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多功能淬火機及淬火控冷技術裝備
淬火控冷是提高材料性能，實現細晶強化、相變強化，減少有限資源消耗的冶金行業重點發展的技術，國內外都在大力開發和推廣。北京科技大學機械工程學院和信息學院與太鋼合作，針對國外著名淬火機研制商沒法解決的太鋼淬火機設計難題，提出射流沸騰冷卻強化原理，伴之高位水箱儲能和跟蹤下水控制技術，設計制造出我國首臺節能型淬火機，經受生產考驗。它以900m3/h的泵站供水，完成國外著名淬火機研制商堅持必須要4000m3/h供水才能完成的任務，板形平直度達世界先進水平，0Cr18Ni9一次性能合格率達99.9％以上，居國內領先，設備造價僅為進口的1/4左右。鑒定為“國內外首創，居國際領先水平”。獲2002年冶金科技一等獎，教育科技二等獎，全國發明展覽金獎和專利兩項。通過多年研發，已建立了冷卻強化、板形平直度控制和組織性能預測的系統技術。包括高密集管流強中弱冷控制、強力噴射與吹掃和氣霧、水霧強弱冷技術；強適應橫向冷卻曲線、橫向逆阻尼和均勻分布水、柱狀流斷流控制、流量調控多輸入多輸出流量均勻控制；大型鋼板金相組織轉變與變形平直度控制技術以及淬火控冷過程鋼板溫度場動態模擬、智能目標溫度控制和實驗、模擬組織性能預測技術；綜合的灰色多目標控制技術。開發完成我國首套強化的高密集管流軋后直接淬火和控冷機械系統，首套常化爐后快冷和淬火裝備系統和首套氣水冷卻與高密集管流組合的爐后強弱冷系統。
北京科技大學
2021-04-13
水-空交替控時淬火冷卻工藝及裝備
上海交通大學
2021-04-11
常壓多功能無約束中厚板淬火控冷系統
由北京科技大學機械和信息兩學院與太原鋼鐵公司聯合開發的常壓多功能無約束中厚板淬火控冷系統已在太鋼不銹熱軋廠一次投產成功，使原熱處理淬火線月產量增加一倍，生產穩定。據近8個月統計，已完成4萬噸的不銹鋼固溶處理，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%，不銹鋼一次性能合格率穩定在98%以上。由于具備淬火和控冷兩種功能，擴大了熱軋廠的品種，填補了熱軋廠調質鋼生產的空白。該系統具有以下特點： 采用流射沸騰強化機理，冷卻速率高。目前使用的冷卻速率，對板厚20mm不銹鋼可達45℃/s以上，對板厚40mm不銹鋼可達22℃/s以上。， 與目前我國進口的壓力淬火機和輥式淬火機不同，該系統利用“流場、溫度場、應力場和組織場的耦合和解耦”、“計算機仿真”和“物理模擬”技術，實現無約束連續淬火板形平直度控制。淬火后板形不平直度符合或高于工藝要求，能順利通過后面的矯直機和拋丸機。 采用“強適應鋼板橫向冷卻曲線”，保證橫向板形平直。 采用“一對一模擬控制技術”，保證良好上下水比。 采用“阻尼反抑制”和“多級均勻阻尼技術”，保證每個噴嘴的下水均勻。 采用“多集管水源穩定技術”，保證每一時刻水流的穩定。 采用“全場變形控制技術”，保證鋼板縱向平直。 (3)用高低位水箱儲能、計算機在線跟蹤控制、干凈水直接溢流回收無泄漏和大型復雜系統水流動態控制集成技術，使瞬間供水量達到900m3/h水系統的5～6倍，滿足淬火控冷要求，大大節省投資（外國淬火機制造商認為必須建設4000m3/h的水系統才能滿足要求） (4)采用人工智能控制目標溫度預報和控冷模型優化技術。 (5)建成了用于工業生產兼具強、弱冷系統和淬火控冷兩種功能的常化線爐后常壓(0.1MPa)熱處理系統。 2001年12月17日經山西省科委組織鑒定，本系統為國內外首創，處國際領先水平。 應用范圍：可用于中厚鋼板常化線爐后淬火控冷，也可用于軋后加速冷卻和直接淬火上（即ACC+DQ）。
北京科技大學
2021-04-13
高速棒線材控軋控冷過程組織演化模擬及性能預報
高速棒線材軋制產品質量控制的關鍵是采用合理的軋制及軋后冷卻工藝，決定棒線材使用性能的主要因素是軋制過程奧氏體的晶粒度變化規律及軋后冷卻過程的組織演化規律（如鐵素體、珠光體等在冷卻過程的組織演化行為）。高速棒線材軋制過程中存在的主要問題是由于軋制及冷卻工藝不合理導致的產品性能不穩定或不合格。本項目根據物理模擬及定量組織分析，建立彈簧鋼控軋控過程的組織演化動力學模型，結合剛塑性有限元法及人工神經網絡算法，建立了智能化彈簧鋼控軋控冷過程組織性能預測系統。該系統對實際生產中工藝優化具有重要指導意義。
北京科技大學
2021-04-11
高速線材控冷段在線性能預報系統
隨著現代科學技術的進步，軋鋼生產過程中質量控制已經不僅僅局限于產品外型和尺寸精度的控制，而是追求對產品內部微觀組織和最終性能的更為精確的把握，并應用于實際生產中。特別是在最近，急切需要在加工過程中提高產品的使用性能、降低成本、實現組織性能在線預測及控制。計算機技術與塑性加工理論的結合使塑性加工從以經驗和知識為基礎，以“試錯”為基本方法技藝階段向以模型化、最優化和柔性化為特征的科學階段過渡。 目前，棒線材在我國的熱軋產品中占50%以上。國內對棒線材生產工藝的研究以實際生產摸索為主, 這不僅浪費大量的資源，而且結果很難得到推廣。北京科技大學與重慶鋼鐵公司的科研項目《品種鋼組織相變索氏體化》[2005-2007]在吸收了國內外研究成果的基礎上，已開發成功在線性能預報模型，在重鋼高線廠得到實際應用，該廠的一些鋼種通過模型的優化，產品質量得到了顯著的提高。北京科技大學與江蘇沙鋼集團的科研項目《高速線材性能預報系統研發》[2006-2008]也引進了該模型，針對沙鋼的沙景和潤忠兩條高線生產線進行開發，目前控冷段在線模型已進入生產調試階段，正在進一步優化及完善。我國高線生產的一個問題是產品性能不穩定，在線模型投入到實際生產將會大大提高產品質量及成材率，提高新產品的開發進度。開發的高線控冷段在線性能預報系統是國內外首創，將對鋼鐵生產行業產生極大的影響。
北京科技大學
2021-04-11
輥壓式淬火技術
項目背景：中厚板淬火方式主要有壓力式和輥式兩種。壓力淬火機采用壓頭將鋼板壓住后上下進行噴水。這樣會造成壓頭處由于與鋼板接觸，形成未淬火死區，淬火硬度不均勻，且容易瓢曲。輥式淬火機是將鋼板通過輥道的輸送，進入噴水區進行淬火，鋼板在運動中進行淬火。其特性之一是在先快速冷卻段使合適水量以最大限度吸收鋼板表面的熱量，保持鋼板上下表面相同的冷卻率，避免翹曲變形。然后，以大水量繼續冷卻鋼板，最終使鋼板溫度降到室溫。目前普遍采用輥式淬火機進行中厚鋼板淬火，淬火機后可配套感應式加熱裝置，實施調質工藝。關鍵工藝技術：輥壓式淬火機具有自水冷保護和多重阻尼的整體式噴水系統結構，冷卻的橫向均勻性更好，冷卻速度范圍調節寬，解決了淬火過程板材高冷卻速率、高冷卻均勻性和板材平直度控制等難題，淬后板材性能指標均到達或優于國內外或企業內控標準，淬火后板材平直度達到或優于國外同類進口設備水平。具有自主知識產權的淬火機淬火冷卻控制模型可根據鋼種、規格選擇淬火模式參數，并自動調整輥縫、水流量、輥道速度等淬火工藝參數，實現淬火機淬火冷卻過程的全程自動控制，該系統操作簡單，控制精度高，價格大大低于國內外同類產品。鋼材淬火后，可使其硬度和強度有很大提高，并能改善某些物理化學性能。但由于快速冷卻，會出現內應力，塑性和韌性也有所降低。為提高鋼的綜合性能，通常在淬火后再經高溫回火處理，這種處理工藝稱為調質處理，調質可以使鋼的性能，材質得到很大程度的調整，其強度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機械性能。在淬火機后可設置感應式加熱裝置配套淬火機進行調質處理，提高淬火鋼板強度和韌性。
北京科技大學
2021-04-13
食品冷鏈物流蓄冷劑研發
項目簡介： 近年來隨著電商發展，冷鏈物流行業發展迅猛。但是和冷鏈物流 相配套的相關材料和裝備發展嚴重滯后。本項目利用食品級原料研制 了一系列冷流物流配套的相變蓄冷劑及其產品蓄冷軟包材、蓄冷包、 蓄冷板等，已經在天津天樂研究院（南開大學津南研究院）試生產， 產品得到了冷鏈物流行業內高度關注。 技術特點：冷鏈物流蓄冷劑及其蓄冷軟包材等產品采用食品級原 料，一系列配方，無毒、無害、無污染、可循環多次使用。 進一步的研究集中在蓄冷劑的原材料研究，提高配方蓄冷劑的相 變潛熱、降低成本，優化生產工藝等方面。 該項目于 2015 年 7 月在南開大學津南研究院注冊成立天津冰利 蓄冷科技有限公司。目前，公司通過了 ISO9001:2015 質量管理體系 認證、ISO14001:2015 環境管理體系認證、SGS 產品菌群和毒性檢測、DGM 航空運輸條件鑒定，從配方到生產工藝到生產設備均有專利保 護。 公司目前年產食品冷鏈蓄冷劑 1.5 萬噸，擁有自動化制劑生產線 一條、自動化冰利膜灌裝生產線四條以及自動化冰利包生產線兩條。 已與阿里巴巴集團盒馬鮮生、大潤發集團、順豐集團、復華集團簽訂 了長期供貨協議。 所需條件支持：本項目擬在長三角地區建立分廠，需要廠房及資 金支持。
南開大學
2021-04-11
低合金余熱淬火馬氏體球墨鑄鐵磨球
低合金馬氏體球墨鑄鐵磨球的生產采用沖天爐或中頻感應電爐化鐵，金屬型或真空消失模（ V-EPC）鑄球，低溫回火生產工藝，鑄球中不加貴重合金元素。因此，具有設備投資少、生產成本低、工藝出品率高及生產率高等特點。產品性能、指標低合金馬氏體球墨鑄鐵磨球經力學性能檢測：σb≥1000Mpa， ak≥8.5J/cm2 ， HRC54-58, 且淬透性強， Ф100mm 磨球心部也能淬透。低合金馬氏體球墨鑄鐵磨球的耐磨性為普通碳素鍛鋼磨球的 4～6 倍，為貝
江蘇大學
2021-04-14
低合金余熱淬火馬氏體球墨鑄鐵磨球
低合金馬氏體球墨鑄鐵磨球的生產采用沖天爐或中頻感應電爐化鐵，金屬型或真空消失模（V-EPC）鑄球，低溫回火生產工藝，鑄球中不加貴重合金元素。因此，具有設備投資少、生產成本低、工藝出品率高及生產率高等特點。 低合金余熱淬火馬氏體球墨鑄鐵磨球特別適用于金屬礦山濕式球磨機選礦使用。據資料介紹我國金屬礦山球磨機選礦使用磨球每年約200-300萬噸。目前，市場上銷售的磨球以高鉻或低鉻磨球為主，而高鉻或低鉻磨球特別適用于礦物原料的干磨條件，適用于金屬礦山濕磨條件的磨球不多。因此，低合金余熱淬火馬
江蘇大學
2021-04-14
中厚板熱處理線常化控冷工藝的開發與應用研究
該項目是北京科技大學與舞陽鋼鐵有限責任公司合作完成的自選項目。是我國第一條自主設計和開發的寬厚板大型熱處理線（常化+控冷），填補了國內空白。 為了提高中厚鋼板連續熱處理線的裝備水平及制造能力，實現我國民用及軍用高品質、高強度、高韌性鋼板能夠自主生產的戰略目標，國家決定對原三板廠進行改造。該項目的研究開發和成功應用不僅適時結合國家改造的大需求，而且填補了國內空白，采用低碳微合金化國際先進技術，提高了產品性能的合格率、擴大了熱處理鋼板的厚度規格，解決了高強度結構鋼強度偏低的問題，降低了碳當量，大大改善了鋼材的焊接性能。主要技術亮點在于： （1）通過技術集成，完成了寬厚板的常化+控冷生產線建設，其中常化+控冷技術屬國際首創。（2）自主開發的輥底式熱處理爐自動化控制系統（L0級,L1級,L2級）屬國內首創。控制技術達到寬厚板熱處理爐的國際先進水平，特別是L2級數學模型的應用完全打破了國外壟斷的地位，達到國際領先水平。（3）在設計上對國內外輥底式熱處理爐先進技術進行了集成優化，使爐溫控制精度在±10℃以內，產品合格率達到96%以上。（4）該生產線運行穩定，安全可靠。該項目具有顯著的經濟效益與社會效益，已成功開發了多個高強度、高韌性產品，其中Q460E/Z35特厚鋼板已應用于奧運場館"鳥巢"工程中。
北京科技大學
2021-04-11