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1 铝合金节能熔炼和高性能材料制备关键技术及其应用 - 摘要

1、任务来源及所属技术领域：郑州轻工业大学项目“铝合金节能熔炼和高性能材料制备关键技术及其应用”，来源于2010年与河南省伊思特有色合金有限公司合作的“铝合金熔炼炉研制”协议，2011年申报立项的河南省科技攻关项目“燃气节能废铝熔炼设备研究”，2015年申报立项的河南省科技攻关项目“微/纳双尺度颗粒增强铝合金耐磨材料的制备及摩擦机理研究”，2015年申报立项的国家自然基金项目“定向凝固单晶钛铝合金研究”。该项目所属技术领域为：制造业。 2、研究意义及背景：中国工业炉是耗能大户，约占全国总能耗的25％，其中工业炉总能耗的90％以上由燃料炉消耗，且燃料炉热效率远低于发达国家水平。采用天然气等燃料加热进行铝合金熔炼的高能耗是急需解决的问题，开发节能熔铝炉及其配套设备，是提高热效率的关键。其次，铝及铝合金熔体精炼过程中存在的精炼不彻底及铝元素烧损大、成分不均匀等问题也急需解决。第三，为适应各行业“以铝代钢”的发展趋势，亟需开发高性能铝合金材料。因此，该项目研究的铝合金节能熔炼及高性能铝合金材料制备具有重要意义。 3、开展的研究工作及创新点：项目依托郑州轻工业大学“河南省先进材料成型与测试工程技术研究中心”科研平台，技术力量为“河南省先进材料成型与测试技术创新型科技团队”。主要研究内容及创新为：（1）高效节能型双室熔炼炉结构设计：预热炉料和熔化炉料交替进行的双室熔炼炉炉体设计及制造、燃气燃烧控制及空气/燃气比例调节、活动式高效换热器与炉体联合设计；（2）节能熔炼的配套设备研究：熔炼炉配套的自动加料机及组合式炉门机构设计；（3）铝合金精炼技术研究：合金精炼剂、中间合金，精炼超声搅拌装置研究；（4）颗粒增强铝基复合材料研究：利用3D打印法、超声搅拌法、预制块法、复合强化法等制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料的工艺及性能。 4、整体技术评价：郑州轻工业大学完成的铝合金节能熔炼和高性能材料制备关键技术及其应用项目，开发研制出了双炉体结构的LQJR-12/2型燃气节能铝合金熔炼炉，发明了熔炼炉配套自动加料机，提高加料均匀性和生产效率；发明了新式组合炉门，能方便地压紧炉门并防止炉门变形跑火，节约能源；研制出活动式可拆卸清洗换热装置，提高换热效率。该项目研究的铝合金熔炼炉设备节能效果好、金属烧损量低、熔化效率高，解决了传统铝熔炼设备效率低、能耗高的难题。其次，开发了一种铝及铝合金熔体原位还原精炼方法和高声强超声处理晶粒细化方法，降低了金属烧损，精炼效果更好，提高了铝合金的性能。另外发明了3D打印法、超声搅拌法、预制块法及复合强化法等制备铝基复合材料先进工艺，得到了高硬度高耐磨性的陶瓷颗粒增强铝基复合材料。综上所述，该项目在铝合金高效熔炼设备、铝合金熔体精炼技术以及铝合金复合材料制备方面取得重大突破，已授权发明专利5项，申报发明专利3项，发表核心期刊以上论文21篇，专著3本，具有较高科技创新水平。 5、应用情况及发展前景：该项目经过9年多的研究开发，研究成果已在商丘市源中方铝业有限公司、北京清大九玉超声技术有限公司、重庆西铝精密压铸有限责任公司等7家企业推广应用，近三年成果转化累计实现销售额32216余万元，利润4331万元，经济效益显著。该项目成果使铝合金的精炼效果更好，金属烧损率低，在节材、节能、降耗等方面产生了显著的社会效益。随着高性能铝合金材料用量的不断增长以及铝合金节能熔炼技术需求的不断扩大，该项目研究的铝合金节能熔炼技术及高性能材料制备技术，在铝合金材料加工应用领域具有广阔的应用前景。
1900110561 河南 TF806.2 应用技术矿山、冶金、建筑专用设备制造

2 新型绿色化功能耐火材料关键技术与工业应用 - 摘要

项目属无机非金属材料、冶金和化工交叉科学技术领域。炉衬耐火材料是现代高温工业的基础材料，在实现窑炉安全高效运行、“绿色化”新技术中起着不可替代的作用。煤化工气化炉及钢铁冶金中的炉外精炼炉均使用了高温烧成含铬耐火材料。为防止“铬公害”，中国2019年《产业结构调整指导目录》（征求意见稿）将“含铬质耐火材料生产线”列入限制类项目。同时，随着生态文明体制改革不断推进，绿水青山就是金山银山的理念深入人心，绿色发展、循环发展成为社会共识。现代煤化工和钢铁冶金等高温工业既要求炉衬耐火材料“绿色化”，也要承受更复杂苛刻的服役条件，而既有的炉衬服役理论与材料制备技术难以有效解决上述难题。项目研究的煤化工气化炉及钢铁冶金中炉外精炼炉用耐火材料的动态损毁机理、利用服役环境原位增强低铬无铬化耐火材料及其轻烧免烧化和循环利用化，是保障上述高温工业“绿色”安全经济运行的技术关键。在河南省重大科技专项等支持下，项目组历经五年多的校企联合研究，实现了从实验室研制到工业化应用的转变，开辟了全新的煤化工气化炉及钢铁冶金中的炉外精炼炉用耐火材料绿色化发展路线，形成了如下创新性成果：（1）复杂服役环境下耐火材料的动态损毁机理。结合冶炼炉的工作条件，综合考虑高温介质熔损和冲蚀、温度波动、交变应力等作用，建立了多因素耦合条件下耐火材料损毁模型，采用多场耦合数值模拟方法探明了耐火材料动态损毁机理，为新型绿色化功能耐火材料的开发提供理论指导。（2）利用服役环境耐火材料结合相原位增强技术。项目针对服役环境，发明了利用服役温度气氛原位生成MgAlON非氧化物增强技术、利用服役高温真空条件原位生成MgO-MgAl₂O₄晶须自致密与自修复增强技术、基于服役温度制度的纳米富铝尖晶石固溶-脱溶应力缓冲技术，破解了耐火材料的无/低铬化难题。（3）耐火材料低能耗制备与循环再生技术。通过探明制品在真空高温条件下温度梯度的变化规律，开发了RH精炼炉用镁尖晶石砖免烧技术；通过引入适量氢氧化铝微粉代替活性氧化铝微粉，开发了钢包用透气砖轻烧技术；开发了气化炉用工作衬废砖的电熔再生技术；开发出一种废砖再生料集成利用的分段复合衬砖。开发出系列新型绿色化功能耐火材料，实现低“铬公害”、低能耗、低排放，平均使用寿命提高30%以上，超过国内外同类产品。项目获授权专利23项，参与制定国家标准1项、行业标准2项，发表论文29篇（SCI收录14篇、EI收录6篇），技术居国际先进水平。项目成果在攀钢集团西昌钢钒公司、首钢京唐钢铁联合公司、神华包头煤化工公司、中煤陕西榆林能源化工公司等50余家国内大中型企业应用推广，近三年仅完成单位创造经济效益超200亿元，并出口俄罗斯、新西兰、澳大利亚等国家，社会效益显著。中国耐火材料行业协会评价项目成果提升了中国煤化工气化炉和钢铁冶金中的炉外精炼炉用耐火材料的总体技术水平，对传统行业依靠科技创新加速转型升级注入新动力，为高温工业的绿色发展作出了积极贡献。
1900110482 河南 TF065.1 应用技术工程和技术研究与试验发展

3 大型焦炉和热风炉绿色生产用关键功能耐火材料集成技术应用与示范 - 摘要

该项目属于钢铁工业绿色生产用高温新材料研究方向，主要目标是研究解决钢铁工业资源—能源可供性、污染防治、环境生态和谐发展的集成性关键和难点问题，通过产学研用联合攻关，研发了大型焦炉、热风炉绿色生产用功能性耐火材料集成技术。在大型焦炉和热风炉系统综合配套耐火材料研究、炉衬结构优化设计及过渡液相扩散法制备技术等方面取得重大技术创新，取得了“表面复合陶瓷成型技术、高导热硅质材料制备技术及窑炉热修补技术”等系列重要研究成果并在国内外广泛应用，取得了良好的经济、社会和环保效果。该项目在研究应用方面实现了三个突破：（1）发明了耐火材料强度、抗渣性、热导率、耐磨性等关键服役性能协同提升技术，研制出大型焦炉、热风炉用系列关键功能性耐火材料，并产业化推广应用，为国内外大型焦炉和热风炉关键部位绿色生产提供了全套的耐火材料技术解决方案，引领高温工业绿色发展。（2）发明了大型焦炉、热风炉关键部位用耐火材料的系统集成综合配套及结构优化设计技术，突破了耐火材料大型化成型技术，打破了炭化室炉门用单砖的技术难题，使焦炉寿命提高至原来的2倍以上，实现了焦炉、热风炉的高效、绿色运行。（3）利用过渡液相扩散法技术发现了封闭结构的气孔，实现孔结构可控，为高强轻质原料的研究提供了科学依据，该方法具有工艺简单、效率高及无环境污染的优点。授权专利情况：项目已形成一套具有完全自主知识产权绿色节能环保耐火材料生产制备技术。已获得授权专利23项（其中发明专利13项），牵头制定行业标准2项，发表科技论文31篇（其中SCI/EI收录2篇），项目技术连续四年入选《国家重点节能低碳技术推广目录》（节能部分）。技术经济指标：项目整体技术的实施，使焦炉节能达到20%-30%，排放减少15%-20%，出焦效率提高5%-10%。实现了大型焦炉及热风炉安全稳定、节能高效和绿色长寿命运行，开创了“绿色”耐火材料发展的先河，支撑钢铁工业绿色发展。应用推广及效益情况：项目首创的“长寿、绿色、节能”新材料已产业化，广泛应用于宝钢、首钢、鞍钢、攀钢、台湾中宇环保、安钢等国内大型钢铁公司，占据国内高端市场70%以上。并出口日本新日铁、日本JFE、德国伍德、韩国现代、德国tkUES（蒂森）、DUFERCO（德富高）、越南河静钢铁等国外市场。经济、社会和环保效益显著。近三年累计实现销售收入达144亿元。
1900110477 河南 TF065 应用技术工程和技术研究与试验发展

4 短周期小极板自动剥锌关键技术及成套装备产业化 - 摘要

中国锌产能从1995年的68万吨增加到2017年的678万吨，占世界锌产量的60％以上，是锌冶炼大国。湿法炼锌具有清洁环保、生产易于连续化、自动化、产品质量高等特点，是主流工艺，占比达85％以上。湿法炼锌工艺中，有约60万吨的产能是采用大极板(≧2.6m²，以下简称大极板)48小时电积工艺，为近年来从国外引进，并配套自动化剥锌装备；其余约500多万吨产能采用小极板(≦1.6m²，以下简称小极板)24小时电积工艺，需要人工剥锌，工作环境恶劣。将小极板改造为大极板工艺以实现自动剥锌，面临造价昂贵，维护成本高，吨锌电耗高，车间布局不适应等问题。实现短周期小极板自动剥锌对中国数百万吨锌产能的产业升级、可持续发展意义重大。该成果聚焦锌冶炼行业共性需求，在不改变车间布局和电解周期情况下，通过试验研究和集成创新，突破多项关键技术，研制出剥锌效率在650片/小时以上，剥片成功率大于98％的短周期小极板高效自动剥锌成套装备并实现产业化应用，取得以下4项创新成果。 1.提出加载纵向冲击力与受迫水平挤压力联合作用剥片的方法，研制高效剥片装置，解决了因锌片薄、软、面积大、粘附力差别大，不易机械快速剥离的瓶颈问题。 2.提出锌片缓存方法，研制双层开合装置，突破了不停机换垛技术，保证整套装备的连续运行。 3.提出通过高频振打诱发应力释放产生裂隙，进而机械扩口实现锌片预开口方法，研制高效锌片预开口装置，攻克了短周期小极板电积工艺锌片不易自动开口的行业难题。 4.提出锌极板/阴极板等间距等周期脉动型转运方法，研制包括输入、输出移载小车、接收、输出装置、横送装置、移载装置的自动转运系统，实现了批量阴极板保持与槽间距一致的高效自动转运。结合控制系统完成阴极板自动剔板操作，保证了锌电积生产快速持续进行，提高生产效率。经中国有色协会专家评审表明：该成果创新性强，整体达到国内领先水平。该成果获得授权发明专利3项，实用新型专利8项，发表论文1篇。该成果被认定为2018年第一批河南省首台套重大技术装备，得到河南豫光锌业有限公司等用户一致认可。该成果适用性强，既可用于新建电解锌项目，也可用于既有电解锌车间自动化升级，具有巨大市场潜力，在2016-2018年期间取得效益共计13434.89万元。该成果的推广应用，解决了国内剥锌严重依赖人工的瓶颈问题，提升了中国锌冶炼技术和装备水平，推动了行业技术进步，使中国在锌冶炼行业有了更多国际竞争话语权。
1900110227 河南 TF813 应用技术常用有色金属冶炼

5 梯度熔炼脱硫-还原再生铅技术产业化应用 - 摘要

再生铅处理方法或是采用传统的反射炉、鼓风炉工艺，其存在工艺落后、烟气量大环保治理困难、资源利用率低等缺点；或是采用国外的预脱硫-低温还原熔炼工艺，其存在预脱硫成本高、产出的副产品硫酸钠含重金属高、价格低、流程长、投资大等缺点；或是采用铅膏与铅矿混合熔炼的方式，熔炼烟气直接进行制酸，解决了铅膏熔炼的硫污染问题，但该工艺需与原生铅矿搭配熔炼，存在工艺流程长、渣量大、回收率低等缺点。随着冶炼行业环保要求的提高，以及再生铅行业的不断扩大和发展，开发采用先进工艺和设备来替代传统工艺是再生铅冶炼生产发展的迫切需要。梯度氧化脱硫-熔炼再生铅技术产业化应用项目是依托国家863计划重点项目“铅锌重金属清洁冶炼关键技术”子课题“液态高铅渣直接还原清洁炼铅关键技术”，针对铅膏处理工艺普遍存在的问题，开发了铅膏直接脱硫还原熔炼新工艺及装备，利用梯度氧势控制技术和富氧熔池强化熔炼技术，将铅膏和煤加入熔炼炉中进行梯度氧化脱硫熔炼，产出硫酸和再生铅，突破了铅膏脱硫和铅还原同时实现的难题，形成一整套再生铅短流程清洁化生产工艺和装置。项目创新点：1、开发了梯度熔炼技术，通过调节煤+天然气+氧气三者的比例，形成了熔炼过程反应气氛的调控规律，突破了氧化还原气氛同时调控难题，实现了硫酸铅梯度熔炼脱硫和高温还原产粗铅的耦合匹配，整个熔炼过程脱硫彻底，烟尘率低，弃渣含铅达1％以下；2、采用富氧强化熔炼技术，强化了熔体传质传热，实现了铅膏冶炼SO₂烟气制酸的资源化利用，解决了以往烟气治理难题，形成了规模化、清洁化、短流程的再生铅集成技术；3、开发了铅栅熔化渣铅分离装置和铅膏单独底吹熔炼装备，可实现铅栅自动熔炼分离和铅膏氧势梯度熔炼，具有密闭性好、热损失低、操作简便安全可靠、自动化程度高、投资少等特点。公司2012年至2013年进行了铅膏还原造锍熔炼及底吹直接脱硫还原熔炼半工业试验研究，2014年底至2016年先后在豫光金铅股份有限公司、江西源丰有色金属有限公司的4个系统中得到应用和实践。经连续化生产实践证明：新工艺是一种清洁高效绿色的再生铅冶炼方法，克服了传统工艺流程长、能耗高、金属回收率低、投资高、环境污染重等一系列缺点。近三年产出40.98万吨再生铅，实现销售额63.8458亿元，产生利润4.7035亿元。项目研究期间获授权专利9项，其中发明专利4项，实用新型专利5项；形成行业标准1项；撰写论文8篇。 2016年11月该新技术通过中国有色工业协会科技成果评价，与会专家认为该成果达到国际先进水平，对行业技术进步具有积极的示范作用，意义重大。2017年12月该新技术获得中国有色金属工业科学技术奖二等奖。
1900110225 河南 TF806.21 应用技术矿山、冶金、建筑专用设备制造

6 4N高纯铝偏析法提纯关键技术开发及产业化 - 摘要

该项目所属领域为有色冶金，所属类型为技术开发。高纯铝是电子工业的重要基础原材料，生产工艺主要有三层液法和偏析法。然而高纯铝三层液电解工艺与电解原铝相似，属于高能耗、高污染方法，偏析法高纯铝生产技术无污染，吨能耗仅为三层液电解法的1/8左右，在国际上得到广泛应用。中国在高纯铝偏析法提纯技术研究上起步较晚，国内仅包铝引进法国普基公司一条生产线，产能一直不能满足市场需求，如何提高中国高纯铝行业的工艺技术水平和产能/能耗污染比是亟待解决的一个重要课题。该项目针对偏析法提纯技术存在工艺流程长、能耗高、效率低的难题，以大幅度降低生产能耗，去除电解原铝杂质元素，提高偏析法提纯效率为目标，在河南省对外合作项目和郑州市重大专项的支持下，历经五年的持续技术攻关，先后对提纯设备的结构缺陷的改进、电解原铝高含量杂质的去除、工艺参数的调整、坩埚材质的变更、涂料成分的优化等方面做了大量细致的研发工作，使“偏析法”生产工艺逐渐由“概念”发展成为稳定控制，开发出了国内首创的纯度大于4N的高纯铝提纯新工艺及设备。该提纯技术可将纯度为99.85％的电解原铝经过提纯生产，使其产品质量满足重熔用精铝锭行标YS/T665-2009的要求，产品纯度可在99.95％、99.98％、99.99％、99.995％之间根据客户需求进行工艺调整，填补了国内在该技术领域自主创新的空白，同时也成为省内首家持有该项技术的企业。该项目突破了多项关键技术，取得如下发明： 1、4N高纯铝高效提纯方法与装备发明了水平连续旋转偏析提纯+提纯过程与熔化过程联体操作新工艺，利用顶部加热和侧部定向凝固的短流程高纯铝提纯方法；在控制凝固过程中固液界面形态、减少溶质富集层厚度方面取得了突破，通过控制晶体生长速度实现偏析锭以平界面胞状晶方式生长，将杂质元素综合去除效率提高到70％，制备出了3N5到4N5的高纯铝锭。相关的工艺和设备在国内尚属首次。 2、复合精炼熔剂预处理高含量杂质元素去除技术发明了可以去除电解原铝中铁、硅、镓、钛等杂质元素的复合精炼反应熔剂，将反应生成的高含量的杂质元素的固相反应物和气相反应物有效去除，达到高效去除杂质元素的目的，进而有效提高偏析法提纯效率。 3、构架提纯附属设备专利池发明了以偏析法提纯设备为主体，工艺附属专用设备为纽带的专利池，形成了“中孚”特色的生产工艺流程。该项目共获授权国家发明专利2项，实用新型专利10项，发表论文2篇。该项目经河南省科技厅认定为科学技术成果。整套技术在河南中孚技术中心有限公司得到应用，生产的产品质量满足国标的要求，并在国内多家公司得到使用。近三年新增产值0.3498亿元，利润0.0254亿元。该项目对提升该省铝工业产品定位，提高自主创新水平，促进经济支柱产业持续健康发展具有重要的意义。
1900110217 河南 TF821 应用技术常用有色金属冶炼

7 超高功率石墨电极机械加工关键技术开发与应用 - 摘要

《超高功率石墨电极机械加工关键技术开发与应用》项目针对超高功率石墨电极理化性能特点及其在电弧炉炼钢过程中的使用特性，在对石墨电极使用过程中温度场变化引起的应力场分布进行系统研究的基础上，设计开发出一种计算和选择石墨电极本体与接头机械加工配合参数的有效方法和保证加工精度的专用工装设备；并依据石墨坩埚使用特点，开发出了提高石墨电极废品附加值的坩埚加工刀具和高性能石墨坩埚；最终形成了超高功率石墨电极机械加工的成套关键技术成果。超高功率石墨电极属于国家《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(2016版)规定的八大新兴战略产业中的新材料产业，是短流程炼钢中电弧炉炼钢的关键耗材。该项目的成功开发对于推动国家钢铁工业发展、实现资源综合利用、发展绿色循环经济具有重要意义。 1、项目主要技术内容： (1)创造性的利用超高功率石墨电极使用过程中温度场和热应力分布特点，开发出行之有效的计算和选择石墨电极本体与接头机械加工配合参数的方法，为超高功率石墨电极加工配合参数的确定提供了理论基础，并形成能够可视化输出的模拟系统软件； (2)分析了加工超高功率石墨电极的专用螺纹梳刀各项检查参数的几何意义，及其测量参数对产品加工精度的影响； (3)开发了一套包括用以测量石墨电极内锥螺纹的塞规和用以测量石墨电极接头外锥螺纹的环规组成的石墨电极测量工具，其可以通过百分表和标准高度量块比较的方法测量量规之间的相对位置，从而计算被测石墨电极的锥度及直径； (4)针对石墨电极本体与接头制品结构性差异造成的配合间隙随温度变化而变化的特点，通过常温下理论间隙计算、理论旋入度计算、两根电极连接时非组装端电极与非组装端接头间隙计算、高温理论间隙计算、理论温差推算等数学推导，最终得到石墨电极与接头在常温及高温下的配合间隙量，从而直观评价加工配合精度与实际使用的契合程度； (5)针对加工及使用过程中所产生的石墨电极废品，为实现其再利用，开发出一种坩埚加工刀具和高性能石墨坩埚，提高了成品率，降低了工人的劳动强度，保证了切削质量的稳定性； (6)依据该技术成果加工的超高功率石墨电极经过多次炼钢试验，得到了客户认可，形成了稳定工艺技术规程和加工标准；加工的石墨坩埚制品通过推广应用，获得用户满意评价，实现了产业化生产。 2、创新支撑材料情况：该项目获批发明专利2项，实用新型专利2项；发表中文核心期刊论文4篇；备案河南省科技成果2项；形成企业标准1项。 3、技术经济指标：该项目主要产品超高功率石墨电极及接头的直径控制范围可达到0.1mm以内，锥度控制范围可达到1′以内，二者螺纹连接时，旋入度控制范围为0.4mm；加工的石墨坩埚制品体积密度≥1.70g/cm³，抗折强度≥8.5MPa，热膨胀系数≤1.8×10^-6/℃，电阻率4.5-7.0μΩm，磷≤12ppm，硼≤3ppm；产品质量达到了进口产品质量水平，形成了稳定工艺技术规程和加工标准，修订的《超高功率石墨电极》(Q/PMKTS001-2017)产品标准已在企业标准信息公共服务平台发布。 4、应用推广及效益情况：该项目技术成果自2016年开始推广使用。项目技术的成功开发，促进了国内炭素行业的技术进步和发展；同时也对国内钢铁行业、多晶硅行业、锂电池行业降低生产成本和技术进步起到较大的推动作用。截止2018年底，使用该技术的超高功率石墨电极和石墨坩埚产品新增销售收入3.78亿元，实现盈利1.72亿元。
1900110001 河南 TF741.5 应用技术炼钢

8 高密度低成本优质钢用钒氮合金 - 摘要

项目属于金属材料大类(代码：2043)中冶金工程技术(代码：450)。该项目主要是开发一种用于生产优质钢用的添加剂，氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能，并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下，添加氮化钒节约钒加入量30-40％，进而降低了成本。钒氮合金作为一种新型的合金添加剂，在优质钢生产中正在得到广泛的应用。采用钒氮合金技术开发的相关产品，质量优良、稳定、韧性好、强度高，合金化成本低，经济效益十分显著，能促进了钢铁产品升级换代。项目产品主要特点如下： (一)能耗低：使用独特的粘接剂，使反应温度降至1500度，使每吨电耗由原来的9075度降至4905度。 (二)密度高：粗料生产中增加原料研磨活化处理、混合料放置、成型后时效处理等措施。提高粗料块的强度，表面质量，从而提高其产品质量，使表观密度达到3.5克每立方厘米。 (三)收得率高：采用“全自动双推板高温电气TF702窑”工艺，采用预还原煅烧技术，产品在封闭式生产过程中分段加热，既保证了钒的收得率达到100％，又保证了排放物的达标。项目技术已获得国家发明专利4项(受理1项)、软件著作权1项、实用新型专利受理1项。产品经武钢、鄂钢、河钢集团、曲靖呈钢等多家钢铁企业使用，产品质量稳定，钒的回收率高。
1900060297 湖北 TF702 应用技术炼钢

9 均质高性能特殊钢关键技术研究与开发 - 摘要

该项目属材料与冶金领域，涉及高端特殊钢材料、冶金、热成形与计算机模拟等多学科系统集成。大冶特殊钢股份有限公司联合中国科学院金属研究所开展均质高性能特殊钢关键技术攻关，目的在于实现高端轴承、汽车制造、石油能源、先进制造业等领域用钢，在材料纯净度、成分偏析、致密性、组织均匀控制方面获得重大突破，系统解决高端特殊钢制备过程中内部缺陷与组织控制中的若干重要难题，共形成3项创新发现： 1)基于夹杂物诱导A偏析新模型，提出了低氧纯净化控制特殊钢A偏析的新方法。该偏析新模型采用宏观偏析数学模型及应用数值算法研究钢锭宏观偏析，并在动量方程中首先考虑了夹杂物运动影响因素。基于夹杂物诱导A偏析模拟计算结果，提出了低氧纯净化控制特殊钢A偏析的新方法，并在高品质特殊钢应用。 2)开发了一套全流程低氧超纯净化冶炼浇注关键技术，实现了特钢材料低氧控制。该关键技术主要包括电炉出钢深脱磷防过氧化控制、精炼渣-钢调配脱氧工艺控制、高效真空碳脱氧控制、稀土深脱氧及软吹工艺控制及数字化气密保护浇注控制，实现了全流程对氧含量的管控，达到了低氧超纯净化效果。 3)开发一套成形控制与组织调控特殊钢均质化关键控制技术。该技术结合孔洞愈合变形控制方法，通过三向交叉大变形锻造及采用组织精准调控热处理方法，最终达到对特殊钢材料显微组织均匀控制，实现均质高性能特殊钢的制备。该项目获授权专利8项目，其中发明专利7项，发表学术论文4篇，所开发的均质高性能特殊钢关键创新技术，项目2016-2018年应用期间，覆盖范围80万吨特殊钢坯料、67万吨锻材及轧材，取得了显著的社会经济效益，项目新增利润16121.59万元。
1900060284 湖北 TF703.54 应用技术炼钢

10 高效节能型循环风除尘器成套设备关键技术与应用 - 摘要

高效节能型循环风除尘器成套设备关键技术与应用该项目属于机械制造领域。高效节能型循环风除尘器成套设备是金属粉末冶炼自动化的关键设备，冶金行业海绵铁卸料除尘设备是国内难度最大，对环境污染最严重的一个环节。现有的湿式除尘、袋式除尘、静电除尘等办法均无法适应该特殊环境的需要，传统的机械除尘设备只有吸尘功能，效率低，效果不理想，该项目发明了一种高效节能环保型循环风除尘器，解决了以上弊端。项目经过近10年的研发，突破了3大关键技术，自主研发3套系列装备，填补了国内空白，实现了产业化。 1.研发了一种高效节能环保型旋风除尘器，开创性的在卸料头末端装上一个随卸料头移动的吸风头，在罐顶(离罐顶高30mm处)装上一个环型吸风口，此吸风口上下不可移动，但水平可以移动(随卸料机移动)，使得该除尘器既具有吸尘功能，又有吹风功能，利用吹风功能使罐体内壁上的粉尘扬起，再利用真空泵的强吸附能力将粉尘彻底清除，除尘效果好，使用设备前废气浓度768 mg/m³，使用后废气浓度降至24 mg/m³，循环工作效率高，除尘率97％。废气排放量由3.87，降至0.12。 2.研发了一种装卸料机四位同步控制设备。采用同步启动、异步停止的控制方式，即每组四台电机同时启动，当运行至每台电机的上下限位时，先到先停，后到后停，完美解决了四台同步电机不能同步工作的难题。 3.该项目研究设计新颖，具有较大的创新性。将动态和静态高度融合到结构设计中，利用动力学和风力学的特性，优化了关键工艺技术创新。设计了专用控制系统，创新了吸风、吹风功能，满足了工业海绵铁SIC罐高标准除尘要求。授权发明专利2项，实用新型6项，另有2项发明专利在受理中。该项目产品广泛应用于各类窑炉装卸料机除尘设备上，自项目试制成功以来，首先在云南昆钢集团海绵铁隧道窑进行试用，除尘效果良好，极大提高了生产效率；随后在辽宁本溪、辽宁朝阳、河南汝阳、黄冈中基窑炉等公司得到推广应用，并出口日本、伊朗、喀麦隆等世界国家。近年来，为该公司和应用单位新增产值5亿元，新增利税8000余万元，推动了冶炼技术的创新，带动了国产装备的跨越式发展。
1900060239 湖北 TF355 应用技术工程和技术研究与试验发展

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