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.doc

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—100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 ●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。 （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 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： （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 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。 2 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SQL Server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。 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 1360 1200 空气400℃，煤气不预热 1500 1350 空气300℃，煤气300℃ ： 1580 1422 空气400℃，煤气400℃ ： 1740 1560 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℃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。 (4) 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。 (5) 连铸二冷区铸坯表面温度测定技术。 (6) 铸坯坯壳厚度、凝固终点位置、综合凝固系数K的测定技术。 (7) 含Nb、V、Ti微合金化钢铸坯内部碳、氮化物析出量测定技术。 (8) 亚包晶成分钢铸坯防止表面纵裂纹技术。 (9) 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。 (10) 钢中夹杂物来源研究及控制技术。 (11) 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。 (12) 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(High Temperature Air Combustion)。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） 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。 （5） 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 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 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＝1800t 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 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” 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