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由北京科技大學(xué)機(jī)械和信息兩學(xué)院與太原鋼鐵公司聯(lián)合開發(fā)的常壓多功能無(wú)約束中厚板淬火控冷系統(tǒng)已在太鋼不銹熱軋廠一次投產(chǎn)成功，使原熱處理淬火線月產(chǎn)量增加一倍，生產(chǎn)穩(wěn)定。據(jù)近8個(gè)月統(tǒng)計(jì)，已完成4萬(wàn)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(wěn)定在98%以上。由于具備淬火和控冷兩種功能，擴(kuò)大了熱軋廠的品種，填補(bǔ)了熱軋廠調(diào)質(zhì)鋼生產(chǎn)的空白。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 采用流射沸騰強(qiáng)化機(jī)理，冷卻速率高。目前使用的冷卻速率，對(duì)板厚20mm不銹鋼可達(dá)45℃/s以上，對(duì)板厚40mm不銹鋼可達(dá)22℃/s以上。， 與目前我國(guó)進(jìn)口的壓力淬火機(jī)和輥式淬火機(jī)不同，該系統(tǒng)利用“流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)和組織場(chǎng)的耦合和解耦”、“計(jì)算機(jī)仿真”和“物理模擬”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)約束連續(xù)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(guò)后面的矯直機(jī)和拋丸機(jī)。 采用“強(qiáng)適應(yīng)鋼板橫向冷卻曲線”，保證橫向板形平直。 采用“一對(duì)一模擬控制技術(shù)”，保證良好上下水比。 采用“阻尼反抑制”和“多級(jí)均勻阻尼技術(shù)”，保證每個(gè)噴嘴的下水均勻。 采用“多集管水源穩(wěn)定技術(shù)”，保證每一時(shí)刻水流的穩(wěn)定。 采用“全場(chǎng)變形控制技術(shù)”，保證鋼板縱向平直。 (3)用高低位水箱儲(chǔ)能、計(jì)算機(jī)在線跟蹤控制、干凈水直接溢流回收無(wú)泄漏和大型復(fù)雜系統(tǒng)水流動(dòng)態(tài)控制集成技術(shù)，使瞬間供水量達(dá)到900m3/h水系統(tǒng)的5～6倍，滿足淬火控冷要求，大大節(jié)省投資（外國(guó)淬火機(jī)制造商認(rèn)為必須建設(shè)4000m3/h的水系統(tǒng)才能滿足要求） (4)采用人工智能控制目標(biāo)溫度預(yù)報(bào)和控冷模型優(yōu)化技術(shù)。 (5)建成了用于工業(yè)生產(chǎn)兼具強(qiáng)、弱冷系統(tǒng)和淬火控冷兩種功能的常化線爐后常壓(0.1MPa)熱處理系統(tǒng)。 2001年12月17日經(jīng)山西省科委組織鑒定，本系統(tǒng)為國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，處國(guó)際領(lǐng)先水平。 應(yīng)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）。

項(xiàng)目背景：正火熱處理工藝，是提高鋼板韌性的重要工藝手段。常規(guī)的正火熱處理工藝，加熱后通常采用慢速冷卻會(huì)導(dǎo)致相變溫度提高，鐵素體晶粒仍然會(huì)長(zhǎng)大，室溫組織細(xì)化效果被大大折扣；導(dǎo)致屈服強(qiáng)度降低。采用正火后加速冷卻可以降低相變溫度，也可抑制微合金元素碳氮化物的長(zhǎng)大，使其低溫彌散析出，從而保證鋼板強(qiáng)度。基于對(duì)中厚板正火冷卻過(guò)程的換熱機(jī)理及鋼板內(nèi)部組織演變機(jī)理的分析，于2005 年開發(fā)了國(guó)內(nèi)首套中厚板正火爐后控制冷卻（NCC）裝置。該裝置可自由調(diào)節(jié)水量，滿足不同鋼種及規(guī)格的控制冷卻的冷卻速率要求；鋼板冷卻均勻，冷卻后鋼板平直度高；金相組織細(xì)化，綜合力學(xué)性能得到提高，可以挽救軋線生產(chǎn)的不合格鋼板，顯著提高了正火后鋼板的合格率。應(yīng)用該裝置開發(fā)了高強(qiáng)度高層建筑用鋼 Q460E 鋼板的奧氏體加熱+控制冷卻+回火的熱處理工藝，已成功生產(chǎn)并應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)“鳥巢”工程。關(guān)鍵工藝技術(shù)：采用正火控制冷卻技術(shù)可以降低相變溫度，也可抑制微合金元素碳氮化物的長(zhǎng)大，使其低溫彌散析出，從而保證鋼板強(qiáng)度。對(duì)于低碳貝氏體類型鋼，采用正火空冷無(wú)法得到需要的低碳貝氏體組織，性能無(wú)法保證；采用正火加速冷卻則可控制相變溫度，保證得到所需的低碳貝氏體組織。部分薄規(guī)格或中等厚度規(guī)格產(chǎn)品可以采取正火后加速冷卻實(shí)現(xiàn)淬火，生產(chǎn)調(diào)制鋼板。另外，通過(guò)正火控制冷卻技術(shù)，還可以提高鋼板的性能合格率 10-15%。常化冷卻技術(shù)的核心設(shè)備是板帶鋼上下表面的冷卻器，高冷速調(diào)節(jié)范圍、高冷卻均勻性是常化冷卻技術(shù)的關(guān)鍵性、核心性問(wèn)題。北京科技大學(xué)基于對(duì)板帶鋼冷卻過(guò)程的換熱機(jī)理及內(nèi)部組織演變機(jī)理的研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究與工程實(shí)踐成功開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超密集冷卻器及配套常化冷卻工藝，可滿足常化熱處理產(chǎn)品常化后冷卻工藝實(shí)施過(guò)程中所需的大冷卻速度調(diào)節(jié)范圍以及高冷卻均勻性的需求，保證熱處理產(chǎn)品強(qiáng)度與韌性的高度匹配。

一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 孫文萱 環(huán)境工程 2021年 202131043118 張慧敏 國(guó)際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易 2020年 202031100409 張靖宜 國(guó)際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易 2020年 202031100430 馬亮 經(jīng)濟(jì)學(xué) 2020年 202031100251 王冰冰 環(huán)境工程 2021年 202131043201 劉思怡 化學(xué)工程與工藝 2021年 202131042204 王芊蕙 應(yīng)用化學(xué) 2021年 202131041304 林靜媛 廣播電視編導(dǎo) 2021年 202131153132 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 張連紅 化學(xué)化工學(xué)院 教授 綠色化工與廢棄物資源化 徐余躍 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 講師，團(tuán)委辦公室 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 灰常好為一款新型純無(wú)機(jī)涂料，本產(chǎn)品采用無(wú)機(jī)納米改性硅溶膠技術(shù)、獨(dú)立成膜技術(shù)，并將改性粉煤灰作為功能填料加入其中，不僅在防火阻燃、耐擦洗易清洗、抗菌防霉、抗堿抗水特性、抗縮漲剝離、保色性等方面性能優(yōu)越，同時(shí)不含有有機(jī)大分子組分，不會(huì)釋放voc等有毒物質(zhì)，真正做到了綠色健康環(huán)保。

由于世界能源問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，原油市場(chǎng)和成品油市場(chǎng)變化莫測(cè)，原油的品質(zhì)和價(jià)格成為世界煉油工業(yè)選擇煉制原油的重要因素。常減壓裝置是整個(gè)煉油工業(yè)的首要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中初餾塔、常壓塔和減壓塔作為常減壓裝置的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)完成原油一次加工的主要過(guò)程。常減壓裝置直接處理原油，將原油切割成各種不同餾分的產(chǎn)品并消耗大量的能量。這些餾分產(chǎn)品或作為后續(xù)工段的進(jìn)料，或經(jīng)調(diào)和后作為成品油出售，它們有一定的質(zhì)量要求。面對(duì)煉制原油頻繁變換、煉制原油的性質(zhì)差異僅能通過(guò)操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)常減壓裝置的生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，和世界先進(jìn)技術(shù)相比，普遍還存在著加工成本高、能耗大、產(chǎn)率低等問(wèn)題。本項(xiàng)技術(shù)通過(guò)對(duì)常減壓裝置進(jìn)行流程模擬，建立符合實(shí)際工業(yè)裝置情況的常減壓裝置模型，以根據(jù)煉制原油性質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過(guò)模型尋找常減壓裝置的最優(yōu)操作參數(shù)，指導(dǎo)操作人員對(duì)常減壓裝置的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，使常減壓裝置能根據(jù)煉制原油性質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求，在最優(yōu)的操作條件下，實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本和裝置能耗，提高具有高附加值的石腦油產(chǎn)品產(chǎn)量的優(yōu)化目標(biāo)。本項(xiàng)目針對(duì)常減壓裝置中常壓塔各側(cè)線油品不能清晰切割和油品拔出率不高等問(wèn)題，研究開發(fā)了能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的模型和優(yōu)化技術(shù)。本項(xiàng)目的研究結(jié)果具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，可以在國(guó)內(nèi)其它常減壓生產(chǎn)裝置上推廣應(yīng)用，為煉油企業(yè)挖潛增效提供有益的指導(dǎo)。

由于世界能源問(wèn)題的日趨嚴(yán)重，原油市場(chǎng)和成品油市場(chǎng)變化莫測(cè)，原油的品質(zhì)和價(jià)格成為 世界煉油工業(yè)選擇煉制原油的重要因素。常減壓裝置是整個(gè)煉油工業(yè)的首要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中初 餾塔、常壓塔和減壓塔作為常減壓裝置的關(guān)鍵設(shè)備，負(fù)責(zé)完成原油一次加工的主要過(guò)程。常減 壓裝置直接處理原油，將原油切割成各種不同餾分的產(chǎn)品并消耗大量的能量。這些餾分產(chǎn)品或 作為后續(xù)工段的進(jìn)料，或經(jīng)調(diào)和后作為成品油出售，均有一定的質(zhì)量要求。面對(duì)煉制原油頻繁 變換、煉制原油的性質(zhì)差異僅能通過(guò)操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)常減壓裝置的生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，和世界 先進(jìn)技術(shù)相比，原有技術(shù)普遍還存在著加工成本高、能耗大、產(chǎn)率低等問(wèn)題。本項(xiàng)技術(shù)通過(guò)對(duì) 常減壓裝置進(jìn)行流程模擬，建立符合實(shí)際工業(yè)裝置情況的常減壓裝置模型，以根據(jù)煉制原油性 質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量要求，通過(guò)模型尋找常減壓裝置的最優(yōu)操作參數(shù)，指導(dǎo)操作人員對(duì) 常減壓裝置的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，使常減壓裝置能根據(jù)煉制原油性質(zhì)的不同和餾分產(chǎn)品的質(zhì)量 要求，在最優(yōu)的操作條件下，實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本和裝置能耗，提高具有高附加值的石腦油產(chǎn)品 產(chǎn)量的優(yōu)化目標(biāo)。 本項(xiàng)目針對(duì)常減壓裝置中常壓塔各側(cè)線油品不能清晰切割和油品拔出率不高等問(wèn)題，研 究開發(fā)了能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的模型和優(yōu)化技術(shù)。本項(xiàng)目的研究結(jié)果具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背 景，可以在國(guó)內(nèi)其它常減壓生產(chǎn)裝置上推廣應(yīng)用，為煉油企業(yè)挖潛增效提供有益的指導(dǎo)。

技術(shù)特點(diǎn) ：苯乙酸是一種重要的醫(yī)藥和化工原料，其利用小氮肥廠銅 洗 CO 廢氣為原料制造苯乙酸， 具有環(huán)境保護(hù)和資源回收利用的雙重意義。 生產(chǎn)工藝和傳統(tǒng)工藝相比： 具有生產(chǎn)成本低、 工藝條件溫和、 污染小、 生產(chǎn)衛(wèi)生條件好的優(yōu)點(diǎn)。 投資規(guī)模 ：本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)為生產(chǎn)工藝條件和催化劑的回收利用， 如建設(shè)年產(chǎn) 500 噸的苯乙酸工業(yè)化裝置，需固定資產(chǎn)投資 325 萬(wàn)元，廠房 700M2

AlGaN/GaN HMET射頻器件有一原生的電子信道，為一常開器件，不利于射頻功率放大器電路設(shè)計(jì)與安全性。如果器件能夠?qū)崿F(xiàn)常關(guān)特性，則射頻功率放大器電路可因此簡(jiǎn)化。然而，目前常見實(shí)現(xiàn)器件常關(guān)特性工藝需要對(duì)半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕，而刻蝕工藝會(huì)對(duì)器件引入缺陷，降低器件特性，因此市面上的常關(guān)型AlGaN/GaN HMET射頻器件非常少見。

合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展具有舉足輕重的作用。目前，每年全球氨產(chǎn)量已超過(guò)億噸，其中大部分用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以解決糧食與溫飽問(wèn)題，其它部分用作重要的工業(yè)原料。此外，氨還具有含氫量高（質(zhì)量比達(dá)17.6%）、易液化等優(yōu)點(diǎn)，有望成為重要的清潔儲(chǔ)氫與儲(chǔ)能材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于氮?dú)夥肿臃浅７€(wěn)定且難以活化，溫和條件下合成氨反應(yīng)難以迅速進(jìn)行。工業(yè)上廣泛采用的Haber-Bosch方法通過(guò)高溫高壓（300–500攝氏度，100–200個(gè)大氣壓）等苛刻條件來(lái)促使高純氫氣和氮?dú)庠阼F基催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)生成氨，其能量和氫氣都來(lái)自于化石燃料（如甲烷等），表現(xiàn)出高能耗、高化石燃料消耗和高二氧化碳排放等缺點(diǎn)。合成氨工業(yè)消耗全球每年3–5%的甲烷與1–2%的能源供給，并產(chǎn)生1.6%的二氧化碳排放。尋找合適的綠色替代方案，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效、低能耗、低排放合成氨，成為亟待解決的科學(xué)挑戰(zhàn)。 電催化氮還原反應(yīng)（總反應(yīng)為N2 + 3H2O ? 2NH3 + 1.5O2）提供了一種可持續(xù)合成氨的新路徑。該反應(yīng)在常溫常壓下即可進(jìn)行，以大量易得的水與氮?dú)猓諝猓┳鳛榉磻?yīng)原料，以可持續(xù)能源（太陽(yáng)能，風(fēng)能等）產(chǎn)生的電能作為能量來(lái)源，即可實(shí)現(xiàn)“零排放”合成氨。因此，不論是作為傳統(tǒng)Haber-Bosch方法的潛在替代者還是作為新型清潔能源體系的重要組成部分，電化學(xué)合成氨技術(shù)都具有極大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景。 然而，電化學(xué)合成氨技術(shù)仍面臨重大挑戰(zhàn)，其發(fā)展嚴(yán)重受制于現(xiàn)有催化劑非常低下的選擇性與活性。若要將該技術(shù)實(shí)用化，就必須同時(shí)大幅提升催化劑的選擇性與活性。然而，現(xiàn)有研究經(jīng)驗(yàn)與理論表明，該反應(yīng)催化劑普遍面臨嚴(yán)重的“選擇性-活性”兩難問(wèn)題：具有理論高活性的催化劑通常會(huì)導(dǎo)致激烈的析氫副反應(yīng)，從而表現(xiàn)出低的反應(yīng)選擇性；而可能具有高選擇性的催化劑對(duì)氮的吸附又過(guò)強(qiáng)，導(dǎo)致產(chǎn)物難以脫附，表現(xiàn)出過(guò)低的反應(yīng)活性。因此，為取得電催化合成氨研究進(jìn)展，大幅提高催化劑的選擇性與活性，就必須突破現(xiàn)有理論，發(fā)展新型催化劑與催化體系。