电弧炉或感应电炉熔炼，砂型铸造，淬火回火热处理，主要的原材料有废钢和少量的合金，成本低于高锰钢，在中等冲击载荷下耐磨性优于高锰钢。该项目的主要特点：1）采用价格低、来源广的锰作为主要合金元素，辅加微量的硼，合金用量少，成本低；2）具有良好的淬透性，f120×200的钢锭进行试验，其表面到中心硬度变化均匀，经过金相组织检查在连续冷却条件下其心部为贝氏体组织；3）淬火热处理时其加热温度比高锰钢水韧处理的加热温度低，节省能量，且温度易于控制；4）采用特殊的淬火液，价格低，复用性好，在连续冷却条件下得到贝氏体组织；●应用范围可以应用于生产大中型球磨机衬板、中小型颚式破碎机颚板、锤式破碎机锤头等产品。●经济效益及市场分析该产品市场销售价约6000元/吨，吨生产成本为4000元，按照年产2000吨计算，年产值约1200万元，毛利400万元，最小的固定资产投资约为100万元（包括厂房）。III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统●项目简介III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统建立并完善了含Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元体系的III-V族合金化合物半导体热力学数据库，使之成为当前国际上数据资源相对丰富、可靠程度高的专业型数据库。在此基础上，应用该计算机辅助分析系统，可采用统一的成分空间表达方式，将覆盖四元半导体整个成分空间的光电性能（能量间隙或波长）、与相应衬底匹配的成分条件、以及各种温度下发生溶解间隙的成分范围，投影于一平面，构成III-V191

83族半导体体系综合优化图，用以对金属有机物气相外延工艺进行辅助分析、确定满足优质半导体生长的成分空间、预测外延层半导体的成分等。同时，该系统还发展了非平衡过程分析研究方法：亚稳平衡处理、条件平衡处理和不可逆过程分析处理等，这些方法有助于III-V族半导体液相外延、气相外延和金属有机物气相外延工艺过程的热力学分析。●应用范围面向光电子材料和器件的研制与生产III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统，目前主要是作为应用研究，服务于有关光电子材料和器件的研制与生产过程中工艺条件的辅助设计，以促进III-V族半导体液相外延、气相外延和金属有机物气相外延工艺逐步从经验设计迈向科学设计，在相关领域的高技术产业化方面起积极作用。●技术支持Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元体系的III-V族合金化合物半导体热力学数据库；瑞典皇家工学院Thermo-Calc相平衡热力学计算软件。满载快速抗胶合齿轮研合剂●项目简介该研合剂可使相应材料副制成的零件在大载荷下进行快速研合。它可用在钢对钢、铸铁对铸铁、钢对铸铁、钢对青铜及钢对轴承合金等金属材料副的研合上。研合剂产品在国内是首创，同时具有国际先进水平。满载快速抗胶合齿轮研合剂是采用特殊的基体、添加剂和触发剂，按特定的工艺制成。它是一种有机物和无机物经化学作用后呈包溶的混合物，磨料被添加剂包裹住，而且均匀地分散在有机基体中，不会沉淀和脱离。因此，即使在极大的载荷作用下，磨粒也不会脱离基体而嵌入工件表面，加上基体本身具有很好的抗胶合性能，所以研合剂能在满载下快速地研合齿轮而不产生损伤。满载快速抗胶合齿轮研合剂，现已在工业中的制造和维修领域得到了广泛的应用。该研究成果，于1988年5月获北京第二届发明展金奖，同年底获国际发明展铜奖，1990年8月获北京第四届发明展特别效益奖，并荣获1990年国家发明奖三等奖。●应用范围研合剂除了可以研合各种材料、不同硬度、不同模数的齿轮外，还可以用在蜗轮蜗杆、轴和轴瓦、螺旋和螺母以及其它需要加载快速研合的地方。利用满载快速抗胶合齿轮研合剂，可以在制造厂加载研合，也可以在生产现场的机器上边生产边研合。首钢初轧厂主传动人字齿轮轴的参数：m=34，Z=29，a=1050mm，B=2×191

84830mm，研合是以17道次（正常轧制过程为21道次）轧制普碳钢，共轧了50余根钢锭约250t钢。现场称为轧制研合，整个研合时间仅用了3小时，其齿面接触精度和表面光洁度指标等大大超过了设计要求，比常规跑合提高工效10多倍。郑州高速重载齿轮开发公司为上海宝钢生产的减速机，为引进消化项目，箱内有一对圆弧锥齿轮、两对圆柱斜齿轮均为硬齿面齿轮。研合时，同时用两台减速机组成为封闭式系统，即六对齿轮同时加载研合。经过1个半小时的研合，齿轮在齿宽方向接触长度达到95%，在齿高方向达到90%，齿面粗糙度Ra=0.8，研合效果非常显箸。济钢中型厂窄带钢轧机生产线中的四台减速机和六台齿轮连接机，采用轻载研合也取得了较好的效果。在工作状态下对设备进行快速研合，不仅可以提高工作效率，更重要的是可在研合过程中消除各种变形对机器工作性能的影响，改善机器的工作品质。基于3D设计的快速模具制造●成果简介快速原型（RapidPrototyping）制造，又叫快速成型技术或RP技术。简单地讲，快速成型技术是根据堆积成形原理，将零件CAD模型的几何信息，先离散成高度方向的多个断面层，取得零件任一层面数据，利用专用机床，层层堆积得到一个三维实体，其基本原理是“分层制造、逐层叠加”。它可在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下，快速制造任意复杂实体样件或模具，实现零件的单件生产。三维CAD设计反求快速成形快速制模铸造模注塑模适当机械加工（数控机床）（电火花成形机床）利用快速原型制造技术可快速获得CAD设计的三维实体样件、模具及少量功能件。1.产品快速设计、评价CAD设计或反求数字模型→原形制造→原型→评价、功能测试用原型件2.快速精密铸件CAD设计或反求数字模型→原形制造→原型→硅胶模→铸造熔模→铸件3.快速制造少量塑料件CAD设计或反求数字模型→原形制造→原型→硅胶模→塑料件4.快速制造金属模具CAD设计或反求数字模型→原形制造→原型→石膏模→金属模具●应用范围工业造型、影视道具、模具、家电、电子仪表、轻工、塑料、玩具、航空航天、军工、机械、汽车、摩托车、内燃机、建筑规划及模型、科研、医疗等。●经济效益及市场分析用RP技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程验证、工程分析、市场订货以及企业的决策等，非常有利于早纠错早修改早优化，从而大大提高新产品开发的一次成功率，缩短开发周期，降低研发成本。RP技术与快速模具技术结合可快速实现模具或样件的小批量生产。191

85多通管件挤胀成形技术及波导管弯曲技术与设备●成果简介随着工业技术的发展，管材和型材弯曲件的应用范围越来越广，成形难度、精度不断增大，然而管材加工技术的研究相对滞后，阻碍了产品质量的提高。本课题组多年来承担大量的管材型材弯曲疑难技术研究课题，积累了丰富的经验。特别是多通管塑挤成形技术，采用传统压机，利用专用工装控制管材内部介质压力与管材轴向挤胀变形相协调，从而避免管材挤压时发生屈曲及破裂。此项技术比低熔点合金填充成本低，液体介质不必特殊处理。试件符合国家标准及美国标准，对于铜铝等有色金属可加工长径比大于2的超长管件，管材成形后还可进行扩口和弯曲加工。异形管材弯曲的主要难点在于断面畸变难以控制，本课题组在成功控制异形管件及型材弯曲畸变小于7~8%的基础上，研究畸变控制机理，用特殊芯棒和成形工具相配合，成功弯曲波导弯头（矩形断面），断面绝对变形0.05mm。系统采用液压驱动，可实现微机控制，弯曲角度误差0.5度以内。●应用范围三通、四通等多通管件的挤胀成形可用于管路系统、给水排水、空调制冷管路、锅炉热交换管路等。波导管弯曲技术及专用设备用于微波传导管路中的弯头及特殊弯曲件。●经济效益及市场分析铸造生产多通管件管壁厚、耐压低、不美观、不利于焊接，应用范围受到很大限制。因此研究和开发高质量的管接头具有重要实际应用价值和理论意义，有广阔的发展前景，是提高产品质量，减轻重量、提高劳动效率的有效途径，市场应用具有很强的竞争能力。轴类零件轧制（楔横轧与斜轧）技术●项目简介高效零件轧制（楔横轧与斜轧）是一种零件成形新工艺新技术。与传统的锻造切削工艺生产某些轴类零件相比较其优点为：生产效率高3~10倍；材料利用率提高20~35%；零件的综合机械性能提高30%以上；模具寿命20倍左右；产品成本平均降低30%左右。北京科技大学零件轧制研究中心开展这项研究工作已40多年。获国家科技进步三等奖2项，国家技术发明四等奖1项，省部级科技进步一等奖2项，二等奖5项。1990年，列为国家科委首批《国家科技成果重点推广计划》项目。由于推广工作显著，在1995年召开的全国科技工作大会上，被国家科委评为《全国十大典型推广项目》之一。191

86●应用范围楔横轧典型零件有：汽车中的变速箱一轴、二轴、中间轴、后桥主动轴、转向球销与拉杆、四联齿轮、吊耳轴、半轴等；拖拉机中的变速箱I、II、III、V轴，半轴等；发动机中的一缸至六缸凸轮轴、启动轴等；油泵的二缸至六缸凸轮轴、齿轮轴；摩托车与自行车中的齿轮轴、传动主轴、花键轴、启动轴、曲柄等；五金工具中的钳子、扳手、凿子、卸扣等；其它零件，如电机轴截齿刀体、纺织锭杆、电机轴、装饰零件等。斜轧典型零件有：Ø25mm~Ø50mm轴承钢球，Ø3mm~Ø6mm自行车钢珠，Ø5mm~Ø25mm铝球，Ø20mm~Ø125mm球磨钢球，Ø10mm~Ø40mm圆柱、圆锥与球面滚子、汽车二联与四联齿轮与球销、内燃机摇臂、电力挂环、锚钩等。主要生产设备为：楔横轧机和斜轧机，电加热设备，切料设备等。楔横轧机系列为：H500、H630、H800、H1000、H1200。斜轧机系列为：Ø20mm、Ø40mm、Ø50mm、Ø60mm、Ø80mm、Ø100mm。●经济效益及市场分析近十多年来，在全国23个省市建成楔横轧与斜轧生产线80多条，累计生产近200多万吨轴类零件，产值140多亿元。向美国、印尼等国出口轧机、模具、加热等设备与相关技术。中心以技术转让与技术入股等方式，在北京、上海、四川、湖北、山东等省市建成零件轧制专业化厂10多家，向社会提供高质量低价格的毛坯件，收到显著的经济效益与社会效益。以年产5000吨轴类零件工厂计，投资1200万元，电力需1500KVA，年产值4000万元，需生产及管理人员100人。“多功能证册打印机”专利该专利打印机是一种多功能证册针式打印机，它具有打印头垂直升降与高度自动调整机构和强力送纸机构，可以完成超厚证件、本册打印，打印中允许证册按左右展开的正常形式放置于打印机工作台上，打印头自动适应左右两侧不同的高度变化，实现左右两侧不等高的连续打印。此外，本打印机也可以通过手动调整，转化成普通的报表打印机，实现单页纸及连续纸的打印。该专利打印机解决了各种专业证件、票据的打印难的问题，适用于各种工作证、学生证、存折的打印，以及各种成本票据的打印，具有广阔的市场前景。平面凸轮CAD/APT/MNC系统本系统由平面凸轮轮廓CAD/CAM集成软件和铣床数控工作台构成，适用于满足大多数平面外凸轮、内凸轮及槽凸轮机构的设计、制造要求。系统指标：（1）设计、控制精度：径向0.001mm，周向：1′；（2）凸轮廓形种类：各种运动规律16种；（3）加工范围：径向Φ300mm，厚度50mm;（4）加工速度：径向400mm/min，周向：0.1rpm。191

87基于生成和数据库的CAPP系统本系统由工艺过程生成及其数据库管理系统两部分组成。工艺过程生成模块功能强，具有智能化回转和非回转体零件生成工艺过程模块及超强的工艺编辑修改功能。工艺过程数据库按成组原理组织，查询方便，系统提供了多种查询方法及汉字字典，只需点击的查询项目，就可以同时显示工艺过程。该CAPP系统适用于单件、小批生产的中小机械制造厂、机械维修车间。皮肤剪碎机专利在临床上，由于治疗的要求，皮肤必须剪碎这一工作一直需要人工做，连续剪碎的时间要达40分钟以上才刚满足基本要求，不利于治疗，且劳动强度极大。皮肤剪碎机的发明，使这一情况得到了根本的改变。经两年多的临床使用证明，该机器完全满足使用的要求，它的主要特点是剪碎质量远远超过人工剪的；效率比人工提高二十倍左右；操作极简单，不需专门培训，现看现会；消毒容易方便；机器结构简单，用户无维修的后顾之忧。本发明考虑了加工工艺、结构性对成本的影响。因此整机的制造成本相当低，约为3千元/台，其中还包括了手提式机器箱以及附件等。根据调查，国内需用该机器的具有相当等级的医疗及研究单位约三百余家，整机销售利润600~900万元，刀具组件的年利润为12~18万元。加热炉数学模型优化控制系统●项目简介在轧钢生产过程中，钢材的温度水平和温度分布是影响产品的质量和产量以及生产过程消耗的重要因素，而钢材的温度与加热炉的加热过程和轧线生产情况直接相关。因此研究钢材在加热炉内的加热过程和轧制过程中的温度变化，准确控制钢材的温度，对整个轧钢生产过程的优化具有重要意义。所谓加热炉数学模型，实际上是加热炉热过程的数学描述，它描述加热炉炉内发生的热过程的基本规律和热状态，确定炉内热过程参数间的定量关系。在线控制数学模型的作用在于根据可测参量（如炉温、燃料量、产量等）计算出不可测的参量（如金属温度及其分布），并依此计算来确定优化的操作制度（炉温制度或供热制度）。在保证产量和质量的前提下，根据加热炉数学模型，以降低燃耗、减少氧化烧损为目标，通过离线优化计算，可以得到适应产量变化、钢材尺寸和材质等变化的最优炉温制度和钢材升温曲线，为在线控制提供依据。191

88在加热炉数学模型和离线优化计算的基础上，建立加热炉在线优化控制系统，包括物料跟踪模块、温度跟踪模块、最佳炉温动态设定模块、反馈控制模块、燃烧控制模块、待轧及故障处理模块以及网络通讯模块和数据库管理系统等，控制系统的总体结构如图所示。该项目已成功应用于宝山钢铁股份有限公司钢管分公司环形加热炉和荒管再加热炉的计算机控制中，并获“宝钢重大科技进步成果三等奖”和“冶金科学技术三等奖”。●应用范围该项目可以应用于加热炉的计算机控制中，特别适用于冶金企业的连续式加热炉计算机控制中。●经济效益及市场分析在宝山钢铁股份有限公司钢管分公司环形加热炉和荒管再加热炉的计算机控制中，通过本项目的实施，实现了环形加热炉和荒管再加热炉的数学模型优化控制，减轻了操作人员的劳动强度，提高了炉子的控制精度。两套系统投入运行后，加热炉生产情况稳定，加热质量有明显改善，燃耗和氧化烧损显著降低（环形加热炉燃耗和氧化烧损分别降低6％和8％，荒管再加热炉燃耗和氧化烧损分别降低6％和4％），带来明显的经济效益。根据现场统计和评审，环形加热炉和荒管再加热炉优化控制系统的年直接经济效益分别为455.8万元和155.65万元。目前我国各大钢铁企业有多套加热炉计算机控制系统正在上马，该项目的投入将有助于提高企业的计算机控制水平，并带来显著的经济效益。常压多功能无约束中厚板淬火控冷系统●项目简介由北京科技大学机械和信息两学院与太原钢铁公司联合开发的常压多功能无约束中厚板淬火控冷系统已在太钢不锈热轧厂一次投产成功，使原热处理淬火线月产量增加一倍，生产稳定。据近8个月统计，已完成4万吨的不锈钢固溶处理，1Cr18Ni9Ti一次性合格率提高13.34%，0Cr18Ni9一次性合格率提高2.5%，16MnR一次性合格率提高29%，不锈钢一次性能合格率稳定在98%以上。由于具备淬火和控冷两种功能，扩大了热轧厂的品种，填补了热轧厂调质钢生产的空白。该系统具有以下特点：（1）采用流射沸腾强化机理，冷却速率高。目前使用的冷却速率，对板厚20mm不锈钢可达45℃/s以上，对板厚40mm不锈钢可达22℃/s以上。，（2）与目前我国进口的压力淬火机和辊式淬火机不同，该系统利用“流场、温度场、应力场和组织场的耦合和解耦”、“计算机仿真”和“物理模拟”技术，实现无约束连续淬火板形平直度控制。淬火后板形不平直度符合或高于工艺要求，能顺利通过后面的矫直机和抛丸机。l采用“强适应钢板横向冷却曲线”，保证横向板形平直。191

89l采用“一对一模拟控制技术”，保证良好上下水比。l采用“阻尼反抑制”和“多级均匀阻尼技术”，保证每个喷嘴的下水均匀。l采用“多集管水源稳定技术”，保证每一时刻水流的稳定。l采用“全场变形控制技术”，保证钢板纵向平直。(3)用高低位水箱储能、计算机在线跟踪控制、干净水直接溢流回收无泄漏和大型复杂系统水流动态控制集成技术，使瞬间供水量达到900m3/h水系统的5～6倍，满足淬火控冷要求，大大节省投资（外国淬火机制造商认为必须建设4000m3/h的水系统才能满足要求）(4)采用人工智能控制目标温度预报和控冷模型优化技术。(5)建成了用于工业生产兼具强、弱冷系统和淬火控冷两种功能的常化线炉后常压(0.1MPa)热处理系统。2001年12月17日经山西省科委组织鉴定，本系统为国内外首创，处国际领先水平。●应用范围可用于中厚钢板常化线炉后淬火控冷，也可用于轧后加速冷却和直接淬火上（即ACC+DQ）。●经济效益及市场分析据太钢使用情况，其成本仅为进口的四分之一或更低，效益如前所述，年效益千万元以上。高速高精轧制工艺和控制技术●项目简介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：(1)铝箔轧制采用张力AGC模糊控制；(2)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；(3)采用电涡流传感技术测定铝箔前后滑；(4)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”；(5)采用基于消除二助浪及强适应板形控制的支撑辊辊型；(6)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”；(7)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；191

90(1)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。经济效益及市场分析：通过提高产量、降低废次品率和减少设备损耗、节能，自行开发软件，上述项目财务证明效益为4364万元。四辊精密冷轧机●项目简介由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度0.1mm的带钢，厚差在±4μm以内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金科技一等奖。其主要技术特点如下：1.采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采用快速换辊装置，提高工作效率。2.采用全液压推上AGC装置，位置分辨精度<1μm，频宽11.87HZ。3.备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高2.8～12倍。4.计算机控制采用实时多任务系统，具有监控AGC，予控AGC，张力AGC，恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功能。●应用范围可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产经济效益及市场分析：一般为进口同类设备价格的三分之一或更低。根据不同规格，年效益几百万至千万元以上。提高连铸机结晶器振动装置效能技术●项目简介由北京科技大学机械工程学院和攀枝花钢铁公司开发的提高连铸机结晶器振动装置效能技术已在攀钢1350mm板坯连铸机上应用多年。这项技术使结晶器振动装置寿命提高近十倍，连铸机作业率由64.18%提高到76.85%，铸坯合格率由99.08%提高到99.33%。本研究属国内首例，处于国内外同类研究的先进水平。通过了四川省科委组织的鉴定。该项目采用“板坯连铸机结晶器振动装置仿弧误差三维在线同步测试分析”技术；“系统频谱特性三维多点在线分析”技术；“平台弹性地基频率特性影响测试分析”技术和“四偏心轮振动装置四连杆静不定受力在线同步测试分析”技术等一系列先进技术，取得经济效益1000万以上的经济效益。191

91●应用范围连铸机振动装置。●经济效益及市场分析该项目对攀钢年经济效益千万元以上。钢铁企业物流一体化管理系统●系统简介物流是指从生产企业内部的原材料、协作件的采购开始，经过生产制造过程中的半成品的装卸搬运、保管和成品包装，到流通部门的运输、保管、配送，最后到达用户的全过程，以及与之相应的信息与管理活动。国外先进的生产企业高度重视物流技术，物流被称为企业的第三利润源泉，是企业竞争的重要领域。对于钢铁企业而言，其生产过程最为复杂，生产管理模式也由传统的大批量、少品种生产，转变为按用户合同组织生产。因此生产管理方法和手段必须上一个台阶，走向现代化的管理阶段。生产物流一体化管理技术正是其核心技术，该系统主要包括下列功能：订单管理：用户合同管理，包括输入、修改、冻结、交货期评估等；质量设计：根据企业内控标准、行业标准等，对合同进行各生产工序的质量目标设计；合同计划管理：根据各生产单元情况、设备检修等，进行整体生产物流平衡，确定合同生产时间；合同跟踪：实时对生产实绩进行跟踪，确保合同的生产日期和生产数量；计划管理：根据生产设备情况、合同跟踪情况，编制各个生产单元的生产计划；中间库管理：对入库、出库、倒垛进行管理，保证生产计划和生产调整指令的顺利实施；合同匹配：根据生产库存情况、对未生产的合同进行匹配，确保最低库存水平。●应用范围试用于冶金企业及其他生产性企业信息化改造。类似系统已经应用成功的企业有宝钢集团、武钢集团、珠江钢铁公司等●经济效益通过降低原材料采购、降低生产与销售成本、减少库存而提高企业的利润水平GZW型带钢缝合机●成果简介191

92带钢缝合机是带钢深加工流水生产线(如彩涂线、退火线、酸洗线、镀锌线、纵剪线)上，将前一个带钢卷的尾部与后一个带钢卷的头部联接起来的专用冲压机。通过缝合，使众多的带钢卷在生产线上形成不间断的带钢流水线，提高带钢深加工的生产效率。带钢缝合机的基本构造是在一个封闭框架内，有上、下两组横梁沿垂直导柱运动。下横梁装有冲具，上横梁装有冲膜和压胎。上、下横梁分别由两个液压缸驱动，完成带钢切口铆合动作。如无中央液压站，则需配置一个小型液压站。GZW型带钢缝合机的优点是：1)利用两卷带钢自身切口互相铆合在一起，不需另外的材料或构件，因而运行费用少，比焊接方法节省费用25％以上。2)可以缝合不同金属带和不易焊接的金属带。3)冲切铆合迅速，整个过程在5-7秒内完成。4)GZW型带钢缝合机制造成本低廉，主体设备成本为4-5万元，如购置一个小型液压站，约1-2万元，共5-7万元。重量约2-2.5吨。而进口的同类设备则需12万美元(合人民币100万元)。5)GZW型带钢缝合机可以根据带钢深加：厂生产线要求的张力大小不同，缝合可以单排、双排或多排。每排可以有6至8个冲切口(相当于12-16个“铆钉”)。6)GZW型带钢缝合机维护简便。●应用范围带钢缝合机适于厚度0.15-1.0mm、宽度为1050mm以下的带钢缝合。●经济效益及市场分析本产品三种型式共51个规格的平均成本按单台2035元计，目前平均销售价格单台为3300元，扣除税收等608元，则平均单台纯利润为642元。节能安全联轴器●成果简介节能安全联轴器除了具有弹性联轴器的功能外，还是一种节能和过载安全保护装置。其用途是联接交流电动机轴和工作机轴，取代常规联轴器，可以改善机械传动特性，降低电动机起动负荷，减少能耗和设备投资：还对电动机和其它机件具有过载安全保护作用。其主要优点是：1)起动性能好，可以将电动机的重载起动转变为近似的空载起动，实现工作机软起动；大大降低起动电流，减少起动能耗2／3以上。2)它可以解决带载起动机器“大马拉小车”的不合理状况，既可减少对电机容量的要求，提高电网功率因数和电机效率，减少无功损耗，节约电能；又可简化电动机起动设备，减少设备费用。3)由于这种联轴器所传递的扭矩可以调节，容易实现过载安全保护。当工作机过载或卡死时，这种联轴器的转子与壳体就会自动脱开，防止电机烧毁和其它零部件损坏。4)除起动、制动段外，联轴器两部分无转速差，无摩擦损耗，传动效率不低于99％。5)有专用弹性元件，可以补偿被联两轴的相对偏移，并具有缓冲减震作用。6)不需要特殊材料和专用机床，制造工艺简单，成本约为液力联轴器的1／3。191

93节能安全联轴器已由机械工业部制订为中华人民共和国行业标准，定名“钢球式节能安全联轴器”，标准见：JB／T5987—92。●应用范围这种联轴器适用于重载起动或频繁起动而不需大范围调速的机器或需要过载安全保护的机器，如离心式水泵、空压机、风机、带式输送机、搅拌机、球磨机、油田抽油机、清砂滚筒机、起重机行走机构、轧钢辊道、锅炉炉排、车航和某些不需调速的轧钢机等。转速适于600rpm以上，功率范围为0．4-15800KW。工作环境温度为-20°C～+80°C。●经济效益及市场分析本产品三种型式共51个规格的平均成本按单台2035元计，目前平均销售价格单台为3300元，扣除税收等608元，则平均单台纯利润为642元。螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术●项目简介本技术淘汰螺旋叶片的落后加工工艺，将轧制技术成功地运用于螺旋叶片的成型，是目前世界上技术最先进的，效率最高、质量最好、经济性最佳的螺旋叶片成形生产工艺。1991年以来，北京科技大学长期从事螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术的研究。先后研制LP20、LP30两代螺旋叶片轧制机组；对螺旋叶片轧制工艺进行了广泛深入的研究；两套机组都己投入正常生产，产品涵盖8个常用螺旋叶片品种。1998年，本技术通过国内贸易部鉴定，主要结论是：轧机结构设计独特、参数合理、性能稳定可靠，完全能够满足冷轧成型螺旋叶片生产工艺的各项要求，属国内首创。轧制工艺技术基本达到九十年代国际先进水平。同年，“螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术研究”获国内贸易部科技进步二等奖。l技术特征1、螺旋叶片轧制设备LP30机组工艺能力轧制原材料：08AL、08F；板料宽度：40～150mm：板料厚度：4～6mm冷轧螺旋叶片规格：外径：120～600mn；螺距/外径：0.75～1.5年生产能力：1500吨2、螺旋叶片轧制工艺特征本技术通过对轧件的连续辗轧，同时实现周向及轴向的两种变形，从而获得各种不同规格、任意长度的螺旋叶片。叶片长度可据用户的要求进行不停机切割。●应用范围食品、制药、环保等行业及有色、耐腐蚀螺旋叶片高附加值叶片的轧制，合作开发各种材质、规格的螺旋叶片，逐步实现螺旋叶片生产的规范化，标准化。重点：寻求热轧螺旋叶片技术开发与应用的合作者。191

94经济和科技进步意义l螺旋叶片轧制技术优点突出，对社会经济发展及推进科技进步意义明显。l产品质量稳定、外型美观，冷轧硬化效果提高叶片表面的耐磨性，使用寿命更长；l设备、工艺技术全面支持，有效Know-How保护，利于形成核心生产力。螺旋叶片轧制技术的应用前景广阔。据初步调查，全国有近百万米的螺旋叶片年需求。在冷轧的基础上，开发大规格热轧螺旋叶片将在矿山、市政、建筑、建材方面获得更广泛的用户支持。不仅带来更高的经济效益，在技术上也是难以取代的。三辊行星斜轧机●项目简介自1977年以来，北京科技大学等单位相继研究PSW轧机技术。1981年，在北京科技大学的协助下上海第一铜棒厂一台90mm轧铜的PSW轧机投产；1984年北京科技大学接受冶金部的研制60mm三辊行星斜轧机一Y型轧机线材生产线的任务，全线工程于1991年通过冶金部评审，列为推广项目；2000年北京科技大学又进一步将PSW轧机成功运用于某铜厂的无氧铜管的冷轧生产中，连铸管坯可在PSW轧机中连续冷轧成型。三辊行星斜轧机使用三个间隔120°分布的锥形轧辊对轧件进行轧制。轧辊环绕轧件公转，从而它们的内表面形成一个锥形的变形区，由于轧辊倾斜布置，在它旋转的同时使轧件产生进给运动并通过变形区，因而不需要咬入及导向装置。连续作业中，这种轧机一个道次轧制可获得相当于5至8个机架的连轧机的延伸率。轧辊由主电机通过一个行星齿轮系（右图）驱动。轧辊可以绕大盘上的行星轮轴线偏转，以获得产生进给运动所需要的轧辊偏角，另一台电机用于叠加传动，它驱动行星轮系中的太阳轮，用于消除轧件的任何轻微转动。PSW轧机可对轧件成品断面入寸在很大的范围内无级调整，而无需改变轧辊的孔型设计。不同的断面要求可以简单地通过同步调整三个锥形轧辊的位置获得。若轧出直径需要改变20％以上或轧辊摩损时则需要更换轧辊。由于三辊轧制可对轧件形成的有利的应力状态，使得PSW轧机特别适合难变形的材料轧制，包扩镍和铜合金、高速钢，甚至于铌钛合金等。三辊行星斜轧机能在质量指标要求下，对于所有件获得和其他轧制方法一样或更好的结果。被轧材料的组织及晶粒流向表明，PSW轧机的轧制结果与传统轧制方法的结果相比没什么区别。三辊行星斜轧机轧得的轧件有不同程度的螺旋道，它的高度与轧辊有关，但是不会影响后续轧制或剥皮的质量。三辊行星斜轧机轧得的轧件直径公差可达其尺寸的0．75％。特点综合l大压下量，单道次经济延伸率可达5～8；l轧件不旋转或微转，轧机具有良好的连轧性能；l无导卫，轧制稳定。l能轧制难变形的材料；191

95l升温轧制，保证后续工序的温度要求；●应用范围接受三辊行星轧机设备及工艺咨询；接受三辊行星轧机设备及工艺方案设计；根据三辊行星轧机的特点，合作拓宽其使用范围。等分分度装置及对称加工工作台●项目简介本项目是2001年授权的国家发明专利1等分分度装置：在工厂中工作台最常用的分度角度为180°，90°，45°，30°等，用以保证零件孔加工的同轴度（如掉头镗孔）垂直度，平面间的平行度，垂直度以及键槽加工的对称度，孔面间的角度公差等，具有高定位精度的机床如坐标镗床，加工中心等的分度工作台在这些等分角度，特别是在2×180°，4×90°位置的定位精度一般都比其他位置的定位精度要高，且直径稍大（如1m）并在2×180°，4×90°位置达到秒级（5″左右）的工作转台价格十分昂贵.本技术从原理上区别于传统的分度方法，它是利用多个小范围高精度传感器进行分度定位，其定位精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术是将小范围测量的高精度沿展至整个大范围测量，从而使分度系统的绝对测量精度得以极大地提高，此外分度装置装置还有如下特点：1）可在现有的分度转台上进行方便的改造，并可进行分度精度的系列升级。2）无零漂问题。因为传感器所在的任何位置均可作为起始零点，对传感器而言没有回零问题，故测量装置无零漂问题。3）温度等因素的影响微乎其微。4）不需象其它分度转台那样进行定期调整。2对称加工工作台：在工厂中，孔﹑平面及键槽加工的对称度等位置精度有时要求很高，往往要在具有高位置精度的机床如坐标镗床，加工中心及专用机床上进行加工，成本一般较高，若能在现有的加工条件下对工作台进行适当的改造，来达到以往要靠在具有高位置精度的机床上才能达到的精度要求，就会有可观的效益。基于等分分度新技术及特殊的对称处理新技术而发明的对称加工工作台恰好可以满足这种需求。●应用范围测量，机械，航空，航天，航海，军工等，如坐标测量机，加工中心，机床，高精度分度转台，天文望远镜，航空航天中的惯性导航装置，长度角度测量仪，医疗器械等。●经济效益本分度装置的成本较低，硬件成本主要取决于所选用的传感器的价格（由分级至秒级，价格从0.2191

96万至几万元不等），且精度高，可在现有的分度转台上进行方便的改造，也可根据用户要求订做，总体价格是同等分度精度转台的1/2左右，具有很大的市场潜力。对称加工工作台是基于上述分度装置的专利新发明，对于零部件的孔﹑平面及键槽有很高的对称度加工要求时，有着比其它设备更为优越的性能价格比。车床车刀调节器●项目简介凡是工厂中的车工都有许多不同厚度的垫片，用以调节车刀的高度位置，使刀尖与所车棒料的回转中心在同一水平面上。对车刀的调节是一件十分烦琐的工作，并且车刀的调节位置对车刀的使用寿命，零件的加工精度都有较大的影响。本装置在不影响正常车削的前提下，针对上述问题，采用高刚性设计和自锁原理，巧妙构思，使所制车刀调节器的体积很小，调节量较大，且操作方便（调节调节器后的旋钮即可实现车刀的升降）。●应用范围普通车床成本：7—20元生产设备：普通机加工设备变压吸附制氧制氮技术●项目简介变压吸附制氧制氮技术是近来发展起来的高心技术。它利用取之不尽的空气作原料，在有电能的条件下，可以源源不断地制取氧气和氮气。具有投资少、成本低、规模灵活、自动化程度高等显著优势，可以广泛用于冶金、化工、医疗、环保等广大领域，市场前景极好。变压吸附制氧技术作为具有实用价值的技术概念，是70年代提出的。当时开发这一技术是满足对氧气纯度要求不高，用深冷装置气量偏小，而用低温槽车运输气量又不方便的这一类用户的要求。国外真正进入工业应用是80年代初期。我国在70年代末也开始研究，80年代末期进入工业应用。经过近30年的研究开发，进入90年代后，变压吸附装置在降低能耗，降低投资、工艺流程简化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，使之成为成熟的高新技术。北京科技大学热能工程系长期开展变压吸附气体分离技术研究，具有相当的研究条件和科研队伍。开发的微型变压吸附医用制氧机已由国家计委中国高新投资集团投资组织批量生产，形成了一定的市场分额。为国家西部开发重大工程——青铁路藏的世界第一隧道——海拔高达5000米风火山隧道，研制了世界上第一套5000米海拔地区制氧供氧系统。该系统为风火山隧道工程的顺利进行提供了有利保障。191

97●市场分析冶金领域：为电炉炼钢煤氧助熔、高炉富氧喷煤、冶炼铜、锌、镍、铅用氧、黄金提取用氧的氧源。石化领域：利用富氧代替空气进行氧化反应生产化工产品，现已成为石化领域技术进步的标志性技术。变压吸附制氧可以大有作为。医疗领域：变压吸附能够生产符合医药标准的氧气。我国已经颁布了变压吸附制氧机的相关技术标准。主要用于个人和家庭大微型制氧机将会形成巨大家电产业。每小时制氧5-50立方米的制氧机已被越来越多的大医院用于集中供氧系统。环保领域：废水处理用氧、纸浆漂白等工业过程采用变压吸附制取的氧气具有极大的优势。臭氧制取：利用臭氧进行排水处理及自来水净化处理技术发展迅速。而采用变压吸附的氧气，可以得到高浓度的臭氧，并大幅度降低电耗，提高经济性。●应用范围（1）冶金领域：用做保护气、密封气、搅拌气。（2）化工领域：广泛用做保护气、置换气、洗涤气。（3）蔬菜、水果保鲜，粮食、干果、药材、文物保护。（4）石油天然气开采。（5）电子、通讯领域用气。转炉空气喷吹冷却技术●成果简介由于高导热率镁碳砖炉衬在转炉上的普遍使用，转炉出现了炉壳温度升高、炉壳变形加剧的问题，导致炉壳使用寿命缩短。为了延长炉壳的使用寿命，应当采取的一个重要措施就是降低炉壳的工作温度，抑制炉壳的变形。北京科技大学与宝钢合作，对转炉空气喷吹冷却技术进行了系统研究。根据相似性原理，对管式和板式两种空气喷吹冷却系统的传热特性进行了实验研究，测量了不同参数条件下空气喷吹系统的对流换热系数，在对实验数据进行分析处理的基础上，获得了空气喷吹冷却系统换热系数的准数方程。综合利用计算机仿真和现代测试分析技术，建立了流固耦合的非线性有限元分析模型，从理论上分析了转炉炉壳空气喷吹系统的冷却机理，形成了空气喷吹冷却的分析方法和设计理论。同时建立了大型转炉在射流冷却条件下的温度场的有限元分析模型，对转炉稳态和瞬态温度场进行了模拟仿真，分析钢水温度波动、炉衬厚度、溅渣护炉对炉衬和炉壳温度的影响，并证实了采用空气喷吹冷却系统后能较大幅度地降低炉壳温度。在充分吸取上述的研究成果的基础上，结合宝钢一炼钢厂的现场实际情况，在国内首次完成了转炉风冷系统设计。该系统已经在宝钢的两座300吨转炉上投入使用，实验证明该系统投资少，运行稳定，能够较好地控制炉壳温度。该成果达到了国内首创,国际领先水平。191

98●应用范围该项技术适用于各种需要控制炉壳温度的氧气转炉，并可以向需要冷却的大型高温容器上进行推广。●经济效益及市场分析本项成果的应用可以有效地降低炉壳寿命、抑制炉壳的变形，最终延长炉壳的使用寿命、减少停炉时间并减少维修费用。全自动热缩包装机●项目简介北京科技大学机械工程学院研制的“全自动热缩包装机”94年被授予国家专利权，先后研制了全自动KDSB—I、KDSB—L两种型号全自动热缩包装机，填补了我国全自动热缩包机产品的空白。为国内首家推出替代进口，是国际普遍采用的方法，是今后发展方向，使用热缩包装机，将为贵厂产品得储运、推销及竞争国际市场助一臂之力。本机能实现被包物品横向输送、推进、送膜、封切、推进纵带、热风涡流循环、强冷收缩、机、电、气—体化。效率高，质量好，适合工业及食品现代化包装产品。主要型号有：1.KDSB—l型全自动热缩包装机，可自动将被包装物品用热缩薄膜紧密的收缩包装机，适用于瓶、罐、托盘和纸箱包装，集合包装，具有保护商品、增加商品直观感，防破损、防盗、防伪等功能，并可替代瓦楞纸箱、降低包装成本40%，本机由其适合食品、饮料、罐头、啤酒、其他产品等行业包装自动线使用。本机附加专用部件后还可以包装工业产品：轴承、钢丝轴、钢丝绳、钢带、漆包线、电阻丝、电线、电缆、焊丝、电焊条、电器、电池、五金工具、零部件、书报、布匹等。2.KDSB—L型全自动热收缩包装机，全封闭型，其特点将薄膜紧贴在物体表面增加光泽，包装后外形美观大方。便利顾客消费，增强购买欲，适合于食品、医药、五金、电器、陶瓷、服装、玩具、工艺品等出口商品的集合、托盘捆束包装，比玻璃纸包装可降低材料成本30%。代替手工包装、实现包装自动化生产。两型热缩包装机，包装后均具备防潮、防腐、防锈、防破损、防伪等优点。性能对比：两台机械均适合（PVC聚丙烯、PP聚乙烯、PE塑料薄膜）。全自动并附手动控制、操作简单运行可靠，焊接牢固，收缩表面平整美观。KDSS—I型与KDSB—L型技术条件：1.KDSB—I型外形尺寸：2.KDSB—L型外形尺寸3900X1940X1700(mm)3000X850X1420(mm)功率18KW功率：14KW操作速度：2—5秒/每包操作速度：2—5秒/每包包装尺寸：600X250X240(mm)包装尺寸：450X450X110(mm)191

99●投资概算1.所需设备：具有机械加工的条件（机加工和板金设备）2.投资40万元（在以上设备基本具备的情况下包括流动资金）3.操作人员14人（工程师及技术员各—名、电器工程师及技术员各—名、普通工人10名）●市场经济效益开发市场后打开销路，每年可生产KDSB—L型15台，全年收入120万元。KDSB—L型30台，全年收入180万元。此机械用途广泛、工艺先进、所以市场前景好。KDSB—I型机每台成本：8万元销售价：16万元KDSB—L型机每台成本：6万元销售价：12万元柔性电除尘器●项目简介柔性电除尘器不同于常规静电除尘器，是一种新型的宽间距超高压静电除尘器。它的高压电源属于高内阻、软特性、准稳态直流电源。在负载变化时能自动调节输出电压，有效抑制火花放电，改善放电状态，使电除尘设备运行在火花始发点以下，全部属于起除尘作用的电晕放电，提高了除尘效率，并使设备结构简单，价格低，投资少，电耗低，操作简单，维护方便和运转安全可靠。其设备本体采用轻型钢结构设计规范进行设计，其电源采用现代电力电子技术中的软开关电源，电气控制采用计算机控制技术。柔性电除尘技术由北京科技大学与北京三九泛华环境保护技术开发有限公司合作开发推广，整体技术具有国际先进水平，已列入国家火炬计划。●应用范围及性能指标柔性电除尘器技术已经在水泥厂、烧结厂和球团厂的粉尘治理方面取得了良好的经济、环境和社会效益。此外这种柔性电除尘器还可在冶金、电力、化肥、塑料、陶瓷、有色、燃煤锅炉等行业的除尘方面广泛应用。目前柔性电除尘设备有效截面积为3～240㎡，同极距为600～1000㎜，工作温度为20～250℃，粉尘比电阻为104～1012Ω·㎝，捕集粉尘范围1.6～40μm，设计效率99.3～99.8%，比钢耗为2300～2600㎏/㎡，比能耗为5～10VAh/Nm3。●经济效益及市场分析柔性电除尘技术已成功应用于首钢矿山公司（迁安）烧结厂等企业，不仅除尘效果好，造价低，而且大大降低了电能消耗。以80m2除尘器为例，常规静电除尘器耗电功率近100千瓦，而这种柔性除尘器实际耗电仅为4～5千瓦。单在节能方面所节省下的费用可以很快收回改造投资，对于环境保护、节能降耗意义重大。该项技术在国内的应用开始不久，我国目前有很多企业需要进行除尘设备建设或改造，市场潜力巨大。191

100大型空分装置操作仿真培训系统●项目简介随着空分装置朝着大型化，稀有气体全体区和全面计算机控制的发展，对空分操作人员的素质及操作技能提出了极大的挑战。要在生产实践中培养出一个合格的熟练的操作人员一般需要5年左右的时间。当前，操作仿真技术在操作人员培训方面有着特殊的功能，目前已经有用于各种运载工具（如飞机、船舶等）以及各种复杂设备系统（如电站、电网、大型化工系统等）的仿真训练机，在提高效率、节约能源、安全训练等方面起了十分重要的作用。为此，我们开发了大型空分装置操作仿真培训系统。该系统可用于对运行人员进行培训，促进其对设备运行特点、操作动态响应特性的了解，提高操作技能和应变能力，从而最大限度地提高设备运行的安全性和可靠性，减少运行事故的发生。目前，该技术已应用于我国几个大型冶金企业的制氧厂，取得了良好的效果。●应用范围具有大型或超大型空分装置的冶金、化工等企业。●经济效益及市场分析据美国能源部的统计，大型综合型工业设备的安全运行20%～30%取决于改进设计和维修，而70%～80%依赖于运行人员。因此加强运行人员的培训就成为现代化大型企业生产的一项关键技术措施。对于设备费用以亿元计，运行能耗占冶金企业电耗1/7的大型空分装置，采用操作仿真培训系统，即可培训提高操作人员的操作技能，又可用于设备的变工况预测和事故分析，对减少操作事故的发生，提高运行经济性具有非常重要的作用。低谷电蓄能供热制冷技术与装备●项目简介随着技术和经济的发展以及人们生活品质的提高，用电负荷峰谷差不断增大。开发利用低谷电技术，对平衡电网负荷，提高发电效率，降低电力设施投资，降低用电成本，促进环境保护都有重要意义。为此，我们进行了低谷电蓄能供暖热冷技术与装备的研究与开发。低谷电蓄能供热制冷技术就是将电价低廉低谷时段的电力转化为热能进行有效贮存，在需要时再将其释放出来，对外直接供热或通过吸收式热泵（或制冷机）对外供热或供冷。将电力转换为热能进行贮存，属于“高能低用之举”191

101，依热力学第二定律是绝不能为之事，但研究结果表明，在特定的技术经济条件下实乃可为之举。依此项技术开发的低谷电蓄能供暖制冷装置，并配以先进的控制技术，使之在投资经济性上超过了燃煤、燃油或燃天然气锅炉；在运行经济性上超过燃油和燃天然气锅炉；在土地占用、自动化控制程度、运行安全性、应用的灵活性、环保效益等方面都显示出了极强的竞争力。●应用领域适用于居民小区或单个建筑的低谷电供暖制冷设备与装置；适用于居民小区、单个建筑、单个公寓或单个房间供暖供热的不同规格和形式的设备与装置。●经济效益与市场分析投资和运行费用低：用户欢迎；规模可大可小：房地产开发商欢迎；稳定用电负荷：发电部门支持；平衡电网负荷：供电部门支持；减小电厂建设投资，缓解城市空气污染：政府支持。钢丝热处理炉计算机自动控制系统●项目简介目前我国有近三千条用于钢丝热处理的马弗炉，其中绝大多数以煤为燃料，部分以煤气和电为燃料。这种炉型存在的最大问题是：控制系统自动化程度低，变产量、变品种时热处理质量不易控制，能耗高。为此，我们开发了钢丝热处理炉计算机自动控制系统，使用该系统，即使是燃煤热处理炉，也可实现根据钢丝直径、产量的要求自动调节炉温和拉速；或根据炉温、钢丝直径自动调节最佳拉速；或根据拉速、钢丝直径，自动调节最佳炉温；并自动调节煤、风配比例。以实现钢丝热处理高质量的前提下最大限度地节约能源。●应用范围各类钢丝热处理厂、车间。●经济效益及市场分析在改造或新建钢丝热处理炉时，采用计算机自动控制系统，投资少（一般只占炉子投资的1/10-1/20，可有效提高钢丝热处理质量，提高成品率，并达到最大限度的节约能源。根据产量的不同，钢丝质量的提高和节能效果可使自动控制系统的投资在1-2年左右的时间收回。现有热处理炉改造工程市场广阔。流化床谷物干燥设备●项目简介据联合国粮农组织的调查，全球性粮食因收获后干燥和储藏不当造成的损失约为5～10%191

102；据经验估算和局部统计，在我国年产四亿多吨粮食中，因不能及时干燥入库造成的损失约有三千万吨。从某种意义上说搞好粮食的干燥和储存比耗费人力和物力去生产更多的粮食更有意义。此外，我国农业正向着集约化和机械化的方向迅速发展，特别是在我国的北方地区，小型收割机专业化大军随着季节由南向北进行快速专业化和机械化收割作业。但是，和专业化机械化收割技术相比，谷物的干燥还基本停留在场院或道路人工摊晒阶段，给粮食的安全入库留下了隐患。开发一种高效、节能、符合环保要求和安装移动灵活的谷物干燥设备配合机械化转业收割已成为社会和农业发展的迫切需要。●应用范围粮库、粮食企业、农机站或农户。●经济效益及市场分析１吨/小时谷物干燥设备的技术经济指标如下：（一）燃煤加热方式：（1）降湿效果：24％降至13％；（2）干燥床平均温度：65~80℃；（3）电机功率：10～15KW；（4）热风炉煤耗：45公斤/小时（空气不循环）～28公斤/小时（空气循环）；（5）干燥运行费用（按1元/度电,240元/吨煤计算）：1.3～2.1分人民币/公斤。（二）热泵加热方式：（1）降湿效果：24％降至13％；（2）干燥床平均温度：65~80℃；（3）内燃机功率：30～40KW；（4）干燥运行费用（按柴油2.4元/升计算）：2.5～3.5　分人民币/公斤左右。使用该产品，和机械化收割相结合，可大大提高收获质量，提高粮食入库率，降低天气对收得率的影响，提高粮食生产效率。对于多阴雨的南方更加适合。目前粮食收割已多应用小型收割机械，干燥设备可随之或与之配套销售，市场广阔。流化床热处理设备●项目简介使用液化石油气、城市煤气、天然气或电作热源，替代盐浴炉或箱式电炉用于金属工件的热处理。流化床热处理设备包括燃气流化床热处理炉和电热流化床热处理炉。可应用于冶金、机械、航空、钢丝热处理和有色金属工业。流化床具有温度场均匀，加热质量好，工件变形小或不变形等优点，故最适用于形状复杂的模具、薄形工件以及量具、刃具等的加热。当炉温1000℃时，400x400x450mm流化床热处理炉中同一横截面内最大温差≤3℃，在高度方向上最大温差5℃。流化床热处理电炉与盐浴炉技术经济指标的比较见下表。炉别盐浴炉流动粒子电炉项目(炉膛尺寸300x300x450mm)(炉膛尺寸300x300x450mm)炉体相对造价1.61最高工作温度(℃)13001300设备灵活性高、中、低分设温度调节范围大从室温升温到1300℃300~40030~40所需时间(min)191

103升温过程用电量(kw.h)35237.7对加热工件的影响粘盐、有浸蚀表面光洁、少浸蚀其它操作情况1．工件要烘干2．需脱氧3．淬火后要去盐4．气体有毒，劳动条件差1．工件可带水入炉2．淬火后表面光洁3．可任意调节温度4．开关炉方便、劳动条件好流化床热处理炉据有以下优点：（1）与其他热处理炉相比，设备简单，容易上马；（2）升温快，降温快，调温快，其传热能力比火焰炉和电阻炉大2-10倍，其传热系数高达100-400Kcal/(m2.h.℃)；（3）可达到少氧化或无氧化加热，从而省掉酸洗、碱洗、清洗和抛光等后部工序；（4）省电，与盐浴炉相比，中温炉省电70％；（5）加热均匀，变形小或不变形，加热质量好；（6）可作多种热处理，如淬火前加热、淬火冷却、回火正火等。处理材料包括钢丝、钢管，轴类及各种复杂形状的零件、模具等；（7）可以自动化、机械化、连续化生产；（8）无毒气、不污染、公害少，不锈蚀仪器。●应用范围各类需要热处理工艺的工矿企业。●经济效益及市场分析目前工业发达国家如英、美、日、法、德、和瑞典都已将流化床热处理炉广泛用于工业生产中。有色金属工业可用于热处理铝、铜及其合金。我国有的地区电力资源或煤气资源丰富，而流化床热处理炉投资少，上马快，市场前景乐观。啤酒瞬时巴氏杀菌机●项目简介未经杀菌的桶装啤酒和扎啤在夏天的运输、销售过程中其质量难以保证。啤酒瞬时巴氏杀菌机是保证啤酒保质期的必备设备。通过巴式瞬时杀菌，可将生啤酒在夏天的保质期提高到3~5天，有利于中长途运输和销售。杀菌单位达到25PU。由于对啤酒的热作用时间短，经过瞬时杀菌的啤酒可保持生啤的原有风味。设备简单，价格为同类进口产品价格的1/5左右。目前已完成中试，可在生产中应用。同一生产能力的杀菌机包括三种型号：手动控制型、仪表自动控制型和计算机自动控制型。规格参数：生产能力：0.5-4t/h啤酒入口温度：1～4℃啤酒出口温度：1～4℃杀菌单位：≥25PU191

104杀菌机前系统压力：0.175~0.3MPa杀菌机系统啤酒压力：1.2MPa杀菌机出口灌装系统压力：0.175～0.2MPa●应用范围适用于各类啤酒生产厂或啤酒厂的联营和附属企业。●经济效益和市场前景使用该产品，可提高啤酒厂家生、扎啤酒的比例、销售范围和销售量。目前我国中小啤酒厂家很多，有较大的市场容量。无水蓄热电热水器●项目简介无水蓄热电热水器热水出水量大、体积小（只相当于目前同容量热水器体积的1/3~1/5）；安装方便（挂壁、落地、室外均可）；使用方便安全（微电脑自动控制、漏电保护、过电流保护等）；蓄热效率高于95%；额定出水温度下的放热效率达90-95%；水量无级调节，按需加热，做到最大限度的节能；水垢自清除；无污染、无腐蚀；水电完全隔离。该项目的其技术热点包括：1）高效蓄热技术采用多种潜热高、显热大的蓄热材料，按照一定的比例配用，使之能够用最小的体积积蓄最多的热能。同时蓄热方式采用中心加热、外围取热，保证蓄热效率最高。2）高效热交换技术将水与电完全隔离，加热时保持机内无水，利用水与蓄热材料交换热量，不但安全而且换热效率高。3）自动除垢技术随时自动清除水垢，保证热水器长期使用不结垢。4）汽—水混合技术汽—水混合过程噪声大、不稳定是广泛存在的世界性难题，该技术解决了这一问题，热水器使用过程中平稳、无噪音、控制灵活。5）最大限度的节能可无级调节加热水量，用多少水，加多少热，不必象目前常规热水器那样，不论用水多少，必须全部加热所储存的水量。●经济效益及市场分析该产品体积小，蓄热量大，既可居民使用，亦可机关团体和商业使用。特别是可充分利用低谷电价的优势，降低运行成本；用多少水，加多少热，做到最大限度的节能，有广阔的市场前景。焦炉直行温度数学模型的计算机仿真系统●项目简介焦炉炼焦是一个复杂的工艺过程，煤料在炭化室内隔绝空气加热,即高温干馏。经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段，最终成为焦炭。191

105焦炉直行温度是指机侧和焦侧标准立火道的平均温度，它代表全炉的平均温度水平，是直接影响焦化速率和焦炭成熟时间的主要参数之一。燃烧室温度在一个结焦期内由于相邻炭化室所处结焦状态不同而发生规律性波动，即形成通常所说的“W”曲线，其峰值间的时间间隔取决于推焦串序、循环检修计划和周转时间。本项研究是以焦炉“燃烧室—炭化室传热过程数学模型”为基础，运用混合编程、多任务和动态摸拟等技术首次将焦炉燃烧室—炭化室传热过程数学模型拓展为“焦炉直行温度数学模型”，并开发了由一组燃烧室和炭化室组成的“焦炉直行温度数学模型计算机仿真系统”。运用该模型可以仿真不同的推焦计划、装炉煤水份、装煤量、燃料热值等热工参数对焦炉直行温度的影响，从而为焦炉直行温度的优化设定提供坚实的理论依据。●应用范围该项目可以在全国焦化行业推广应用。●经济效益及市场分析本项研究已成功地用在北京焦化厂1号焦炉，并即将应用在宝钢三期焦炉上。从北京焦化厂1号焦炉的现场实际运行结果可以看出：该模型可以对实际生产情况进行全面系统地仿真，优化直行温度的设定值，从而大大提高推焦计划的准确度和焦炭的加热质量，减轻工人的劳动强度，年经济效益在几百万元以上。该项研究成果已于1998年通过了北京市科委组织的专家技术鉴定，并于1999年获得了北京市科技进步二等奖。可以预计该系统如能在全国焦炉中推广使用，必将取得巨大的社会效益和经济效益。金属管状旋流换热器的研制和开发●项目简介对于燃料炉而言，炉子热量的来源是燃料燃烧的化学热。而燃料燃烧后产生的大量热量，除一部分用于被加热的工件上，其余很大一部分以高温废气的形式排出，这样一方面造成了大气污染，另外也浪费了大量热量。因此,国内外都在积极地研究如何将这一部分能量回收的装置换热器。用换热器回收部分高温废气的热量来预热助燃用的空气或预热燃料本身，从而节约燃料，改善燃烧条件。一般来说，空气的预热温度每提高100℃，可节约燃料5％，产量相应增加2%。因此，研究和开发实用新型的高效换热器对余热回收、环境保护都具有十分重要的意义。金属管状换热器的发展大体经历了第一代光滑表面、第二代粗糙表面、第三代插入件扰动、第四代喷流扰动和第五代贴壁流扰动阶段。新研制成功的旋流换热器属于第五代新型管状换热器，由于采用了新型的旋流技术，热工性能优越，其综合传热系数可以达到50w/ｍ2℃以上，而在条件相同情况下，光管换热器仅为20w/ｍ2℃左右，带插件换热器为35w/ｍ2℃左右，喷流换热器为45w/ｍ2℃191

106左右。而压力损失却比它们小得多。在实现换热器既要高效，又要低阻方面有重大突破。●应用范围该项目可以应用于冶金、机械、石油和化工等行业的燃料加热炉的余热回收。●经济效益及市场分析该项技术已成功在我国工业炉界得到了广泛地推广应用，并于1991年通过了河北省科委组织的专家技术鉴定。某钢厂使用的该种换热器的测定数据结果表明：在烟气温度为600～650℃的条件下,空气预热温度可达到350～400℃,传热系数为55w/m2℃以上，空气阻力损失为500Pa以下，烟气阻力损失小于40Pa。与热工性能较好的一些换热器相比，该种换热器具有制造工艺简单、压力损失小、传热系数高等优点,在技术上有重大突破，属首创。此外，该换热器的结构设计合理，不易积灰，因传热系数较高，管壁温度低，仅比空气预热温度高100～120℃左右，从而大大提高了换热器的使用寿命,领先于国内其它同类产品，达到了国际先进水平，是一种高效低阻节能型金属换热器。均热炉群计算机优化加热控制系统●项目简介近几十年来，随着计算机技术的发展和自控水平的不断提高，均热炉群生产自动化控制技术也取得了一定的进展。现有的均热炉群计算机控制系统，其技术水平大致可分为以实现合理空燃比为目标的基础自动控制、以钢锭加热数学模型为基础的优化加热控制和协调炼钢—浇注—加热及轧制等一条龙的优化控制和调度管理系统。国内现有的22个初轧厂中已有15家配置了计算机控制系统，但是绝大部分是以燃烧控制为主，即控制的对象是炉温，而不是被加热的钢锭。因此，随时掌握钢锭在全部传输过程中热状态的动态响应，采取有效措施进行钢锭优化加热控制，实现均热炉群的最佳生产调度和管理一直是初轧生产中令人关注的研究课题。●应用范围该项目可以应用于冶金、机械等行业的周期生产的加热炉计算机控制，特别适合应用在炉群控制系统中。●经济效益及市场分析191

107本项研究已成功地用在马钢、莱钢和宝钢等钢铁联合企业。在详尽分析了各钢厂钢锭从浇注、冷却、加热到轧制的热工特点的基础上，建立了适合方锭、扁锭和圆锭的一维无限长圆筒控制数学模型，实现了均热炉群生产全过程的钢锭热状态动态跟踪。以此为基础，开发出均热炉群的计算机优化加热控制和调度管理系统。其中包括：均热炉群燃烧控制系统、钢锭优化加热控制系统、钢锭装出炉决策及状态估计、钢锭烧好动态预报模型、动态待轧处理策略以及生产数据管理、报表打印等。从现场实际运行结果和热平衡测试结果可以看出：系统投运后可大幅度提高均热炉群的生产率、降低工序能耗，同时减轻工人的劳动强度，年经济效益在几百万元以上。该项研究成果已分别于1993年和1996分别通过了山东省科委和冶金工业部组织的专家技术鉴定，并获得了省部级科技进步二、三等奖。连铸坯热送热装热过程数学及其控制技术●项目简介连铸坯热送热装工艺是近十几年来迅速发展并日臻成熟的实用技术，它是连铸生产工艺中的一项重要革新，是钢铁联合企业节能降耗、提高产量和质量的重大措施。连铸和热轧间的联结工艺可分为连铸坯热装工艺（HCR）、连铸坯直接热装工艺（DHCR）、连铸坯直接轧制工艺（DR）和传统的冷装工艺（CR）。一般所说的热装工艺包括HCR和DHCR，两者的区别在于HCR工艺，板坯的连铸序号与装炉序号不一定相同，连铸和热轧可以各自相对独立地编制生产计划，为此，在连铸机和加热炉之间常设置保温坑，以缓冲相互的影响；DHCR工艺则要求连铸序号和装炉序号是相同的。所以，DHCR与DR一样，连铸和热轧必须一体化生产。DHCR和DR工艺的区别在于采用DHCR工艺时板坯需经过加热炉加热后轧制，而采用DR工艺时则不经加热炉加热就直接轧制。实施连铸坯热送热装的关键技术环节是了解和掌握连铸坯的热状态参数，只有掌握了连铸坯的热状态参数才能实现加热炉的优化控制，从而实现节能、降耗、提高产量和改善加热质量的预期目标。掌握连铸坯热状态参数的方法有两种，即现场实测和理论计算。一般而言,一个物理过程的技术资料可以通过实测获得，但是，在许多情况下实测相当困难，甚至是不可能的。因此，仅仅依靠实测很难获得完整的技术数据。本项研究在详细分析了连铸坯热送热装热过程工艺特点的基础上，建立全部过程数学模型，在验证模型正确可信的基础上，可以获得全部热过程所需要的热状态参数，从而为加热炉的优化加热提供坚实的理论基础。●应用范围该项目可以应用于钢铁联合企业，特别适合连铸板坯和方坯系统的热送热装工艺系统。●经济效益及市场分析191

108本项研究已成功地在宝钢和武钢实施，并针对其不同的工艺特点，在详尽分析了连铸坯热送热装热过程特点的基础上，采用数学模型和现场实测相结合的方法研究了连铸坯的热过程，分别建立了连铸坯冷凝、辊道输送、保温坑保温和加热炉加热等过程的传热过程数学模型。在验证模型正确可靠的基础上，研究和开发了连铸坯热过程在线控制数学模型。该模型可以实时计算出连铸坯在传搁过程中的热状态参数，与人工不定期实测相比，在线控制数学模型给出的计算数据具有连续、精度高、取消人工实测繁重劳动等优点，真正实现了连铸坯热状态参数的计算机在线管理和控制。热轧生产中板坯弯曲现象的控制技术●项目简介轧件弯曲现象在当今的轧钢领域尤其是中厚板热轧生产中是一种常见现象。它不但会造成轧件出轧机后撞击机架辊或辊道，严重影响设备的使用寿命，而且会在钢材撞击部位留下疤痕，影响产品质量及成才率。另外，这种不对称轧制还会造成上下轴力矩的分配不均及出轧机后轧件头部被顶死的危险，是重大设备安全事故的隐患。随着当今钢铁领域在产品质量、生产成本方面竞争的日益激烈，热轧尤其是中厚板生产中由于温度场引起的轧件弯曲及力能参数不对称现象正越来越受到人们的关注。但是由于轧件的弯曲现象的影响因素包括钢坯温度、轧制线高度、上下轴偏心距、上下辊辊径及辊面速度等多个方面，关系到加热炉、除鳞设备、轧机本身及驱动电机等多个设备的运行性能，且各因素间相互关联，研究起来具有一定的难度，所以，轧件的弯曲现象在我国一直没能得到很好的解决。自1995年起，北京科技大学分别和武钢及马钢合作，采用现场试验、大型综合测试及计算机仿真分析的方法对热轧过程中的轧件弯曲现象进行了深入细致的研究，提出了一系列切实可行的解决办法。从这两个地方这些年以来的应用情况看，方案实施后，轧件弯曲现象得到了有效的控制，取得了明显的经济效益。其研究成果达到了国内领先水平。●应用范围这一成果对解决热轧生产中轧件不均匀变形问题具有普遍的推广价值。可在中厚板热轧及初轧机上推广应用。●经济效益及市场分析由于本研究成果能有效控制热轧过程中的轧件弯曲现象，不但有效提高产品质量、延长设备的使用寿命，而且能彻底消除设备安全隐患，因此具有明显的经济效益。如：马钢中板厂二辊轧机轧件弯曲现象得到有效控制以后，经过两年的现场考核，证实机架辊的使用寿命提高了六倍，板坯的结疤减少了90%。另外，从当前我国及国际上热连轧粗轧区和各中板厂的生产情况看，轧件的弯曲现象普遍存在。因此，课题成果具有广阔的推广市场。软压下技术在方坯连铸中的应用191

109●项目简介软压下技术是当今世界上连铸领域的前沿技术。其基本目的就是改善铸坯凝固时宏观偏析的自然形成过程，在铸坯将要完全凝固时，通过压下力的作用使铸坯发生变形，不但补偿这时由于中心快速温降而造成的收缩，并且可把残余元素或合金元素富集区域的钢液挤回树枝晶状体的间隙区域内，同时将最后凝固的树枝晶组织破碎，从而形成致密而无偏析的中心区再凝固组织，从而达到降低偏析程度的目的。同时，在这个过程中，铸坯的内部裂纹被焊合，疏松和缩孔也被压合。因此，软压下技术能明显改善铸坯的内部质量。北京科技大学多年来与武汉大西洋冶金工程技术有限公司合作，从事软压下领域的理论、装备及生产实践研究。现已探明软压下技术的机理，并在轻压下装置设计时的结构及工艺参数的选取方面取得了可喜的成果。从样机的现场运行情况看，达到了明显改善铸坯内部质量的目的。●应用范围本成果对于抑制方坯连铸生产中的低倍缺陷具有很好的实际应用价值。可在方坯连铸中推广应用。●经济效益及市场分析不管是板坯连铸、方坯连铸还是圆坯连铸，世界上发达国家采用软压下技术已比较普遍。但我国在软压下技术领域的研究则还处于起步阶段，现已采用软压下技术的厂家还不多，且大部分设备均为国外引进。这也正是我国钢材产品质量与国际先进国家产品存在较大差距的原因之一。随着中国的入世，各企业正受到前所未有的挑战。提高产品的质量成为当务之急，基于软压下技术在改善铸坯内部质量方面的独特优势，不久的将来软压下技术在我国的普及应用是完全可以想见的事情。机电系统教学实验台●产品简介北京科技大学机电工程研究所于2000年研制出的一种教学实验设备——“机电系统教学实验台”。它是一台模拟的自动加工生产线，融合了机械、气动、PLC控制、交流调速和传感器等技术，属典型的机电一体化产品。设备设四个工位，即三个加工工位和一个上下料工位。主要机械部件有刀具进给部件、旋转工作台部件、运料机械手部件和料库部件。工件为35×35×8mm的方形铝件，料库中可存放15个工件。本体装置占地750×600mm，高700mm，重量约50kg,可以放置在一个1500×700mm的普通写字台面上，其余空间可放置一台用于编程的计算机。气动控制元件均选用日本SMC的产品，并在设计中尽可能多的选择了各种不同形式的气缸。控制阀使用汇流板安装。气源选用普通的空气压缩机。各气缸的调速元件选用机构紧凑、安装方便的软管快插式管接头型单向节流阀。管路均使用软管连接，接头为快插式管接头，这样可便于学生在实验中自己动手配管，多次插拔管路。191

110电器控制系统的核心是可编程控制器。选用西门子S7系列224型产品，并配一块8入和一块16入/16出扩展模块。用实验台上的个人电脑编出梯形图程序，由传输线将程序送入PLC中。传感器均选用日本OMRON产品.在实验台上可进行演示、测绘、拆装、接线配管、编程和调试等多项实验，学生可根据自己的意愿灵活设计实验。●应用范围“机电系统教学实验台”是用于高等教育、职业教育、成人教育等各层次机电专业、自动化专业或机械工程及自动化专业教学的实验设备。它适用于金工实习、专业课教学、教学实践、生产实习和毕业设计等教学环节。其设备造价相当于国外同类设备的1/3~1/2。●经济效益每台售价9.5万元,订购三台以上,则每台售价9.0万元。高粘度流体的管道输送的减阻技术●项目简介高粘度流体（如原油、水煤浆、泥浆、陶瓷浆体、食品类流体等）长距离管道输送时阻力很大，因此有效地降低高粘度流体的输送阻力有着重大的理论意义和工程应用价值。本技术利用高粘度流体输送过程中的微观减阻机理开发了三种有效的减阻方法。这三种方法是：（1）管壁滑移减阻；（2）加入减阻剂减阻；（3）加气多相流减阻。对于不同的流体可以分别采用上述方法之一，也可以是几种方法的组合。传统的流体输送理论认为，流体在管内流动时，流体在管壁上的速度无论在什么条件下都被认为等于零。因此得出流体流动阻力仅与流体性质及管道的几何尺寸和流体流速有关，而与管壁材料无关的结论。但是大量的实践证明，高粘度流体在管道中的流动阻力明显地随管壁材料的不同而相差很大，这实际上预示着传统的流体输送是不适用的。实际上流体与壁面的接触层是与管道中心的流体主流区不同的特殊层，不能只考虑流体分子间的相互作用，还应考虑接触层内的流体分子与管壁固相分子间的作用，该厚度很薄的流体层称为界面层。界面层内流体与管壁之间的作用需用界面理论来处理。减小流体与管壁之间的分子间作用力，使流体不能粘附于管壁之上，就能减小流体输送阻力。本技术已通过小试和中试，最大减阻效果达50%以上。●应用范围各种高粘度流体的管道输送，特别是高粘度流体的长距离管道输送。●经济效益及市场分析191

111原油的长距离管道输送阻力很大，造成输送压力较高，设备的运行及维护费用也较高，实行减阻输送以后，不仅使输送的阻力和能耗减少，而且还使输送系统设备的寿命大大延长，同时设备运行的故障率大大降低。我国的煤炭分布不均，传统的铁道运输不仅运输费用高，而且造成了较大的环境污染，若采用水煤浆管道运输方式输送煤炭并使其直接燃用，则可大大降低煤炭的运输费用，而且由于运输过程中的封闭运行，完全杜绝了运输过程中的污染。而直接长距离输送水煤浆的最大困难便是阻力过大，系统在高压下运行，设备磨损严重。实行减阻输送以后，这些问题都可以迎刃而解。聚焦辐射式烧结机点火器的开发与应用●项目简介近年来，由于重油价格居高不下以及所能预期的长期继续上涨趋势，使得燃油企业不得不把注意力投到节能方面的技术改造上来，以期降低成本，提高产品市场竞争力。在冶金行业的烧结厂，燃油烧结机点火器中的重油消耗量是相当大的，它在烧结矿的总生产成本中占有较大的份额。而目前国内燃油烧结机点火器却存在如下几个方面的缺陷：（1）能耗高（燃油量高出国外同类炉型一倍以上）；（2）点火器炉体寿命短（一年或更短）；（3）烧结矿质量和成品率有待提高（这在一定程度上是由于点火不均匀造成的）。针对上述实际情况，北京科技大学与首钢矿业公司密切配合，在系统分析和吸收国内外先进点火器经验的基础上，开发出了一种全新的聚焦辐射式燃油节能点火器，并在首钢矿业公司烧结厂投入长期运行，取得了较好的节能效果。本节能点火炉体制作成一个能使自身辐射集中到料面上的特定料带的曲面，并在燃烧室前后分别设置一个预热段和护火段，并在炉体的全部内壁都涂上发射率很高的辐射涂料，这样就能使整个炉壁的自身辐射能集中火力迅速完成料带的点火。本技术已经经过长期工业应用考验，技术已经成熟，具有很好的节能效益，2001年6月通过了国家鉴定。●应用范围各类燃油及燃气的烧结机点火炉及其它工业点火设备。●经济效益及市场分析（1）能耗显著降低。节能率达20%以上，为企业带来了显著的经济效益。（2）改善烧结矿质量。聚焦辐射式节能点火器使烧结台车料面的横向点火更加均匀；改善了表面层烧结矿强度，减少了烧结机台车表面层形成的返矿量，提高了烧结矿的成品率。（3）增大有效烧结面积。通过点火带在料面上的后移，可使烧结机的有效烧结面积提高，从而提高烧结机的利用系数。（4）延长点火器寿命。过去的箱式点火器寿命很短，每年都需要大修和筑炉。聚焦辐射式节能点火器充分考虑了火焰结构与炉体结构曲线之间的合理匹配，并且还由于高黑度辐射涂料的使用很好地保护了炉体，因而在炉体上不会造成局部过热过烧等现象，因而炉体寿命将会大幅度提高。水煤浆工业应用成套技术191

112●项目简介水煤浆是对原煤经过洗涤、筛分、加水（约为30%～35%）和少量添加剂（1%以下）经搅拌而制成的一种浆体燃料，是一种既经济又环保的新能源，可以广泛应用于各种工业炉窑和锅炉上，用以代油、代气或代煤，以解决燃油和燃气时的燃料成本上升以及燃煤时带来的环保问题。另一方面水煤浆还可作为一种最合适的化工原料造气，利用水煤浆造气得到的是高质量、高热值、高转换效率的化工原料气或工业用燃料气。该项目是“六五”、“七五”和“八五”期间的国家重点科技攻关项目，“九五”期间被列为国家级重点新技术推广项目。通过十多年的攻关和工业应用实验，该项目已处于国际领先地位，该项目获得了国家科技进步三等奖、冶金部科技进步二等奖，国家专利和新产品博览会金奖。该项目的成套技术已经成熟，并已在国内的许多烧结机点火器、带钢加热炉、轧钢加热炉、大型锻造加热炉、陶瓷喷雾干燥塔、制碱炉、干燥窑、采暖锅炉等多种炉型上广泛应用。●应用范围各行业的工业炉窑和工业锅炉、煤炭加工企业的煤炭深加工。●经济效益及市场分析本项目市场前景广阔，目前国内市场主要在各种燃油、燃气和燃煤的工业炉窑和工业锅炉以及化工行业的原料气制备工艺上。我国目前有工业锅炉和炉窑共60万台以上，每年需要更换或大修的炉窑在10万台以上，这些都是本项目的潜在用户，。经济效益：与燃用重油相比，约两吨水煤浆可代一吨油，而目前重油价格约1700元/吨，水煤浆的到厂价约450元/吨，而自制浆的成本约为300——350元/吨，一台年燃油量为1万吨的油炉改烧水煤浆后的经济效益就达800——1100万元/年。对于原有烧煤的设备，改烧水煤浆也因提高燃烧效率和减少机械不完全燃烧等而发挥节能效益。水煤浆的制备结合洗煤工艺，还可解决洗煤厂的细煤处理问题。水煤浆采用管道输送及罐池储备，其储运成本降低50%以上。水煤浆造气的经济效益和环保效益更为突出。环保效益：水煤浆是一种清洁能源。燃用水煤浆时NOx、SOx等污染排放物浓度非常低，而排烟黑度可控制在林格曼黑度0级。基于CORBA技术的远程在线监测与故障诊断系统●项目简介采用国际上先进的CORBA技术、智能传感器技术、现代故障诊断理论对工业生产中的机械、电气设备进行在线监测，并对其运行状态进行分析和诊断，通过网络将监测的信息发送到异地远程的诊断中心，判定被监测对象的当前的运行状态，根据所累计的监测对象的历史监测数据，对其工作状态进行科学地评估，制订出合理的维修策略和计划。191

113●系统特点1.诊断中心可以利用Internet/Intranet实现异地远程的设备在线监测和故障诊断。2.现场监测计算机提供对设备的24小时、365天无间断监测，并根据设定值进行报警提示。3.可以对设备的运行工作状态进行科学的判定。4.为企业设备的合理维护提供完整地数据保证。本项目目前已经成功应用于冶金工业现场，并且取得了较好的效果。已经对现场的减速机等设备的故障和缺陷金进行了正确的诊断。●应用领域1.冶金行业生产设备2.石化企业中的大型关键设备3.电力系统中发电机组●经济效益及市场分析该项目系统的投资根据监测的对象与及点数而定，可以避免设备的盲目维修和重大事故的发生。其经济效益十分可观。立体停车设备●项目简介目前随着大城市汽车数量的增加，停车面积日趋紧张，正确处理车辆停放问题，对解决城市交通拥挤，减少交通事故，提高交通能力，加速城市运转速度很有意义。针对目前北京市特点，我们设计的几种车库，主要是简易型全液压式停车设备及PLC控制的升降横移式停车设备，并己用在现场，用户反映很好。下面简单介绍己成熟的三种立体机械化车库设备。一.全液压式小型车库，单机存放6辆以下的车库（地面式和半地面式两类）。工作原理:（见照片一和二）地面式车库有机械式和液压传动式两种机型.下层存车直接将车开入便可.若存取上层车,只要开动传动机构,使载车板上升或下降到位便可。半地面式车库动作如下:上载车板升起,下载车板也升起至地面,将车开进下载车板,开动传动机构,载车板下降至地下;上载车板再下降至地面,车便可开进存入。●应用范围１)该设备适于家庭及小型车库或有人管理的大型停车场.这类车库特点是造价低,便于维修,操作简单,便于组合,一次性投资较少。２)能将原停车场在短时间内改进成双倍装机量的车库.３)缺点是:地面式车库下层车须开出后,上层车才能下来;对于组合车库,为了避免上述缺点,须有人按时间顺序存取..半地面式车库可克服上述缺点,191

114但须地下施工,造价相对高些.二.升降横移式7－9车位车库设备简介本车库主要由以下几部分组成1)横移托板：横移托板由型钢与钢板焊接而成，其中传动部分由带制动电机及摆线针轮减速机组成，其功能是由电控控制其横向移动，2)提升托板：提升托板由钢结构焊接而成，其提长由钢丝绳通过八对滑轮，由电机，三合一减速机双头滚筒组成，其功能是将上层车库的车提升到规定的位置，当需要时将车平衡地放到地平面使司机可将车开出。3)提升装置：完成对上述机构的提升工作。4)框架：框架由在型型钢组成可拆装架体，在本设计中承受上五个车位及所有装置的重量。5)防坠落保护装置：由液压张紧系统，四联杆机构及安全钩组成，其功能是防止一旦提升系统出现故障时保障上、下层车辆的安全，该系统在上层提升托板上升、下降中相应开合，以达到保护功能。6)控制部分：.全部采用PLC控制。●应用范围１)适应性较强，既适用于新建大型公共场所停车场的需要，也适应老车库改造，同时还适应临时大型公用场合。２)自动化程度高：具备多种自我保护功能，使普通司机均可操作，同时也有防止误入操作区的红外线保护系统。３)与同种设备相比，重量较轻，结构简单，造价相对比较低。４)整体设备安全可靠，电器部分采用进口电控系统，液压式则采用进口小泵站。大型工业机械液压仿真系统试验台●设备简介本实验台是进行大型工业机械行为及控制研究的物理仿真平台。实验平台是根据大型工业机械的特点，结合学科发展和科研项目研究的需要由“211”工程投资，自行设计的多功能高水平的设备。平台主要用于分析研究各类大型机械液压控制系统的动静态特性，进行实际模拟仿真及闭环实验，解决现场调试的难题。同时还可对各类电液控制系统的运行状态进行监测，进而研究系统的故障诊断专家系统。仿真平台是目前高等院校中较为先进的大型液压系统仿真试验台。它由液压伺服仿真实验系统和液压比例仿真实验系统两套系统组成。地下为两套系统的液压泵站，地上为两套系统的控制阀台，计算机集中在控制室。●设备的特点191

1151.系统大功率，工作参数范围大，：系统压力最高可达32Mpa，流量最高可达320l/min。2.液压泵站采用先进的控制手段，如西门子的PLC控制。可实现压力自动控制和保护；蓄能器自动补油的工作制度控制；温度自动控制和保护（冷却器根据温度自动启闭）；液位自动控制和保护等。3.液压系统配备有进口的美德等国家生产的高压泵阀及最先进的高精度测试仪表。如高精度流量计；压力传感器，位置传感器；温度传感器；编码器等。4.系统控制精度高，配备有美德等国家生产的高精度检测仪表，如美国SSI高精度位置传感器等。故系统闭环精度可达±3μ。5.平台操作灵活方便，可自动也可手动控制。并配有计算机及各类软件，如仿真软件；状态监测软件；故障诊断软件等。●应用范围1.适于进行大型工业设备的液压控制系统仿真实验，可实现各类位置压力闭环实验。如轧机的液压AGC系统，连铸机结晶器液压振动等系统的动静态仿真及闭环实验。2.可进行电液比例系统和电液伺服系统热效应，油缸泄漏，泵站PLC控制等实验。3.各类液压系统状态监测分析研究。4.各类液压系统故障诊断等专家系统分析研究。5.各类软件编程及试验。轧机工况在线监测系统●项目简介轧机出现事故或故障发生后，由于缺少当时的工况数据和波形，所以给事故或故障分析造成很大的困难。而传动系统出现事故和故障往往又与扭矩的最大瞬时值超过某极限密切相关。因此，为了保护传动系统，在线监测扭矩的瞬时变化成为轧机行为监测的重点。为了能够更加全面反映轧机的运行状况，将轧机的工艺参数、力能参数和电参数中最有代表性的参数作为在线监测的对象，包括：轧制压力、轧制扭矩、压下辊缝、轧制温度、轧制速度、速度给定、主电机电流等。本系统已在济钢中厚板粗轧机和南钢中板精轧机上投入使用，达到了在线监测、掌握工况、挖掘潜力、安全高产、设定门槛、指导操作、事故追溯、责任裁判的目的，取得了良好的经济效益和社会效益。2000年通过了教育部专家鉴定，其成果达到国际先进水平。硬件配置该系统由工业控制机柜、工控机、信号接口箱、模拟采集卡、数字采集卡、隔离放大器、信号调理器、遥测发射机、遥测接收机、前置放大器、遥测仪、感应电源主机、传感器、大屏数显及报警装置等构成。软件功能监测专用软件在Windows191

116环境下运行，适合非计算机专业的轧机操作人员使用。其主要功能有：监测参数的设定－标定参数的设置、报警参数设定、采样参数设置和显示刻度设置等；采集画面切换－在线采集波形显示、数字显示、负荷柱形图、轧制工况表等；数据库及查询－一般数据库查询和事件库查询。频谱分析－功率谱分析和相关分析等。●技术特点l采用高频感应电源供电技术，成功解决了被监测轴上在线长期供电的难题，使轴上发射机和传感器等获得了所需要的直流电源。利用调制、解调和抗干扰技术，实现了被监测轴扭矩信号的无线传输。l改变了过去主要靠经验和分立的监测仪表来操作轧机的落后状态，使操作工能够在监测系统的指导下科学操作轧机。●应用范围可用于中（厚）板轧机和同类大型轧机上，具有很好的推广价值。●经济效益及市场分析该套监测系统售价为30万元，每套可获纯利12万元人民币。仅在全国中厚板轧机70余套上推广，可获得纯利840余万元人民币。磁感应接近开关●项目简介工矿企业自动控制系统中大量使用的行程开关、限位开关、保护开关、检测开关等是对生产车间中机器旋转(或直线)运动零部件或产品等进行行程、限位、保护、检测和位置自动控制的重要开关。当运动的物体移动到指定位置时，在机械力撞击的作用下使开关发出断开或接通动作信号，完成相关设备或机构进行所需要的动作控制。由于机械力对开关的撞击使机构易折断和磨损以及接点在断开时承受很高的自感电势作用下产生弧光使接点过早烧损，导致开关的备件消耗量很大。甚至由于动作失灵，造成停工、停产、人身伤亡及设备重大事故，多年来是工厂生产中的老大难问题。磁感应接近开关经过多年的研究，已成功应用于生产中，解决了上述难题。它的使用方法是：当被检测物体接近到一定距离时，不需要接触就能发出开关动作或高低电平信号，是一种在一定距离内检测黑色金属有无的传感器，能够直接驱动负载(如接触器、电磁阀、继电器和PLC等)。由于它具有无机械磨损、灵敏度高、动作可靠、重复定位精度高、操作频率快、耐振动、防水和寿命长等优点，可直接取代控制系统中有触点、易磨损、寿命短的行程开关、定位开关、保护开关、位置开关、检测开关等，广泛用于冶金、机械、矿山、交通、轻工等部门各种控制系统，进行自动限位、自动定位、安全保护、逻辑控制、自动检测、自动计数、自动计量及流水作业等。●成果水平1995年国家专利授权。2000年通过教育部专家鉴定，其成果达到国际先进水平。获2000年冶金科技进步二等奖和北京市科技进步三等奖，成为河北省安全生产委员会推荐产品。●成熟程度已形成600余种产品，在数十家企业生产中应用，受到用户好评。●市场前景191

117磁感应接近开关是工矿企业大量使用的行程开关、限位开关等机械开关的更新换代产品，也可取代昂贵的进口电感式接近开关。在强电380V控制系统中应用有独特的优势，具有广泛的推广价值。●经济效益平均每个成本约100元，平均销售价260－360元／个。若每年销售1万个，可获利润160－260万元人民币。附着式轧制力智能监测系统●项目简介轧制力是轧机最主要的技术参数之一，获取轧制力信息除作为轧机生产过程的状态识别、效能判定、产品开发及技术管理等环节的科学依据外，对保证安全生产、防止设备重大事故、优化轧制规程、实现生产过程自动化和最优控制、提高设备的技术装备水平等都具有重要意义，因此轧制力成为对轧机行为监测的重点。附着式轧制力智能监测系统是将直流大电流分流测量模式移植到轧制力的测量上来。即将附着式传感器安装在轧机机架立柱上，通过测量承受的微小分流轧制力来间接测量实际的轧制力。具有重量极轻、价格低廉、寿命长和维护简单等优点。克服了传统的支承式传感器安装在直接承受轧制力的位置上所带来的体大沉重、价格昂贵、寿命较短、维护费用高等缺点。该系统已在马钢中板轧机和济钢中厚板轧机上应用，实现了在线智能监测轧制力，取得了良好的效果。系统构成附着式轧制力智能监测系统由工控机柜、工控机、采集卡、显示器、智能仪表、UPS、系统电源、大屏数码显示器、报警装置和附着式传感器等组成。仪表功能该仪表具有超宽的自动零位调节、独特的零点快速跟踪技术、非线性补偿标定及实现工控机程序对仪表进行通讯智能控制，除去了机架的热变形温漂及抛钢时机架产生的垂直振动等叠加在传感器输出信号上的非测信号。软件功能专用监测软件在Windows环境下运行，其主要功能有：信号在线采集、显示波形图、可进行时域和频谱等分析。数据库及历史库包括：被测信号超载或报警记录，可查阅报警参数，根据需要可随时打印输出等。当轧制压力超过设定门槛值时，发出声光报警信号，提醒操作工实时了解轧机的运行状况，以作出是时轧制决定。●推广范围该系统可用于中板轧机和同类大型轧机上，具有很好的推广价值。●经济效益及市场分析该套监测系统售价为25万元，每套可获纯利10万元人民币。仅在全国中(厚)板轧机70余套上推广，可获得纯利700余万元人民币。高精度液压冷拔钢管新技术●项目简介“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191

118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项目获奖情况：1995年获得冶金部科学技术进步奖（三等）。1996年获得北京市科学技术进步奖（二等）。●应用范围和前景精密钢管广泛地被用作机械工业用管(主要是液压与气动缸体管、液压输油管、汽车传动轴管和半轴套管、轴承钢管、皮带传送托辊管、印染辊管等)、石油地质工业用管(油泵管、钻探管、油管、套管、钻杆等)、化工用管(石油裂化管、化肥用高压管、化工设备及管道用管)、电站锅炉和热交换器管等等。随着我国经济建设的不断发展和技术的不断进步、精密钢管的应用范围会不断扩大、需求量也会越来越大，特别是进入WTO以后将具有极好出口创汇前景（2美圆/公斤）。●经济效益分析国内无缝钢管价格在4200～5200元/吨，直缝焊管价格在2900～3600元/吨。高精度冷拔主要产品：液压、气动缸体管，DOM管，汽车、拖拉机、摩托车用小口径精密钢管，煤炭井下支柱管，石油地质用管，根据品种规格；价格在9000～13000元/吨。按毛坯管5000元/吨、成品管售价平均按9500元/吨计算。以建造一台拔机、生产纲领为2000吨冷拔精密管能力的生产线概算,主要设备投资额约240万元人民币。达产后年产2000吨冷拔精密管，销售收入1900万元,实现利润200万元,投资回收期为2.5年(从投资年份计算)。双轴椭圆高效振动筛●项目简介191

119双轴椭圆高效振动筛是由北京科技大学设计，授权张家口市冶金机械厂独家制造的专利（专利号：ZL00250094.9）产品。其设计宗旨是：使振动筛总体结构和筛箱运动轨迹更为合理，以达到提高生产率和筛分效率，以及结构简化，拆装方便，工作可靠等目的。与同类产品比较，主要具有以下优点：1．采用强迫同步的双轴箱式振动器激振。利用两根轴上偏心块质量的不同，使筛箱作椭圆运动；强迫同步振动方式使筛箱启动、制动和运转十分平稳；箱式振动器保证了拆装方便；振动器重心偏移式安装使筛子总体高度减小。2．先进的设计理念和现代化的设计手段确保筛箱的运动轨迹更为合理，有利于筛分。3．振动筛筛面采用双折角，有利于实现等厚筛分4．振动筛下方合理地配置有二次隔振系统，使传到地基的动负荷非常小。5．先进而严格的加工制造工艺确保了设计思想的完美体现。●应用范围双轴椭圆高效振动筛主要用于冶金、矿山、煤炭、化工、建材等行业。适用于烧结矿、焦碳等散体物料的筛分。目前，产品已经系列化，为多家企业采用。主要用户有济钢、攀钢、石钢、包钢、迁安等。●济效益和市场分析双轴椭圆高效振动筛兼有圆振动筛和直线振动筛的优点，既能获得较高的物料输送速度，又能促进物料分层，减少堵孔，增加通筛机会，提高筛分效率。所以，它一经问世，很快得到了同行专家和企业用户的认可。生产实践证明，在保证相同筛分效率的情况下，双轴椭圆高效振动筛的产量可以提高30%左右；在相同处理量的条件下，筛分效率明显提高，可以达到90%以上。故双轴椭圆高效振动筛具有明显的经济效益和和社会效益。板带粗轧机轧机件扣头的治理●项目特点本项工作通过在线工艺参数、力能参数及轧制温度的综合测试和试验，找出了轧件扣头生成的主要原因。摸清了形成扣头的条件和下扣变形的规律，首次提出了轧件扣头与上下辊之间力矩不无均匀分配、轧制线高度、辊径差之间的定量关系。上述成果填补了轧制理论中的空白，对完善轧机设计和控制理论具有重要意义。为控制轧件扣头的措施的提出和实施提供了科学依据。基于上述理论提出了控制轧件扣头问题的技术措施方法。该方法在不改变钢坯加热条件的前提下，通过适当调配轧制制线高度，并匹配轧机的压下量和辊径差等参数即可控制轧件扣头问题。这一方法不需增加设备投入，即可基本消除轧件扣头现象，并将上下辊力矩不均控制在10%以内。该成果曾通过湖北省技术鉴定，被评定为国际领先水平，并获得武汉市成果二等奖。自1996年4月起此项成果已成功应用于生产。191

120●应用范围这一成果对解决热轧生产中轧件不均匀变形问题具有普遍的推广价值。可在热轧型钢、开坯和粗轧机上推广应用。●经济效益及市场分析本项工作提出的抑制轧件扣头和预防接轴破坏的技术措施既有理论依据又便于实现。现场考核表明，不需增加设备投入，只需适当调配轧制线高度、轧机的压下量和辊径差等参数，即可基本消除轧件扣头现象，又将上下辊力矩不均控制在10%以内。从而使本架轧机工作和后续轧机咬入正常，设备事故趋近于零，大幅度减少故障时间，提高设备利用率，降低设备维修费用。某大型热轧厂应用该项技术年创直接经济效益1100余万元。取得了显著经济效益和社会效益。金属—耐材高温复合结构热—机械行为开发及应用技术●项目特点针对炼铁高炉、炼钢转炉、连铸中间包、钢水包、鱼雷罐车等高温冶金容器及加热炉、高温管道等热力系统设备的共同结构和负荷特点，综合利用计算机仿真和现代电测及激光测试分析技术，开展其在生产过程中的热行为、变形行为及强度行为的内部机理和外在表现的基础理论研究，形成了金属——耐材高温复合结构热——机械耦合行为的根系方法和设计理论，并成功地应用于300吨钢包裂纹生成分析及改制设计，转炉延寿技术及工艺确定、高炉下降煤管的塌落事故评估和治理以及转炉等高温结构的设计和行为控制等方面。其中300吨钢包裂纹生成分析及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理以及改制研究工作明确了原有进口大型钢包裂纹的生成机理及防治方法，并首次奖圆弧底和整体小耳轴应用于大型钢包，使新钢包的各处应力分布较为均匀，应力水平降低，最大应力较原有钢包下降约40%，各种最大应力均避开了焊缝位置，焊缝和水口附近的应力水平下降了60～70%。其结果使钢包的机械强度指标较原有钢包有了很大改进，特别使焊缝和水口附近改善明显。在提高钢包使用寿命、降低包重、减少维修费用等方面取得了令人满意的效果，并彻底替代了原有进口钢包，取得了巨大的经济和社会效益，该项成果现已在宝钢全面推广。●应用范围可用于炼铁高炉、炼钢转炉、连铸中间包、钢水包、鱼雷罐车等高温容器及加热炉、高温管道等热力系统设备的分析和设计。经济效益及市场分析：本项成果的应用可以有效地改善研究设计对象的强度指标和使用性能，最终提高其使用寿命、减少维修费用等。冷热型钢的高速锯切技术与装备●项目特点191

121热锯机和冷锯机市广泛应用于冶金厂型钢、尤其市异型断面型钢轧制生产线上的一种切断设备。它们的主要作用市将轧机轧制出来的轧件切头、切尾和切定尺。由于锯机的进锯速度远小于锯齿线速度，所以每个锯齿只能刮下极薄的一层金属。这样其它切断方法所无法比拟的。另外，较其它切断设备，锯机具有设备简单、重量轻以及生产效率高的优点。该项工作经过近20余年的工作，从基本锯切理论入手，针对不同的锯切对象和使用环境，利用现代设计理论和技术成果，通过对锯片设计、制造和热处理等方面的全面研究，在锯片设计和质量控制等方面取得多项突破，并且锯片的高强度、高刚度、长寿化、不同型钢锯切断面的无（小）毛刺、小变形等等方面形成系列专有技术。上述成果已分别通过原冶金部技术鉴定、并有多项获得省部级科技奖，有两项获国家专利授权。●应用范围这一技术可广泛应用于型钢产品的冷热高速锯切。●经济效益及市场分析上述技术的应用可使锯片使用寿命提高2～10倍，最大锯切电流平均下降了25%，毛刺高度和型断面变形得到有效控制。板带轧机板形控制技术●成果简介提高板带轧机板形质量的一个重要途径是采用新的板形控制技术。目前普遍采用的诸如加大弯辊力、采用可移动中间辊等手段在提高了轧机板形控制能力的同时，也带来了轧辊剥落、辊耗增加等负面结果。目前国内已经投产的板带轧机在板形控制方面均存在一些不足。本成果在板形控制和辊形设计思想上实现了突破和创新，通过与宝钢和武钢等大型钢铁企业的合作，获得了板形质量明显提高的实际效果，年经济效益超亿元。获得了包括国家科技进步一等奖、原冶金部科技进步一等奖在内的多项奖励。本成果的主要内容包括：l板带轧机变接触轧制技术板带轧机变接触轧制简称VCR（VaryingContactRolling），由与轧机形式相适应的辊形设计（“VCR变接触支持辊”、“均压型PPT中间辊”、“轴向移位变凸度工作辊”和“ASR非对称自补偿工作辊”）及配套的工艺制度、控制模型和带钢平坦度检测装置等多项技术所组成。具有增强轧机对板形的调控能力、提高消化来料板形和规格波动能力、使机架间负荷分配趋于合理、保证轧制过程顺行、提高板形质量和生产率、实现超平材超薄材等极限难轧品种的轧制、降低轧辊及轴承消耗等效果。武钢和宝钢等企业的冷热连轧机已采用了这项技术。l板带轧机板形控制模型191

122板形控制模型与控制系统是现代化板带轧机的重要标志，是实现板形自动控制的关键。通本单位自主开发了热连轧机板形自动控制模型、板形板厚解耦模型、冷连轧机的弯辊自动设定模型和板形控制目标生成模型，并成功应用于大型工业轧机，属于国内首创。该技术的开发和应用，不仅提高了轧机板形自动控制的水平，改善了产品质量，提高了生产效率，同时也显示在板形控制这个国际前沿领域，我国的理论研究和技术开发已经达到了国际先进水平。●应用范围及效益本项技术不需要对设备进行大的改造，因此适合国内的各类四辊、六辊轧机，如常规四辊、HC、CVC、WRS、PC等薄带轧机以及中厚板轧机等。我国已经投产和正在建设的宽带钢轧机和中厚板轧机有几十套，以年产200万吨的连轧机为例，通过提高板形质量，年经济效益可达千万元。GS煤气高速燃烧器成套装置●项目简介GS系列煤气燃烧器的特点及性能指标（1）喷出速度高GS烧嘴的喷出速度最高可达350m/s，为国内同类产品的5倍以上；（2）噪音低在喷出速度为200m/s时，噪音只有75-78dB（A），而国内同类产品在60m/s喷出速度时的噪音通常已达80dB（A）；（3）速度和温度的可调范围大GS烧嘴的喷出速度可在50-450m/s范围内灵活调节，炉内温度的控制范围为150-1500℃；（4）炉内温差小最小可小至5℃；（5）燃料调节比大GS烧嘴在正常空燃比（a=1.05~1.06）情况下，调节比为3~5；在用于调温时，调节比可以大于30。（6）适用燃料广本燃烧器可使用的燃料包括：天然气、液化气、焦炉煤气、混合煤气、热脏煤气、荒煤气等热值在3.5MJ-90MJ/m3的各种气体燃料。（7）配套设备功能齐全、性能好GS系列煤气燃烧器除可单独使用外，尚可配置一些其它设备以提高自动调节能力和自动控制水平，这些配套设备包括：GDY型高压电点火器、ZHJ型火焰监测器、RK型自动点火与燃烧程序控制器。●应用范围本产品可以应用于各种燃用气体燃料（天然气、液化气、焦炉煤气、混合煤气、热脏煤气、荒煤气等）的工业炉窑,特别是在环保要求高的地域。●经济效益与市场分析GS煤气高速烧嘴（燃烧器）是国内最先进的煤气燃烧器之一。其经济效益主要来自于：（1）由于煤气在烧嘴内燃烧，燃气从烧嘴喷出的速度很高（通常在100m/s以上，是普通烧嘴的几倍），因此可以相应加大炉内气体的流动速度，强化炉内对流传热，提高炉内料坯或工件的加热速率，从而可以收到节能、降耗、减少烧损和提高生产率的效果；（2）由于炉内气流速度的加大，还可以加强炉气的循环和搅动，极大提高炉温的均匀性，从而使料坯或工件的加热质量具有更好的保障；（3191

123）采用高速烧嘴的工业炉窑，由于炉温的均匀性将主要依靠炉气的强烈循环来保证，因此可以减少炉子的烧嘴和分烟道数目，这不仅有利于简化炉子设计，而且可以简化炉前煤气和空气管道系统。液化气/天然气切割与焊接机具●项目简介切割与焊接是各行各业广泛采用的金属加工形式。其中，气割与气焊是利用可燃气体在燃烧时放出的热量加热金属和进一步实现对金属进行切割或焊接的一种气体火焰加工方法。由于气割和气焊具有设备简单、使用灵活方便和比其它焊割方式（例机械切割）效率高、能在各种部位实现焊割作业等特点，目前应用还十分普遍，特别是广泛用于钢板下料、铸件冒口切割和较薄的工件及熔点较低的有色金属的焊接。在气体焊、割中，传统的氧－乙炔焰切割与焊接技术目前在我国还占据着大约90％以上的市场，但是由于乙炔是由电石与水反应生成的，而生产电石要消耗大量电能和其它一些贵重工业原料，加之乙炔还是重要的化工原料，可以进一步合成多种化工产品，因此将乙炔作为工业燃气烧掉不仅对资源是一种浪费，而且对环境有着严重污染，所以如果能广泛使用天然气或液化气（液化石油气）代替乙炔进行火焰切割和焊接，将不仅可以收到节约能源、降低成本（80％以上）的效果，而且十分有利于资源的合理利用和环境保护。本技术已在大庆、新疆、吉林、胜利等几个油田获得工业应用，并已取得了国家专利，专利号为：射吸式液化气、天然气焊炬，实用新型专利98204699.5和射吸式液化气、天然气焊割两用炬，实用新型专利98204670.5●应用范围油田、铸造、机械、建筑等行业的大批量切割或焊接，一切天然气或液化气方便的地方的切割或焊接。其优越性在于：Ø切割质量高Ø环境污染轻Ø投资少Ø使用性能比乙炔安全可靠●经济效益与市场分析天然气、液化气焊割机具替代乙炔气机具，切割成本仅是乙炔机具的20％～50％。实验证明，在切割量相同前提下，所耗液化气少于乙炔。例如：吉林油田的试验报告表明使用2.5kg的液化气与使用5.5kg的乙炔气切割量相等;新疆油田的测试表明使用12.5的液化气与使用2瓶5.5kg的乙炔切割量相等；大庆油田的试验报告表明使用一瓶15kg的液化气与3瓶5.5kg重的乙炔切割量相等;胜利油田96年全面推广使用液化气焊割机具，据统计每支手工割炬每年可节约焊割成本2000元以上，胜利油田有4500支割炬在使用，因此每年节约焊割成本900万元。本项技术对于油田尤其有着明显的效益，因为可以使石油气得到综合利用，以前丙烷气是与丙烯、天然气混合液化作为民用，售价仅为用于焊割的60%左右。水煤浆工业炉窑燃烧与应用成套技术191

124●项目简介水煤浆是一种采用物理方法制备而成的全煤基、流体化的洁净煤燃料。所以采用本项目的主要目的在于：代油应用以提高经济效益或代煤应用以满足环保要求。在代油市场上与其他以煤代油方式相比具有以下特点：l对原烧油设备（储罐、管道、仪控系统等）利用程度高，代油工程改造费用低；l不需增设煤场，节约占地面积；l运输损失和储存损失小；l燃烧效率高，物理不完全燃烧损失小；l便于实现燃烧过程和生产工况的自动调节、优化控制和计算机智能管理，从而不仅有利于工人劳动条件的改善和劳动强度的旧的降低，而且有利于生产工况的稳定和产品质量的提高；l储存及使用安全，无自燃着火与爆炸之虞。与其他煤基燃料（粉煤、块煤）相比，水煤浆具有如下优越性：l易于运输、储存，特别是在我国目前铁路运力严重不足情况下，如果结合管道输煤而广泛应用水煤浆，将非常有利于缓解铁路交通紧张的局面；l由于采用雾化燃烧方式，燃烧强度明显高于煤的层状燃烧；l在燃料投入量和燃烧工况的调节、控制方面，明显比粉煤来得容易，而且准确可靠；l使用安全性好；l对大气环境的污染较轻；l投资和运行成本低于煤的气化和液化。本项目系六五和七五期间的国家重点科技攻关研究项目，总计通过了七项省部级鉴定和国家级鉴定验收，达到世界先进水平，1991年获得冶金工业部科技进步二等奖，1993年获得国家科技进步三等奖，并被列为95国家科技成果重点推广项目（项目编号为：工-1-2-1-19），成立有国家水煤浆工程技术研究中心工业炉窑燃烧技术研究所，负责推广应用。●应用范围各种工业炉窑和采暖锅炉●经济效益与市场分析代油应用的经济效益主要决定于油、煤的燃料差价。一般而言，两吨水煤浆可以代替一吨油燃烧应用，目前油的价格为1600~1800元/吨，而水煤浆的价格为400元/吨，因此取代一吨油即可获益1000元。代煤应用的经济效益主要来源于燃烧效率、设备热效率的提高，产品能耗和成本的降低，氧化烧损量的减少，烟气对大气环境污染的改善。工业应用表明，一座年轧钢10万吨的工业炉（燃用水煤浆1万吨左右），其综合效益每年可增加100万元左右。KD型全液压开铁口●项目简介191

125KD型全液压开铁口机是北京科技大学和桂林冶金机械厂共同开发研制的现代化打开高炉出铁口的机械设备。与气动开铁口机相比较，全液压开铁口机钻削开口的工作油压是风动开铁口机风压的20～30倍，故钻削、冲打能量大，工作可靠，结构紧凑轻便，且可省去专用空压机，节省投资。与电动开铁口机相比较，具有冲打功能，开口速度明显加快，开出的孔道平直光滑。KD型全液压开铁口机既可以和液压泥炮布置在炉前主铁沟的两侧；也可以和液压泥炮布置在炉前主铁沟的同侧。另外，选用全液压开铁口机可以和液压泥炮共用液压泵站，从而减少投资。●应用范围KD型全液压开铁口机已形成系列产品，可用于各种不同容积的高炉，用来快速打开出铁口。目前已经在酒钢、沙钢、柳钢、韶钢、马鞍山、北台、唐山、萍乡、长治、遵化、南昌等地的高炉上推广应用了三十多台。●经济效益和市场分析全液压开铁口机操作简便，开孔效率高，消耗明显降低，使用性能良好。某厂同时采用了风动开口机和液压开口机，风动开口机每次打开出铁口要6分钟，每月消耗钻杆6吨，而液压开口机每次开口时间不超过一分钟，每月消耗钻杆不超过一吨。故全液压开铁口机具有明显的经济效益和和社会效益。KD型液压矮泥炮●项目简介KD型液压矮泥炮是BG型液压矮泥炮的更新换代产品。由北京科技大学设计，西安冶金机械厂制造的BG型液压矮泥炮于1986年和1988年通过冶金部的鉴定，多年来，已在二十六个省市推广应用，曾获得国家重大技术装备攻关一等奖，国家科技进步二等奖等八项国家级奖励。根据BG型液压矮泥炮多年来的使用经验，吸取国外液压泥炮的先进结构，于1996年对BG型液压矮泥炮做了重大改进，并改名为KD型。KD型液压矮泥炮的主要改进之处为：1.将原来的旋转、压炮、打泥三个动作改为旋转、打泥两个动作，从根本上消除了两个压炮油缸动作不同步的可能性，进一步提高了泥炮动作的可靠性。2.在旋转机构中增加了一个平面四杆机构，保证了炮嘴在出铁口内外做近似直线运动，炮嘴在贴紧泥套压炮时，炮嘴不会左右移动，有利于提高泥套的工作寿命。3.将打泥量行程指示装置做了改进，结构简单，工作可靠，故障率低。4.液压站统一采用手动阀台，具有工作可靠，操作方便等优点。●应用范围KD型液压矮泥炮已形成系列产品，可用于各种不同容积的高炉，用来堵塞高炉的出铁口。目前已经在马鞍山、安阳、柳州、韶关、北台、济南、邢台、石家庄、张家港、长治等地的高炉上推广应用了五十多台。●经济效益和市场分析191

126用户一致反映：KD型液压矮泥炮结构合理，性能良好，工作可靠，是理想的堵铁口设备。是高炉大修时必不可少的产品。可降低炉前消耗，改善工人操作环境。具有明显的经济效益和和社会效益。大板坯连铸机力能参数和力学强度研究技术●成果简介为了成功地研制板坯连铸机，首先必须完成铸机力能参数和力学强度研究。力能参数方面的研究主要包括：结晶器振动模态参数动力学研究、拉矫机矫直力及拉坯阻力的研究等；力学强度方面的研究主要包括钢包回转台、中间罐车、振动机构框架、拉矫机机架等重要部件的强度、刚度及动力学研究等。同时，为了考核连铸机实际装备水平，还应对板坯连铸机的力能参数和力学强度进行现场实测，我校在这些方面都进行了深入研究，并取得了丰硕成果。在消化移植武钢的大型弧型板坯连铸机的工作中，我校承担了板坯连铸机力能参数和力学强度的研究工作，在研究中应用了三维有限元法、最优化设计、模态分析、频谱分析等先进设计分析方法，取得了精确的计算结果。并在大规模系统测试的基础上，运用了系统仿真等现代手段，使我国的铸机分析研究达到新的水平。武钢连铸机经过三年的研究和制造，于1989年投产一次成功，月产量超过原设计指标，铸坯合格率达到了99.78%，该项目荣获国家科技进步一等奖和冶金部科技进步一等奖●应用范围此项成果获得了国内外有名专家好评，成果具有普遍应用及推广价值。可以将本项目中应用的方法和手段以及取得的成果推广到各种铸机上，为提高国产连铸机的装备水平做出贡献。●经济效益及市场分析运用上述成果，可以有效地改善连铸机的强度指标和充分发挥连铸机的使用性能，最终提高产品的质量，创造良好的经济效益。高强度冶金机械链条●项目特点采用有限单元法、光测弹性力学法、极限载荷测试以及链条系列产品的计算机辅助设计（CAD）等先进技术，使产品的设计水平大为提高。通过链板应力场及位移场分布特征的研究，改善了危险断面的应力水平分布，提高了产品的极限破坏载荷。通过对产品的材质和热处理研究，提出了满足高强度要求的新材质及合理的热处理工艺，细化了晶粒，减少了表面脱碳和变形，提高了零件的高温强度和抗回火稳定性等性能。191

127该链条与传统产品相比，其强度提高了20%，使用寿命提高了3～4倍，具有明显的经济效益和社会效益。该项成果曾通过了原冶金部技术鉴定，被评定为国内领先水平，并获得了冶金部科技成果三等奖。其产品先后被评为冶金部优质产品及国家科委和冶金部推荐推广使用的优质产品。已在生产中应用。●应用范围适应于冶金矿山设备使用的大型非标链条。●经济效益及市场分析本项成果的应用可以有效地延长链条的强度指标和使用寿命，最终提高其使用寿命、减少维修费用等。转炉炉壳变形及寿命判断研究技术●成果简介本项目针对转炉炉壳发生的严重变形、危及正常生产的问题进行了研究攻关，利用现代先进的测试、有限元等多种技术，找出了炉壳变形的原因、规律和机理，对炉壳的残余寿命做出了正确判断并进行了整形处理，消除了设备的重大隐患，延长了炉壳寿命，创造了良好的经济效益。利用激光轮廓测试系统对炉壳变形及温度分布进行了全面测量，找出了炉壳变形原因、变形速度及规律，并提出了抑制炉壳变形的对策。通过对炉壳进行了多工况三维有限元大型综合分析，包括炉壳机械应力、膨胀应力、温度场及热应力、托圈应力以及支撑系统的应力。计算模型有创新，通过计算掌握了炉壳变形场及应力场，并提出了炉壳与托圈的极限安全间隙的界限。在国内外首次成功地采用了“火攻+机械牵引”方法，对大型转炉变形后的炉壳进行整形，使用效果良好，有效地延长了炉壳寿命。对炉壳材料的各种基本物理性能进行了系统的实验研究，做出了不同材料在不同载荷和温度条件下的蠕变曲线，摸清了现有炉壳的蠕变规律，并对炉壳残余寿命进行了成功预测。本项目达到了国际领先水平，并荣获1998年国家冶金科技进步一等奖。●应用范围本项目取得的所有研究成果均可推广到国内的氧气转炉上，这对延长转炉炉壳的使用寿命有着积极的意义。●经济效益及市场分析该项目的研究成果已经成功地应用于宝钢300吨转炉，宝山钢铁股份有限公司认定，该项目共创造经济效益4198.43万元。若将此项技术运用到各种转炉，也将获得可观的经济效益。191

128基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统●项目简介任何具有温度的物体表面都会产生红外线，利用红外线感应装置和计算机信息处理与成象技术，可以将物体表面的温度场以可视画面形式显示出来——红外图象。采用现代的图象分析与处理技术，结合被检测设备的结果参数和现场可方便采集的一些其它数据，如电信号、压力、流量等参数，利用先进的模糊聚类、神经网络、人工智能等理论可以对热设备的运行状况进行有效的在线检测、故障分析与趋势预测。设备运行状况的在线评估与故障分析和诊断一直是生产实际中有待解决的问题。本项目的主要特点是：红外图象可以实现非接触的、在线（或离线）检测，也可以做离线普查。基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统除红外图象以外的其它信息可根据现场实际情况适当提供，并不强行要求。当然信息越多越准则判断的结果越客观，因此具有智能性。目前已有针对催化裂化、加热炉、常用电器设备等多套专用的设备运行状况评价和故障诊断系统通过鉴定，并在多处投入实际使用，受到普遍好评。●应用范围凡设备运行状态发生变化时会伴随有温度变化，且此变化会以某种方式在设备表面反映出来的，均可以应用本项目。例如除前述各项以外还有钢包衬里状态的在线监测、楼房保温效果评估、具有同性质多轴承（外轴承）的机械系统的轴承磨损与平衡的在线评价与分析等。工业生产中的现代控制技术●项目简介本项目来源于工业生产实践，用智能控制技术代替或结合传统控制技术，实现操作自动化和过程的最优控制。主要包括应用锁相环技术实现严格的同步要求，基于神经网络的压力调节器，利用专家智能系统提高操作自动化水平。本项目获得冶金部科技进步二等奖。●应用范围工业生产过程自动化领域均可采用该项技术成果。●经济效益本项成果的应用可改善生产工艺条件、节约能源、提高生产产量和质量。投资回收期半年或一年。191

129转差型异步电动机矢量控制变频调速装置●项目简介本项目为异步电动机高性能运行的变频控制装置，调速范围1:100，实加负荷的最大动态速降小于0.5%，动态恢复时间0.1秒。功能完善，可应用于恶劣环境下，可靠性高。该项目获冶金部科技进步四等奖。●应用范围可应用于各种传动调速场合。●经济效益通过调速传动可提高生产率和产品质量，应用于变转矩场合具有显著的节电效果（节电20%-30%）。投资回收期为一年。智能型低压无功补偿成套装置●产品简介本产品是集电网无功补偿和运行状况监测于一体的机电装置，是改善电网质量的高效节能设备，是城市电网和农村电网实施现代化管理的基础设施。对满负荷的配电变压器可增容10~30%，在普遍推广的情况下，可降低线损30%，符合电力部门要求的分散补偿和就地补偿的原则。产品通过了河北省科委的生产鉴定（冀科鉴字[1999]第902号），并进行了批量生产和挂网运行，取得了显著的经济效益。本产品的控制模块和数据采集模块全部采用新型单片机和大规模集成电路，开关模块采用大功率晶闸管，实现了电容器组的零电压投入和零电流切除，无合闸浪涌电流冲击，无火花和谐波干扰。产品特点：1.实现了控制模块的数字化和智能化，开关执行单元无触点，确保了控制精度和装置运行的可靠性。2.可灵活设定过压、欠压、欠流、延时等参数，并具有缺相保护控制。3.采用了数字滤波、程序陷阱、看门狗监控等软硬件技术，增强了装置的鲁棒性。4.采用了新型传感器件，提高了检测精度。5.具有数据采集功能和标准通信接口，可实现远程实时监测和计算机连网管理。6.采用模块化结构设计，易于维护和升级，产品系列化，可满足不同用户的需求。●适用范围机械制造、冶金、矿山、铁道、轻工、化工、建材、油田、港口等使用工频380V的配电电网，生活小区、商业区、学校及农村电网缺乏无功补偿的低压用户和室内配电站、箱式变电站及户外台变。●经济效益191

130全国每年需求量约6万台，按每台平均价1.5万元计约9亿元的市场额度。数字化综合安防系统●系统简介数字化综合安防系统是基于宽带局域网和TCP/IP协议的计算机实时多媒体监控系统，面向军事或民用仓库群、数据中心、商务办公楼等对安全要求较为全面的场所，本系统在某军区后方仓库投入运行后，获得了良好的经济效益与社会效益。本系统由一个监控中心和多个分布在不同监测区域内的前端计算机组成，前端计算机连接各种检测装置，实时采集各类安全信息，根据预先设定的权限、逻辑和规程进行局部控制，并将安全信息通过数字通信线路上传到监控中心的各类监控终端上，实现集中的、全局的、实时的安防监控。整个安防监控网络可以覆盖几十平方公里的区域。系统特点：1.利用各种采集装置或专用板卡实现了安防信息的全部数字化，在网络平台上进行数据通信，取代了传统的模拟线路。可接入Internet，实现超远距离监控。2.包括视频、音频、IP电话、门禁、气候环境、警匪、巡更、物品柜等的监控管理，安防信息完备。3.系统为模块化结构，每个模块监控一类安全信息，可根据用户需求进行组合，系统界面和参数可定制。4.各个模块相互关联，分工协作，实现了多种安防手段的连锁动作。5.采用了集中管理和分散控制的功能结构，具有很好的系统可靠性。电动机智能监控器●项目简介电动机智能监控器以16位87196单片机为核心，集电机保护和电度计量为一体，能对电动机进行自动检测、保护、监控，并实现计算机联网。具有逻辑判断能力强、运算速度快、保护功能强大、性能可靠、动作准确、操表方便等特点。一机多用，可以取代传统的电流互感器、电流表、功率表、电度表、热继电器和时间继电器。主要特点：1.检测：三相电流、电压、电机功率、电度值。2.显示：循环显示三相电流、电压，过流、过压、欠压、故障数值跟踪、记忆显示。3.保护：堵转、短路、不平衡、漏电、断相、过欠压及过流等。4.通信：有RS485通信接口，一台上位机可接256台监控器，并且可以和无线电台组成遥控系统。5.操表：通过手持式遥控器，抄录电动机的电流、电压、功率和电度值。●应用范围191

131智能监控器是石油、化工、电力、冶金、煤炭、轻工、纺织等行业电动机保护、监控、电度计量的理想装置。●经济效益智能监控器的硬件成本为200元左右，市场上一般的保护器（无电度检测、无遥控操表功能）的价格为1000元；每台差价为700到800元，价格空间非常大。具有谐波治理功能的数控就地TSC动态无功功率补偿装置●产品简介具有谐波治理功能的数控就地TSC动态无功功率补偿装置由北京科技大学和北京三义电力电子公司共同开发，已达到国际上低压电容器投切式TSC同类产品九十年代的先进水平，并已多次获得国家科委等部门颁发的证书。该装置的配置分为基础柜和扩展柜。装置采用标准柜体，为8MF冷弯模数化孔型钢组合成的KS系列柜体，电源进线方式为下部进线，功率单元为挂装式模块，控制单元为大板结构。补偿技术采用16位单片机87916KC，在网压低于所设定的支持网压时，按Cosφ=1进行补偿；在网压高于所设定的支持网压时，计算机自动采用网压支持算法，使电网电压维持在所设定的支持网压上。装置实时对网压、各次滤波的补偿电流、晶闸管温度进行监控，同时该装置具备故障自诊断功能及“故障容错运行”的特殊功能，即当系统检测出装置中某一组出现故障会自动安排相近的补偿单元投入运行，并显示和自动切除发生故障的补偿单元，从而提高装置补偿的连续性。该装置根据感性无功功率的大小投入一定路数的谐波滤波器，它们对50Hz正好构成8：4：2：1比例的容性无功电流。最小电容量的那一路为单位电容量，决定补偿精度。在无0序电流的情况下，三相不平衡负载的平衡化可归纳为补偿后三相无功电流完全等于零。TSC动态无功功率补偿装置在规定的应用条件下，功率因数由0.75补偿到0.95，供电线路及配电变压器损耗降低到2%以下，供配电能力提高20%，5次以上谐波的治理能力达70%，起到了增容、降损、节能、净化电网的作用。TSC动态无功功率补偿装置适用于电网功率因数低、出现三相负载极端不平衡、对电网质量要求高、对谐波污染严格限制及一些因大型电感性负载启动而对其它设备的正常运转造成影响的场合。●应用范围能够广泛应用于冶金、建材、化工、有色、造纸、煤炭、民用住宅小区及公共设施的供配电系统的无功功率补偿和谐波治理。●经济效益191

132采用TSC动态无功功率补偿装置的补偿效果十分明显，可以提高电网功率因数、稳定网压、滤除谐波。在攀枝花新钢钒股份有限公司线材厂，该产品投入使用后，年综合节约电量14500.5MWh，价值551万元，每年减排二氧化碳15259.4吨。铝箔（带）高速高精轧制控制技术●项目简介“高速高精轧制控制技术攻关”属国家“八五”技术攻关课题,解决某铝加工厂1350mm中、精两铝箔轧制机组存在的影响高速高精轧制的控制技术问题。该项目于1996年通过技术鉴定，1997年获中国有色金属工业总公司科技进步二等奖。主要技术创新点一是采用了新型全密封张力传感器，实现张力直接闭环，提高了张力控制稳定性和精度，克服了原德国产传感器结构不合理、使用寿命低（仅半年）、必须在线标定的缺点，不仅寿命长使用方便，而且价格仅为同类进口传感器的1/10。精度误差小于1/1000，能有效保证高速轧制时张力稳定，板形良好，防止断带，提高厚度精度。第二个创新点是采用了两级计算机控制系统结构，改进控制策略，加强控制功能，提高了控制精度。该系统有以下特点：1.采用模糊控制技术进行张力AGC控制。2.采用智能化非线性变系数法，解决了直接张力控制投入时系统稳定性问题。3.采用模糊卷径记忆法，提高了卷径计算精度。4.采用最优控制技术，实现了质量最优、面积最优和重量最优。5.采用压下和张力协调控制，提高了厚控系统的稳定性和控制精度。6.采用“双重化改造作业法”，基本做到不停产改造调试，对生产的影响减至最小，提高经济效益。7.采用“基于专家经验的工艺参数预设定和二次优化设定”模型，提高了设定精度。●应用范围该项目的有关技术可以单项或多项技术形式在进口铝箔轧机、国产铝箔轧机和其它箔、带轧机上推广应用。●经济效益该技术的实施可使轧机速度提高约20%-50%，最高轧速达900-1000米/分。产品厚度误差在±3%以内，成品率达80%以上，达到国际先进水平。铝箔产量质量的提高，可实现用国内产品代替进口产品，并提高产品在国际市场上的竞争力。以成品率为例，若每提高1%成品率可以降低成本300元/吨，年产1000吨铝箔，成品率从60%提高到80%，则年经济效益为6百万元。GPS车辆跟踪监控定位报警系统●项目简介191

133GPS是全球卫星定位系统的简称。本系统采用GPS技术、GIS技术，集通讯、报警、定位、防盗等功能于一体，专门用于各种车辆（移动目标）和固定目标（储蓄网点等）的定位跟踪、报警监控。　　本系统由监控调度指挥系统、车载设备和室内报警系统三部分组成。监控调度指挥系统由调度、报警、电子地图及大型数据库组成，基本设备是计算机系统和通讯电台以及大屏幕投影仪等，安装在公安局110报警指挥中心（或保卫部门）。车载设备由GPS卫星接收机、计算机和电台组成，安装在车上。室内报警系统由报警探头和无线发射机或电话报警装置组成，安装在金库、储蓄所等重要场所。该系统对移动目标的管理功能有：　　1．调度：监控调度系统可以和任何一台车辆单独通话，也可以和所有车辆同时进行通话；还可以随时监测每台车的状况（无须打扰司机），这样便于车辆的集群调度。　　2．定位跟踪：将车辆的位置、速度信息显示在电子地图上，以便于监控、调度。系统具有测量车辆行驶距离、保存并调阅车辆的历史行车信息等多种功能。还有车辆越区报警功能，这一点对于银行系统车辆尤为适用。　　3．跟踪报警：当车辆遇到打劫时，司机只要触动暗藏开关，即可发出报警信号，报告公安机关进行处理。　　系统还可对固定目标（储蓄网点）实施管理，当储蓄所、金库等场合发生被盗、被抢、火灾等情况时，现场的无线发射机或电话报警系统立即向监控调度指挥中心发出相应的报警信号。针对市场需要，已开发了三种GPS车辆跟踪监控定位报警系统：1．监控十台运钞车,适用于地市县级银行。2．监控300个用户(包括50个移动点和250个固定点)。3．监控2000个用户(包括500个移动点和1500个固定点)。●经济效益GPS系统在我国有广泛的市场前景,仅以银行系统为例,约有30亿元的需求，而目前的市场还处于初级阶段。已有的车载GSM-GPS样机，成本为2500元，售价为5000元。可广泛应用在出租汽车、运钞车、急救车、消防车和私人轿车上。具有网络功能的车载计算机信息系统●项目简介具有网络功能的车载计算机信息系统是一个融合GPS卫星导航技术、电子地图技术、计算机系统集成技术、人工智能技术、语音识别技术、数据处理技术、微电子技术等高科技于一体的未来型产品。是一种具有强大信息处理功能（包括导航功能）的车载计算机系统。191

134系统功能有：汽车导航仪，能够提供电子地图，计算行车距离，自动寻找到达目的地的最佳路线。在车辆行驶时，将本汽车的位置显示在屏幕上的电子地图中，并用语音提示前方转弯、道路情况，告知到达目的地的时间。随着我国智能交通系统的建设和完善，还可以自动接收路况信息，了解前方道路的堵塞情况，重新确定快捷的行车路线。可以看电视、听音乐CD，还能够监测汽车的本体状况（汽车速度、方位、距离、时间、油耗、温度、防盗报警）。可通过Internet收发电子邮件。●应用范围全国电子地图查询、全国各大城市的交通信息、车辆运行导航、车辆跟踪防盗、车辆和人员的急救服务、多媒体服务（e-mail和实时图象传输）、货车配货服务。●经济效益据保守估计，该产品5年后的市场销售量可达15万台，其中市场销售3万台，轿车厂家配套12万台，市场总值约为15亿元（每台平均售价1万元），利润约为3亿元（每台平均利润2千元）。十年后的市场销售量可达到50万台，20年后的市场销售量可达到100万台。现已有车载计算机系统样机，成本为7000元，售价为13000元。国外同类产品价格为25000元。智能玩具—AP人性化机器人●产品简介本成果应用人工心理（ArtificialPsychology，AP）和人工智能理论，集成多种技术，将人类的情感、意识、智能赋予机器人。AP人性化机器人具有以下功能：能听会说，唱歌跳舞，知冷知热，回避障碍，认识主人，识别同类，性格成长。AP人性化机器人是一个系列产品，现有样品：1．智能爬虫2．走迷宫鼠3．智能娃娃4．智能表演团队●应用范围AP人性化机器人作为成人玩具和儿童玩具，将广泛应用于科普教育和素质教育，并可以作为高档礼品馈赠他人。●经济效益最小投资：300万元回收期：两年市场回报率：60%样品售价：1．智能爬虫：60元/个2．走迷宫鼠：70元/个3．智能娃娃：800元/个191

1351．智能表演团队：5万元/套烧结机尾红外热成像计算机视觉信息处理系统●项目简介受国家自然科学基金资助，自1990年开展该研究工作，已形成专利产品——红外热成像装置。济南钢铁集团总公司和北京科技大学于1999年6月签定了本项目的技术开发合同书，共同开发这一具有明显技术经济效益的新型烧结工况信息获取与智能化处理系统。该项目已于2000年12月通过验收。系统所涉及的主要技术包括：红外热成像、红外测温、图象抓取与处理、图象分割、特征变量的提取和选择，适应于烧结矿红外图像的滤波方法、以及烧结矿FeO含量和转鼓指数在线推断的数学建模，其中红外热成像技术及测温技术为国家专利技术。系统采用近红外成像技术，可以采集高温工业窑炉的工况图像，通过计算机图像采集转换成数字图像，在获得模拟和数字图像的同时，可通过视频缆和网络进行图像的传输，并可根据应用厂家的需求，任意或同时测取点、线、面的温度。在此基础上可根据厂家的要求，进行烧结矿的在线质量推断。该系统由两部分组成：1．红外热成像装置：提供清晰的工况图像。2．红外热成像计算机视觉检测及信息处理系统：红外热成像装置与计算机连接后，通过图像采集获得生产工况的数字图像，经处理构成红外热成像计算机视觉检测和信息处理系统。●应用范围红外热成像装置主要适用于烧结机尾红热带断面工况、加热炉内钢坯温度、热扎线钢板温度、高炉料面、高炉风口温度、水泥回转窑窑内物料等恶劣环境下的高温炉况的图像采集及温度检测，并可与计算机连接构成红外热成像计算机视觉系统，在获得所需工况图像的同时测取所关心的工况温度。目前该系统已经在水泥回转窑和烧结机上获得了成功的应用。组合型智能化家用空调器的控制方法与装置●项目简介组合型智能化家用空调器是一种基于全新的控制策略的空调，已通过国家家用电器检测中心的检测（检测报告编号WK—94—020），全部性能指标均达到了设计要求，同时已获得了国家发明专利（专利号ZL94105764.X），1997年11月在比利时布鲁塞尔举行的EUREKA国际发明博览会上获得银奖。191

136以最佳人感舒适度为控制目标的家用空调装置将取代仅以最佳温度为控制目标的家用空调器，人感舒适度中所包含的各种因素（封闭环境下温度、湿度、空气洁净度、空气流速）间具有相互制约、不确定性与非线性的关系。我们首次提出了并行、协调处理诸因素的因果关系定性推理模型；采用了瞬时静态控制与过程动态控制有机结合的控制策略；同时，采用通用并行算法与知识库共享等技术，提高智能化程度。与目前国际上较先进的模糊空调器相比，该产品在结构与功能上有以下特点：1．在现有空调器的基础上，增加烟尘传感器并与加湿器、通风机等“内在联结”。在窗式的情况下，构成组合型、一体化的空调装置；在分体式的情况下，有一附加设备与主机相联即可。无论何者，均基本上保持现有空调器的机电结构，并统一在装入空调器内的智能控制器的控制之下,并行采样、并行发出控制命令。2．增加一室外传感器。为防止室内外温差过大对人体的损害，而对“温度舒适区间”作动态调整。3．对人感舒适度所含诸因素进行并行、综合、动态处理，可有效防止“空调综和症”。4．一旦根据国际（或地区）标准设定舒适区间后，即可全自动运行并进行制冷制热的全自动转换，大大提高了自动化程度（不用摇控器等）。5．具有自适应、自组织、自寻优功能；有较好的性能价格比；具有对柜式空调与中央空调“终端”处理的普适性。●应用范围与普通空调器应用范围相同，可广泛应用于家庭、宾馆饭店和单位等场所，可应用于柜式、分体、窗式等型空调中。●经济效益该产品是一项实用性很强的发明，投入社会后，将创造很大的经济效益和社会效益。据初步估计，如果仅生产控制器部分，每7000块可创纯利100万元左右；如果生产整机，每7000台可创纯利1000万元左右。整机生产所需厂房、设备投资与普通空调器的生产规模相同，仅需增加新型控制器的生产车间。组合型智能化家用空调器的控制方法与装置●项目简介1．整体定位；组合型智能化家用空调器是一种基于全新的控制策略的空调。2．技术特点(1)全新的观念，全新的目标新的追求——人感舒适度，既封闭环境下温度，湿度，空气洁净度，空气流速的综合与协同，一种以最佳人感舒适度为控制目标的家用空调装置将取代仅以最佳温度为控制目标的家用空调器。(2)新颖的方法，先进的技术人感舒适度中所包含的各种因素间具有相互制约、不确定性与非线性的关系。我们首次提出了在综合语言场中并行、协调处理诸因素的因果关系定性推理模型；采用了瞬时静态控制与过程动态控制有机结合的控制策略；同时，采用通用并行算法与知识库共享等技术，提高智能化程度。(3)实用化功能，组合型装置191

137对比中见本质。与目前国际上较先进的模糊空调器相比，在结构与功能上有以下特征：(4)在现有空调器的基础上，增加烟尘传感器并与加湿器，通风机等“内在联结”。在窗式的情况下，构成组合型，一体化的空调装置；在分体式的情况下，有一附加设备与主机相联即可。无论何者，均基本上保持现有空调器的机电结构，并统一在装入空调器内的智能控制器的控制之下,并行采样、并行发出控制命令。(5)增加一室外传感器。为防止室内外温差过大对人体的损害，而对“温度舒适区间”作一动态调整。(6)由于对人感舒适度所含诸因素进行并行、综合、动态之处理，故可有效地防止“空调综和症”。(7)一旦根据国际（或地区）标准设定舒适区间后，即可全自动运行并进行制冷制热的全自动的转换，大大提高了自动化程度（不用摇控器等）。(8)具有自适应、自组织、自寻优功能；有较好的性能价格比；具有对柜式空调与中央空调“终端”处理的普适性。●开发程度现在，组合型智能化家用空调控制器已通过国家家用电器检测中心的正式检测（检测报告编号WK—94—020），全部性能指标均达到了设计要求，同时已获得了国家发明专利（专利号ZL94105764.X）。●获奖情况1997年11月在比利时布鲁塞尔举行的EUREKA’97，该项发明获得尤里卡国际发明博览会银奖。●应用范围与普通空调器应用范围相同，可广泛的应用于家用空调及宾馆饭店和单位等场所，可应用于柜式、分体、窗式等型空调中。●经济效益及市场分析该项目是一项实用性很强的的发明，投入社会后，将创造很大的经济效益和社会效益。具初步估计，如果仅仅生产控制器部分，每7000块可创纯利100万元左右；如果生产整机，每7000台可创纯利1000万元左右。整机生产所需厂房设备投资等均同于普通空调器生产的规模，仅需增加新型控制器的生产车间带钢热连轧计算机控制系统●项目简介191

138带钢热连轧计算机控制是冶金企业计算机应用最早、最成熟、效益最好的。经过40多年的发展，已经实现了从加热炉、粗轧、精轧到卷取区的全线计算机控制，以及包括传动控制级、基础自动化级、过程控制级和生产控制级的多级分布式计算机控制系统。控制功能则从最初的以轧制规程设定计算和操作自动化为主，发展到以减少能耗、增加效益、扩大产品规格和品种、全面提高产品质量（如带钢的几何尺寸精度、板型、组织性能、表面质量）为主要特征的新阶段。新型控制理论与控制装置、网络通讯与信息技术等高新技术在该领域的应用日新月异，使带钢热连轧计算机控制保持着持续发展的态势，展现了良好的市场前景。北京科技大学信息工程学院自动控制研究所是以轧钢自动化为主要特色的科研机构，从上世纪八十年代以来，在我国轧钢自动化领域著名专家、我国带钢热连轧计算机控制开拓者之一孙一康教授的领导下，承担与参加了一系列国家和省部级带钢热连轧控制工程，取得了丰硕的成果，获得了多项国家和省部级重大奖励。近年来与高效轧制国家工程研究中心、北京麦思科自动化系统工程公司、武钢热轧厂等单位密切合作，在新型控制功能的研制开发、多级分布式计算机控制系统的软硬件集成、热连轧三电工程（计算机、电气传动、仪表）总承包等方面业绩突出，具备了各类轧制自动化系统的设计与集成、应用软件开发与调试、人员培训、投产保产的综合实力。●应用情况1．1988-1994年，武钢1700热连轧计算机控制系统更新改造，获冶金部科技进步特等奖，国家科技进步一等奖。2．1992-1995年，太钢1549热连轧三电系统工程，获冶金部科技进步一等奖，国家科技进步二等奖。3．1993-1996年，梅山钢铁厂1422热连轧三电系统改造工程。4．1996-1997年，承德钢铁公司中宽带热连轧机计算机控制系统。5．1996-1998年，攀钢1450热连轧机主辅传动数字化改造及基础自动化改造工程。6．1997-1999年，鞍钢1780热连轧计算机控制系统工程。7．1998-1999年，武钢1700热连轧精轧主传动数字化改造。8．1999-2001年，鞍钢1700热连轧全线计算机控制系统工程。9．2000-2001年，武钢1700热连轧卷取电气改造工程。散料电子流量计●项目简介散料电子流量计是用于称量散料流量的称量系统，它可以实时地计算散料的流量及重量。它首先将散料作自由落体运动，经传感器测量，将重量信号转化成电信号，再经过信号采样，检测系统测量其流量（或重量），同时测出其与设定值的误差，通过控制器调整步进电机，由步进电机去调节进料阀门，从而使流量保持一稳定值。该项目已在现场应用，并用来测量粮食流量，效果很好，已经申请了专利。●应用范围可用于各种粮食及其它散料的流量计算或称量计算。●经济效益191

139根据现场的应用情况估计，到2001年底可获得经济效益1500万元。VR－2型汽车驾驶模拟装置●项目简介VR-2型汽车驾驶模拟装置是北京科技大学电子信息系经过三年努力研制成功的高新技术产品，2000年1月，VR-2型汽车驾驶模拟装置通过了国家教育部正式鉴定，同时获国家专利（专利号为：ZL99214744.1）。本汽车驾驶模拟装置运用了计算机领域中的虚拟现实（VirtualReality，VR）技术，用计算机生成的逼真三维视觉图像由液晶投影仪投射到3米宽的弧形大屏幕上，使驾驶员有身临其境的感受。具有独一无二的力学模拟器，可模仿汽车驾驶中出现的现象，例如抬离合器稍快发动机熄火、加档前不提速汽车会前后剧烈颤动等，使得模拟装置操纵感觉和驾驶真车一样。利用汽车驾驶模拟装置可以完成公安部关于驾驶考试大纲所规定的驾驶基本技能的练习。使用本系统进行30小时的练习，再经过8小时的实地驾驶，就可参加路考。VR-2型汽车驾驶模拟装置在技术上已成熟，是中国唯一达到实用的驾驶模拟器，通过汽车驾驶模拟装置的练习，至今已有218名学员通过考试，拿到驾驶执照。●经济效益北京市每年有近20万人学开车，全国大中城市每年约有300多万人学车，驾驶员培训是一个具有巨大需求的市场。一般驾校多设在远郊，学员往返奔波，费时而辛苦。汽车驾驶模拟装置使学车不必远赴郊区，轻松在市内完成。本系统具有广阔的发展前景，具有十分可观的经济效益和社会效应。如设立2台模拟器，建立模拟驾驶部，最小投资需40万,年回报率100％。直进式拉丝机控制系统●项目简介金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。该系统是以笼型异步电动机变频调速代替发电机—电动机组，用一台PC机实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。系统动、静态数字模型的建立及按专家系统研制的品种设定器为本项目最突出的创新点。系统的技术先进，节能显著。调速范围在正常工作时为30:1；在5%的额定转速时有1.5倍的额定转矩；设备效率为90-95%；节电率为41%。自94年第一套投产以来，已有从三卷筒到八卷筒的五套电控系统投入运行，至今工作良好。97年通过省级技术鉴定，评定为“国内领先”191

140水平，在无张力检测的直进式拉丝机上应用变频调速，实现反拉力恒定、秒流量相等的实时控制；应用专家系统研制的品种设定器及自行研制的急停装置等属国内首创。获宁夏自治区科技进步二等奖，北京市科技进步三等奖。●应用范围本系统适用于拉丝机电控系统的技术改造，更可与新制造的直进式拉丝机机械设备配套使用。BYC--1型便携式油液污染度诊断仪●项目简介据资料统计表明，在液压系统的故障中有75%以上是油液的污染造成的。这不仅严重影响了液压设备的正常运转，而且造成了很大的人力浪费和经济损失。因此对液压油液的污染程度进行检测具有及其重要的意义。此成果是利用先进的半导体激光技术和分光技术，依据光学郎佰法则研制而成的，与同类产品相比，此成果消除了油液颜色的影响，测定精度高，而且体积小、重量轻、携带方便，特别使用于油液现场检测的需要。本仪器主要用来测定各类机械设备的液压系统和润滑系统油液的污染度但如果利用不同的液体标定仪器，此成果还可应用于其它领域中，如水污染和环境保护等。因此，无论从社会需求上还是仪器的适用范围上来说，此成果的推广应用前景都是非常广阔的。此仪器具有单测和对比测两种测量方法。单测法能够确定被测油液的污染等级；对比法是通过新旧油的对比测定来判定旧油的污染程度。两种方法互相补充，以满足油液在使用过程中的不同要求。●应用范围该诊断仪可用于各行业对液压系统的污染检测应用，面非常广，社会需求很大，投资十万元左右，产品售价一万元左右，二十多台的产品销售就可回收投资，市场回报率很高。机加工小车间、光电基础设备。主要设备投资：十万元以上。水电等能耗较低，无环境污染。煤浆技术用于纸厂黑液治理●项目简介造纸黑液是纸厂主要污染源，难于治理。目前广泛采用碱回收技术，该技术只适用于3万吨以上制浆规模的企业，并且投资高。北京科技大学针对纸厂黑液治理现状，提出了采用煤浆技术用于纸厂黑液的治理。191

141黑液煤浆技术治理黑液污染工艺思想是视黑液为资源，充分发挥煤浆的特点，将煤浆技术用于环保治理。主要根据造纸黑液组成和特点，即高碱性、含有表面活性剂木质素和污染物本身含有一定的热量，及从目前主能源是煤炭角度出发，以煤为原料，木质素为分散剂、高浓有机废水为分散介质，制备洁净煤浆燃料，供锅炉燃用。除了解决高浓有机废水污染，回收废水中热值外，一方面，可以充分发挥煤浆高效节能、低污染特点；另一方面，可以利用废水的高碱性，达到脱硫的目的。该技术已在几家企业使用，并且2001年通过了河南省环保局鉴定●应用范围纸厂黑液、染料厂废水等高浓有机废水的治理。●经济效益及市场分析吨黑液费用10－20元；投资是碱回收的1/10。井巷工程特大塌方治理综合技术●项目简介国内外几乎所有地下矿山井巷工程（包括隧道工程）在建设和使用过程中都不可避免地发生不同程度的塌方问题。其中，特大型塌方占所有塌方的10％左右。塌方是岩土工程中常见的和最主要的工程灾害，造成的经济损失和人员伤亡及其巨大。据不完全统计，近三年来，全国由于塌方造成的人员伤亡3560人，直接经济损失达120亿元，间接损失无法估量。塌方的预防及事故发生后的处理是长期困扰国内外岩土工程界的重大技术难题。土木与环境工程学院从1993年围绕这一难题展开了研究工作，取得了一系列成果，先后获得省部级科技进步一等奖两项，二等奖两项，三等奖两项，其中以下技术构成了本项目的特色：(1)治理主溜井特大塌方的托斗法施工技术；(2)松散岩土层非套管成孔技术；(3)插筋劈裂锚固注浆技术；(4)分层多次高压注浆预应力锚固技术；(5)双泵双液注浆技术。●应用范围本项目所取得的成果应用范围十分广泛，其核心技术可应用于铁路、公路、矿山等几乎所有与岩土有关的工程领域。●经济效益及市场分析本项目是一项应用技术而非产品，其经济效益需在具体的对象上才能体现出来，不宜作定量的效益分析。191

142复合式锚杆桩地基加固技术●项目简介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。(1)1999年，利用该技术设计并组织施工完成了京沪高速公路（化－临段）NO.4合同段沉陷路基的加固工程。(2)2000年，利用该技术设计并组织施工完成了洛阳－三门峡高速公路NO.6合同段王庄大桥基础加固工程。(3)2001年，利用该技术设计并组织施工完成了洛阳－三门峡高速公路NO.6合同段沉陷路基的加固工程。(4)2001年，利用该技术设计并组织施工完成了普尔斯马特会员商店广东星宝分店营业大厅地坪加固工程。以上所取得的技术成果将在2002年鉴定。●应用范围本项目所取得的成果应用范围十分广泛，其核心技术可应用于铁路、公路、矿山等几乎所有与岩土有关的工程领域。●经济效益及市场分析本项目是一项应用技术而非产品，其经济效益需在具体的对象上才能体现出来，不宜作定量的效益分析。公路危桥加固综合技术●项目简介各种类型的桥梁在经过一定时间运行后，都将出现不同程度的失稳问题，尤其是早期建设的桥梁，随着交通量增加和超期服役，许多已逐渐变成了危桥，危桥的加固问题不是一般的路桥养护问题，而是关系到能否确保人民生命安全的重大技术难题。该项目为省部级项目，2001年6月通过山东省科技厅鉴定，认为该项目所取得的技术成果为国内外首创，并达到“国际领先水平”。其取得的主要工程成果为：(1)1998年，设计并成功加固了滨洲黄河大桥北接线工程。191

143(2)2000年，设计并成功加固了104国道界河立交桥。(3)2001年，设计并成功加固了205国道高峪铺公铁立交桥。(4)2001年，设计了309国道淄博立交桥加固工程，将于2002年3月～5月完成。●应用范围本项目所取得的成果应用范围十分广泛，其核心技术可应用于铁路、公路危桥、挡土墙加固等有关的岩土工程领域。●经济效益及市场分析本项目是一项应用技术而非产品，其经济效益需在具体的对象上才能体现出来，不宜作定量的效益分析。YF-Ⅲ型油质综合分析仪●项目简介YF-Ⅲ型油质综合分析仪是用于现场对润滑油性能指标进行快速分析、精确测量、并对润滑油状态进行综合判断的诊断仪器。所有的机械设备几乎都需要润滑油进行润滑，润滑油使用状态是否正常关系到机械传动效率、传动件磨损速度和润滑消耗等指标。虽然润滑油的主要理化指标都有标准试验，及标准试验设备，但是因投资大、操作烦琐、检测时间长，而且现场实时检测，使得现场只能凭经验和时间来控制润滑油的更换，这不符合润滑油按质管理的现代化管理模式。因此，现场设备管理人员迫切需要一种高精度的快速油质分析设备，以便对使用中的润滑油进行理化性能分析，对润滑油质量作出科学判断，实施科学管理。该项目为部级研究开发项目，以通过技术鉴定，达到国内先进水平。技术特点：●润滑油的运动粘度●润滑油中的水分含量的百分数●润滑油的酸值●润滑油的污染度性能特点：●恒温测定运动粘度————按恒定40℃或100℃温度下测定油品粘度●检测自动化-------所有测试项目均由传感器经微机系统进行采集测量,自动显示及打印结果●检测精度高191

144●润滑油状态综合判断-------通过多项检测结果综合评价润滑油的状态●操作简单------无须特殊训练●轻巧便携------总重量3Kg●仪器电源为交直流两用●检测速度快------可在20分钟内完成一个油样的所有测试项目●适用范围各工矿建筑企业、铁路和公路等运输部门。●经济、社会效益分析本仪器精度高，操作简单，适用于各种工作环境，是润滑管理实行按质换油的好帮手、好管家，是便携式油质化验室。产品售价2万元左右，生产投资3万元，只要有十几台的产品销售就可收回投资。市场需求量约在百万台。KD10高效复合水质稳定剂生产技术●项目简介根据可持续发展战略的要求，提高水资源的利用率，特别是耗水量大的工业企业的循环水重复利用关系到当前国家经济发展的顺利进行，同时也是为子孙造福的大事。北京科技大学环境与节能工程研究中心本着从实践出发，为企业服务的原则，针对工业生产中循环水结垢问题开发研究了KD10高效复合水质稳定剂生产技术，并通过与企业的协同攻关，生产出符合国家政策法规，满足产品质量标准要求的KD10高效复合水质稳定剂，现已批量供应市场，成功应用于多家电厂循环冷却水的阻垢处理。经静态和动态阻垢实验，KD10高效复合水质稳定剂主要具有以下特点：阻垢效果好，在循环水浓缩倍数为4.1时，阻垢率达到85.2%，浓缩倍数提高到4.5，阻垢效果达到90.3%，均搞于国内同类产品；投加量少，平均投加量10mg/L，最低仅5mg/L，低于国内同类产品8~12mg/L的水平；污染小，低毒无害，因其主体成分不含无机磷，因此不会对环境带来明显影响；腐蚀性小，动态实验表明，不锈钢腐蚀速率0.0022mg/a，远低于GBJ50-83规定的£0.0050mg/a的标准要求。KD10高效复合水质稳定剂的主要技术指标如下：外观：浅橙色液体密度(20℃)：~1050kg/m3固体含量：~40%pH(1%水溶液)：1.5-3.0总磷(PO43-)：<0.8%亚磷酸(PO33-)：<2.0%●应用范围KD10高191

145效复合水质稳定剂适用于工业循环冷却水的阻垢处理，具有良好的阻垢和缓蚀效果，对成垢晶体具有分散、疏松作用，能抑制成垢晶体的成核沉积及垢化，可在高浓缩倍率下运行，该产品同样适用于其它中水回用工程的阻垢处理，对于高硬水用作循环冷却水的阻垢处理效果也很明显。●经济效益与市场分析循环冷却水经阻垢处理后，可提高循环水的浓缩倍数，节约采水量，减少设备损耗。仅北京市现有的十个不同规模的热电厂、化工厂每天采水300000吨，以地下水取水费2元/吨计，每天水费就600000元。若采用KD10高效复合水质稳定剂使中水资源化用作循环冷却水，每吨中水使用费0.50元，药剂费0.05元，每天水费支出165000元，节约水费435000元，折合15660万元/年，经济效益十分显著。另外如考虑设备利用率提高，维护费用降低，其经济效益更为客观。含溴固体杀菌灭藻剂生产技术●项目简介在工业用水中，由于生产物料和外界成分的进入等因素，一般都含有数量不等的无机物和有机物，特别是敞开式工业循环冷却水中有充足的微生物生长所需要的溶解氧、营养物质和水温条件。微生物的滋生会使循环水系统设备壁上产生生物垢，它不仅会使设备的换热效率降低，影响生产效率，同时还会造成设备的堵塞、腐蚀。杀菌灭藻剂的使用是杀灭或抑制菌藻滋生的有效手段之一。北京科技大学环境与节能工程研究中心经过潜心研究，通过复选优化的方法开发出一种含溴固体杀菌灭藻剂。本产品主要特点是含溴高效低毒，衰变速率快，鱼类及小白鼠毒性实验结果表明（LD50经口）本产品属于低毒级或极低毒级，对环境的影响可以忽略；本产品适用温度广（10~70℃），在较高温度下仍能发挥效力；pH适应范围宽（5.0~10.5），在碱性环境中仍表现出强的杀生活性；稳定性好，能与常用的稳定剂配合使用；水处理费用低；对水中的硫酸还原菌、铁细菌有特效；本产品也有较好的剥离粘泥的效果；由于以固体形式存在，该产品便于运输和保存。该产品质量指标：外观有效溴组份%pH溶解度（20℃）白色或淡黄色结晶或颗粒≥456.0~7.030g/100g水191

146●应用范围本品适用于电厂、钢铁厂、化工厂等大型工业企业冷却水、冲洗用水和游泳池水的杀菌灭藻处理。●经济效益与市场分析本产品在循环冷却水系统方面的市场广阔，应用领域不断扩大，产业化速度极快，可以为企业带来可观的利润。本产品生产成本9000元/吨，市场售价13000元/吨，年产1000吨规模，投资约需50万元。根据当今市场需求量，两年就可以收回投资。其经济效益和社会效益非常显著。EDI水处理设备●项目简介填充床电渗析器（EDI）是一种在电渗析器淡室隔板中装填阴、阳树脂的新型处理装置。EDI技术是水处理工业的一场成本革命，取代传统离子交换除盐工艺，生产高纯水的无污染水处理新工艺。其最大的特点是利用电而不是酸碱对树脂进行再生，具有出水水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。我国电渗析技术起始于本世纪中期发展起来的一项水处理技术，它与反渗透、超滤等统称为膜分离技术。电渗析装置操作简便，运行可靠，效率高，占地少，适合于各种规模的水处理需要，因而在国民经济各领域中的应用正在不断扩大。本项目研制的是一种新型的EDI设备，将树脂的填充作为研究的重点，其性能、脱盐与再生机理与同类产品有很大区别。●应用范围可广泛应用于医药、电子、电力和表面清洗等工业领域和火力发电厂制备高压锅炉补给水，也可用于多种工业提供低压锅炉补给水和用于服务行业提供生活用水，放射废水处理，甚至还可用于海水浓缩、果汁脱酸、电解食盐制碱、液体葡萄糖纯化等领域。取得了很好的经济效益，受到广大用户的青睐，使水处理技术的发展进入了一个崭新的阶段。●经济效益及市场分析EDI技术出现，更进一步降低了运行成本，无酸碱消耗，对环境不造成任何污染，使我们真正进入绿色水处理的时代，且能耗少，每产水3.8m3/h191

147，耗电1kw。目前，市场上常用的多为国外产品，如Ebara、Orgamo、Nomura、NipponRensui和Elga。但其共同特点是费用高。据有关数据推算，我国用于制取脱盐水的年耗酸量为2000万吨左右，年消耗碱量为500万吨左右，这些酸碱将会造成大面积水体污染。所以本产品如进行市场开拓，肯定会有良好的发展前景。其经济效益和社会效益都会异常显著。生活污水净化工业回用技术●项目简介随着生产的不断发展，水资源的使用量不断增加，为节约新鲜水的用量，保护和合理利用有限的地下水资源，生活中水经深度处理后用于工业生产是提高水资源利用率的有效方法。“混凝+气浮+纤维束过滤工艺+杀菌”是北京科技大学环境与节能工程研究中心研究开发的一种较为先进的深度水处理技术。生活污水经该方法深度处理后，CODcr、BOD5、SS、硬度、碱度等指标均达到或高出了工业冷却水水质标准，可用来替换原来的地下井水用于工业生产的循环冷却用。本技术还可根据不同二级出水水质和不同的生产要求，选用超滤、反渗透、EDI等技术进行深度处理。“混凝+气浮+纤维束过滤工艺+杀菌”深度处理工艺流程图如下：絮凝剂回用杀菌纤维束过滤气浮池混凝反应池生活二级处理出水处理指标比较：序号项目国标二级出水指标（mg/L）国家冷却水标准（mg/L）本技术处理出水指标（mg/L）1CODcr12050<202BOD53030<83SS3030<15●应用范围该技术可广泛应用于城镇生活污水、工业污水的深度处理，是将排水与给水紧密连接起来的关键环节。191

148●经济效益及市场分析中水回用的意义药从环境、社会和经济三效益综合考虑，结合现实经济状况对中水回用进行投入、产出综合分析。城市污水处理的出水经深度处理后回用于工业、市政景观、城市杂用水技术的推广，不仅缓解了水资源的紧张局面，提高水的利用率，还可以改变城市污水处理厂只投入无产出，没有经济效益的现状。社会效益、环境效益以及经济效益显著，对城市建设和经济腾飞起到了重要的作用。工业污水处理技术●项目简介本中心根据各种废水的不同特征采取多种不同的方法进行处理。到目前为止，本中心已经开发出包括电镀废水、电厂冲灰水、酸洗废水、医院废水等多种工业废水处理工艺。电镀废水处理新技术在传统絮凝方法基础上经过创新，开发新型设备，实现了在全碱性条件下处理含铬、铜、锌、镍等重金属以及含氰的混合电镀废水。该工艺可靠，设备品种规格齐全，体积小，重量轻，结构紧凑，抗腐蚀，操作简单，维修方便，处理废水效率高，费用低，处理后的水质优于国家规定的环保标准。投放市场后，深受用户欢迎。电厂灰水中含有大量细小的悬浮物，我们采用新型消能物化絮凝沉法是根据复合化学元素离子静电荷吸引以及络合聚集的原理，使灰水中的有机、无机悬浮物及各种有害物质得到有效的去除。使灰水水质回用或达标排放。北京科计大学研究开发的装有新型切线消能槽（旋流装置）的导流斜管式沉降水处理系统，已获得了国家专利。该技术采用多项独创设备，包括自动搅拌刮泥机、自动去浮机、竖流斜管倒流效能沉淀池等。改进后的沉降系统具有水流取向合理，悬浮物去除率高，自动刮泥，运行维修简单方便等特点。医院废水处理技术采用双虹吸加药装置，可实现定量自动加药，在保证消毒杀菌的基础上，降低了出水当中的残药量，减轻了对环境的影响。设备工艺流程图●应用范围工业废水包含面极广，如大型钢铁联合企业、水泥厂、电厂、煤矿、炼油厂等，或者小型皮革厂、塑料厂、机械厂、钢管厂等，都会产生各种各样的工业废水，其废水都需要处理才能达标排放。●经济效益与市场分析191

149对各种工业污水进行处理，不但可以保护厂区周围环境，保护地下水体，而且可以减少企业缴纳排污费带来的经济损失。污水经过处理后还可以用于厂区绿化、冲洗等方面，节约了企业为这些方面的额外支出，有着据大的经济效益和市场效益。超轻硬硅钙石型硅酸钙保温材料●项目简介1．技术特点超轻硬硅钙石型硅酸钙保温材料（容重≤170kg/m3）以普通建筑石灰及天然粉石英为基本原料，采用高压水热动态法生产。是我国首次自主开发的适合我国国情的超轻型产品，采用全天然原料，以最低的成本实现了批量工业生产。其各项指标均达到或超过日本JISA9510-1984标准。是目前所有无机硬质保温材料中容重最小，导热系数最低的一种，同时具有较高的强度。其耐热温度为1000℃，在常见的保温材料中也是较高的一种，因此可以在许多场合取代轻质耐火砖、轻质浇注料、珍珠岩制品、蛭石制品、矿棉、玻璃棉制品及耐火纤维制品。本材料本项目所开发的170硬硅钙石型硅酸钙保温材料本产品样品检测结果如下：容重：170kg/m3导热系数：0.045W/m×K(70℃)抗折强度：0.29MPa最高使用温度：1000℃(1000℃×3小时烧后线收缩1.04％)2．技术成熟程度已实现批量工业生产，并成功地进行了应用试验。●应用范围适用于建材、冶金、石油、化工、电力、轻工等行业热工设备的绝热保温，属环境友好型材料。●经济效益及市场分析以年产3000米3/年计，每年可新增产值810万元，可获纯利270万元。另外，本材料具有节能降耗之功效，因此还具有显著的社会效益。矿山地质地形数据库及台阶爆破计算机自动设计与模拟应用软件系统191

150●项目简介该项技术是针对目前矿山普遍采用的手工设计所存在的问题，充分利用计算机图形处理技术、数据处理技术开发出来的一种爆破设计新技术。系统开发并采用的采场地质地形自动化数据库技术和采场矿岩可爆性自动分级技术，实现了采场矿岩与地形的计算机自动识别与计算；台阶炮孔爆破计算机自动设计技术，能够基于矿岩可爆性、自由面条件孔口标高和设计地板水平以计算机自动方式优化设计孔网参数、孔深以及炮孔装药量、炮孔具体位置及起爆顺序与微差时间（雷管段别），并能自动统计计算爆区分类矿岩爆破量、分类炸药消耗量、钻爆成本以及炸药单耗和延米爆破量等技术经济指标，自动生成爆破设计图表文件；系统的计算机模拟功能可使用户对爆堆三维形状、前冲距离及后冲破怀范围、爆堆隆起高度、爆堆矿岩松散系数及块度等反映爆破效果的指标进行基本准确的预测，其准确率在一般情况下不低于90%。该软件适用于各种爆区自由面条件，能够自动识别清渣、部分清渣部分压渣以及全压渣的具体位置，并将之作为爆破设计的依据之一。在首钢水厂铁矿近两年的应用结果表明，该软件功能较全面，准确、可靠，且易于学习和操作，实用性强，不仅能够弥补传统的人工设计工作模式可能具有的经验判断模糊性和主观随意性等重要缺陷，而且也为生产管理和技术管理提供了更为可靠和高效的技术条件。采场地质地形图形库及相关技术，也可作为采矿生产计划编制与管理的操作平台。●应用范围可用于各种采用台阶炮孔爆破的露天矿山。●经济效益分析采用该软件，与人工设计相比，包括清渣爆破和存在新老爆区衔接问题的压渣爆破，均可使孔网参数、孔深、炮孔装药量及炮孔起爆雷管段别的设计更为合理，能够保证爆破破碎质量，并在此前提下最大限度地降低钻爆生产成本。在首钢水厂铁矿应用的结果表明，应用此项技术，年综合经济效益可达520万元以上。预均化湿法生产低标号粉煤灰水泥●项目简介191

1511．技术特点：粉煤灰是火力发电厂的固体废弃物，其量大、占地多、严重污染环境，破坏生态平衡。一般储灰厂的粉煤灰是湿灰，使用前要烘干，这无疑会增加成本。利用CaO消化吸水和产生的相对高温，使湿粉煤灰脱水干燥来生产低标号水泥。这种工艺称预均化湿法工艺。预均化低标号粉煤灰水泥具有价格低，生产工艺简单，吃粉煤灰量大，产品用途广等优势。不但能满足建筑施工的需要，添补砂浆水泥的奇缺，还能大量使用废物粉煤灰和减轻环境污染。在材料中加入少量外加剂，制成改性双粉灰，强度可达5-10MPa。并于1988年通过了河北省科委组织的专家鉴定。在材料中加入少量熟料，可制备出不同标号的产品。1993年5月预均化湿法新工艺及其产品经河北省科委再次组织专家评议鉴定，认为该项成果从工艺，产品到应用技术方面属国内领先水平，具有明显的经济效益，环境效益和社会效益，可以大量的推广与使用。目前产品有25、50、75、100、175、225号的系列品种。2．技术成熟程度已工业化生产和应用。●应用范围建筑工程中的砌筑砂浆，抹灰砂浆，地面找平层，墙面底灰砂浆以及建筑制品等。●经济效益及市场分析一个年产5万吨100号产品的工厂，每年可获利150万元，且市场广阔。软破岩体工程系列锚固技术●项目简介该技术是一种适应性很强、技术含量较高的实用工程技术。它通过锚固结构，提高和保持岩体自身强度，改变工程的受力状态，达到软弱破碎岩质地下工程和边坡工程的稳定。该技术安全可靠、经济合理、施工方便、速度快、效果佳，极具有应用和经济价值，是目前国内外软破岩体工程中最实用、最合理的加固手段之一。其技术要点：根据工程的围岩环境、使用功能、服务年限及规格尺寸大小来分级，实施与其所需稳定程度相匹配的锚固结构，以适应各种复杂的岩体条件，使工程岩体始终保持最佳的锚固效果。用于软质岩土工程的系列锚固结构包括：长短锚杆（索）联合支护结构、刚、柔性锚杆联合锚固结构、胀楔式端锚固柔预应力中长锚杆、锚注复合锚杆等九种系列锚固结构。191

152该项技术经过近十余年的现场与实验室的试验研究，已形成具有国际先进水平、方便实用的系列技术和工艺，并在京、沪、掖莱等高速公路边坡、小官庄铁矿、金川有色金属公司、程潮铁矿、西石门铁矿、矾山磷矿等数十家单位的地下岩体工程中成功应用，取得了良好的加固效果，解决了软破岩层中的工程围岩加固技术难题，取得了巨大的经济效益。采用该项技术加固处理的工程中，有一项获得国家科技进步三等奖，三项获省部级科技进步一等奖，三项获省科技进步二等奖。该项技术被专家鉴定为安全、高效、可靠、达到国际先进水平的应用技术，具有极高的推广应用价值。●应用范围该项技术被广泛应用于铁道、交通、水电、矿山、城建、国防等各种工程领域中，主要用来加固软质岩体中的各种硐室、矿山巷道等各种岩土工程。●经济效益及市场分析随着我国国民经济的迅速发展，城市地铁、铁路、公路、水电等基础设施建设项目将会大幅度增加，相应的岩土工程量也会增加，岩土的锚固技术应用的市场将越来越广阔，所产生的经济效益和社会效益是显著的。SWJ-1型彩色沥青油毡瓦成型机彩色沥青油毡瓦是集防水、装饰、环保为一体的，符合可持续发展要求的建筑材料，是国外屋面防水、建筑物屋顶美化的主要建筑材料。在国家保护土地资源，限制或禁止使用粘土砖瓦的要求下，彩色沥青油毡瓦将是屋面防水、美化城市的主流产品，将会占据屋面防水、建筑屋顶美化材料的绝大部分市场。对于如此之大的社会化需求，彩色沥青油毡瓦片的机械化生产将成为必然。彩色沥青油毡瓦片的机械化生产，不但提高了生产效率、产品精度，降低了生产成本低、劳动强度小和原材料浪费，而且增强了企业产品的市场竞争能力。SWJ—1型彩色沥青油毡瓦成型机就是用于生产各种形状彩色沥青油毡瓦片的专用机械。SWJ—1型彩色沥青油毡瓦成型机可剪裁直角瓦、鱼鳞瓦、圆角瓦、长鱼鳞瓦、T型瓦、蜂巢形瓦六种形状的瓦片。生产率18M2/分钟，成型精度≤±4mm，电机功率4KWSWJ—1型彩色沥青油毡瓦成型机特点：成型精度高，形状规范成型速度快，生产率高生产线连续化生产，成型率高，无边角料的造成的材料浪费191

153变频调速技术，成型速度连续可调，满足不同生产线、生产速度的要求瓦形齐全，可提供六种瓦形刀具下角料可自动退料，生产的自动化程度高不同形状成型刀具可以方便更换采用密封式自润滑轴承，设备的维护工作量小，设备的使用寿命长成型机使用安全，维护简单，操作方便刀具使用寿命长，大于50万平方米SWJ—1型彩色沥青油毡瓦成型机用要应用于防水卷材生产企业。具有机加工能力的厂家或企业均可生产该设备，投资主要是一些模具费用。彩色沥青油毡瓦正在成为我国屋面防水和美化的主导产品，市场需求量很大，而我国拥有防水卷材厂几千家，因此对成型机的也将会很大。经济效益非常可观该项目主要作产品销售，同时也可以技术转让。利用矿山固体废料(尾矿、废石)制作建筑装饰用微晶玻璃●项目简介建筑装饰用微晶玻璃（商品名玉晶石）是微晶玻璃的一种，是一种新型人造石材。它是用一定成分的砂、石原料经熔融—水淬成玻璃质细粒—成形—升温晶化而成的多晶陶瓷，为结晶相与玻璃相的复合体。其抗压强度、抗折强度、光泽度、硬度、耐酸碱性等性能均达到或超过高档天然花岗石材（见下表），可制成异形，花纹美观，颜色可按市场需要人为调配，并可配出天然石材所没有的兰色等色调，尤其是其没有放射性，因而备受建筑业青睐。其主要成分是SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、K2O等，许多尾矿废石的成分与之相似，在玉晶石原料中可占到30%以上，若再加上一些废玻璃等，固体废料在原料中可占80~90%。性能密度(g/cm3)抗折强度（Mpa）抗压强度（Mpa）莫氏硬度光泽度耐酸性耐碱性吸水率（%）玉晶石2.7452406.595无变化无变化<0.1天然花岗石2.715~1760~3005~69010.30.3在广东汕头和重庆涪陵两家企业，用我校技术，普通原料玉晶石已分别于2000年和2001年投入批量生产，规格2000mm×1000mm×20mm。191

154●应用范围玉晶石主要用作建筑物内外墙、地面、柱面装饰面料，桌面、厨房、卫生间台面，尤其适用于地下建筑。●经济效益及市场分析在我国，随着房地产业的飞速发展，对高档建筑装饰材料的需求量猛增。仅北京地区每年需要建筑装饰材约30~40万平方米。当前国产花岗石材价格随品种、质量不同在150~1000元/m2；进口花岗石材价格在600~1000元/m2；国际市场玉晶石价格约80~100美元/m2；国内目前市场价约500元/m2，已在人民大会堂、新首都机场、上海明珠电视塔、上海国际会议中心、广州地铁站等上百处用于内外墙装修。国内外目前生产玉晶石均用纯化工原料，若以尾矿、废石等固体废料为原料，则能节约原料费用，从而大大降低成本。据推算，尾矿玉晶石的成本约350~400元/m2。因此，尾矿玉晶石质量可以不低于甚至超过天然花岗石、色彩独特、成本价格低于同档次天然花岗石和普通原料玉晶石、享受国家免增值税和5年所得税的优惠等优势而进入市场。一条年产2万平方米（最小规模）的生产线预计需设备投资250万元，厂房投资3000M2，流动资金350万元，职工70~80人，能源使用天然气、液化气、柴油和重油、发生炉煤气均可，预期产品成本365元/m2，售价500元/m2，投资回收期1.5年。降低矿石的损失和贫化●成果简介该成果已在弓长岭矿山公司的生产中应用。此前在该矿搞过以该题目为内容的科研。该项目是冶金部的“七·五”重点。该成果被与其他单位在镜铁山矿搞的同类项目合并后，以《地下矿山低贫化放矿及合理开采技术研究》为项目名称报奖，在1997和1998年分别获得冶金部科技进步一等奖和国家科技进步三等奖。该项目使弓长岭矿山公司在接近三年中，矿石的损失率和贫化率分别由0.2778和0.3978降低到0.0929和0.1424，增加利税约2000万圆。在结束科研后为便于使科研成果产业化，把用于回采落矿的原始和补充的炮孔的位置的设计，有底柱和无底柱崩落采矿法的放矿中矿石的损失率和贫化率的预测等，编成了计算机软件。●技术特点⑴提高了原始和补充的呈扇形布置的炮孔位置的设计、设置和验收的精度，得到了没出现过没把待爆矿石完全爆下来的事故。提高的方法主要是：①用FORTRAN191

155语言根据平面解析几何和立体解析几何中公式分别计算并调整各个原始炮孔和补充炮孔的二维和三维坐标，并用AutoCAD画图。②把只在凿岩巷道的一个帮上画一条竖线去表示原始炮孔组所在平面改为在两个帮上各画一条竖线去表示，并在线上点出炮孔组放射中心高程，在凿岩台架的圆盘上安装两个量角器(一个用于按设计排面倾角安放台架，另一个用于避免在凿下一个炮孔前根据目测沿圆盘把凿岩机转动到新位置)。③除用测(真倾)角测深仪验收外，还用(全站)经纬仪验收各个炮孔的倾向(量炮孔的延长部分的水平投影的方位)和孔口的三维坐标。⑵用以物理模拟放矿为基础的随机性数学模拟放矿预测放矿中矿石的回收率和贫化率并优选被放矿开采单元的结构参数和放矿制度。为弓长岭矿山公司井下铁矿的有底柱阶段崩落采矿法优选出的7.5m漏斗间距和三步骤依次放矿制度使企业在降低矿石的损失率、贫化率和提高利税方面得到前述的效果。在进行该项科研中获得下述新认识：①在有底柱崩落法和无底柱崩落法中在崩落矿岩移动受到岩石壁或矿石壁施加阻力的条件下，放出体表面的水平剖面不接近于椭圆和椭圆缺，而接近于巴斯卡蜗线（其靠壁一侧是凸或凹的）；②放出体的下端不是一个点，而是一个面。加上这些新认识，求出了反映在各种条件下的崩落移动规律的各个方程，并编出了预测崩落法放矿中矿石的回收率和贫化率的计算机软件。⑶使用无颈堑沟型底部放矿巷道结构。在该结构中，作为受矿部分的堑沟的底板与作为堆矿部分的斗穿的顶板在同一高程上。由于在崩落矿岩的通路中无横断面小的颈，所以通路不易被堵塞，从而使与之有关的各项技术经济指标得到了改善。●适用范围使用崩落(矿石和围岩)采矿法的矿山，以及与这种采矿法有关的单位。●经济效益与市场分析对矿山扭亏增盈和延长寿命从而缓解职工下岗，作用显著。随着企业界重视工程质量、经济效益和可持续发展，市场前景会更好。软破岩土工程系列锚固技术●项目简介该项技术是一种适应性很强、技术含量较高的实用岩土工程技术。它可大幅度提高岩土体的自身强度，改变工程的受力状态，使软破岩质或土质地下工程和边坡工程达到稳定。该技术安全可靠、经济合理、施工方便、速度快、效果佳，是目前国内外软破岩土工程中最实用、最合理的加固手段之一,具有较高的推广应用价值和经济效益。191

156其技术要点：根据工程的围岩环境、使用功能、服务年限及规格尺寸大小来进行工程稳定程度分级，实施与其所需稳定程度相匹配的锚固结构，使工程岩体始终保持最佳的锚固效果。该系列锚固结构有：长短锚杆（索）联合支护结构、刚、柔性锚杆联合锚固结构、胀楔式端锚固预应力中长锚杆、锚注复合锚杆、预制金属条带等十余种锚固结构。该项技术经过十余年的现场与实验室的试验研究，已形成成熟的技术和工艺，已在小官庄铁矿、金川有色金属公司、程潮铁矿、西石门铁矿、矾山磷矿等数十家单位的地下工程以及京沪、掖莱等高速公路边坡中成功应用，取得了良好的加固效果，解决了软破工程围岩加固技术难题。专家鉴定认为该项技术安全、方便、可靠，达到国际先进水平，具有极高的推广应用价值。采用该项技术加固处理的工程项目中，有一项获得国家科技进步三等奖，三项获得省部级科技进步一等奖，三项获得省科技进步二等奖。●应用范围该项技术被广泛应用于铁道、交通、水电、矿山、城建、国防等各种工程领域中，主要用来加固软质岩土体中的硐室、井巷、基坑、堤坝、边坡、隧道等岩土工程。●经济效益及市场分析随着我国国民经济的迅速发展，城市地铁、铁路、公路、水电等基础设施建设项目将会大幅度增加，相应的岩土工程量也会增加，岩土的锚固技术应用市场将越来越广阔，该项技术产生的经济效益和社会效益将更加显著。新型隔热耐火砖系列产品●项目简介1．技术特点包括钙长石隔热耐火砖，钙长石结合莫来石隔热耐火砖，莫来石隔热耐火砖和刚玉—莫来石隔热耐火砖四个亚系列，二十余个品种的隔热耐火砖。该系列隔热耐火砖最高使用温度为1200℃-1780℃，具有耐火、隔热、耐急冷急热性能好等综合优点，是冶金、建材、化工、机械等行业的火焰炉、电炉等不与熔体接触的窑炉的良好内衬材料。部分产品可代替氧化铝空心球制品，部分超轻质产品可代替价格昂贵的含锆硅酸铝纤维，多晶莫来石纤维，多晶氧化铝纤维等制品，具有良好的节能效果。2．技术成熟程度莫来石隔热耐火砖和刚玉—191

157莫来石隔热耐火砖两个亚系列已完成工业试验，具备规模化工生产的条件，钙长石结合莫来石隔热耐火砖正处于中试阶段，初步中试合格率95%。●应用范围冶金、建材、化工、机械等行业的工业窑炉的耐火保温。●经济效益及市场分析本系列产品以出口为主，全世界（除中国外）市场容量为8000万块/年。投资3000万元可形成300万块/年的生产能力。按现在国际市场价格可形成4500万元的销售额，1350万元利税。按现行出口产品退税政策，每年可获纯利润约800万元，3.5年可收回投资。本系列产品目前在国内主要应用于进口窑炉上，或由国外设计、国内建造的窑炉上。随着我国整体工业水平的提高，其市场将会迅速扩大。42t矿用自卸汽车制造技术●项目简介42t矿用自卸汽车是目前我国冶金矿山、露天煤矿、水利电力建设工地等场所运送散装物料的主要运输设备，属于超廓非公路（off-highway）车辆。采用康明斯KTA19—C525柴油发动机，液力机械传动变速器，全液压动力转向，气压蹄式复合制动，液压后卸式举升操纵，非独立式油气悬架减震，液力机械变速，强劲的动力匹配，舒适豪华的操作环境。整体造型美观、结构布局合理、技术性能先进、环境适应范围广、价格适中等特点。主要技术参数如下：驱动型式4×2 最大装载质量42000kg最大超载质量45000kg 整车整备质量30000kg最大总质量72000kg外形尺寸(长×宽×高)8090×3960×3770mm举升后最大高度7700mm轴距4200mm前轮距2830mm后轮距2510mm最高车速56km/h最大制动距离18m(Vo=30km/h)最小转弯直径20m●适用范围用于冶金矿山、露天煤矿、水利电力建设工地等场所运送散装物料。191

158●经济效益及市场分析国内42t级矿用汽车的年需求量在100多台。每台矿车的制造成本在70万元左右，可以120-140万元进行销售，每台车的边际利润为50-70万元。这样，按1年生产100台计算，边际利润为5000-7000万元。还可以出口第三世界国家。地下铰接自卸汽车系列产品生产技术●项目简介地下铰接自卸汽车是属于非公路车领域对技术难度和产品可靠性要求都比较高的一类新型工程机械。整车由发动机装置、传动系统、制动系统、转向液压系统、前车体、后车体及自卸车箱、电气系统等组成。该产品为中央铰接式结构、液力机械传动、全桥驱动。该课题组经过近10年的持续研究和生产实践，可以提供多品种的地下铰接自卸汽车产品生产技术，产品技术参数如下：产品型号动力类型动力功率KW车箱容积M3额定载重量TJKQ-10柴油机101510JKQ-12柴油机101612JKQ-20柴油机1801020JKQ-25柴油机18012.525该课题的JKQ-25型产品是原国家有色总公司“百万吨级地下无轨成套设备攻关”的项目，在项目攻关中提出了“做好产品，不追求成果”的思想，同时利用课题组多年来在非公路车领域的研究成果，使得以JKQ-25为代表的低下铰接式汽车真正成为具有国际同类水平的产品，至2001年底，已经生产销售近13台各种车型。其中JKQ-25获得部级科技进步二等奖。●适用范围地下铰接式自卸汽车属于地下矿山开采工艺中的主要运输设备，不同的机型适用于不同的巷道断面。在冶金、黄金、有色、化学、核工业等井下矿山，凡是采用无轨采矿工艺的，均需要将自卸汽车做为其主力生产设备。也可以用于铁路、水利等同样类型的地下巷道工程的运输作业。●经济效益及市场分析191

159低下铰接式自卸汽车已经成为地下矿山生产的重要设备，随着市场对原材料的需求增加，矿山的生产规模随之扩大，对专用自卸汽车的要求也呈现上升趋势，再加上铁路等部门的需求，国内目前年需求量大约是30台左右，由于国内产品在品种和质量上均有所差距，使国外厂商占据了大部分市场，而该课题组提供的产品生产技术可以达到与国外厂商竞争的水平。一台铰接式自卸汽车的售价根据型号从100万圆到280万圆不等，如果一年销售15台，平均价格按200万圆计，可创造销售收入3000万圆。地下矿用铲运机系列产品生产技术●项目简介地下矿用铲运机是属于非公路车领域对技术难度和产品可靠性要求都比较高的一类矿用机械，它分为柴油铲运机和电动铲运机两大系列，前者以低污染柴油机为动力，后者以电动机为动力。整车由发动机装置、传动系统、制动系统、转向液压系统、前车体、后车体及工作装置、电气系统等组成。该产品为中央铰接式结构、液力机械传动、全桥驱动。该课题组经过近20年的持续研究和生产实践，可以提供全系列的地下矿用铲运机产品生产技术，产品技术参数如下：产品型号动力类型动力功率KW铲斗容积M3额定载重量T年出矿能力(万吨)CY-1.5柴油机631.5310DCY-1.5电动机551.5310CY-2柴油机632418DCY-2电动机752418CY-3柴油机1103625CY-4柴油机1654835DCY-4电动机1364835CY-6柴油机21061242该课题的部分产品型号是原国家有色总公司“百万吨级地下无轨成套设备攻关”的项目，在项目攻关中提出了“做好产品，不追求成果”的思想，从而解决了我国国产化产品多年质量低下的问题，自1995年至2001年底，已经生产销售近50台各种车型。其中DCY-4获得部级科技进步二等奖，CY-4获得四等奖。共有两项专利技术被应用在产品中。●适用范围191

160地下矿用铲运机属于地下矿山开采工艺中的主要装运设备，不同的机型适用于不同的巷道断面。在冶金、黄金、有色、化学、核工业等井下矿山，凡是采用无轨采矿工艺的，均需要将铲运机做为其主力生产设备。也可以用于铁路、水利等同样类型的地下巷道工程的装运作业。●经济效益及市场分析柴油和电动铲运机已经成为地下矿山生产的必须设备，随着市场对原材料的需求增加，矿山的生产规模随之扩大，对铲运机的要求也呈现上升趋势。国内目前年需求铲运机的总数量大约是60台左右，由于国内产品在品种和质量上均有所差距，使国外厂商占据了大部分市场，而该课题组提供的产品生产技术可以达到与国外厂商竞争的水平。一台铲运机的售价根据型号从60万圆到300万圆不等，如果一年销售20台，平均价格按150万圆计，可创造销售收入3000万圆。飞机牵引车系列产品生产技术●项目简介飞机牵引车是属于非公路车领域具有一些特殊功能要求新型特种车辆。整车由发动机装置、传动系统、制动系统、多功能转向系统、车身、可升降的驾驶室、电气系统等组成。该产品为液力机械传动、全桥驱动、具有两轮/四轮/蟹行三种转向方式、车轮中位自动找正系统等多项专有技术。该课题组经过多年的持续研究和生产实践，可以提供满足民航使用要求的飞机牵引车生产技术，产品技术参数如下：产品型号动力类型动力功率KW整车质量KG最大牵引质量TQY-200柴油机16522,000200QY-150柴油机10115,000120该课题是在市场经济条件下，为了满足民航系统对飞机牵引要求而提出的。在该课题研制的产品之前，民航所有的牵引车全部是国外进口产品，课题组利用多年来在非公路车领域的研究成果，于1997年研制除了国内第一台20吨级飞机牵引车，随后又研制了15吨级的经济性飞机牵引车，至2001年底，已经生产销售12台车。其中QY-200获得部级科技进步二等奖。●适用范围飞机牵引车属于民航机场的地面保障设备，在所有地面保障设备中是最重要的。现代机场作业中，每一架飞机离开登机廊桥进入滑行之前，必须由牵引车推出，飞机往返于停机坪的移动也需要牵引车的牵引。●经济效益及市场分析191

161随之我国民航事业的发展，机场建设速度日益加快，老机场的扩建和新机场的建设，均以建立登机桥为基本模式，大型机场停机坪和登机区的远离，都使得对飞机牵引车的需求大大增加。目前估计近5年内对飞机牵引车的需求大于100辆，QY-200一台售价可达140万圆，QY-150一台售价可达80万圆，按平均售价100万圆计，5年内可有大于1个亿的市场容量。实现完全温度补偿并考虑岩体非线性的地应力测量技术●项目简介地应力是存在于地层中的天然应力，也称岩体初始应力或原岩应力。是引起采矿、水利水电、地下工程、铁道、公路和其它岩土工程变形和破坏的根本作用力，准确的地应力资料是实现岩土工程设计和决策科学化的必要前提条件。地应力的成因很复杂，主要与地球的各种动力运动过程有关，地应力状态的复杂性和多变性使得地应力的大小和方向不可能通过数学计算或理论分析获得，要了解一个地区的地应力状态，唯一的方法就是进行地应力测量。近半个世纪以来，全世界发展起来的地应力测量方法有数十种之多，目前应用最广泛的是应力解除法。在全世界已获得的地应力测量资料中，有80%以上是由应力解除法所完成的。本项技术在传统应力解除法的基础上，进行了重大改进，使测量的精度和可靠性大大提高。主要特点包括：（1）完全温度补偿技术，通过该技术可以解决空心包体应变计的温度补偿问题，提高测量结果的准确性；（2）实现完全温度补偿的空心包体应变计，为了使用新的温度补偿技术，对传统的空心包体应变计结构进行了重大改进，研制了实现完全温度补偿的空心包体应变计；（3）地应力计算中新的弹模计算公式；（4）自行研制的自动化应变测量和记录系统；（5）双迭代法求岩石弹模、泊松比和测点K系数、地应力值的技术；（6）含有节点偶对的三维有限元反分析法建立矿区地应力场模型。上述发明及配套技术首先在山东省新城金矿地应力测量中全面应用、试验、研究，取得了准确的、有规律的能满足矿山设计需要的地应力资料。随后又在南京梅山铁矿、山西太钢峨口铁矿、甘肃金川镍矿、山东省玲珑金矿、山东省仓上金矿、福建周宁水电站、抚顺老虎台煤矿和云南某军事工程等地应力测量中得到全面推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。该成果已获国家发明专利，并于1999年获国家技术发明三等奖。●应用范围可在国内外矿山、水利水电、铁道、交通、地下工程、军事及其它有关领域中应用。191

162●经济效益分析利用本项技术的成果，可以大幅度提高岩土工程设计和决策科学化的水平，具体经济效益取决于工程的条件和规模。Bt.生物农药生产技术●项目简介生物农药又称绿色农药，是21世纪的朝阳产业，它是指由生物体产生的具有防治病、虫害和除杂草等功能的一大类物质的总称，它们大多是生物体的代谢产物，主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等，它对人、畜及害虫的天敌极少或完全没有毒害作用，同时又能有效地控制植物病害、害虫和杂草，有助于减少化学污染，保持生态平衡。本项目所涉及的Bt.（苏云金杆菌）生物农药有着广阔的应用前景。目前在微生物农药中，占主要市场的为苏云金杆菌制剂，约占整个微生物农药的90％。在我国生物源农药的开发及生物技术在农药生产中的推广应用越来越得到重视。●应用范围Bt.生物农药适用于瓜、果、蔬菜、绿地、花草及街道树木的病虫害防治。●经济效益及市场分析本技术以普通的日常生活原料和化工原料为基础，经培养、发酵、分离、提纯后可得Bt.生物农药产品。厂房100平米，动力20KW，技术人员及工人8名，设备投资80万元，流动资金20万元，年产Bt.生物农药20吨，年利润50万元。人工合成高纯度氧化镁的新工艺●项目简介通过十几年的研究，最近我们研制成功既可用作化工用又可用作冶金镁砂前期高纯轻质氧化镁的新工艺—碳酸铵镁复盐法。鉴于我国目前镁资源大量过剩，而高纯该MgO国内供应严重不足的状况，采用了与世界上现行的石灰石乳浆法、白云石乳浆法、碳化法、直接热解法、碳铵法、氨法等都不相同的制取原理，其主要特点是工艺简单，产品纯度高，采用工业级粗海水氯化镁为镁盐原料时，可制得含MgO≥98%,CaO≤0.30%,B2O3≤0.008%191

163的工业高纯低硼低钙轻质氧化镁。在相同的工业条件下，采用青海钾肥厂副产盐湖氯化镁为镁盐原料时，可制得含MgO≥99%,CaO≤0.05%,B2O3≤0.005%的工业超高纯无硼低钙轻质氧化镁。其他杂质指标符合试剂级化学纯。这条同时生产高纯度碳酸镁和氧化镁的新工艺，进一步开发还可以生产特种硅钢级氧化镁，市场价2.5-2.8万元/吨；磁性氧化镁，市场价1-1.5万元/吨；医用和食用氧化镁，市场价3.8万元/吨；医用和食用氢氧化镁，市场价1-1.5万元/吨等等高附加值的镁盐系列产品。●应用范围氧化镁是无机物中产量很大、用途很广的一种产品。主要分为化工氧化镁和冶金镁砂两大类。化工轻质氧化镁用于制造陶瓷、搪瓷、耐火坩埚，用于生产氯丁橡胶和氟橡胶的促进剂和活化剂，生产纸张的填充料和补强剂，生产玻璃钢的增塑剂，球磨的抛光剂，砂糖精制的脱色剂，冰淇淋的PH调节剂，塑料板的促进剂和填料，皮革的处理剂，化工的阻燃剂和干燥剂，食品和饲料的松散剂，多种催化剂的载体，生产玻璃、染料、油漆的原料，医药上的抗酸剂和轻泻剂等等。轻质氧化镁经造球、高温煅烧或电熔融、粉碎后便制得煅烧镁砂或电熔镁砂，主要用于冶金炉衬和制造耐火砖。●经济效益经济效益与工业化实施模式密切相关。现提供以下三种模式为参考：(1)全部外购原材料（以煤电为能源）的方式：据2000-2001年两年市场调查：工业液氨瓶装为1400元/吨，工业二氧化碳瓶装为600元/吨，海水氯化镁（MgCl2•6H2O）为180-340元/吨，以340元/吨计。工业成本包括煤电能耗、工资、税收、管理费、设备折旧等一切非直接成本，并与直接成本以1∶1计。化学纯氧化镁产品市场销售价以1万元/吨计，则生产每吨氧化镁的经济核算如下：材料名称单价（元/吨）数量（吨）小计（元）液氨140011400二氧化碳6000.3180海水氯化镁3405.51870191

164直接成本合计3450工业成本3450总成本6900纯利润3100(2)以碳铵厂或尿素厂的自产半成品氨气和二氧化碳气为原料，外购海水氯化镁（以煤电为能源）的方式：材料名称单价（元/吨）数量（吨）小计（元）液氨100011000二氧化碳4000.3120海水氯化镁3405.51870直接成本合计2990工业成本2990总成本5980纯利润4020(3)采用天然气为原料经凯洛格法自制氨和二氧化碳为原料气，过剩海水镁卤或盐湖排放的镁卤无价或低价利用方式：该法每生产1吨氧化镁直接成本合计<1500元工业成本<3000元纯利润>7000元一种无火快速发热剂●项目简介无火快速发热剂及其制品是一项具有潜在市场和亟待开发的技术。本技术是独立自行开发的利用某些无机盐的水化反应放热为主的快速发热剂，料状为固体颗粒，启动液为普通水或溶液，在缺水场合也可以用尿代替。启动后料迅速发热升温到100-150℃。利用这种热量来加热金属罐装饮料和食品，也可以用于需无明火加热的其他场合。●应用范围及性能指标191

165当采用适当的保温容器盛装发热剂、水和待热罐盒时，配料比和用途有两种情况：(1)饮食罐重∶发热剂∶水=100∶30-40∶20时，可将饮料温热到40-50℃，用于加热奶茶、杏仁露、八宝粥等。(2)饮食罐重∶发热剂∶水=100∶60-70∶40时，可将饮料罐加热到80℃以上，用于冲咖啡、沏茶、泡方便面等。以上体积比为：待热罐盒∶整个加热装置=1∶2-3。发热剂原材料来源丰富，生产一吨发热剂的原材料加能耗费约为3000元/吨。生产过程无污染，一次性使用后丢弃物对人体无腐蚀，对水土无害。●经济效益及市场分析目前快速发热剂还只是一个潜在的市场，在野外，在无煤、气、电等加热源场合下，人们需要无火发热剂来加热饮食。发热剂制品，即自热饮食的商品市场上极少。本技术在制备快速发热剂方面成熟，也可提供自热饮食装置的参考方案，但承接方需承担开拓市场的风险。磁敏电阻芯片及系列传感器.●项目简介磁敏电阻芯片及相应传感器的开发与应用是磁敏传感技术近二十年来最蓬勃发展并实现产业化的新兴分支。1.我们研制的高分辨率（１０００～４０００脉冲/３６０º）磁编码器（国家自然科学基金项目）其关键技术指标频率响应达３００ＫＨｚ，超过国外同类产品的３０％，是光学编码器频响的３倍。2。我们生产的具有判向功能、从０～数万转速的测速传感器，具有信号无接触测量，无触点、无磨损、无噪声、使用寿命长，分辨高，检测距离远、频率响应宽达到0－200KHZ、性能明显优于光电测速传感器和电感测速传感器。已成功替代纺织进口设备传感器3。无触点磁敏电位器（北京市自然科学基金项目）已获得过国家专利，该产品内部具有信号无接触测量，使用寿命长，分辨率高，转动力距小，高频响应特性好，抗干扰能力强，适用于油、水、粉尘等惡劣环境的特点。4。最新结构的倾斜角传感器（建设部项目），已申报国家发明专利，信号感应检测无磨损无电噪声、高可靠性、高分辨率、高稳定性、特别适用于运动频繁要求使用寿命长的场合，环境适应性强，可用于潮湿、油污、粉尘、盐污、露天等多种工业场合。●应用范围信号感应检测无磨损、无电噪声、高可靠性、高分辨率、高稳定性、特别适用于运动频繁要求使用寿命长的场合，各种恶劣的工作环境，191

166易于实现低成本化等特性，以广泛应用纺织、阀门控制、张力控制、石油化工、公路、铁路、冶金、矿山、工程机械、电子、汽车、航天、船舶、自动化控制和二次仪器仪表等领域，几乎涉及到国民经济的每个领域，属于基础元器件和先进传感器技术。如上海宝钢公司使用我们的产品替代进口备件。我们生产的具有判向功能、从０～数万转速的测速传感器，已成功替代纺织进口设备传感器、机床电机主轴测控系统传感器。上海柴油机总厂性能测试传感器、中央电视台消防自控系统、国家模糊控制实验室、飞机地面发动机检测等方面得到广泛应用（其中一些有用户使用报告）；我们正在与清华大学联合研制地磁方位测量传感器（总装备部项目）；与航天部１０１所联合开发数字磁栅尺；与北京理工大学和有所研究总院无损检测中心联合开发漏磁检测传感器及其自动检测设备（研发项目均为国内空白）；同时，我们首次提出磁敏传感器与计算机微处理器结合的智能化概念，并取得阶段性成果。由此可见，该项目是包括磁敏电阻芯片、系列传感器、二次仪表、成套设备，开发前景广泛。●经济效益及市场前景分析编码器与工业主要动力源电动机结合，构成伺服控制系统是当今自动控制发展的必然趋势。日本伺服电机70％以上安装编码器，对编码器的需求年增长持续保持10％－20％。由于价格低，频响高，环境适应性强，日本磁编码器的产值和增长率远远大于光学编码器的平均增长率为４０％。１９９６年日本编码器的交易额５６０亿日元。我国至今尚无磁编码器的生产厂家（中国科技情报所20万企业库中的计算机检索结果）。以长春光机所引进日本生产线为代表的上百家光学编码器生产厂家，年销售额近２亿元。并且，国内许多企业大量进口日本欧姆龙光学编码器，市场占有量约３０～４０％。我们开发的磁编码器已被国家风险投资公司与北京科技大学信息工程学院合作成立的企业质量认可，明年预定磁编码器的需求量２～３万只用于对传统工业技术改造；在该公司国家攻关项目和北京市奥运科技电动汽车项目中，已联合开发和试用我们研制的磁编码器和磁敏无触点角度传感器（用于油门和刹车控制系统）。拟定２００８年实现对２万辆工交汽车和６万辆出租汽车的技术改造，仅此一项产值上亿元。上海宝钢在线编码器用量上百万美元，包括国内各大冶金企业，实现进口备件的国产化，将为我国节约大量外汇。同时，可以推广到数控机床、石化、煤炭、纺织机械、自动电梯、多种自控生产线和军事工业中广泛应用。倾斜角传感器用于起重机、汽车吊、挖掘机、筑路摊铺机、石油钻井、冶金炉转角测量、隧道挖掘、桥梁建筑、电子水平尺、无线通讯车、炮位、导弹发射架仰角测量等领域。以上领域均有用户试用过我们产品。预计用量３～５千只。191

167无触点电位器用于医疗器械心电图仪和纺织机械张力控制，用量２～３万只/年。目前东风汽车公司正在试用我们的产品用于汽车工作状态检测和用于ＡＢＳ控制系统。●投资规模建立磁敏电阻芯片和系列传感器生产线，总投资额：3800万元。一种低成本的污水强化处理工艺技术●项目简介本技术在于采用低成本的污水处理方法处理工业及生活污水，特别是采用生化方法难于实现达标的废水的处理。随着工业的发展，含有各种化学成份的工业废水排污量也日益增加，对于处理含有各种不同化学成份且难以生物降解的工业废水，目前国内外普遍采用的微生物法并不理想，往往还要配以化学氧化、活性碳吸附、化学混凝沉淀、催化氧化等工艺，从而使得处理工艺流程变长，运行费用增加。本技术旨在采用自然界或工业生产中的废弃物强化废水的处理，目的是降低废水处理的一次性投资及废水处理的运行费用。本技术包括：废水的预处理、废水的强化处理、废水的后续处理三部分。废水的预处理是采用格栅或沉淀的方法将废水中的漂浮物及悬浮物进行分离。废水的强化处理是采用动态微电解反应器将废水中的有害成分进行特别处理，以利于后续工艺的处理。对于强化处理后的废水采用沉淀、过滤或生化等处理工艺过程既可实现达标排放或达到杂排水指标回用。动态微电解反应器是污水强化处理的关键设备。动态微电解反应器是在克服目前已有设备缺点的基础上开发成功的，本装置运行电耗低，约0.2kW/m3h，废水处理时的原料消耗低，低于0.1kg。●应用范围本工艺技术应用于染料、印染、制药、化工、电镀及含重金属废水的处理，以及城镇小区的生活污水处理。动态微电解反应器在废水处理中适用水质范围宽，适应温差大、PH范围宽（1～12），可处理电镀废水、石油化工废水、染化废水、印染废水、煤气洗涤水、焦化废水和制药废水等难处理的工业废水。191

168●经济效益及市场分析以年生产动态微电解反应器能力40台计，生产成本以平均价格94000元，销售价格120000计，则年获得利税1040000元，当年可收回全部投资。超声促透美容技术●项目简介进行美容除了要减缓皮肤细胞的水分蒸发外，还要供给皮肤细胞充分的营养物质。但人体皮肤的表面有一层由角蛋白和类脂构成的角质层，有很强的屏障能力，使给予皮肤的营养物质难以渗透到皮肤内部，从而不能有效地起到滋润细胞和美化皮肤的功效。九十年代发展起来的透皮技术可以使小分子营养物质能容易地透过角质层，但大分子营养物质仍难以的通过角质层的屏障进入皮肤内部。为此我们发展了超声促透美容技术，对皮肤施以特定波长的超声波，改变角质层的类脂排列方式，使特定的营养物质和治疗物质有效地渗透到皮肤内部，起到针对性地美容和治疗作用，同时它还能促进局部血液循环和对皮肤细胞进行按摩。因此超声促透美容技术具有针对性强、见效快和疗效确切的特点。超声促透美容技术由两部分组成，一是提供超声振动的超声美容仪，主要由电子元件构成，通过机械加工和电子元件的组合组装完成；二是由超声耦合介质和皮肤营养成分组成的美容剂，通过化学物质按一定的方式混合配制完成。目前该项目已完成了超声美容仪和美容剂—美容系列、祛雀斑系列和祛皱系列的样品研制工作，并取得了很好的试验效果。●应用范围皮肤美容、祛除雀斑和脸部皱纹。●经济效益和市场分析随着人们对美容要求的提高，超声促透美容技术以其独特的美容作用和效果，必将成为美容的重要方向。由于它携带方便，适合家庭使用，因此全国至少有500万的潜在用户。超声美容仪单台售价400元，毛利润150元，美容剂每瓶30元，每年可从每位客户获毛利润200元，以每年销售1万台计算，毛利润350万元，去除各项成本，超声促透美容技术每年可获纯利润200万元。该项目需要机械加工和电子元件的组装车间、可变温的物料混合器、填充机等设备，固定投资30万元，流动资金投入50万元。超声促透美容技术项目技术先进，附加值高，若年销售5000台，一年内可收回全部投资。最优控制的结构化理论及在生产管理中的应用191

169此项目由北京科技大学管理学院及白俄罗斯大学、白俄罗斯科学院相关系、室合作进行，内容包括：（1）进行此领域若干理论的合作（2）联合撰写并出版学术专著（3）将研究成果应用于我国大型企业生产过程控制与优化（4）学术交流互访此项目得到了国家科委重视与支持，我国外国专家局于1996年曾拨款3万元给予资助，国家教委也拨款4万元给予支持。此项目的前期工作，包括研究与互访交流，已有5年以上的历史。白俄罗斯一方的负责人是国际著名学者基里洛娃院士和戈巴索夫教授，中方负责人高学东在他们的指导下于1993年获（前）苏联数学物理博士。在该项目的研究中，双方共同合作，针对一类问题提出了操作性强的结构化理论及相关算法，并将得到的理论成功应用于产品结构优化及产品调度的优化排产问题。合作方式为联合研究与交流互访。白俄罗斯在此领域的研究工作在国际上有着较大的影响，因此在此学科上对我方有着有力的支持。除了提供大型专用软件及在国际学术刊物上推荐我们的成果外，还协助我们在国内出版了此领域第一部学术专著“最优控制的结构化理论”（1996，冶金工业出版社），引起了我国学术界的重视与好评。目前我们正将这方面的研究成果尝试应用于生产管理过程的优化，并已在大型冶金企业的项目中开始实施。在这方面，对方给予了我们许多关键性的帮助。我们已在我国开始培养此领域的博士研究生，并开始了企业运营分析与监视系统理论与技术的研究工作。除上述专著外，近两年来我们在国内外重要学术刊物上发表的相关论文已有十余篇。SAPR/3HR标准管理系统的本地化研制与开发SAP是德国最大的应用软件研发公司，在标准管理软件领域居世界领先地位。1996年北京科技大学与SAP公司正式签定了长期合作协议。从1996开始至今，SAP已经委托北京科技大学对其大型标准管理软件中的人力资源（HR）系统进行了如下几个方面的研发工作：l中国大陆地区人力资源管理的管理模式研究l中国大陆地区人力资源管理系统的需求分析及设计lSAPR/3HR系统的本地化191

170在该项目当中，我们总结归纳了各种工资结构模型，提出了针对各种不同的工资结构进行数据统计的抽屉理论及相关算法，成功地解决了各种工资计算模式的规范化统计问题。由于我方投入了较强的科研力量，工作严肃认真，并卓有成效，SAP公司对已有的成果多次表示满意。SAP公司的亚洲副总裁马克先生曾来我校考察项目进展情况，对双方的合作表示赞赏。通过该项目的合作，使我方对国际上先进的HR管理模式及相应的系统开发技术有了深入的了解，推动了相关教学工作与学术研究工作。北京地区专业技术人才需求预测●项目简介人才规划是一项战略规划，是整个经济与社会发展规划的重要条件，同时也是制定人事政策，进行教育改革发展的重要依据。根据国家人事部《关于制定“十五”人事人才规划的通知》精神，北京市人事局、计委牵头组织编制《北京市人才发展“十五”计划及2010年规划》（简称规划）。《北京地区专业技术人才预测》课题的目的是根据北京市国民经济与社会发展的需要，预测“十五”期间及2010年北京地区专业技术人才需求情况，为北京市人才事业发展“十五”规划提供科学依据。●预测目标本次预测中“专业技术人才”概念与通常统计口经相同,是指已取得专业技术职称，或大学、中专毕业，以及从工作实践中提拔，从事研究、教学、生产的专业人员和在机关、企业、事业中从事管理工作的专业人员。课题的具体任务是：预测2005年北京地区研究生、本科生、大专生、中专生四个学历层次和各职业专业技术人才需求量；预测2010年北京地区专业技术人才需求总量；这里“职业”是采用国家技术监督局、国家劳动部1999年联合颁布出版的《中国职业分类大全》中的职业目录，稍作修改，与通常学科专业相衔接，总共分成128个职业。●预测方法1．利用数学模型（多元回归）预测专业技术人才需求总量及各学历层次人才总量。2．利用抽样调查法确定各职业、各学历层次需求结构。3.在以上两个结果的基础上，根据抽样调查得到的职业需求结构情况，确定北京地区各职业各学历层次总体专业技术人才需求分布。191

171因考虑人事制度改革、保密及协调难度等原因，本次抽样调查工作只对企、事业单位进行调查，没有调查党政国家机关政府、社会团体及其他行业单位，在全市各行各业单位中共调查了3687个法人单位，涉及从业人数113.12万人，占北京地区1999年从业人数618.58万人的18.28%;涉及人才35.78万人,占北京地区1999年人才总数178.5万人的20.04%,具有了相当程度的覆盖面和代表性。基于GIS技术的区域教育决策支持系统研究●项目简介随着我国国民经济建设的蓬勃发展和具有中国特色的社会主义市场经济体制的迅速完善，各政府部门都在积极使用现代化的手段，充分利用计算机和信息技术提高管理和决策水平，增强政府部门的办公效率和决策职能。教育是立国之本，教育的发展需要投入，更需要管理，特别是我国这样一个人均GDP不足1000美元、却要维持几亿学生这样一个庞大教育系统正常运转的教育大国，教育决策管理---如何制定教育发展政策，有效利用人财物，对于我国各地区教育系统正常有效的运行有着极其重要的作用。正确的决策来源于快捷而准确的相关信息。信息的获取主要分成原始信息采集及对所采集信息进行科学加工处理变为对决策者有用的信息两部分工作。如何充分、有效地发挥现有数据的作用，为教育决策者提供卓有成效的分析手段呢？以往对教育方面数据的传统分析手段大多基于数据库的普通MIS系统，决策支持功能不强，其主要表现在以下两方面：1．一般MIS系统只有对采集数据做整理、简单的统计分析及少数专项分析功能，缺乏应用数学模型技术对一个区域教育管理各方面的综合分析功能。2．一般MIS系统中数据库的数据都是普通数据类型，提供给决策者的往往是一些数据表格，而作为决策者是根本无法在短时间内发现面前多张表格之间的关系，贻误决策契机，影响决策质量。造成这种局面的主要原因就在于“表格”这种信息表达方式的抽象性、片面性、忽略了很多有价值的信息，给最终用户呈现的分析结果不够全面。另一方面，区域教育系统是一个具有地域概念的行政管理系统，与地理信息有关，一般MIS系统不具有对教育信息、地理信息进行相关分析的功能，分析数据表现力不强。GIS（地理信息系统）是一种采集、储存、管理、分析和描述与地理分布有关数据的计算机空间信息系统，它的深层次可视化地理分析功能可以在数据库中不同的数据之间建立关联，分析利用与地理位置相关的各种信息，迅速揭示数据之间的关系以及易被忽视的数据模式，并将分析数据信息可视化(即：使用电子地图，利用数据库中数据的空间关系，将数据信息通过各种专题图和统计图的制作，在地图上进行形象直观的分析),提供更好的决策支持和分析能力，帮助管理者进行直观、快速、有效的决策。本课题利用GIS技术、数学模型技术开发教育决策支持系统，为政府教育行政管理部门提供快捷有效的科学决策方法及现代化的决策支持手段。首都人才资源有效利用的测度研究191

172《北京市国民经济和社会发展第十个五年计划纲要》明确提出“要把北京建设成为全国知识经济发展基地”。知识经济的发展程度取决于人才资源的开发程度，拥有现代知识、现代技术的人才越多，利用越有效，则知识在经济发展中的贡献率就越大，社会发展程度就越高。纲要还强调：“实现新世纪发展的战略目标，关键在培养和用好人才，要进一步加强人才资源开发，把培养吸引和用好人才作为一项重大战略任务来抓”。本课题主要从宏观层次上对北京人才资源开发利用程度的评价标准、如何利用好人才资源方面进行有益的探索。●主要目标是1.将人才资源利用有效性水平进行量化，制定评价标准。此项工作的完成既可对北京地区人才使用情况有整体了解，又可对不同时期北京地区人才使用情况进行纵向比较，还可以将北京地区人才使用情况与国内外其他地区情况进行横向比较。2.分析研究影响首都人才资源有效利用的主要因素，将因素按大小进行排序，有利于政府职能部门有针对性地采取应对措施。棒材生产的控制轧制和控制冷却技术及成套设备●项目简介我国棒材的产量近几年来增长迅速，2000年仅建筑用棒材的产量就达3200万吨，线棒材的产量近5000万吨。如何提高产品质量、降低生产成本和开发新品种，是线棒材连续生产线发展的关键技术之一。控制轧制、控制冷却技术能充分发挥钢材本身的潜力。通过控轧控冷工艺，可以改善钢材的组织，提高钢材的强度和韧性等；可以简化或取消热处理工艺，如取消调质工艺、缩短球化工艺的处理周期；还可以减少脱碳和氧化、改善表面质量等。控制轧制是通过特殊设计的冷却器实现机架间或机组间轧件的温度控制的轧制工艺；钢材的轧后控制冷却是根据生产品种特殊要求设计和布置，满足不同钢种后续处理工艺和性能控制要求的工艺。冷却系统由冷却器、横移机构、检测及控制仪表和PLC或IPC微机控制构成。对水处理和供水能力不足的企业，还应对水处理系统进行改造。该技术的最大优点是能结合已有生产线进行改造，或在新建项目中一并考虑，项目投资少，运行成本低，生产效益高。该技术已经成功地应用于国内钢铁企业。●应用范围冶金企业的普碳钢、低合金钢或合金钢线棒材的连轧或半连轧生产线。●经济效益及市场分析191

173以年产30万吨的棒材生产线为例，20MnSi生产GB1449-1998的HRB400级钢筋或英国BS4449-1990标准的460Mpa级钢筋为例，采用控轧控冷工艺后钢筋的性能合格率提高1～1.5%，每吨钢V、Nb合金元素成本降低65-85元。实际按控轧控冷工艺生产HRB400钢筋5万吨计，投资300-400万元；投资回收期约10-12个月。钢材品种开发与性能优化技术●项目简介高效轧制国家工程研究中心多年来与企业合作进行钢材品种的开发和性能优化技术，积累了丰富的经验和技术。自65期间，即开始进行造船板、容器板、锅炉板的开发和性能优化，开发了多种新品种，满足了国民经济建设的需要。²超深冲和深冲钢板系列：IF钢板、新型微碳深冲钢板等，该两种钢板是国际上近年开发，并广泛在汽车上使用的新型高效钢材，以高纯净、高塑性和高成形性为特征，代表了现代钢材向高纯净方向发展的趋势。与宝钢、武钢分别合作开发了适合该两厂装备条件的IF钢，目前宝钢已经开始批量生产，并将逐步在引进轿车上使用，替代进口。²高强板系列：深冲高强板、冲压用高强板是汽车行业广泛使用的材料，特别是随着能源短缺的出现，由于使用高强板的汽车节能效果非常显著，因而受到欢迎。与武钢合作开发了超低碳含磷深冲板，超低碳烘烤硬化板等，通过装车试用收到了很好的节能和节材效果。²热轧钢板系列：随着轧钢技术的进步，为节能和节材、降低成本，现在汽车和其它薄板的用户开始使用热轧板替代部分冷轧板，因而开发有特殊性能且表面质量优良的热轧薄板是汽车用钢的发展趋势之一。在热轧深冲板、冲压高强板、拉延用板等方面做了不少工作，积累了经验，有的钢种已在实验室取得成功。²造船板系列：与国内厂家合作开发D、E级船板生产技术。²管线钢系列：与国内热轧带钢厂和中厚板厂合作开发了X65、X70热轧板卷和中厚板。最近正在为国家西气东输工程所需要的X70管线钢进行攻关，开发高质量的、用于埋弧直缝焊的厚板产品。●应用范围该技术可广泛应用于全国各个冶金企业的生产线上。●经济效益与市场分析75以来，我们一直与鞍钢、武钢、宝钢、一汽、二汽和钢研院等单位合作，在薄板成形性能研究领域取得突破性进展，有3项成果达到国际先进水平，6项填补国内空白，获经济效益2000万元。我们承担的国家“九五”攻关项目“轿车用钢国产化开发”的研究，已在宝钢、武钢等企业生产合格的汽车板产品，逐步会替代进口。该技术对企业在当前的形势下，提高产品附加值、开发新产品、提高产品质量、参与国际竞争有十分重要的意义。191

174基于图像处理的表面质量在线检测系统●项目简介该系统用CCD摄像头采集生产线上产品的表面图像，通过图像处理和模式识别算法对图像进行实时的分析和处理，以检测产品的表面是否存在着缺陷，并且获取缺陷的尺寸、部位、类型、等级等信息，从而达到在线评估和控制产品表面质量的目的。该系统特点是：检测速度（即可检测的最高运行速度）为10米/秒；检测精度（可检测的缺陷最小尺寸）为0.5毫米*0.5毫米；可检测生产线上的主要缺陷，缺陷的检出率不低于80%（处于目前国际先进水平）；可对检测到的缺陷进行自动分类，识别率不低于80%（处于目前国际先进水平）。本项目目前处于中试阶段，已经在实验室条件下开发了冷轧带钢表面质量在线检测系统，并准备马上应用于工业现场。本项目技术起源于欧盟资助的国际间科技合作项目：“QualityControlinSteelIndustrybyAutomaticSurfaceInspectionSystems”。项目的合作单位来自北京科技大学、德国Parsytec公司、德国亚琛工业大学、荷兰Delft大学和鞍山钢铁公司。在该项目中，北京科技大学独立完成了算法研究和软件开发任务，并在完成这些任务的基础上，对冷轧带钢表面质量在线检测系统的硬件平台和整体设计作了研究，并在实验室环境下加以实现。●应用范围冷轧、热轧带钢生产线；中厚板生产线；铝带、铝箔、铜箔生产线；纸带、纸板生产线；印刷业；纺织业；电子制造业。●经济效益及市场分析该项目产品的价格根据检测要求（检测宽度、检测精度和检测速度等）而定，大概在200~500万元左右。项目投资为500万元，投资回收期为3年。带钢热连轧计算机控制系统●项目简介高效轧制国家工程研究中心在带钢热连轧计算机控制系统设计和软件开发方面具有较强实力，承担并且完成了国内许多带钢热连轧计算机控制工程项目。例如：²武钢一米七热连轧计算机控制系统（获冶金部科技进步特等奖，国家科技进步一等奖）²太钢1549mm热连轧计算机控制系统（获国家科技进步二等奖）²上海梅山1422mm热连轧计算机控制系统（通过国家验收）²攀钢1450mm热连轧粗轧区基础自动化改造²鞍钢1780mm热连轧计算机控制系统（通过国家验收）191

175²鞍钢1700mm热连轧计算机控制系统目前国内外带钢热连轧计算机系统一般分为:传动控制级(L0)，基础自动化级（L1）,过程控制级（L2）,生产控制级（L3）。高效轧制国家工程研究中心能够提供从L0到L3的全套带钢热连轧计算机系统。能够完成从系统设计﹑软件设计、编程调试﹑现场服务﹑到开工投产的全过程。本项目的主要内容包括：²硬件和系统软件：国外引进硬件和系统软件。在从L0—L3级硬件配置和系统组态方面采用由用户选择的原则。如果用户有确定的国外厂商和产品型号，就按用户的选择去引进或集成；否则，由我们提供（引进）性能价格比高的硬件产品。²支持软件：支持软件（SupportSoftware）是一种软件开发环境，是一组软件工具的集合。支持软件又叫做中间件（MiddleWare）。能够提供全套支持软件。²应用软件：高效轧制国家工程研究中心能够提供从L1到L3的全套应用软件。²数学模型：高效轧制国家工程研究中心能够提供如下数学模型：(1)自动燃烧控制模型，(2)轧制节奏控制模型，(3)粗轧设定模型，(4)粗轧自动宽度控制模型，(5)精轧设定模型，(6)板形设定和控制模型，(7)精轧出口温度控制模型，(8)卷取温度控制模型，(9)卷取设定模型●应用范围适用于所有热轧厂(常规的热轧厂，薄板坯连铸连轧厂)。●经济效益及市场分析总投资是国外全套引进及完全由外商负责的项目的十分之一。冷轧、热轧、中厚板板形控制技术●项目简介现代工业的发展使得用户对钢板的板形质量提出越来越苛刻的要求，板形控制技术已经成为标志现代化板带热轧机、冷轧机和中厚板轧机的技术装备和自动化水平的代表性技术。北京科技大学陈先霖教授领导的项目组（高效轧制国家工程研究中心板带轧制工程部）从“六五”至今一直在板带轧制工艺研究、板形控制技术的消化和创新领域进行了不懈的努力，取得了以下多项重要成果：²研制成功宽带钢轧机“变接触长度（VCL）支持辊”技术，在武钢1700和宝钢2030冷连轧机分别连续稳定应用了10年以上，提高了板形综合控制能力，增加了弯辊调控效果，降低了轧辊消耗，减少了跑偏断带等生产事故，解决了连轧机各架轧制负荷分配不均问题。结合“九五”攻关“轿车用热轧钢板板形综合控制（热连轧—冷连轧）”开发出用于热连轧的变接触轧制技术及相应的板形控制工艺和控制模型，大幅度降低辊耗、平坦度和凸度超标率，显著提高了武钢热轧板带的板形质量和成材率。²191

176对CVC技术的消化和改进，使宝钢冷轧厂在辊型设计、智能化板形控制模型、拉矫机控制模型等技术上均有突破和创新，使宝钢冷轧板形质量达到平均15I的国际水平，板形次品率由0.30％下降到0.10％以下，有明显的经济效益和社会效益。²对HC技术的消化、完善和创新，为武钢的“效益机组”—1250HC轧机研制成功“均压型（PPT）中间辊”技术，消除了辊间接触压力尖峰，解决了轧辊严重剥落损伤问题，提高了板形质量和成材率。²承担鞍钢1700热带钢连轧机组改造的板形控制系统的研究与开发，这是国内第一次独立承担宽带钢热连轧板形控制系统工程，该系统的控制模型、系统设计、制造、安装、编程、调试全部由国内负责，所采用的板形控制技术及相应的板形控制策略、控制模型等代表了当今世界热连轧控制技术的最新水平。该系统和液压AGC系统一起被评为“九五”国家重点科技攻关计划（重大技术装配）优秀科技成果。●应用范围适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。同时，通过技术集成和转移，可为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。●经济效益及市场分析经济效益主要体现在改善产品的板形质量、提高轧机的生产率和成材率、降低生产成本等方面，同时，由于价格优势，可为企业降低投资成本，节省外汇。市场竞争的压力对新建的和已有的板带轧机的板形控制能力均提出了很高的要求，板形控制技术将成为这些轧机的必备技术。热轧窄带钢生产成套设备及工艺技术●项目简介热轧窄带钢是生产建筑用钢管、钢结构异型管、冷轧窄带钢及深加工产品的重要原料，2000年国内市场的需求量近1000万吨。因带钢的宽度可直接满足后工序生产要求，无需切边，可降低用户的原料成本，产品的生产竞争力较强。随着冶炼和小方（扁）坯连铸技术的发展，热轧窄带钢的品种不仅有普碳钢，低合金钢，也有冷轧冲压用钢等新品种。新一带窄带钢的生产技术在工艺和设备上向宽带钢靠拢，用层流冷却和卧式卷取机取代活套振荡器和立式卷取，粗轧机前增加高压水除鳞，带钢的表面质量、性能明显改善，卷重增加，可达1-2吨。轧制、传动及控制技术的发展，生产效益大幅度提高。热轧窄带钢生产线是一种投资少、风险小、低成本和高产出的投资项目。该技术的最大优点是能结合已有生产线进行改造，或在新建项目中一并考虑，项目投资少，运行成本低，生产效益高。该技术现在已经成功地应用于国内10多家钢铁企业。191

177●应用范围冶金企业的窄带钢生产线。典型产品有机电一体化的成套机组或生产线。●市场分析及经济效益随着国家淘汰落后生产工艺和设备的产业政策逐步落实，企业技术改造的力度会不断加强。年产40-50万吨窄带钢生产线无疑是很好的解决方案，也为部分条件好的横列式中/小型材生产线改造寻求了一条好的出路。对老车间改造，改造后考虑价格因素的年净增效益1000-2100万元，投资在2500-6000万元，投资回收期2-3年；移地改造或新建，投资规模为5000-8000万元，投资回收期3-5年。棒线材尺寸在线检测系统（ORBIS）分析软件包●项目简介棒线材在线尺寸检测系统（ORBIS）目前广泛用于棒线材轧后尺寸的在线检测。该系统可以动态的检测棒线材轧后的尺寸，并且实时在线动态显示尺寸的变化。但与该系统配套的软件在使用习惯等方面不适合国内使用，存在着硬件设定繁琐、班次设置不合理、实时监测与数据回放无法同时进行、无法分卷、无法定位尺寸缺陷等不足，在国内的钢铁企业中没有得到很好的应用。本项目提供的“棒线材在线尺寸检测系统配套分析软件包”WRODES（WireRodOnlineDimensionExaminingSystem）是采用C++开发、具有自主知识产权的软件系统。具有以下特点：对原有系统不产生影响；硬件投资很小，可以大大节约生产成本；完全符合国内钢铁企业的使用习惯；系统安装方便、快捷，系统运行稳定可靠；良好的人机界面，支持自动报表生成打印；具有统计分析、历史纪录回放、查询等功能；与国外同类产品相比，具有极高的性价比。WRODES软件分为“实时检测分析”和“辊缝基准设定”两个部分。“实时检测分析”依据棒线材在线尺寸检测系统（ORBIS）传送出来的数据进行处理，在终端上以轧件横向和纵向两种方式显示出实时检测的结果，并且根据设定的公差界限进行超差报警。实时检测的数据可以按照预先设定好的时间范围进行存储，在任何时候都可以作为历史数据调用，进行状态回放、缺陷定位、打印结果等后续处理工作。在各项参数的设置方面符合国内钢铁生产企业的习惯，钢种、规格、轧制速度、公差和班次可以根据需要分别设定，保证了实际生产中的灵活性。最后，在设定的时间范围内，可以区分班次、产品规格来进行精度的统计，同时打印统计分析报告。191

178“辊缝基准设定”用于轧机调整或生产新规格的产品时，高级工程技术人员进行辊缝设定基准的计算。用户需要一定的权限才能进入该部分。具体的辊缝设定采用“现代分析方法”和“经典理论计算”两种方法进行，前者利用BP神经元网络经过样本的训练与识别给定最优的辊缝设定结果，而后者则可以采用理论计算的方式对该结果进行验证。两个部分相辅相成，互为补充，从而保证了辊缝基准设定的精确性。●应用范围该软件适用于已经配备有ORBIS在线测径系统，完成线、棒材生产的在线检测、缺陷定位、精度统计等工作，并且对改进原有生产工艺、开发新产品具有指导作用，是各类棒线材生产企业在实际生产中检测产品尺寸精度、控制产品质量及统计分析的理想工具。同时也根据企业生产的实际要求在软件功能上进行修改、定制。●经济效益及市场分析该软件可以利用企业原有的PC计算机，只需添加一条串口数据线和网卡，硬件的投资较小，而该软件国际领先的检测、定位与统计分析功能可以确保企业在短时间内收回全部投资。冶金企业生产管理系统●项目简介市场竞争的日益激烈，企业要想在市场中占据有利位置，在提高产品质量的同时，还需加强管理、提高效率、提高用户的满意水平、稳定企业内外的物流关系，以保证生产的有序，实现企业效益的目标。冶金企业生产管理系统正是为了提高企业的管理水平，利用先进的管理理念来协调企业内部的物流和管理，以及企业与市场之间的关系而开发的。其主要有五个部分组成：(1)销售管理，（2）质量管理，（3）生产控制，（4）发货管理，（5）帐务管理。该系统还可与企业其他系统，如设备管理系统、人力资源管理系统等等，集成形成企业的ERP系统。该系统的采用可规范企业的管理操作，提高产品质量，降低库存水平，缩短物流周期和产品的生产周期，降低生产成本，提高用户的满意度，使企业适应市场经济条件下生产组织要求，提高企业的综合竞争力。目前我们开发的系统已成功用于我国第一套国产化的中薄板坯连铸连轧生产线——鞍钢1700工程和武钢热送热装生产管理系统。●应用范围该系统适用于各类冶金企业生产管理或热送热装生产组织。●市场分析及经济效益该系统采用后的效益与企业的原有的管理水平有关，一般情况下采用该系统后可降低库存水平10-30%，降低用户异议率20-50%，企业按旬或周交货率提高20-50%，综合降低生产成本10-80元/吨成材。191

179轧机数字化传动系统●项目简介   本项目主要针对工业企业中交直流电动机的传动电气系统改造工程。早期的电动机电控系统大都采用模拟电路控制设备，它们在控制性能及故障停机时间等考核方面已无法满足现代化工业企业对电动机驱动的要求。特别是我国冶金企业存在不少采用同步机拖动的G-D机组供电的大中型设备，不但日常维护复杂、故障率高，而且同步机的无负荷空转极大地浪费了电能。电动机的电气传动数字化改造可根据企业的现状及实际工艺要求灵活地制定改造形式，现有的成熟方案有以下几种：（1）驱动电动机不变，保留原有主回路供电及晶闸管整流器件，将电动机电枢/励磁控制系统由原有的模拟控制器升级更新为全数字化控制器，如需要可匹配相应的十二相专用控制器；（2）电动机及主回路供电保留，采用全数字化电控系统及新型高品质晶闸管组件控制电枢/励磁回路，支持大功率十二相供电方式；（3）对原有的G-D机组供电形式改造确有困难时可采用电动机励磁、发电机励磁的独立数字化改造方式，以较小的投资获得轧机传动控制性能的明显提高；（4）采用新型变频交流电动机配以高性能变频控制装置，实现现代化交流调速。   目前采用的电动机专用数字化控制器包括德国西门子公司6RA24/70系列、ABB公司DCS400/500系列、美国AVTRON（西屋）公司ADD32系列、GE公司TPD32系列等，另外也可采用高性能的通用控制器，如德国AEG公司的LOGIDYN-D/D2控制器、西门子公司SYMADYN-D控制器。企业可依据实际情况选择改造或新建模式，对各种方式的改造方案都有成熟技术且可提供已投产项目供参考。●应用范围   冶金、造纸等行业中有高性能调速需求的轧机电控系统的改造及新建。●市场分析及经济效益   改造后的由全数字化电控系统驱动的轧机各项动、静态指标有显著提高，设备故障率大大降低，为工艺水平及产品质量的提高创造了条件。以武钢1700mm热轧厂精轧七机架轧机数字化改造为例，改造后的动态速降减小了75％左右，咬钢恢复时间普遍缩短了100ms以上，机架间活套状况有明显改善。同时，机组供电改为晶闸管电枢供电后可获得综合节电25%的效果，设备投资在投产2-3年内即可收回。   引进国外先进设备进行开发集成可以减少用户50-60%的投资额，也为国家节约了大量外汇，其市场将是相当广阔的。双机架可逆式冷轧机系统●项目简介191

180双机可逆轧制工艺灵活多变、适应性强。可根据轧制带钢的材质、规格和生产工艺条件选择不同的轧制道次，末道次的工艺参数（压下量、张力、速度等）也可以在一定范围内进行调整，这使轧机能在较大的范围内适应带钢材质、规格和卷重的变化，并且通过工艺调节能灵活地应付各种变换。因此可逆轧机可以生产较多的品种、规格，很适于多品种、多规格和中小批量的带钢生产。其特点是：²轧机入口及出口卷取机均设有卸卷装置，轧制可灵活安排2,4,6道次。²轧机机型是4辊/18辊可更换辊系，适于轧制极薄精密带钢和有色金属。²冷轧工作辊能横移，支承辊使用特殊的辊形设计（VCR）。²采用液压AGC系统，辊缝仪、张力仪、测厚仪、激光测速仪等仪表齐全，保证厚度尺寸精度。²采用ASC系统，配合弯辊、轧辊横移、分段冷却等手段，进行板形自动控制，保证板形精度。。²设有带材干燥系统，即设带材边部油雾抽吸装置，能使高速下的带钢表面干燥，无污迹，带钢表面残留的冷润剂量非常少，轧后钢卷进行罩式退火能获得洁净的表面。²采用大张力卷取机，卷筒液压涨缩。²良好的工艺冷润系统，设置多级过滤，保证冷润剂的清洁度等。●应用范围适用于所有的新建和欲改造的板带冷轧生产线。●经济效益及市场分经济效益主要体现在冷轧品种的多样化，覆盖精密带钢、不锈钢、硅钢、铝箔等，产品的精度高，生产组织灵活，设备投资合理，全部自主知识产权。具有较大的市场空间。线材轧机改造技术●项目简介本项目主要是针对我国众多落后的老式复二重线材轧机而开发的，早期的改造模式是保持原复二重轧机半连续轧制的特点，即前后机座间微张力、左右机座间为不可控活套轧制工艺，采用GYF型短应力线轧机替换老式复二重轧机，使产品尺寸精度由原来的±0.5mm提高到±0.3mm（较高精度），成材率提高1.5~2.5%，作业率提高2~4%。同时，在成品机械性能方面也有较大改善，采用穿水、散卷冷却工艺。该技术近期的发展主要表现在四个方面：①线材精整线增加了芯棒收集、压卷打包新技术，提高了线材的包装质量。②增加粗轧机，提高粗轧能力，实现连铸坯一火成材。③将精轧机组改为一组或两组平立交替φ260×4BLOCK机组，线速度为35m/s，既可以使轧机装备符合国家产业政策，又能满足年产20～30万吨能力。④191

181将车间布置作较大调整，布置型式为半连轧或全连轧，原有设备部分利旧，精轧机组采用国产45o轧机8～10架，成品线速度>60m/s，年产能力30～40万吨。该技术的最大优点就是能够充分利用原有车间厂房和设备，以最小的投入即可使车间装备现代化或符合国家产业政策，提高产品产量和质量。用户可以根据自己的财力选择不同的改造模式。该技术早期的改造模式已成功地应用于全国大、中、小型钢铁企业200多家，累计年创效益一亿元人民币以上，荣获1990年国家科技进步二等奖，原冶金部科技进步一等奖。近期的改造模式先后有10家采用，包括原地改造及易地改造（新建）。●应用范围冶金企业轧钢厂的线材生产线。典型产品有机电一体化的成套机组或生产线。●市场分析及经济效益2000年国家出台的产业政策明确规定，截至到2002年底，年产30万吨以下的复二重线材轧机将全部淘汰，这就意味着占我国线材生产总量60％的100多套复二重线材轧机将逐步停产。随着对国家产业政策落实的深化，未来技术改造的市场将是很广阔的。对老车间的改造，一般改造后提高成材率1.5～2.5％，提高产量10～50％。一个车间年净增效益300～2000万元，投资600～8000万元。原地改造，1～3年即可收回投资，易地改造或新建，4～5年即可收回投资。GY型短应力线轧机及中小轧机改造技术●项目简介本项目主要是针对我国众多落后的中小型横列式轧机而开发的，早期的改造模式是基于钟廷珍教授的创新理论――对中小型型钢轧机来说，影响成品尺寸精度的不是全部机座，而是关键的1～3架，因而将老轧机中关键的1～3架换以GY型短应力线轧机即可显著提高产品尺寸精度，降低各种消耗，提高轧机作业率。该轧机比老式轧机刚度提高一倍以上，轴承寿命成倍提高，结构简单，易于制造，调整方便，生产稳定。该技术近期发展的改造模式是实现连轧或半连轧，企业在局部改造之后，可根据自己的财力，逐步改造其余轧机或全部采用GY型短应力线轧机，配以直流电机单独驱动，全数字PLC控制，进一步实现老车间的装备现代化。全部改造完成后，产量提高20～70％，成材率提高2～5％，能耗下降20％。改造后的年产量为30～40万吨。该技术的最大优点就是能够充分利用原有车间厂房和设备，以最小的投入即可使车间装备现代化或符合国家产业政策，提高产品产量和质量。该技术早期的改造模式已成功地应用于全国大、中、小型钢铁企业200多家，累计年创效益两亿元人民币以上，荣获1987年国家科技进步一等奖。近期的改造模式先后有10家采用，包括原地改造及易地改造（新建）。191

182●应用范围冶金企业轧钢厂的型钢（棒材）生产线。典型产品有机电一体化的成套机组或生产线。●市场分析及经济效益2000年国家出台的产业政策明确规定，截至到2002年底，年产30万吨以下的横列式型钢轧机将全部淘汰，这就意味着占我国型材生产总量50％的1000多套横列式轧机将逐步停产。随着对国家产业政策落实的深化，未来技术改造的市场将是很广阔的。对老车间的改造，一般改造后提高成材率2～5％，提高产量10～50％。一个车间年净增效益300～2000万元，投资600～8000万元。原地改造，1～3年即可收回投资，易地改造或新建，4～5年即可收回投资。液压AGC技术●项目简介液压AGC具有响应速度快、控制精度高的优点，正在取代电动AGC成为当今新建轧机和欲改造轧机的首选技术。北京科技大学长期致力于液压AGC在大型工业轧机应用的研究，并在鞍钢1700热带钢连轧机组改造中取得成功应用，为轧钢技术装备国产化作出较大贡献。该液压AGC的主要控制功能包括：²头部厚度锁定GMAGC：即厚度检测AGC，头部锁定方式有人工锁定、自动锁定（各机架咬钢后分别自动锁定和各机架同一时刻自动锁定）和绝对压力锁定方式。它是以锁定厚度为基准厚度，控制压下量使根据轧制力和压下位置得到的计算厚度与基准厚度之差为零的方法，使带钢纵向厚度均匀一致。²硬度AGC：是一种前馈AGC，它是根据精轧来料厚度、辊缝值、实测的轧制力计算来料的实际硬度，并以此硬度修正下游各架轧机的辊缝设定值。这种控制方式能较好地消除不同材质和不同的轧制温度对厚度的影响。²测厚仪监控AGC：它是以出口测厚仪检测的厚度偏差作为控制量反馈到各架轧机进行厚度补偿控制的方法，使成品厚度更加接近目标值。配合其它控制方式可以得到更好的效果。²轧辊偏心补偿控制：控制环节是采用压力内环加厚度外环，压力内环为恒压，可消除轧辊偏心对厚度的影响，厚度控制则通过调节压力内环的设定值来实现。²其它控制功能包括速度补偿、甩尾补偿等。该液压AGC系统和板形控制系统一起被评为“九五”国家重点科技攻关计划（重大技术装配）优秀科技成果。●应用范围191

183适用于所有的新建和欲改造的板带轧机包括热轧机、冷轧机和中厚板轧机。●经济效益及市场分析经济效益主要体现在改善产品的厚度精度、提高产品的市场竞争力。同时，由于该液压AGC系统具有完全自主产权，和同类的进口液压AGC系统相比在价格上有很大的优势，而控制精度又相当，因此，采用此液压AGC系统可以大幅度降低投资成本。市场竞争的压力对新建的和已有的板带轧机的厚度控制能力均提出了很高的要求，液压AGC控制技术将成为这些轧机的必备技术。有限元模拟在冶金行业中的应用●项目简介近年来，随着国内钢材市场竞争的日趋激烈，提高产品质量与降低生产成本成为每个冶金企业的目标。要达到这一目标，单纯靠经验和实验进行定性的分析已无法满足需要，必须进行定量的分析与计算。但是冶金生产的复杂性，使得大多数问题无法使用理论公式计算，因此有限元作为一种数值分析方法在许多领域得到广泛的应用。高效轧制国家工程研究中心的有限元模拟实验室自1996年成立起，在承担国家九五攻关项目——薄板坯连铸连轧工艺模拟与软件实现时，采用在通用有限元软件ANSYS上进行二次开发的方法，建立了薄板坯连铸段、均热段及轧后冷却段的有限元计算模型，为连铸连轧生产线的设备选型与工艺条件设置提供了依据。随后又购进体积成型与热处理分析有限元软件DEFORM和薄板成型分析软件DYNAFORM，并与宝钢、包钢、马钢等企业合作，开发了钢材轧制与控制冷却、薄板成型的有限元分析模块，不仅可以得到轧件表面关键点的位移、应力、应变、温度值，而且可以得到整个轧件的变形和温度场等更全面的信息，从而使新产品开发和现有工艺的改进建立在更科学、更可靠得基础上。●应用范围（1）板带热轧过程变形分析（2）型钢轧制过程（包括冷轧、热轧）变形分析（3）金属挤压、拉拔过程分析（4）薄板成型过程（包括冲压、冷弯、液压成型等）分析（5）薄板型结晶器内流场分析（6）薄板型结晶器内温度场分析（7）电磁感应加热（涉及电磁与热的耦合分析）（8）中厚板控制冷却（涉及相变的温度场分析）（9）棒线材控制冷却（涉及相变的温度场分析）（10）钢轨在线淬火（涉及相变的温度场分析）●经济效益及市场分析191

184采用有限元模拟方法进行金属成型与温度场分析，在开发新产品与改进现有工艺时，可缩短开发试验周期，减少试验费用，取得明显的经济效益。中厚板轧后快冷技术●项目简介本项目是为中厚板生产中采用控制轧制控制冷却工艺生产专用钢板以及提高中厚钢板的机械性能而开发的，并处于国际先进水平。在中厚板厂采用轧后在线控冷装置对中厚板进行轧后控冷是生产造船、锅炉、容器、石油、工程机械等专用钢板的必不可少的设施，它具有节约能耗、提高产品质量、减少合金元素、缩短生产周期等一系列优点。目前，国外大多中厚板厂大都采用了在线控冷装置。对于中厚板厂生产的某些产品,如:锅炉板、压力容器板、造船板、低合金钢板、建筑用钢板、低碳管线钢、高强度机械用钢板以及一些待开发的新钢种等专用钢板需要采用控制冷却工艺来代替正火工艺，这样不但可以提高产品质量，而且可以节约大量能源消耗。国内、外以往经验表明，绝大多数中厚板产品完全可以采用控轧控冷工艺组织生产,而不再需要正火处埋。另外,包括普通碳素钢板在内的大多数钢板通过控制冷却也可以达到提高钢板性能合格率（约1%）和产品质量的目的。由北京科技大学高效轧制国家工程研究中心负责,开发了当前世界上先进的高密度管层流冷却装置。该装置具有自主知识产权,冷却强度和冷却均匀性等各项指标都达到或超过我们原开发的水幕冷却装置。并且该套装置的总体价格是酒钢中厚板轧机引进的喷雾冷却（气－水喷雾）装置的1/5左右。目前，该项目已在鞍钢新轧厚板厂、舞阳钢铁公司轧板厂、新余钢铁公司中板厂等中厚板轧机的轧后控冷工艺中采用，其特点是：(1)容易实现钢板上、下面的均匀冷却和沿宽度方向的均匀冷却。且由于其单根上集管的密度增加，使其冷却能力提高，从而减少了冷却区长度，可以达到水幕冷却所需的冷却区长度；(2)在冷却过程中，通过侧喷装置，和集管的组数控制可以使钢板在各集管间形成自回火区，从而控制钢板的组织性能及钢板的表面质量；(3)设备结构简单，制作方便。并且由于喷咀采用直径为10mm以上的圆管，不易发生堵塞，使设备便于维修和管理；(4)冷却设备重量轻，制造费用较低。●应用范围冶金企业中厚板轧机的轧后快冷工艺以及在线淬火工艺、无压淬火装置等。●市场分析及经济效益按年产20万吨采用控轧控冷工艺生产各种专用钢板，以及年产60万吨钢板计算，控冷工艺取代正火，可增加效益5000万元；提高性能合格率，可增加效益60万元；总共增加经济效益5060万元。系列新型民用高温耐热合金191

185●项目简介随着科学技术、尤其是工业化的快速发展，对高温下使用的材料提出了越来越高的要求，现在大量使用的高温合金耐热材料，如Inconel600、Inconel601、Inconel800、Inconel801、GH3030、GH3039等已难以满足要求。主要是上述合金靠形成致密的Cr2O3保护膜来起到抗氧化耐腐蚀作用。当使用温度大于1100℃时，Cr2O3保护膜严重剥落，合金性能明显下降，故使用温度均低于1100-1200℃。此外，合金的高温强度和耐磨性能不能满足许多高温环境的需要。研究表明：合金表面形成Al2O3保护层具有比Cr2O3更佳的抗氧化能力，当温度高达1150-1350℃时，Al2O3保护层仍不易剥落。美国和前苏联分别研制出能分别能在1260和1280℃使用的高温耐热合金材料Alloy214和ЭП747。在1994年黄进峰博士研制出一种具有优异抗氧化性能的Ni-Fe-Cr-Al基高温耐热合金（3YC52），长期使用温度高达1200-1300℃，短期使用温度可达1350℃，且成本较Alloy214低20%，该项目曾获机械部科技进步二等奖，并列入1995年国家级火炬计划。在此基础上，针对不同的高温环境（氧化、碳化、硫化、高强度耐磨等）成功研制出系列高温合金，例如：研制出的高温高强度耐磨合金，在温度高达1000－1200仍具有很高的高温强度，其高温强度（800-1200℃）达到常用高温合金（GH3030、GH3039、Inco600、Inco601、Haynes214）的2－3倍，现已在典型高温高强度耐磨环境(热风炉、硫化床等)中成功应用。●合金性能特点及应用范围新型系列民用高温性能特点及用途典型合金种类性能及用途等抗氧化能在高达1200~1310℃下长期使用，最高使用温度可达1360℃。可广泛用于各种热电偶保护管、石油化工的高温燃气管道、燃烧装置、各种高温炉、高温辐射管、电子组件、化工设备、蒸汽发生器管道及高温部件等。高温高强度具有极高的高温强度和耐磨性能，能在高达900~1280℃高温下长期使用。如各种热风炉、发电厂硫化床、高温模具、陶瓷烧结炉燃烧喷嘴等。抗硫化适合于一些高温高硫气氛中使用，如石油、煤培烧厂热交换器、煤处理转换处理设备、气体燃烧炉、燃烧气体交换器等。抗碳化适合于气体渗碳炉构件，碳再生及活化装备、乙烯裂解装置的热解管、煤气化及燃烧厂的热交换器等。●经济效益和市场分析上述系列新型合金与同类合金相比具有明显的技术优势。系列新型高温合金将很好地解决高温（1000-1350℃）大多数高温环境的用材问题。可广泛用于冶金、石化、水泥、电力、电子、玻璃、机械、矿山、建材等行业高温及高温腐蚀等各种恶劣环境中使用的热电偶保护管、高温燃气管道、燃烧装置、高温模具、陶瓷烧结炉燃烧喷嘴、高温辐射管、高温高强度耐磨件、各种高温炉、蒸汽发生器管道及高温部件等。191

186上述高温合金材料，技术附加值高，技术成熟。目前已经在多种高温环境中成功应用。Fe3Al基金属间化合物合金Fe3Al基金属间化合物原料成本较低，具有低比重、优异的抗氧化、抗硫蚀等特点，可以应用于对强度要求不太高的中高温氧化或硫蚀环境中，如有色冶炼厂和高浓度烟气收尘设备及制酸系统中的烟气净化设备、转化器、热交换设备极板和壳体；汽车尾气管、电厂排气的烟气管道等。从1991年起，孙祖庆教授及其研究小组在国家科技部863专家委员会、国家自然科学基金委及中国-福特基金的支持下，开展了系统工作。ØFe3Al金属间化合物合金室温塑性改善、综合性能提高机理及应用研究，国家“863”资助；ØFe3Al基合金的非真空熔炼与成型的应用基础研究，国家“863”及福特（中国）发展基金共同资助；ØB2结构Fe3Al单晶力学行为各向异性，国家自然科学基金资助。主要创新性研究成果有以下几点：1.首次提出Fe3Al基合金的B2热机械处理工艺，使合金在空气中的室温拉伸延伸率提高到15％以上。2.通过自行开发的提高合金中高温抗蠕变性能的处理工艺，研制成功Fe-28Al-XCr系金属间化合物材料。申请两项发明专利并已获得批准（专利号：ZL93114921.5）(专利号：ZL93121242.X)。3.通过Cr,Ti,Mn,Ni,Mo等代位合金元素原子在Fe3Al基金属间化合物合金亚点阵占位的中子衍射研究及交互作用能计算探讨上述各元素对室温塑性的影响。4.Fe3Al基合金热加工过程中的变形织构研究。5.在解决了该系列合金采用传统工艺制备大体积材料、并获得薄板的基础上，开展了超塑性行为、可焊性研究，并提出优化的热弯成型及焊接工艺。申请焊接发明专利一项，已公开（公开号：CN1251329A）。6.Fe3Al基合金薄板在有色冶炼后处理含氧环境中的现场试验结果显示了它比不锈钢优异的抗蚀性能。通过鉴定一项。7.B2结构Fe3Al单晶力学行为各向异性机理研究。不同取向单晶宏观拉伸切应力—切应变曲线形式、各阶段加工硬化行为与各滑移系的激活方式、晶体转动及位错组态的演变直接相关。目前，有关Fe3Al基合金冶炼、热加工、焊接及组织性能控制的技术已经成熟，在普通钢铁企业现有的冶炼及轧制设备条件下，可以通过真空熔炼或非真空熔炼加电渣重熔工艺精炼来制备Fe3Al基合金铸锭，通过锻造及轧制设备生产各种规格的Fe3Al基合金板材；通过热弯工艺及焊接工艺可获得Fe3Al基合金焊管。新一代钢铁材料的重大基础研究191

187我国是钢铁生产和使用大国，目前钢铁材料的生产能力已经连续几年超过１亿吨，但钢铁材料的品种，尤其是高性能钢铁材料以及人均钢铁材料的占有率与世界发达国家相比还十分落后。碳素钢和低合金钢的性能仍停留在低强度水平范围。根据目前的经济发展情况预测，到2010年我国的钢铁材料的需求量将达到2亿吨，面对如此巨大的市场需求，单靠增加产量必然需要大量投入建厂资金。从资金、能源、资源、环保等方面的考虑出发，将现有产品升级换代，用高性能钢材代替传统产品，可大幅度节约钢材使用量，从而从根本上解决问题。孙祖庆教授及其研究小组在国家科技部“攀登B”及“973”项目的支持下，开展了对新一代钢铁材料的基础性研究。在低碳钢过冷奥氏体形变过程中发生的相变特征、组织演变规律及基本力学行为等方面开展了系统研究，明确提出并证实了利用“形变强化相变”及铁素体动态再结晶细化铁素体晶粒的创新学术思想，在国内外一流杂志发表相关论文近二十篇。已有的工业性生产试验表明，在不添加任何合金元素的前堤下，通过合理的控制工艺，可以使低碳钢长型材与热连轧薄板在保持原有塑性水平的基础上，强度提高一倍。高温高性能高Nb-TiAl合金陈国良院士的研究组在863及国家自然科学基金支持下，以创新的发展高温TiAl合金新思路，在国内外首次成功发展出有自己知识产权的高Nb高温TiAl合金。该合金具有以下优点：l高温强度和使用温度与先进涡轮盘用变形镍基高温合金相同，比重比镍基高温合金小一半，减重效果达50%。l比普通TiAl合金的使用温度高60-100℃，强度高400～500Mpa。l成分特点：高铌低铝（7/10Nb,£45Al）提高熔点和组织稳定性、高铌固溶强化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等复合强化强化。1995年第一届国际TiAl合金会议主席报告写道，高Nb–TiAl合金是发展高温高性能TiAl合金的“首例”。。2001年高温高性能TiAl合金在美国立项，TiAl合金正式分为两个级别：普通TiAl合金和高温TiAl合金。该项目先后获得部级自然科学一等奖和部级科技进步二等奖各三项。在高铌的强化作用和机制，形变诱导晶界结构和有序结构变化，形变孪晶和孪晶交截机制，层错能和超位错分解宽度研究等方面都有创造性成果。得到一项高铌钛铝合金专利，申请专利2项，发表文章约100篇，目前研究的重点是应用研究。高温高性能TiAl与其它高温合金性能比较191

188合金密度拉伸性能900℃100h平均氧化增重g/m2·h℃s0.2eMPa%高Nb—TiAl4.320800/9920.5/1.5815580/640~50.06-0.08GH33A8.2720>735>16800>591>100.1104GH1698.2420>1030>12800>610>260.0961GH6988.3220>706>17800>585>330.0821GH2208.36208141380072690.021（950℃）大块金属玻璃功能结构材料大块金属玻璃（BulkMetallicGlasses）是国家863高技术计划、国家973计划、国家自然科学基金和科技部中瑞大块金属玻璃国际合作项目，主要包括：l高比重高性能Zr基大块金属玻璃及其纤维增强复合材料；lAl基超强大块金属玻璃或纳米晶合金；lZr基、Al基或Fe基大块金属玻璃耐磨、耐蚀轴承套环状零件制造技术；l大块金属玻璃合金设计的“多元短程序畴过冷”设计软件这些大块金属玻璃和技术具有许多独特性能和广阔的应用市场，主要有：（1）更为优异的力学性能，如高强度、高弹性和高断裂韧性等，是目前已发现的最为优异的高尔夫球拍材料之一；（2）大块金属玻璃/纳米晶复合材料是目前世界上比强度最高的材料之一，在航空、航天工业中具有极为广阔的应用前景；（3）良好的加工性能。例如，La系非晶合金延伸率可达15000%，可方便地进行各种超塑性加工；（4）优良的化学活性，是极好的化学反应催化材料。（5）更为优良的抗多种介质腐蚀的能力，可在一些更为恶劣的环境下长期使用；（6）优良的软磁、硬磁以及独特的膨胀特性等物理性能，可作为传统材料的优秀替代品。低场高性能稀土超磁致伸缩材料●项目简介九五”期间“863”支持项目。采用一种新的制造技术，制造<110>轴向取向多晶棒材，在5MPa预应力和500Oe磁场下的磁致伸缩系数达l//=950-1150ppm191

189，重复性好，一致性高，工艺易于控制，成品率高。已获国家发明专利，拥有自主知识产权。●材料的应用领域及市场前景预测(1)国防、航空航天和高技术领域：主要用于制造声纳用水声换能器与水声对抗换能器、线性马达、燃油喷射器、传感器、噪声与振动控制系统等，可用于航空飞行器、地面运载工具和武器等。据预测2015年此领域的世界市场额将达到3.3亿美元。(2)运输领域：主要用于反噪声、减振和消振、刹车系统、燃油喷射系统、阀门、泵和线性马达等。预测2015年世界需求量将达到10.5亿美元，是本世纪初用量最大的领域。(3)现代高技术领域：主要用于超声波技术、波动采油技术、海洋通讯、海洋开发与勘察、海洋捕捞等。预计2015年此领域的世界市场额将达到3.3-4.0亿美元。●社会与经济效益分析稀土超磁致伸缩材料是本世纪最有应用前景的稀土功能材料之一。它是高新技术的物质基础。国外又把它称为“智能”材料，它的用途还在扩大开发之中。开发这种材料有下列几方面的意义：促进我国高新技术产业群的发展；推动我国稀土资源的综合利用；高附加值，可取得较高的经济效益。喷射成形高性能材料制备技术与应用新金属材料国家重点实验室喷射成形技术研究室现有副教授以上研究人员4人，其中教育部长江学者奖励计划特聘教授1人，留学回国人员3人，长期从事喷射成形及其它材料制备成形技术和新材料的研究开发，在相关理论和应用研究方面取得了一定的成果，积累了丰富的经验。已经发表相关论文100余篇，申请国家发明专利3项。主要研究开发领域包括：l喷射成形制备技术研究与应用：喷射成形是一项21世纪新材料开发和传统材料性能提升的先进制备技术，广泛应用于国民经济和国防建设的各个领域。l喷射成形高性能铝合金研究与应用：(1)高硅铝合金：具有良好的综合力学性能以及高温耐磨性能，广泛应用于汽车、机械和电子工业。(2)超高强度高韧性铝合金：室温抗拉强度达到850MPa以上，同时具有良好的塑韧性和抗应力腐蚀能力，在航空航天工业、核工业、交通运输工业等领域有重要作用。l喷射成形电子材料研究与应用：(1)Cu-Cr电触头材料：合金中Cr相颗粒的尺寸明显细化，触点的开关性能明显提高，使其成为高性能大容量真空开关的优良材料。191

190(2)轻质Si-Al封装材料：具有低密度、高导热率和与半导体材料相近的热膨胀系数，是理想的新型电子封装材料，尤其适用于航空航天等需要轻质低膨胀封装材料的应用领域。l新型高温（>1200℃）抗氧化耐磨材料研究与应用：在高温磨损条件下可以保持良好的抗氧化性能，广泛适用于高温加热炉等应用领域。191