1、我国超薄浮法玻璃成套技术与关键设备的开发和应用取得重大进展(成果单位:中国洛阳浮法玻璃集团有限责任公司)
电子工业用超薄浮法玻璃工艺技术属于国际玻璃行业中最前沿和尖端的技术领域之一,该技术被国外公司长期封锁和垄断。作为世界三大浮法工艺中“洛阳浮法玻璃工艺”的主要发明者之一的洛玻集团公司,瞄准世界科技发展的总趋势,于2002年设计建成国内第一条电子工业用超薄浮法玻璃生产线,开发生产出1.3mm以下电子工业用超薄浮法玻璃,并成功应用于信息行业平板显示器领域。2006年10月实现稳定大批量生产高端STN级电子用0.7毫米玻璃,标志着洛玻生产的高端STN级超薄玻璃达到世界先进水平。具有完全自主知识产权的超薄浮法玻璃成套技术与关键设备的研发成功,实现了对“洛阳浮法玻璃工艺”技术的重大创新,开创了我国浮法玻璃发展史的新纪元,也为我国液晶显示器行业赶超世界先进水平奠定了基础。“超薄浮法玻璃成套技术与关键设备在电子玻璃工业化生产的开发应用” 项目荣获2006年度国家科技进步一等奖。
2、热端大型化和
控制系统技术开发在900t/d浮法玻璃生产线工程的应用(成果单位:秦皇岛玻璃工业研究设计院、江苏华尔润集团有限公司)
该项目在熔窑结构优化与质量相关性的研究中创新并运用了“玻璃熔窑大澄清设计”理念,成果应用中玻璃内在微缺陷综合控制达到了世界先进水平。建立了大规模熔窑关键工艺结构数学模型,开发并应用了FDAS阻力计算软件、CBS熔窑组合碹结构优化软件、QMASSPRO异型复杂结构强度特性的快速计算法,大幅度提高了熔化效率和资源利用率,热耗指标达到世界先进水平。通过熔窑大碹砖热态内应力安全许用值的建立,新型门式框架四层钢结构、平面压力轴承大碹膨胀调节机构、高位铠装式柔性力前脸墙的开发应用,开发了熔窑安全性的软件和硬件保障技术,为熔窑大型化过程中实现材料国产化建立了理论基础和装备技术保障。通过玻璃成形过程数学模型的建立、锡槽整体密封性的优化集成、大规模锡槽收缩率取值范围的建立,开发了新型大吨位、大板宽玻璃成型的锡液池结构;完善了成形工艺操作软件。热端自动控制系统开发了国内领先的串级双交叉限幅控制技术,实现了燃烧过程中空气-燃料比例优化,研发了换向过程的专家软件,应用后换向期间窑温波动大幅度降低到小于5℃,减少了玻璃缺陷的产生,同时国内首次在冷端研发了网络化全数字控制系统和立交分片控制系统,提高了冷端的自动控制系统精度。采用该技术成果的已经有三条900t/d级优质浮法线投产运营18个月以上,2005年节省燃料费总计为9459万元人民币(按年重油平均价格计算),热耗指标达到国际先进水平。
3、KXT科氏力秤煤粉计量与控制系统研究(成果单位:合肥水泥研究设计院)
在国内首次将科里奥利力学原理应用于粉体物料计量领域,基于该原理的科氏力秤属国内首创,达到同际同类技术的先进水平。该项目主要研究了:① 建立基于科里奥利(Coriolis)力学原理计量粉体物料的数学模型,开发了科氏力秤核心技术;② 研制特殊结构稳流给料机和新型螺旋输送泵,开发关键部件特种耐磨材料;③ 结合与煤粉计量相关联的工艺系统,开发了控制软件,研制了专用硬件;④ 跨行业应用研究和产品系列化开发。可广泛用于建材、
冶金等行业的煤粉计量与控制。该项研究成果解决了以下难题:① 在压力变化频繁的煤粉计量系统中,对流淌性极好的煤粉,难以实现稳定给料;② 干燥煤粉颗粒细、容重轻,使得计量过程极易受到外部工况变化的影响,造成准确计量困难。KXT科氏力秤煤粉计量与控制系统已应用于国内外100多条1000t/d至5000t/d新型干法水泥生产线,并应用于钢铁、有色金属等行业,销售205台套,运行状况良好。同比进口德国装备,为企业节约投资约2.7亿元人民币,每年节约配件费约1800万元人民币,节约外汇4200万美元,迫使进口设备降价20~33%。对推动相关行业特别是计量与控制技术的进步和装备国产化作出了重要贡献。
4、大跨度拱桥结构钢管高强膨胀混凝土制备技术及应用(成果单位:武汉理工大学)
钢管混凝土是将混凝土灌入钢管制成的组合材料,混凝土受到钢管的“套箍”作用,其强度和耐久性可大大提高;钢管被混凝土充满后,其钢结构的稳定性将大大提高,具有明显的复合材料优势。用其制造的钢管混凝土拱桥与全钢结构拱桥相比可节省钢材50%以上,具有显著的技术经济优势和竞争力。钢管混凝土的技术核心是混凝土与钢管有效复合,钢管内混凝土应保持一定的膨胀应力,实现“套箍”复合效应。混凝土硬化后其体积是收缩的,因此必须采用混凝土膨胀技术补偿混凝土的体积收缩并能形成膨胀,但现有混凝土膨胀技术尚无法满足钢管混凝土的技术要求,这严重阻碍了技术的发展和应用。该项目的主要工作和创新成果:(1)探明了封闭受限条件下混凝土收缩机理,建立了钢管高强混凝土膨胀模型,研制开发出适用于钢管高强混凝土的高能复合膨胀材料及其制备方法,提供混凝土全程持续稳定膨胀源;(2)建立混凝土内部自供水机制,发明释水因子技术,解决了混凝土后期持续水化和膨胀的关键难题;(3)运用材料学原理和先进计算技术方法,结合发明成果,研究发明混凝土膨胀的精确控制技术;(4)在大跨度钢管混凝土拱桥施工技术上取得突破,开发出专用高效复合减水剂,掌握施工工艺和混凝土制备关键技术;(5)研制开发出具有自主知识产权的钢管混凝土专家系统,可对材料设计、制备、工程施工和质量监控提供指导,系统功能完整具有实用性、先进性和创新性。该项研究成果已进行了成功的推广应用,13座大跨度桥梁采用了该技术,其中10座的跨度为国内前13位,包括世界第一跨度(460米)的巫峡长江大桥。取得直接经济效益2亿多元、间接效益数亿元及显著的社会效益。已申请、获得国家发明专利9项,国家计算机软件著作权1件,公开发表学术论文63余篇,被SCI、EI收录39篇次。该成果大大推动了钢管混凝土在大跨度桥梁中的应用,总体技术达到国际先进水平,具有广阔的应用前景。
5、天然鳞片石墨改性新技术研究及应用(成果单位:清华大学、包头市晶元石墨有限责任公司)
天然石墨为我国的优势矿物资源,储量、产量、国际贸易量均居世界首位。但长期以来国内石墨产业基本上处于采选和初加工阶段,技术严重落后,产品绝大部分为普通中高炭矿产品,日、美等发达国家将天然石墨作为战略资源,利用我国的廉价原料,深加工成能够在电子、能源、环保、国防等领域应用的先进石墨材料,以极高的价格占领国际市场并返销我国。因此,我国的石墨产业技术严重落后的局面亟待改变。项目完成单位在国家科技攻关计划、自然科学基金项目、863计划资助下,发明并应用石墨层间化合物(Graphite Intercalation Compounds, 简称GICs)等先进技术对天然鳞片石墨改性所取得的创新性技术成果。GICs改性是石墨特有的技术,它是利用具有层状结构的石墨层间结合能低,在炭原子层面间插入其它物质(分子、原子、离子、分子团等)形成一种纳米级复合材料,从而获得具有各种不同于石墨基体的理化特性的新材料。该项目发明技术主要包括三部分:1、GICs处理改性天然鳞片石墨技术,包括GICs处理的氧化/插层过程控制、插层/脱插过程控制及柔性石墨双极板成型;2、天然石墨微粉的表面改性技术,即石墨微粉表面包覆形成核壳复合结构;3、高纯石墨微粉制备及整形技术,包括微米级粉体的加工及微米颗粒的球形化。包含14项国内外发明专利(已授权8项),其中包括2项美国发明专利(已授权),2项新型实用专利(已授权1项)。利用这些具有自主知识产权的创新性技术,研究开发了优质可膨胀石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨双极板材料、锂离子电池石墨负极材料、高性能电池正极石墨导电材料及石墨电磁波吸收和屏蔽材料等六类新材料,其中优质可膨胀石墨、正极导电石墨及球形石墨、多孔石墨已经产业化,其它材料也具有良好的市场前景,能广泛应用于能源、环保、国防等领域。该项目成果已取得显著的经济效益和社会效益,为我国石墨产业的现代化提供了技术基础。
6、无锆镁质高白瓷质砖的研究与开发(成果单位:杭州诺贝尔集团有限公司)
目前市场上流行的超白瓷质砖均采用增白剂(硅酸锆)来提高瓷砖的白度,而与硅酸锆一起伴生的放射性元素含量相对较高,从环保的角度考虑又必须限制其用量,因而进一步提高其白度便相当困难。为避免目前超白瓷质砖放射性较高的问题并且进一步提高其白度,该项目提供了一种安全环保、不含锆的瓷质砖,称之为:无锆镁质高白瓷质砖。在国内率先从事无锆镁质高白瓷质砖的研发,以MgO—Al2O3—SiO2 系统相图为基础,研究了滑石—长石—粘土体系,对生产工艺技术进行了优化,以长石做熔剂、滑石为助熔剂和增白剂,研制成功了无锆镁质高白瓷质砖配方和产品。在提高产品性能、稳定产品质量等方面做了大量的研究工作,攻克了生产关键技术,在配方研制、生产工艺技术等方面具有明显的创新。项目成功解决了普通超白瓷质砖(含锆配方)放射性污染问题,并申请了国家发明专利(CN200510009216.5),是瓷质砖领域的重大技术突破。性能指标符合GB/T4100.1-1999《干压陶瓷砖》标准及GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》标准要求,达到国际同类产品先进水平,填补了国内空白。该项目研究成果即配方体系中MgO含量突破10%(常规认为不大于3%),解决了MgO含量高而导致产品夹层、黑心、烧后变形等缺陷,开发出纯色、渗花、微粉、大颗粒等瓷质砖系列产品。截止2006年7月31日,无锆镁质高白瓷质砖之经济效益和社会效益的相关数据如下:生产产品:215万平方米;节约硅酸锆:4300吨;实现销售收入:3.44亿元;上缴税金:3232万元;实现利润:7068万元;为推动我国建筑陶瓷行业的技术进步、优化产品结构和提高产品档次,具有显著的促进作用。
7、TRM3131S型矿渣辊磨的研制(成果单位:天津水泥工业设计研究院)
从上世纪九十年代中期开始,世界上越来越多的水泥和钢铁企业开始采用单独粉磨工艺制备矿渣粉。采用的装备技术主要有三种:球磨、辊磨和辊压机,因辊磨系统具有工艺简单、烘干能力强、电耗低等优点而发展最快。通过该项目研究成果设计制造的TRM3131S型矿渣辊磨在国际上首先设计了倾斜磨盘加锥形磨辊的结构,保证了料床稳定;开发了配套的动静态组合式高效笼形选粉机,保证了矿渣粉成品比表面积能够在420m2/kg以上并可调;在液压系统采用了高背压方式,提高了辊磨运行的稳定性与安全性。TRM3131S型矿渣辊磨是专为矿渣终粉磨系统开发的主机设备,主要用于粒化高炉矿渣的高细粉磨,具有粉磨效率高、运行稳定、产品细度调节灵活等特点。该磨在杭州紫恒矿微粉有限公司投入运行,各项技术指标均优于设计值,达到同类型国外矿渣辊磨的水平,取得了巨大成功,填补了国内空白。该项目所开发的辊磨可取代进口产品,而造价仅为进口产品的一半左右,系统投资可比进口设备降低20%左右,具有很强的竞争力。我国是一个钢铁大国,2004年钢产量达到2.74亿吨,2005年产量达到3.3亿吨,矿渣资源丰富。按矿渣产率30%估算,我国的矿渣年产量已达到1亿吨左右。随着国家对循环经济的重视,矿渣资源化技术更显重要性,该项目具有广阔的应用前景。
8、建筑内外墙用高致密硅酸钙板(卡复板)部件成套技术与应用开发(成果单位:江苏爱富希新型建材有限公司)
该项目通过对现有技术的优化集成,开发了建筑内外墙用高致密硅酸钙板(卡复板)生产与应用的成套技术。该技术成果通过对传统抄取工艺和装备的改造、纤维素纤维等原料加工工艺、材料配合比设计优化等方面的研究,开发了较好的高密度硅酸钙板的生产工艺技术和设备,实现了规模化生产,确保了产品质量的稳定;产品具有高密度、高强度、低收缩、防火、防水、抗冻、耐候等性能,不仅适用于内墙也可用于外墙;生产过程中的废渣、废料可被循环利用,施工过程是干法作业,无建筑垃圾,符合绿色建材的要求。通过技术集成创新解决了产品的干切、砂磨、涂装、五金配件等加工工艺和配套部件以及建筑构造和安装等应用技术,施工快速简捷,可缩短工时,降低施工费用,表面装饰效果好,降低了施工造价,在地铁、火车站、写字楼、体育场馆等国家重点工程中得到广泛应用,产品已出口日本、东南亚等国家和地区,取得了显著的社会和经济效益。
9、石灰石矿山均化开采技术在平坝山矿的应用研究(成果单位:云南国资水泥红河有限公司、中国水泥协会矿山专业委员会)
将克里格法三维矿化运用于平坝山石灰石矿的均化开采,在区域化变量和单元估值计算中充分考虑了沉积矿床质量变化的基本规律,从而准确直观地反映了矿体三维空间的品位分布情况。利用微机模拟开采技术与绝不止于此性规划方法结合起来的迭代优化配矿方法进行开采,保证了进厂矿石的质量,并充分利用了矿山资源。将克里格法建立的三维矿化模型和迭代优化配矿方法进行开采,综合运用于石灰石矿山的均化开采,在国内属首次,处于国内领先地位。利用该成果,矿山的开采均化系数达到1.8,使低钙高铝泥灰岩搭配利用率提高到90%以上,使平坝山石灰石矿山1400多万吨的低钙高铝泥灰岩得到有效利用延长了矿山服务年限7年以上,经济和社会效益显著。
10、高绝缘SMC技术及应用(成果单位:北京玻钢院复合材料有限公司)
随着
电力系统工作电压的不断提高,对高压绝缘材料的综合性能指标的要求更为苛刻,同时也要求电击穿强度在原有的基础上再上一台阶。该项目通过对基体树脂、填料和纤维等原材料的优化匹配,对成型工艺的研究,成功地将现有SMC/BMC电气制品的电气强度从15 KV/mm提高到18 KV/mm;通过选择合理的填料复配,使电气用SMC相对介电常数从4.4~4.9降低到3.5~3.8,相对介电损耗从0.015降低到小于0.01;提出了制品内部缺陷和纤维界面状态是决定电气强度的重要因素,通过降低材料成型温度等技术,解决了现有制品内部缺陷大、材质不均匀造成的电气强度离散系数大等问题,提高并稳定产品的电气性能,使电气SMC/BMC的应用领域扩大到高压绝缘材料的领域;通过合理增韧,使材料体系的冲击韧性大于等于60kt/m2。该项目研制的高绝缘SMC/BMC复合材料,各项指标达到国外先进、国内领先水平,能够满足现在不断上升的市场需要。高绝缘SMC/BMC材料通过了美国UL认证工作,开发了高绝缘SMC片材,同时研究开发了高绝缘SMC平板,部分销售到澳大利亚,实现年销售额120万元左右。项目研究成果应用到开发的BMC 60KV绝缘子产品中,目前年销售额约100万元。