第一篇:高線生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展與探討
高速線材生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與探討
曾凡德熊 堅
(江西萍鋼實業(yè)股份有限公司九江軋鋼廠江西九江332500)
摘要:簡要介紹國內(nèi)線材生產(chǎn)發(fā)展概況,探討了萍鋼高線在盤螺控軋控冷、通條性能均勻性控制、線材孔型系統(tǒng)優(yōu)化等生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展情況。
關(guān)鍵詞:高線線材;控軋控冷;均勻性控制;孔型系統(tǒng)
Development and Discussion on Technology
of High-speed Wire Mill Production
ZENG Fan-de,XIONG Jian
(The Jiujiang Rolling Mill of Jiangxi Pingxiang Iron&Steel industry Co.,Ltd.,Jiujiang 330001)Abstract:The wire production actuality in china were introduced , and the technical application and development such as the control-rolling-and-control-cooling of the HRB400 hot rolled ribbled bars,the control on the conformability of lognitudinal temperature and the improvement of pass schedule on wire production were discussed.Key words: high-speed wire;control-rolling-and-control-cooling;conformability;pass schedule
前言
線材是鋼鐵工業(yè)的重要產(chǎn)品之一,廣泛用于各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建筑工程建設(shè)和金屬制品行業(yè)。我國自20世紀80 年代以來,線材生產(chǎn)有了長足的發(fā)展,產(chǎn)量的大幅度增加,在裝備上也越來越先進,尤其是近十幾年新上的生產(chǎn)線,很多都裝備了當時世界上最先進的設(shè)備和工藝,在設(shè)備上追求高速、無扭、微張力組合,在產(chǎn)品上追求高精度、高品質(zhì)、大盤重等特點。目前,我國已成為世界上擁有高速線材生產(chǎn)線最多、產(chǎn)量最大的國家。
當前,國家對資源、能源消耗和傳統(tǒng)污染環(huán)境大戶的鋼鐵行業(yè)提出了節(jié)能減排的指標和要求。在這種背景下,各個線材生產(chǎn)廠家,從提高產(chǎn)量、質(zhì)量到節(jié)能減排、降本增效,苦練內(nèi)功,通過不斷引進先進生產(chǎn)設(shè)備、優(yōu)化生產(chǎn)工藝技術(shù),提高產(chǎn)品的市場競爭力。在此,在高速線材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展方面作幾點探討。
1.盤螺控軋控冷
盤螺,即建筑用帶肋盤條,它在建筑業(yè)高速發(fā)展的今天,要求具有良好的使用性能,同時可減少實際用量,這促使了Ⅲ級(400MPa級)的盤螺控軋控冷技術(shù)的發(fā)展。
近些年,HRB400MPa盤螺控軋控冷工藝特點是:在普通低碳鋼中添加微合金Nb、V、Ti,精軋前采取奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制,獲得奧氏體再結(jié)晶的同時有效抑制再結(jié)晶后奧氏體晶粒的長大;控溫到奧氏體未再結(jié)晶區(qū)后進行精軋,借助形變誘發(fā)的微合金碳化物沉
淀抑制形變奧氏體的再結(jié)晶,以獲得形變奧氏體;然后控軋后快冷,抑制相變產(chǎn)物——鐵素體的長大,從而獲得細小的鐵素體晶粒。然而,這種生產(chǎn)工藝因所用的鋼坯添加了微合金,且加熱和軋制溫度高,這對資源和環(huán)境造成了負擔。為此,在不添加微合金元素、甚至降低合金(Mn)含量的前提下,采取何種工藝生產(chǎn)出400MPa級別的盤螺,是值得探討的問題。
在不添加微合金情況下,通過合理控制各階段溫度,優(yōu)化盤螺控軋控冷技術(shù),獲得良好的細晶強化效果,是目前HRB400MPa盤螺生產(chǎn)的主流。這主要是從控軋、控冷兩方面來考慮。
其一,增加奧氏體未再結(jié)晶低溫區(qū)軋制變形總量。一般情況下,粗、中軋在奧氏體再結(jié)晶區(qū)軋制,但根據(jù)中軋軋機能力、粗中軋布局特點,選擇合適的開軋溫度,并利用分鋼輥道控制鋼溫在950℃以下奧氏體未再結(jié)晶區(qū)進行中軋軋制;同時為增大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的變形程度,在中軋后設(shè)置冷卻裝置、控制預精軋機之間冷卻水量,確保預精軋在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制。通常,在預精軋后安裝了水冷裝置,保證軋件以較低的溫度進入精軋,但大多數(shù)線材廠受精軋機軋制能力限制,難以實現(xiàn)低溫奧氏體區(qū)或兩相區(qū)的大變形軋制,故一般選擇在850℃左右進入精軋機軋制。雖然精軋高速軋制使得軋件升溫明顯,但通過控制導衛(wèi)冷卻水量盡可能地減少溫升。這樣逐階段地控制軋制溫度,可以起到較好的奧氏體晶粒細化效果。
其二,更好地控制冷卻過程。高線控制冷卻目的是以希望的冷卻速率冷卻到相變溫度區(qū),然后通過風冷線風機和保溫罩控制實現(xiàn)奧氏體向鐵素體相變。因盤螺斷面尺寸小且?guī)Ю?、軋制速度快,軋后進入穿水冷后運行阻力大于盤條,使得其冷卻過程控制難度大,對水量、水壓、水溫以及噴嘴的開閉控制方式都有較高的要求。通常情況下,采取多段、均勻地通過式冷卻,實現(xiàn)三次或以上的淬火加自回火的過程,使得吐絲溫度接近相變溫度點。若吐絲溫度較高,需加大風冷線冷卻強度,如吐絲后立即開啟大功率風機強風冷卻或風機風冷+霧化冷卻相結(jié)合,使之盡快達到相變溫度,以獲得細小的鐵素體晶粒。
低溫軋制技術(shù)早為人們所認知,通常開軋溫度在900~950℃之間,且早在20世紀80年代初期的研究表明,通過奧氏體未再結(jié)晶低溫區(qū)或奧氏體與鐵素體區(qū)的大變形,實現(xiàn)形變誘發(fā)鐵素體相變和鐵素體動態(tài)再結(jié)晶,可以獲得大量的等軸2-4μm鐵素體晶粒,有顯著的強韌化效果。
目前,國內(nèi)許多廠家受到設(shè)備能力限制,采取Q235級別的化學成分生產(chǎn)400MPa級別盤螺,一時難以實現(xiàn),但其節(jié)約了資源,減少了消耗,符合節(jié)能減排的時代要求。
因此,在不添加微合金的基礎(chǔ)上再降低合金含量的情況下,通過改進或引進軋鋼裝備、優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)、應(yīng)用低溫軋制技術(shù)和TMCP技術(shù),生產(chǎn)400MPa及以上級別的盤螺,具有巨大的潛力和前景。
2.通條性能均勻性控制
為保證通條性能的均勻性,即要求整個生產(chǎn)過程中保證尺寸穩(wěn)定的前提下,其通條溫度均一性好。通常,由于坯料在加熱、軋制過程中的溫度控制不到位、穿水管水壓不穩(wěn)定或水流不均勻、水閥開啟不合理及開啟響應(yīng)時間不同等因素都將導致冷卻不均勻而造成通條溫降不一致。又因線材出精軋機后不能立即穿水冷卻,通常是在軋件頭部夾送輥夾持后再開啟水閥,使得頭部未水冷,勢必導致頭部的吐絲溫度偏高(通常在1000℃左右)。因此,如何控制好軋件在軋制和冷卻過程中的溫度差,是解決通條性能均勻性的根本問題。
由于近年來各項制造技術(shù)、自動化控制技術(shù)的發(fā)展,檢測技術(shù)的進步,使高速線材軋制速度已達120m /s 以上,原來軋制過程溫降快的缺點不復存在,但要有效控制各階段的溫度須從鋼坯加熱、軋制和冷卻等各個工序控制點考慮,控制好各階段的溫度變化,最終達到保證性能均勻性的目的。具體溫度控制措施如下:
(1)在鋼坯加熱方面,采用側(cè)進側(cè)出全梁式步進加熱爐、蓄熱式燃燒技術(shù),可很好地控制爐膛溫度,同時通過調(diào)整空煤換向時間,合理控制加熱爐兩側(cè)的燃燒時間,使得鋼坯加熱的均勻性,并確保頭尾呈現(xiàn)微小的溫度梯度,即頭部溫度稍低于中尾部。
(2)粗軋與中軋之間的分鋼輥道,既是將軋件分A/B兩線進行軋制,也對軋件起到保溫或冷卻的作用。其一,可以靈活控制保溫罩開啟與關(guān)閉的時間,以控制軋件空冷和保溫的時間;其二,可以通過控制軋件在分鋼輥道上的停留時間來控制軋件的溫度,這兩個控制方式都可以達到控制軋件頭尾溫度差的目的。
(3)優(yōu)化預水冷控制系統(tǒng),合理設(shè)定延遲開啟時間,并選取質(zhì)量可靠的控制閥門,提高閥門響應(yīng)時間,從而精確地控制全長的水冷溫降,保證進精軋溫度的均勻性。
(4)在精軋各機架間,均勻地控制導衛(wèi)冷卻水和輥環(huán)冷卻水,既充分均勻地冷卻導衛(wèi)和輥環(huán),亦良好地控制軋件在精軋過程中的溫升。
(5)通過優(yōu)化穿水冷的水管結(jié)構(gòu),由內(nèi)管的環(huán)形噴嘴噴射出均勻穩(wěn)壓的冷卻水,然后形成層流壓力水,對軋件斷面進行均勻的冷卻,此時軋件在圓錐環(huán)形的中心點上運行,可起到良好的均勻冷卻效果。
(6)利用穿水冷溫度閉環(huán)控制系統(tǒng),合理設(shè)定各段冷卻噴嘴開啟的排布方式,實施多段、均勻地冷卻,同時系統(tǒng)自動實現(xiàn)頭尾長度跟蹤控制,通過設(shè)定盡可能短的安全生產(chǎn)
頭部不冷卻長度,從而減少頭部不穿水長度,進一步地縮小了通條溫度差。
(7)采用沿寬度分配風量的裝置、多臺階式結(jié)構(gòu)、抖動輥以及設(shè)有跌落段,并合理設(shè)定風量和地輥速度,保證了風冷線上的溫度變化的均勻性。
以上具體措施,有效地控制了生產(chǎn)過程中的通條溫度差,保證了線材通條性能的均勻性。然而,若改進冷卻水系統(tǒng)以提高水質(zhì)和水壓穩(wěn)定性,優(yōu)化穿水冷溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)及其運行環(huán)境,并提高水冷控制閥門的響應(yīng)性,實現(xiàn)中軋后、預精軋后和精軋后穿水冷的冷卻水流量高精度控制;同時通過開發(fā)和利用先進技術(shù),實現(xiàn)風冷線上線圈可旋轉(zhuǎn),將會保證溫度控制更加均勻,進一步提高線材各項性能的均勻性。
3.線材孔型系統(tǒng)優(yōu)化世紀90 年代以來,連續(xù)式線材軋機在我國得到迅速發(fā)展,成為線材的主要生產(chǎn)方式。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少孔型磨損和換孔次數(shù),提高軋機作業(yè)率,不但不再采用大延伸能力的孔型系統(tǒng),反而采用延伸能力不大,但變形均勻的孔型系統(tǒng),如橢圓-圓、橢圓-立橢圓孔型系統(tǒng)。特別是近年來,在高速線材軋機上減定徑機組這項最新技術(shù)的應(yīng)用,粗、中、預精軋和8 架無扭精軋機只有一套孔型,所有成品均由4 架減定徑機組上軋出,使得在改變產(chǎn)品規(guī)格時,只需更換減定徑機組輥環(huán),減少了軋輥消耗,提高了軋機利用率。
各個線材廠家的孔型系統(tǒng)都有自身的特點,但均是為了獲得所要求的產(chǎn)品斷面形狀、尺寸,同時能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和軋機生產(chǎn)能力,降低金屬消耗、能耗、產(chǎn)品成本和勞動條件等。萍鋼,作為具有950萬噸線螺生產(chǎn)能力的企業(yè),其中4條高速線材生產(chǎn)線,通過不斷優(yōu)化孔型結(jié)構(gòu),加強工藝技術(shù)管理,取得了不錯的成績。在此,對萍鋼高線孔型系統(tǒng)的特點作如下幾點說明和分析:
(1)粗軋采取1#箱形、2#立橢形狀的萬能孔型、3-6#橢-圓孔型的設(shè)計,使得咬入鋼坯方便,減少不均勻變形,減輕孔型磨損,并有利于料型控制,方便控制粗軋出口軋件的斷面大小。通過優(yōu)化粗、中軋孔型,適當放大粗軋的出口料型,并經(jīng)過中軋的合理消化,實現(xiàn)了軋制節(jié)奏的提升,提高了機時產(chǎn)量。
(2)除1#、2#外,其余均采取橢圓-圓孔型系統(tǒng),并且統(tǒng)一了常規(guī)產(chǎn)品的粗、中軋和預精軋孔型系統(tǒng),既保證了軋件變形均勻、表面質(zhì)量好,也做到了軋輥共用性大和降低了軋輥消耗。
(3)通過優(yōu)化精軋力能參數(shù)、變形參數(shù)、延伸系數(shù)等優(yōu)化精軋孔型,精確計算軋件的寬展,統(tǒng)一了精軋輥縫,實現(xiàn)了微恒張力軋制。精軋統(tǒng)一輥縫是萍鋼高線孔型系統(tǒng)的一大亮點,它方便了操作工在輥環(huán)更換時的輥縫控制,縮短了輥縫補償調(diào)整時間,同時也
保證了穩(wěn)定的連軋關(guān)系和良好的產(chǎn)品表面質(zhì)量。
(4)萍鋼在無槽軋制技術(shù)方面做了大膽嘗試,在粗軋、中軋部分機架采用平輥軋制,大幅度降低了軋輥消耗,在某個時間段取得了很好的效益,但軋件料型控制難度大,還有待工程技術(shù)人員進一步開發(fā)和利用。
近些年來,隨著孔型設(shè)計系統(tǒng)軟件的開發(fā)應(yīng)用,引進國外軋機孔型系統(tǒng)的利用與優(yōu)化,使得國內(nèi)高線孔型設(shè)計非常成熟,但仍須根據(jù)自身特點,不斷完善和優(yōu)化孔型系統(tǒng),提高軋機作業(yè)率和線材成材率,以求在當前激烈的市場競爭中占有一席之地。
4.結(jié)束語
目前,在高線生產(chǎn)中,無頭軋制技術(shù)、減定徑機組和雙模塊軋機的精密軋制技術(shù)、在線測徑及渦流探傷技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)先進廠家應(yīng)用。為了使我國的線材生產(chǎn)能夠持續(xù)、健康地發(fā)展,必須對現(xiàn)有的先進技術(shù)進行消化和吸收,盡快國產(chǎn)化;同時積極調(diào)整品種結(jié)構(gòu),加強鋼質(zhì)的凈化,開發(fā)新產(chǎn)品,增加Ⅲ級鋼的產(chǎn)量,進一步擴大連鑄坯熱送熱裝比例,降低生產(chǎn)成本和能源消耗,以更好地適應(yīng)新形勢下的發(fā)展要求。
參考文獻
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第二篇:高線畢業(yè)論文(最終版)
山 東 大 王 職 業(yè) 學 院
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)
題 目:學生姓名:專業(yè)班級:指導教師:完成時間:
山東大王職業(yè)學院
畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書
學系: 班級:
1.畢業(yè)設(shè)計(論文)題目:三維CAD軟件的發(fā)展及應(yīng)用 2.設(shè)計(論文)內(nèi)容與要求: 內(nèi)容:論文的內(nèi)容可涉及計算機繪圖軟件的各個領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用,進行可行性分析,提出研究的意義,但每篇論文的側(cè)重點應(yīng)不同。題目可自擬;
要求:(1)畢業(yè)論文要求科學性、創(chuàng)見性、專業(yè)性、通俗性;論述某種計算機繪圖軟件在某個領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用,在立論上要實事求是、論據(jù)上保持科學性、做嚴謹而富有邏輯的論證;進行必要的社會調(diào)研;不得下載范文,需把實踐結(jié)果上升到理論認識或應(yīng)用理論的高度,并提出自己的見解和觀點。
(2)各章節(jié)之間過渡要自然,論述要充分,論理正確、邏輯性強、文理通順、層次分明、表達確切、數(shù)據(jù)可靠。一般不用圖表、化學結(jié)構(gòu)式、非公知或非通用的符號和術(shù)語
3.文獻查閱要求:
學生查閱資料的方式可去圖書館查閱有關(guān)書籍,也可從檢索期刊文獻上查閱,上網(wǎng)查閱有關(guān)資料,亦可采用檢索期刊文獻查閱與網(wǎng)上查閱相結(jié)合的方式進行。每篇論文至少要查閱5篇以上的外文原文資料;
4.完成全部畢業(yè)設(shè)計(論文)的起止時間:2010年11月16號
系 主 任簽名:_____________ 指導教師簽名:_____________ 學 生 簽 名:_____________ 時 間:
摘要
納米涂料對甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能,使室內(nèi)空氣更加清新。對各種霉菌的殺抑率達99%以上,有長期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料,實際上是高級的衛(wèi)生型涂料,適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學校的涂裝。納米改性外墻涂料,利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機理,較低的表面張力,具有高強的附著力,由于目前應(yīng)用納米材料對涂料進行改性尚處在初級階段,技術(shù)、工藝還不太成熟,需要探索和改進。但涂料的各種性能得到某些改進的試驗結(jié)果足以證明,納米改性涂料的市場前景是非常好的。
關(guān)鍵詞: 納米 材料 應(yīng)用
Abstract
Nano coatings to formaldehyde, ammonia and other harmful gas absorption and elimination of function, make indoor air more pure and fresh.To all sorts of mould kill inhibition rate reaches above 99%, long-term mouldproof and prevent algae effect.Nano modified interior wall coating materials, actually is a senior health type coating, suitable for family, hospital, hotel and school of coating.Nano modified exterior coating using nanometer materials of lotus YeShuang succoth binary collaborative mechanism, the lower surface tension, with high-strength adhesion, due to current application of nanometer materials on the coatings modified is still at the primary stage, technology, process premature, needs to explore and improve.But coating the various functions of receive some improvement of test results is proof enough, nano modified coating market prospect is very good.Keywords: nano
material
used
目錄
前言
第一章 納米材料的發(fā)展 1.1研究形狀和趨勢 1.2國際動態(tài)和發(fā)展戰(zhàn)略
1.3國內(nèi)研究進展 1.4 納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢 第二章 納米材料分類與應(yīng)用 2.1納米材料分類 2.2納米材料的用途
第三章 納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用 3.1 在催化方面的應(yīng)用 3.2 在涂料方面的應(yīng)用 3.3 在其它精細化工方面的應(yīng)用 3.4 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用 結(jié)語 參考文獻
前言
從尺寸大小來說,通常產(chǎn)生物理化學性質(zhì)顯著變化的細小微粒的尺寸在0.1微米以下(注1米=100厘米,1厘米=10000微米,1微米=1000納米,1納米=10埃),即100納米以下。因此,顆粒尺寸在1~100納米的微粒稱為超微粒材料,也是一種納米材料。
納米金屬材料是20世紀80年代中期研制成功的,后來相繼問世的有納米半導體薄膜、納米陶瓷、納米瓷性材料和納米生物醫(yī)學材料等。
納米級結(jié)構(gòu)材料簡稱為納米材料(nano material),是指其結(jié)構(gòu)單元的尺寸介于1納米~100納米范圍之間。由于它的尺寸已經(jīng)接近電子的相干長度,它的性質(zhì)因為強相干所帶來的自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。并且,其尺度已接近光的波長,加上其具有大表面的特殊效應(yīng),因此其所表現(xiàn)的特性,例如熔點、磁性、光學、導熱、導電特性等等,往往不同于該物質(zhì)在整體狀態(tài)時所表現(xiàn)的性質(zhì)。
納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料,由納米粒子(nano particle)組成。納米粒子也叫超微顆粒,一般是指尺寸在1~100nm間的粒子,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域,從通常的關(guān)于微觀和宏觀的觀點看,這樣的系統(tǒng)既非典型的微觀系統(tǒng)亦非典型的宏觀系統(tǒng),是一種典型的介觀系統(tǒng),它具有表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)后,它將顯示出許多奇異的特性,即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質(zhì)和大塊固體時相比將會有顯著的不同。
納米技術(shù)的廣義范圍可包括納米材料技術(shù)及納米加工技術(shù)、納米測量技術(shù)、納米應(yīng)用技術(shù)等方面。其中納米材料技術(shù)著重于納米功能性材料的生產(chǎn)(超微粉、鍍膜、納米改性材料等),性能檢測技術(shù)(化學組成、微結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)、物、化、電、磁、熱及光學等性能)。納米加工技術(shù)包含精密加工技術(shù)(能量束加工等)及掃描探針技術(shù)。
納米材料具有一定的獨特性,當物質(zhì)尺度小到一定程度時,則必須改用量子力學取代傳統(tǒng)力學的觀點來描述它的行為,當粉末粒子尺寸由10微米降至10納米時,其粒徑雖改變?yōu)?000倍,但換算成體積時則將有10的9次方倍之巨,所以二者行為上將產(chǎn)生明顯的差異。
納米粒子異于大塊物質(zhì)的理由是在其表面積相對增大,也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結(jié),同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。
就熔點來說,納米粉末中由于每一粒子組成原子少,表面原子處于不安定狀態(tài),使其表面晶格震動的振幅較大,所以具有較高的表面能量,造成超微粒子特有的熱性質(zhì),也就是造成熔點下降,同時納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結(jié),而成為良好的燒結(jié)促進材料。
一般常見的磁性物質(zhì)均屬多磁區(qū)之集合體,當粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時,即形成單磁區(qū)之磁性物質(zhì)。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時,將成為優(yōu)異的磁性材料。
納米粒子的粒徑(10納米~100納米)小于光波的長,因此將與入射光產(chǎn)生復雜的交互作用。金屬在適當?shù)恼舭l(fā)沉積條件下,可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子,稱為金屬黑,這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色,可應(yīng)用于紅外線感測器材料。
納米技術(shù)在世界各國尚處于萌芽階段,美、日、德等少數(shù)國家,雖然已經(jīng)初具基礎(chǔ),但是尚在研究之中,新理論和技術(shù)的出現(xiàn)仍然方興未艾。我國已努力趕上先進國家水平,研究隊伍也在日漸壯大。
第一章
納米材料的發(fā)展
1.1研究形狀和趨勢
納米材料制備和應(yīng)用研究中所產(chǎn)生的納米技術(shù)很可能成為下一世紀前20年的主導技術(shù),帶動納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。世紀之交世界先進國家都從未來發(fā)展戰(zhàn)略高度重新布局納米材料研究,在千年交替的關(guān)鍵時刻,迎接新的挑戰(zhàn),抓緊納米材料和柏米結(jié)構(gòu)的立項,迅速組織科技人員圍繞國家制定的目標進行研究是十分重要的。納米材料誕生州多年來所取得的成就及對各個領(lǐng)域的影響和滲透一直引人注目。進入90年代,納米材料研究的內(nèi)涵不斷擴大,領(lǐng)域逐漸拓寬。一個突出的特點是基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接十分緊密,實驗室成果的轉(zhuǎn)化速度之快出乎人們預料,基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究都取得了重要的進展。美國已成功地制備了晶粒為50urn的納米cu材料,硬度比粗晶cu提高5倍;晶粒為7urn的pd,屈服應(yīng)力比粗晶pd高5倍;具有高強度的金屬間化合物的增塑問題一直引起人們的關(guān)注,晶粒的納米化為解決這一問題帶來了希望,根據(jù)納米材料發(fā)展趨勢以及它在對世紀高技術(shù)發(fā)展所占有的重要地位,世界發(fā)達國家的政府都在部署本來10~15年有關(guān)納米科技研究規(guī)劃。美國國家基金委員會(nsf)1998年把納米功能材料的合成加工和應(yīng)用作為重要基礎(chǔ)研究項目向全國科技界招標;美國darpa(國家先進技術(shù)研究部)的幾個計劃里也把納米科技作為重要研究對象;日本近年來制定了各種計劃用于納米科技的研究,例如 ogala計劃、erato計劃和量子功能器件的基本原理和器件利用的研究計劃,1997年,納米科技投資1.28億美元;德國科研技術(shù)部幫助聯(lián)邦政府制定了1995年到2010年15年發(fā)展納米科技的計劃;英國政府出巨資資助納米科技的研究;1997年西歐投資1.2億美元。據(jù)1999年7月8日《自然》最新報道,納米材料應(yīng)用潛力引起美國白宮的注意;美國總統(tǒng)克林頓親自過問納米材料和納米技術(shù)的研究,決定加大投資,今后3年經(jīng)費資助從2.5億美元增 加至5億美元。這說明納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究熱潮在下一世紀相當長的一段時間內(nèi)保持繼續(xù)發(fā)展的勢頭。
1.2國際動態(tài)和發(fā)展戰(zhàn)略
1999年7月8日《自然》(400卷)發(fā)布重要消息 題為“美國政府計劃加大投資支持納米技術(shù)的興 起”。在這篇文章里,報道了美國政府在3年內(nèi)對納米技術(shù)研究經(jīng)費投入加倍,從2.5億美元增加到5億美元??肆诸D總統(tǒng)明年2月將向國會提交支持納米技術(shù)研究的議案請國會批準。為了加速美國納米材料和技術(shù)的研究,白宮采取了臨時緊急措施,把原1.97億美元的資助強度提高到2.5億美元?!睹绹虡I(yè)周刊》8月19日報道,美國政府決定把納米技術(shù)研究列人21世紀前10年前11個關(guān)鍵領(lǐng)域之一,《美國商業(yè)周刊》在掌握21世紀可能取得重要突破的3個領(lǐng)域中就包括了納米技術(shù)領(lǐng)域(其它兩個為生命科學和生物技術(shù),從外星球獲得能源)。美國白宮之所以在20世紀即將結(jié)束的關(guān)鍵時刻突然對納米材料和技術(shù)如此重視,其原因有兩個方面:一是德科學技術(shù)部1996年對2010年納米技術(shù)的市場做了預測,估計能達到14400億美元,美國試圖在這樣一個誘人的市場中占有相當大的份額。美國基礎(chǔ)研究的負責人威廉姆斯說:納米技術(shù)本來的應(yīng)用遠遠超過計算機
工業(yè)。美國白宮戰(zhàn)略規(guī)劃辦公室還認為納米材料是納米技術(shù)最為重要的組成部分。在《自然》的報道中還特別提到美國已在納米結(jié)構(gòu)組裝體系和高比表面納米顆粒制備與合成方面領(lǐng)導世界的潮流,在納米功能涂層設(shè)計改性及納米材料在生物技術(shù)中的應(yīng)用與歐共體并列世界第一,納米尺寸度的元器件和納米固體也要與日本分庭抗禮。1999年7月,美國加尼福尼亞大學洛杉礬分校與惠普公司合作研制成功100urn芯片,美國明尼蘇達大學和普林斯頓大學于1998年制備成功量子磁盤,這種磁盤是由磁性納米棒組成的納米陣列體系,10bit/s尺寸的密度已達109bit/s,美國商家已組織有關(guān)人員迅速轉(zhuǎn)化,預計2005年市場為400億美元。1988年法國人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng),到1997年巨磁電阻為原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國問世,在磁存儲、磁記憶和計算機讀寫磁頭將有重要的應(yīng)用前景。最近美國柯達公司研究部成功地研究了一種即具有顏料又具有分子染料功能的新型納米粉體,預計將給彩色印橡帶來革命性的變革。納米粉體材料在橡膠、顏料、陶瓷制品的改性等方面很可能給傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品注入新的高科技含量,在未來市場上占有重要的份額。納米材料在醫(yī)藥方面的應(yīng)用研究也使人矚目,正是這些研究使美國白宮認識到納米材料和技術(shù)將占有重要的戰(zhàn)略地位。原因之二是納米材料和技術(shù)領(lǐng)域是知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的源泉,新的規(guī)律新原理的發(fā)現(xiàn)和新理論的建立給基礎(chǔ)科學提供了新的機遇,美國計劃在這個領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究獨占“老大”的地位。
1.3國內(nèi)研究進展
我國納米材料研究始于80年代末,“八五”期間,“納米材料科學”列入國家攀登項目。國家自然科學基金委員會、中國科學院、國家教委分別組織了8項重大、重點項目,組織相關(guān)的科技人員分別在納米材料各個分支領(lǐng)域開展工作,國家自然科學基金委員會還資助了20多項課題,國家“863”新材料主題也對納米材料有關(guān)高科技創(chuàng)新的課題進行立項研究。1996年以后,納米材料的應(yīng)用研究出現(xiàn)了可喜的苗頭,地方政府和部分企業(yè)家的介入,使我國納米材料的研究進入了以基礎(chǔ)研究帶動應(yīng)用研究的新局面。目前,我國有60多個研究小組,有600多人從事納米材料的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,其中,承擔國家重大基礎(chǔ)研究項目的和納米材料研究工作開展比較早的單位有:中國科學院上海硅酸鹽研究所、南京大學。中國科學院固體物理研究所、金屬研究所、物理研究所、中國科技大學、中國科學院化學研究所、清華大學,還有吉林大學、東北大學、西安交通大學、天津大學、青島化工學院、華東師范大學,華東理工大學、浙江大學、中科院大連化學物理研究所、長春應(yīng)用化學 研究所、長春物理研究所、感光化學研究所等也相繼開展了納米材料的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。我國納米材料基礎(chǔ)研究在過去10年取得了令人矚目的重要研究成果。已采用了多種物理、化學方法制備金屬與合金(晶態(tài)、非晶態(tài)及納米微晶)氧化物、氮化物、碳化物等化合物納米粉體,建立了相應(yīng)的設(shè)備,做到納米微粒的尺寸可控,并制成了納米薄膜和塊材。在納米材料的表征、團聚體的起因和消除、表面吸附和脫附、納米復合微粒和粉體的制取等各個方面都有所創(chuàng)新,取得了重大的進展,成功地研制出致密度高、形狀復雜、性能優(yōu)越的納米陶瓷;在世界上首次發(fā)現(xiàn)納米氧化鋁晶粒在拉伸疲勞中應(yīng)力集中區(qū)出現(xiàn)超塑性形變;在顆粒膜的巨磁電阻效應(yīng)、磁光效應(yīng)和自旋波共振等方面做出了創(chuàng)新性的成果;在國際上首次發(fā)現(xiàn)納米類鈣鈦礦化合物微粒的磁嫡變超過金屬gd;設(shè)計和制備了納米復合氧化物新體系,它們的中紅外波段吸收率可達 92%,在紅外保暖纖維得到了應(yīng)用;發(fā)展了非晶完全晶化制備納米合金的新方法;發(fā)現(xiàn)全致密納米合金中的反常hall-petch效應(yīng)。近年來,我國在功能納米材料研究上取得了舉世矚目的重大成果,引起了國際上的關(guān)注。一是大面積定向碳管陣列合成:利用化學氣相法高效制備純凈碳納米管技術(shù),用這種技術(shù)合成的納米管,孔徑基本一
致,約20urn,長度約100pm,納米管陣列面積達到3mm。其定向排列程度高,碳納米管之間間距為100pm。這種大面積定向納米碳管陣列,在平板顯示的場發(fā)射陰極等方面有著重要應(yīng)用前景。這方面的文章發(fā)表在1996年的美國《科學》雜志上。二是超長納米碳管制備:首次大批量地制備出長度為2~3mm的超長定向碳納米管列陣。這種超長碳納米管比現(xiàn)有碳納米管的長度提高1~2個數(shù)量級。該項成果已發(fā)表于1998年8月出版的英國《自然》雜志上。英國《金融時報》以“碳納米管進入長的階段”為題介紹了有關(guān)長納米管的工作。三是氮化嫁納米棒制備:首次利用碳納米管作模板成功地制備出直徑為3~40urn、長度達微米量級的發(fā)藍光氮化像一維納米棒,并提出了碳納米管限制反應(yīng)的概念。該項成果被評為1998中國十大科技新聞之一。四是硅襯底上碳納米管陣列研制成功,推進碳納米管在場發(fā)射平面和納米器件方面的應(yīng)用。五是制備成功一維納米絲和納米電纜,該成果研究論文在瑞典召開的1998年第四屆國際納米會議宣讀后,許多外國科學家給予高度評價。六是用苯熱法制備納米氮化像微晶;發(fā)現(xiàn)了非水溶劑熱合成技術(shù),首次在300℃左右制成粒度達30urn的氮化鋅微晶。還用苯合成制備氮化鉻(crn)、磷化鈷(cop)和硫化銻(sbs)納米微晶,論文發(fā)表在1997年的《科學》雜志上。七是用催化熱解法制成納米金剛石;在高壓釜中用中溫(70℃)催化熱解法使四氯化碳和鈉反應(yīng)制備出金剛石納米粉,論文發(fā)表在1998年的《科學》雜志上。美國《化學與工程新聞》雜志還發(fā)表題為“稻草變黃金---從四氯化碳(cc14)制成金剛石”一文,予以高度評價。我國納米材料和納米結(jié)構(gòu)的研究已有10年的工作基礎(chǔ)和工作積累,在“八五”研究工作的基礎(chǔ)上初步形成了幾個納米材料研究基地,中科院上海硅酸鹽研究所、南京大學、中科院固體物理所、中科院金屬所、物理所、中國科技大學、清華大學和中科院化學所等已形成我國納米材料和納米結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究的重要單位。無論從研究對象的前瞻性、基礎(chǔ)性,還是成果的學術(shù)水平和適用性來分析,都為我國納米材料研究在國際上爭得一席之地,促進我國納米材料研究的發(fā)展,培養(yǎng)高水平的納米材料研究人才做出了貢獻。在納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的銜接,加快成果轉(zhuǎn)化也發(fā)揮了重要的作用。目前和今后一個時期內(nèi)這些單位仍然是我國納米材料和納米結(jié)構(gòu)研究的中堅力量。在過去10年,我國已建立了多種物理和化學方法制備納米材料,研制了氣體蒸發(fā)、磁控濺射、激光誘導cvd、等離子加熱氣相合成等10多臺制備納米材料的裝置,發(fā)展了化學共沉淀、溶膠一凝膠、微乳液水熱、非水溶劑合成和超臨界液相合成制備包括金屬、合金、氧化物、氮化物、碳化物、離子晶體和半導體等多種納米材料的方法,研制了性能優(yōu)良的多種納米復合材料。近年來,根據(jù)國際納米材料研究的發(fā)展趨勢,建立和發(fā)展了制備納米結(jié)構(gòu)(如納米有序陣列體系、介孔組裝體系、mcm-41等)組裝體系的多種方法,特別是自組裝與分子自組裝、模板合成、碳熱還原、液滴外延生長、介孔內(nèi)延生長等也積累了豐富的經(jīng)驗,已成功地制備出多種準一維納米材料和納米組裝體系。這些方法為進一步研究納米結(jié)構(gòu)和準一納米材料的物性,推進它們在納米結(jié)構(gòu)器件的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。納米材料和納米結(jié)構(gòu)的評價手段基本齊全,達到了國際90年代末的先進水平。綜上所述,“八五”期間我國在納米材料研究上獲得了一批創(chuàng)新性的成果,形成了一支高水平的科研隊伍,基礎(chǔ)研究在國際上占有一席之地,應(yīng)用開發(fā)研究也出現(xiàn)了新局面,為我國納米材料研究的繼續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。10年來,我國科技工作者在國內(nèi)外學術(shù)刊物上共發(fā)表納米材料和納米結(jié)構(gòu)的論文2400多篇,在國際上排名第五位,其中納米碳管和納米團簇在1998歐洲文獻情報交流會上德國馬普學會固體所一篇研究報告中報道中國科技工作者發(fā)表論文已超過德國,在國際排名第三位,在國際歷次召開的有關(guān)納米材料和納米結(jié)構(gòu)的國際會議上,我國納米材料科技工作者共做邀請報告24次。到目前為止,納米材料研究獲得國家自然科學三等獎1項,國家發(fā)明獎2項;院部級自然科
學一、二等獎3項,發(fā)明一等獎3項,科技進步特等獎1項;申請專利 79項,其中發(fā)明專利占50%,已正式授權(quán)的發(fā)明專利6項,已實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的發(fā)明專利6項。最近幾年,我國納米科技工作者在國際上發(fā)表了一些有影響的學術(shù)論文,引起了國際同行的關(guān)注和稱贊。在《自然》和《科學》雜志上發(fā)表有關(guān)納米材料和納米結(jié)構(gòu)制備方面的論文6篇,影響因子在6以上的學術(shù)論文(phys.rev.lett,j.a(chǎn)in.chem.soc .)近20篇,影響因子在3以上的31篇,被sci和ei收錄的文章占整個發(fā)表論文的 59%。1998年 6月在瑞典斯特哥爾摩召開的國際第四屆納米材料會議上,對中國納米材料研究給予了很高評價,指出這幾年來中國在納米材料制備方面取得了激動人心的成果,在大會總結(jié)中選擇了8個納米材料研究式作取得了比較好的國家在閉幕式上進行介紹,中國是在美國、日本、德國、瑞典之后進行了大會發(fā)言。
1.4 納米產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
信息產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù):信息產(chǎn)業(yè)不僅在國外,在我國也占有舉足輕重的地位。2000年,中國的信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了gdp5800億人民幣。納米技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用主要表現(xiàn)在3個方面:①網(wǎng)絡(luò)通訊、寬頻帶的網(wǎng)絡(luò)通訊、納米結(jié)構(gòu)器件、芯片技術(shù)以及高清晰度數(shù)字顯示技術(shù)。因為不管通訊、集成還是顯示器件,都要原器件,美國已經(jīng)著手研制,現(xiàn)在有了單電子器件、隧穿電子器件、自旋電子器件,這種器件已經(jīng)在實驗室研制成功,而且可能在2001年進入市場。②光電子器件、分子電子器件、巨磁電子器件,這方面我國還很落后,但是這些原器件轉(zhuǎn)為商品進入市場也還要10年時間,所以,中國要超前15年到20年對這些方面進行研究。③網(wǎng)絡(luò)通訊的關(guān)鍵納米器件,如網(wǎng)絡(luò)通訊中激光、過濾器、諧振器、微電容、微電極等方面,我國的研究水平不落后,在安徽省就有。④壓敏電阻、非線性電阻等,可添加氧化鋅納米材料改性。
環(huán)境產(chǎn)業(yè)中的納米技術(shù):納米技術(shù)對空氣中20納米以及水中的200納米污染物的降解是不可替代的技術(shù)。要凈化環(huán)境,必須用納米技術(shù)。我們現(xiàn)在已經(jīng)制備成功了一種對甲醛、氮氧化物、一氧化碳能夠降解的設(shè)備,可使空氣中的大于10ppm的有害氣體降低到0.1ppm,該設(shè)備已進入實用化生產(chǎn)階段;利用多孔小球組合光催化納米材料,已成功用于污水中有機物的降解,對苯酚等其它傳統(tǒng)技術(shù)難以降解的有機污染物,有很好的降解效果。近年來,不少公司致力于把光催化等納米技術(shù)移植到水處理產(chǎn)業(yè),用于提高水的質(zhì)量,已初見成效;采用稀土氧化鈰和貴金屬納米組合技術(shù)對汽車尾氣處理器件的改造效果也很明顯;治理淡水湖內(nèi)藻類引起的污染,最近已在實驗室初步研究成功。
能源環(huán)保中的納米技術(shù):合理利用傳統(tǒng)能源和開發(fā)新能源是我國當前和今后的一項重要任務(wù)。在合理利用傳統(tǒng)能源方面,現(xiàn)在主要是凈化劑、助燃劑,它們能使煤充分燃燒,燃燒當中自循環(huán),使硫減少排放,不再需要輔助裝置。另外,利用納米改進汽油、柴油的添加劑已經(jīng)有了,實際上它是一種液態(tài)小分子可燃燒的團簇物質(zhì),有助燃、凈化作用。在開發(fā)新能源方面國外進展較快,就是把非可燃氣體變成可燃氣體?,F(xiàn)在國際上主要研發(fā)能量轉(zhuǎn)化材料,我國也在做,它包括將太陽能轉(zhuǎn)化成電能、熱能轉(zhuǎn)化為電能、化學能轉(zhuǎn)化為電能等。
納米生物醫(yī)藥:這是我國進入wto以后一個最有潛力的領(lǐng)域。目前,國際醫(yī)藥行業(yè)面臨新的決策,那就是用納米尺度發(fā)展制藥業(yè)。納米生物醫(yī)藥就是從動植物中提取必要的物質(zhì),然后在納米尺度組合,最大限度發(fā)揮藥效,這恰恰是我國中醫(yī)的想法。在提取精華后,用一種很少的骨架,比如
人體可吸收的糖、淀粉,使其高效緩釋和靶向藥物。對傳統(tǒng)藥物的改進,采用納米技術(shù)可以提高一個檔次。
納米新材料:雖然納米新材料不是最終產(chǎn)品,但是很重要。據(jù)美國測算,到21世紀30年代,汽車上40%鋼鐵和金屬材料要被輕質(zhì)高強材料所代替,這樣可以節(jié)省汽油40%,減少co2,排放40%,就這一項,每年就可給美國創(chuàng)造社會效益1000億美元。此外,還有各種功能材料,玻璃透明度好但份量重,用納米改進它,使它變輕,使這種材料不僅有力學性能,而且還具有其他功能,還有光的變色、貯光,反射各種紫外線、紅外線,光的吸收、貯藏等功能。
納米技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造:對于中國來說,當前是納米技術(shù)切入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、將納米技術(shù)和各個領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合的最好機遇。首先是家電、輕工、電子行業(yè)。合肥美菱集團從1996開始研制納米冰箱,可折疊的pvc磁性冰箱門封不發(fā)霉,用的是抗菌涂料,里面的果盤都采用納米材料,發(fā)展輕工、電子和家用電器可以帶動涂料、材料、電子原器件等行業(yè)發(fā)展;其次是紡織。人造纖維是化纖和紡織行業(yè)發(fā)展的趨勢,中國紡織要在進入wto后能占據(jù)有利地位,現(xiàn)在就必須全方位應(yīng)用納米技術(shù)、納米材料。去年關(guān)于保溫被、保溫衣的電視宣傳,提到應(yīng)用了納米技術(shù),特殊功能的有防靜電的、阻燃的等等,把納米的導電材料組裝到里面,可以在11萬伏的高壓下,把人體屏蔽,在這一方面,紡織行業(yè)應(yīng)用納米技術(shù)形勢看好;第三是電力工業(yè)。利用納米技術(shù)改造20萬伏和11萬伏的變壓輸電瓷瓶,可以全方位提高11萬伏的瓷瓶耐電沖擊的性能,而且釉不結(jié)霜,其它綜合性能都很好;第四是建材工業(yè)中的油漆和涂料,包括各種陶瓷的釉料、油墨,納米技術(shù)的介入,可以使產(chǎn)品性能升級。
第二章 納米材料分類與應(yīng)用
2.1納米材料分類
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。其中納米粉末開發(fā)時間最長、技術(shù)最為成熟,是生產(chǎn)其他三類產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
納米粉末: 又稱為超微粉或超細粉,一般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒,是一種介于原子、分子與宏觀物體之間處于中間物態(tài)的固體顆粒材料。可用于:高密度磁記錄材料;吸波隱身材料;磁流體材料;防輻射材料;單晶硅和精密光學器件拋光材料;微芯片導熱基片與布線材料;微電子封裝材料;光電子材料;先進的電池電極材料;太陽能電池材料;高效催化劑;高效助燃劑;敏感元件;高韌性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷發(fā)動機等);人體修復材料;抗癌制劑等。
納米纖維: 指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料??捎糜冢何Ь€、微光纖(未來量子計算機與光子計算機的重要元件)材料;新型激光或發(fā)光二極管材料等。
納米膜: 納米膜分為顆粒膜與致密膜。顆粒膜是納米顆粒粘在一起,中間有極為細小的間隙的薄膜。致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜??捎糜冢簹怏w催化(如汽車尾氣處理)材料;過濾器材料;高密度磁記錄材料;光敏材料;平面顯示器材料;超導材料等。
納米塊體: 是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結(jié)晶而得到的納米晶粒材料。主要用途為:超高強度材料;智能金屬材料等。
2.2納米材料的用途
醫(yī)藥使用納米技術(shù)能使藥品生產(chǎn)過程越來越精細,并在納米材料的尺度上直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的藥品。納米材料粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便,用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體后可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織。使用納米技術(shù)的新型診斷儀器只需檢測少量血液,就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病。
家電 用納米材料制成的納米材料多功能塑料,具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外線等作用,可用處作電冰霜、空調(diào)外殼里的抗菌除味塑料。
電子計算機和電子工業(yè) 可以從閱讀硬盤上讀卡機以及存儲容量為目前芯片上千倍的納米材料級存儲器芯片都已投入生產(chǎn)。計算機在普遍采用納米材料后,可以縮小成為“掌上電腦”。
環(huán)境保護 環(huán)境科學領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)功能獨特的納米膜。這種膜能夠探測到由化學和生物制劑造成的污染,并能夠?qū)@些制劑進行過濾,從而消除污染。
紡織工業(yè) 在合成纖維樹脂中添加納米SiO2、納米ZnO、納米SiO2復配粉體材料,經(jīng)抽絲、織布,可制成殺菌、防霉、除臭和抗紫外線輻射的內(nèi)衣和服裝,可用于制造抗菌內(nèi)衣、用品,可制得滿足國防工業(yè)要求的抗紫外線輻射的功能纖維。
機械工業(yè) 采用納米材料技術(shù)對機械關(guān)鍵零部件進行金屬表面納米粉涂層處理,可以提高機械設(shè)備的耐磨性、硬度和使用壽命。
第三章 納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用
納米材料(又稱超細微粒、超細粉未)是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料,也不同于單個的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等,擁有一系列新穎的物理和化學特性,在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價值。
納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學性質(zhì)等方面的誘人特征,引起物理學家、材料學家和化學家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后,世界各國對這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨特的物理和化學性質(zhì),使人們意識到它的發(fā)展可能給物理、化學、材料、生物、醫(yī)藥等學科的研究帶來新的機遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來,它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用,并顯示出它的獨特魅力。
3.1 在催化方面的應(yīng)用
催化劑在許多化學化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用,它可以控制反應(yīng)時間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低,而且其制備是憑經(jīng)驗進行,不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費,使經(jīng)濟效益難以提高,而且對環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多,為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑,可大大提高反應(yīng)效率,控制反應(yīng)速度,甚至使原來不能進行的反應(yīng)也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10~15倍。
納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導體光催化劑,特別是在有機物制備方面。分散在溶液中的每一個半導體顆粒,可近似地看成是一個短路的微型電池,用能量大于半導體能隙的光照射半導體分散系時,半導體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對。在電場作用下,電子與空穴分離,分別遷移到粒子表面的不同位置,與溶液中相似的組分進行氧化和還原反應(yīng)。
光催化反應(yīng)涉及到許多反應(yīng)類型,如醇與烴的氧化,無機離子氧化還原,有機物催化脫氫和加
氫、氨基酸合成,固氮反應(yīng),水凈化處理,水煤氣變換等,其中有些是多相催化難以實現(xiàn)的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO2,既有較高的光催化活性,又能耐酸堿,對光穩(wěn)定,無毒,便宜易得,是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道,選用硅膠為基質(zhì),制得了催化活性較高的TiO/SiO2負載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒,對某些有機化合物的氫化反應(yīng)是極好的催化劑,可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應(yīng)溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應(yīng)效率、優(yōu)化反應(yīng)路徑、提高反應(yīng)速度方面的研究,是未來催化科學不可忽視的重要研究課題,很可能給催化在工業(yè)上的應(yīng)用帶來革命性的變革。
3.2 在涂料方面的應(yīng)用
納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性,具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能,顯示出強大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當今世界關(guān)注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇,使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù),添加納米材料,可獲得納米復合體系涂層,實現(xiàn)功能的飛躍,使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性;功能涂層是賦予基體所不具備的性能,從而獲得傳統(tǒng)涂層沒有的功能。結(jié)構(gòu)涂層有超硬、耐磨涂層,抗氧化、耐熱、阻燃涂層,耐腐蝕、裝飾涂層等;功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層,導電、絕緣、半導體特性的電學涂層,氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料,可進一步提高其防護能力,實現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等,在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層,可利用其光學特性,達到儲存太陽能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料,可以達到減少光的透射和熱傳遞效果,產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料,所應(yīng)用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子,在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導電特性,因而能起到靜電屏蔽作用,而且氧化物納米微粒的顏色不同,這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色,克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變,還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中,將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中,能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果,從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景,將為涂層技術(shù)帶來一場新的技術(shù)革命,也將推動復合材料的研究開發(fā)與應(yīng)用。
3.3 在其它精細化工方面的應(yīng)用
精細化工是一個巨大的工業(yè)領(lǐng)域,產(chǎn)品數(shù)量繁多,用途廣泛,并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無疑也會給精細化工帶來福音,并顯示它的獨特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細化工領(lǐng)域,納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2,可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3,和SiO2,加入到普通橡膠中,可以提高橡膠的耐磨性和介電特性,而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料,可以提高塑料的強度和韌性,而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。國外已將納米SiO2,作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中,使其密封性和粘合性都大為提高。此外,納米材料在纖維改性、有機玻璃制造方面也都有很好的應(yīng)用。在有機玻璃中加入經(jīng)過表面修飾處理的SiO2,可使有機玻璃抗紫外線輻射而達到抗老化的目的;
而加入A12O3,不僅不影響玻璃的透明度,而且還會提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO2具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能,而且質(zhì)地細膩,無毒無臭,添加在化妝品中,可使化妝品的性能得到提高。超細TiO2的應(yīng)用還可擴展到涂料、塑料、人造纖維等行業(yè)。最近又開發(fā)了用于食品包裝的TiO2及高檔汽車面漆用的珠光鈦白。納米TiO2,能夠強烈吸收太陽光中的紫外線,產(chǎn)生很強的光化學活性,可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機污染物,具有除凈度高,無二次污染,適用性廣泛等優(yōu)點,在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。在環(huán)境科學領(lǐng)域,除了利用納米材料作為催化劑來處理工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢料外,還將出現(xiàn)功能獨特的納米膜。這種膜能探測到由化學和生物制劑造成的污染,并能對這些制劑進行過濾,從而消除污染。
3.4 在醫(yī)藥方面的應(yīng)用
21世紀的健康科學,將以出入意料的速度向前發(fā)展,人們對藥物的需求越來越高。控制藥物釋放、減少副作用、提高藥效、發(fā)展藥物定向治療,已提到研究日程上來。納米粒子將使藥物在人體內(nèi)的傳輸更為方便。用數(shù)層納米粒子包裹的智能藥物進入人體,可主動搜索并攻擊癌細胞或修補損傷組織;使用納米技術(shù)的新型診斷儀器,只需檢測少量血液就能通過其中的蛋白質(zhì)和DNA診斷出各種疾病,美國麻省理工學院已制備出以納米磁性材料作為藥物載體的靶定向藥物,稱之為“定向?qū)棥?。該技術(shù)是在磁性納米微粒包覆蛋白質(zhì)表面攜帶藥物,注射到人體血管中,通過磁場導航輸送到病變部位,然后釋放藥物。納米粒子的尺寸小,可以在血管中自由流動,因此可以用來檢查和治療身體各部位的病變。對納米微粒的臨床醫(yī)療以及放射性治療等方面的應(yīng)用也進行了大量的研究工作。據(jù)《人民日報》報道,我國將納米技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學領(lǐng)域獲得成功。南京??萍瘓F利用納米銀技術(shù)研制生產(chǎn)出醫(yī)用敷料——長效廣譜抗菌棉。這種抗菌棉的生產(chǎn)原理是通過納米技術(shù)將銀制成尺寸在納米級的超細小微粒,然后使之附著在棉織物上。銀具有預防潰爛和加速傷口愈合的作用,通過納米技術(shù)處理后的銀表面急劇增大,表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,殺菌能力提高200倍左右,對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑制作用。
微粒和納粒作為給藥系統(tǒng),其制備材料的基本性質(zhì)是無毒、穩(wěn)定、有良好的生物性并且與藥物不發(fā)生化學反應(yīng)。納米系統(tǒng)主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的藥物的給藥。
納米生物學用來研究在納米尺度上的生物過程,從而根據(jù)生物學原理發(fā)展分子應(yīng)用工程。在金屬鐵的超細顆粒表面覆蓋一層厚為5~20nm的聚合物后,可以固定大量蛋白質(zhì)特別是酶,從而控制生化反應(yīng)。這在生化技術(shù)、酶工程中大有用處。使納米技術(shù)和生物學相結(jié)合,研究分子生物器件,利用納米傳感器,可以獲取細胞內(nèi)的生物信息,從而了解機體狀態(tài),深化人們對生理及病理的解釋。
結(jié)語
納米科學是一門將基礎(chǔ)科學和應(yīng)用科學集于一體的新興科學,主要包括納米電子學、納米材料學和納米生物學等。21世紀將是納米技術(shù)的時代,為此,國家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀最重要、最前沿的科學”。納米材料的應(yīng)用涉及到各個領(lǐng)域,在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學技術(shù)的誕生,將對人類社會產(chǎn)生深遠的影響,并有可能從根本上解決人類面臨的許多問題,特別是能源、人類健康和環(huán)境保護等重大問題。21世紀初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學特性,設(shè)計出各種新型的材料和器件。通過納米材料科學技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性,增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品,目前已出現(xiàn)可喜的苗頭,具備了形成21世紀經(jīng)濟新增長點的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學領(lǐng)域一個大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個領(lǐng)域,發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展,納米材料在精細化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會得到日益廣泛的應(yīng)用。納米材料在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用一文由藍之韻
1.《納米材料學概論 》2.參考文獻
年01月 出版社:華東理工大學出版社 2008
第三篇:高線工程施工方案
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高線工程施工方案 AN>
(5鋼結(jié)構(gòu)安裝前,應(yīng)對鋼構(gòu)件質(zhì)量進行檢查。鋼構(gòu)件中的變形、缺陷超出允許偏差時,應(yīng)進行處理。
(6鋼結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件安裝就位后,應(yīng)立即進行校正、固定。當天安裝的鋼構(gòu)件應(yīng)形成穩(wěn)定的空間體系。
(7鋼結(jié)構(gòu)安裝、校正時,應(yīng)根據(jù)風力、溫差、日照等外界環(huán)境和焊接變形等因素的影響,采取相應(yīng)的調(diào)整措施。
(8鋼構(gòu)件的長度尺寸應(yīng)包括焊接收縮余量和荷載使柱產(chǎn)生的壓縮變形值。
(9安裝使用的臨時螺栓,在每個節(jié)點上穿入數(shù)量,不應(yīng)少于安裝孔總數(shù)的1/3,且不應(yīng)小于2個。
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(10普通螺栓連接的每個邊不得墊2個及以上的墊圈,并不得采用大螺母代替墊圈螺栓擰緊后,外露螺紋不應(yīng)小于2螺距。
(11焊接和螺栓并用的連接,當設(shè)計無規(guī)定時,應(yīng)先栓后焊。
(12鋼結(jié)構(gòu)在吊裝過程中和吊裝完成后對破損的油漆及時涂刷。
(13焊接部位必須將該處因焊接原因而損壞的油漆處理干凈及手工除銹方能補刷底漆,待底漆干膜后,方能進行下道工序施工。
(14單項鋼結(jié)構(gòu)施工完成后,應(yīng)補刷一道防銹漆及兩道面漆。
五、成品、半成品保護措施
1、各類物資的搬運、貯存、維護應(yīng)根據(jù)物資的特性,選擇適當?shù)倪\輸工具,對于易燃、易碎的物品要有特殊保護,物質(zhì)貯存場所環(huán)境應(yīng)滿足物質(zhì)的特性。
2、水泥進場后要入水泥庫,庫房要防雨、防潮,使用時要按先來的先用、后來的后用的順序使用。
3、各種成品、半成品材料進場后要妥善保管,確保其不變質(zhì)。
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4、施工現(xiàn)場的鋼筋,在雨天時上面應(yīng)加蓋塑料布,底下放枕木,將鋼筋墊起,避免鋼筋污染、銹蝕。
5、現(xiàn)場的機械電氣設(shè)備應(yīng)有防雨罩,雨天時上面覆蓋塑料布,要經(jīng)常檢查、維修、保養(yǎng)。
6、現(xiàn)場的周轉(zhuǎn)料具派專人清理、回收、模板表面應(yīng)涂刷隔離劑,堆放整齊,卡扣上的螺絲應(yīng)經(jīng)常浸油,保證其能轉(zhuǎn)動。周轉(zhuǎn)料具上的砼等雜物必須清理干凈。
7、砼在澆筑過程中,應(yīng)派專人檢查模板、鋼筋,保證其滿足設(shè)計及規(guī)范要求,為防止踩踏鋼筋,在板上安裝專用馬道,便于施工行走。砼表面應(yīng)覆蓋麻袋或塑料薄膜,澆水養(yǎng)護。砼板在初凝前將通行口攔住,防止上人踩踏,拆模時間控制在初凝24小時后,防止棱角損壞,預留孔模外纏油氈紙,防止拔模時被破壞。
8、加強對施工人員的宣傳教育,和現(xiàn)場的督促檢查,增強每個人的成品保護意識,做好成品保護工作。
六、施工保證措施
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1、堅持工程進度服從工程質(zhì)量,確保用科學的施工組織設(shè)計指導施工生產(chǎn),作到成一項、優(yōu)一項,達到合理的進度、滿意的質(zhì)量。
2、加強質(zhì)量一票否決權(quán)的作用,落實好賦予質(zhì)量工程師的三項權(quán)利,即:責令停工權(quán)、獎優(yōu)罰劣權(quán)、驗工記價權(quán),確保質(zhì)量管理人員責、權(quán)、利統(tǒng)一,起到名副其實的作用。
3、重視細部施工質(zhì)量。質(zhì)量通病的防止是工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)的重點,通過QC小組活動增設(shè)質(zhì)量管理點等方法,達到無質(zhì)量通病工程。
4、嚴把材料質(zhì)量關(guān),物資部門要嚴格執(zhí)行《物資采購程序》,對其采購的建筑材料、構(gòu)配件和設(shè)備的質(zhì)量承擔相應(yīng)的責任,如因使用不合格材料而造成質(zhì)量事故的要追究物資部門責任。
七、質(zhì)量保證措施
1、工程所用的原材料、成品、半成品,油漆必須具有出廠合格證,鋼筋、水泥、混凝土外加劑、砂、石還應(yīng)有合格的復檢報告。
2、混凝土攪拌要做到計量準確,并隨時關(guān)注天氣情況,認真填寫施工記錄。遇大雨天氣,禁止?jié)仓炷?。混凝土澆筑前,?yīng)辦理混凝土澆灌申請。
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3、加強技術(shù)工作復核與質(zhì)三檢制度,即“自檢、互檢、交接檢”,各項工序施工前及時報驗。嚴格工序交接制度的執(zhí)行和隱蔽工程的驗收檢查,未經(jīng)檢查驗收的隱蔽工程不允許進行下道工序的施工。
4、加強現(xiàn)場質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)問題,及時處理。
5、各項工序開工前進技交底,實行質(zhì)量一票否決制,對于不合格的工序決不放過,確保工程質(zhì)量優(yōu)良。
6、加強資料管理,資料管理要真實,及時、全面,必須與工程同步進行。
7、現(xiàn)場所用測量儀要滿足精度要求,并有鑒定標簽,現(xiàn)場基準點做好保護工作,嚴格控制建筑物主軸線、標高。
8、技術(shù)和質(zhì)量保證體系見下圖:
八、安全保證措施
1、所有進場工人上崗前,均需接受安全教育,提高安全意識,進入現(xiàn)場要戴好安全帽。
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2、所有施工人員必須戴好安全勞動保護用品。高空作業(yè)必須系安全帶,洞口處應(yīng)設(shè)安全網(wǎng)及防護欄。
3、所有電氣設(shè)備均需設(shè)漏電保護裝置,按規(guī)定接零、接地。配電箱、電焊機等應(yīng)有防雨措施,機電設(shè)備要定期檢查維修。下班后配電箱要拉閘上鎖。
4、現(xiàn)場準備消防器材,派專人看管。
5、設(shè)專人定期檢查現(xiàn)場安全情況,發(fā)現(xiàn)問題,立即解決,負責落實到人。
6、夜間施工要有足夠的照明設(shè)備,做好現(xiàn)場防火、防雨、防中毒等事故發(fā)生。
7、基坑四周必須設(shè)置封閉式欄桿,上下基坑須搭設(shè)梯道,基坑周圍不得任意堆放材料,基坑邊2m內(nèi)禁止行駛汽車。
8、作到工完料清,多余部分及時撤離現(xiàn)場,垃圾運至指定地點。
9、堅持高任務(wù)必須高安全措施和要求,經(jīng)常組織有關(guān)人員檢查安全
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生產(chǎn)情況,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
10、安全保證體系見下圖:
九、洪水季施工措施:
1、防止基坑灌水,挖坑時應(yīng)將其周圍堆出土堤??拥自O(shè)排水溝和集水井。并準備3臺水泵,以備抽水之用。
2、施工人員配備雨衣、雨褲、雨靴等用具。
3、注意洪水期的安全生產(chǎn)。洪水季施工期間,要保證配電箱和場內(nèi)電器設(shè)備不進水?,F(xiàn)場內(nèi)配電箱距地面1.5米。雨后應(yīng)對一切外用照明、電器設(shè)備、腳手架等組織專人檢查。確認安全可靠方可交待使用。
十、文明施工:
1、按照《中冶天工建設(shè)公司企業(yè)形象及文明施工標準》和金特鋼鐵有限公司的相關(guān)要求實施文明施工。
2、要求所有參建人員必須樹立文明施工的思想,時時注意以身作則,處處樹立文明施工形象。
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3、施工現(xiàn)場必須設(shè)立明顯的文明施工、安全生產(chǎn)標語,設(shè)立施工平面布置示意圖,標明主要的施工道路、材料堆放、加工場地。材料堆放場地應(yīng)分品種、規(guī)格設(shè)立標識牌,以便于區(qū)分、檢查和使用。
4、現(xiàn)場各種施工機械要懸掛安全操作規(guī)程標牌。
5、現(xiàn)場設(shè)立文明施工標牌,要求現(xiàn)場人員必須認真學習文明施工條例,不能強行施工、野蠻施工。注意自身文明形象,不能赤腳進場,不得在現(xiàn)場隨意大小便。
6、現(xiàn)場排水通暢,無積水,建筑垃圾要集中堆放,及時外運。
7、設(shè)專人負責現(xiàn)場清潔工作。
8、各類材料分區(qū)分類堆放,整齊安全,專人保管。各類材料標牌齊全、整潔,小型機具掛牌、噴出標志字樣。設(shè)置防潮、防雨、防銹蝕設(shè)施。
9、建立消防制度措施,配置滅火裝置,建立動火審批手續(xù)和動火監(jiān)護。工地應(yīng)注意用火安全,火爐由專人看管,日夜值班,現(xiàn)場必須配備滅火器。
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10、進場人員除應(yīng)遵守有關(guān)國家法律、法規(guī),還應(yīng)遵守廠紀廠規(guī)。進場人員都必須組織學習廠紀廠規(guī),并制定明確的獎、懲制度,并嚴格落實。施工人員應(yīng)自覺遵守安全生產(chǎn)法律、法規(guī)和安全生產(chǎn)管理制度。
十一、環(huán)境保護措施
1、遵守中華人民共和國環(huán)境保護法及業(yè)主廠容環(huán)境管理的有關(guān)規(guī)定,防止施工過程對環(huán)境污染,本工程環(huán)境管理體系活動按GB/T24001(idt ISO14001)環(huán)境管理體系的要求進行。
2、環(huán)境策劃
在施工過程中,施工現(xiàn)場設(shè)專人監(jiān)管,控制現(xiàn)場各種粉塵、廢氣、廢水、有毒有害廢棄物對環(huán)境的污染和危害。
3、為達到整個施工過程中業(yè)主及社會相關(guān)各方對環(huán)境管理滿意,對下述環(huán)境因素予以重點考慮:
1)對大氣污染的防治
(1)項目應(yīng)盡量避免采用在施工過程中會產(chǎn)生有毒、有害氣體的建
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筑材料。特殊需要時,必須設(shè)有符合規(guī)定的裝置,否則不得在施工現(xiàn)場熔融瀝青或者焚燒油氈、油漆以及其他會產(chǎn)生有毒、有害煙塵和惡臭氣體的物質(zhì)。對于施工機械要采取防護措施,控制所排出的煙氣的影響范圍。
(2)混凝土及砂漿采用集中攪拌,水泥運輸采用密封式罐車。
(3)禁止將有毒有害廢棄物作土方回填。
2)對水污染的防治
(1)對建筑施工中產(chǎn)生的泥漿應(yīng)采用泥漿處理技術(shù),減少泥漿的數(shù)量。
(2)妥善處理泥漿水和生活污水、水泵排水抽出的水也要經(jīng)過沉淀。
(3)洗車區(qū)應(yīng)設(shè)沉淀池再與下水接通。
(4)食堂下水應(yīng)經(jīng)排油池處理方可排出。
(5)未經(jīng)處理的含油、泥的污水不得直接排入城市排水設(shè)施和河流。
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(6)液壓潤滑管道的化學清洗過程全部采用封閉循環(huán)措施,對外界排放的廢液經(jīng)無害處理后,排放至指定地點。
(7)水管道沖洗水經(jīng)沉淀、脫油后排放至指定地點。
3)對道路污染的防治
(1)在施工區(qū)域進出口設(shè)立沖水區(qū),用沖水機沖洗車輛輪胎。
(2)裝載建筑材料、垃圾或渣土的車輛,應(yīng)采取防塵土飛揚、灑落或流溢的有效措施。
4)對噪音污染的防治
防止施工噪聲污染,施工現(xiàn)場應(yīng)遵照《建筑施工場界噪聲限值及其測量方法》(GB12523-90)制定降噪的相應(yīng)制度和措施。
(1)正確選用噪音小的工藝,減少噪音的強度。
(2)對產(chǎn)生噪聲的施工機械采取控制措施。包括打樁錘的錘擊聲以及其他以柴油機為動力的建筑機械、空壓機、震動器等。
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(3)在可能條件下將電鋸、柴油發(fā)電機等盡量設(shè)置在離居民區(qū)較遠的地點,降低擾民噪聲。
(4)夜間施工應(yīng)減少指揮哨聲、大聲喊叫。要教育職工減少噪聲,注意語言文明。
5)對光污染的防治
(1)現(xiàn)場晚間施工照明不得照向居民區(qū)。
(2)夜間施工中的電弧光如照向居民時,應(yīng)采取遮擋措施。
6)對垃圾污染的防治
(1)要盡量減少建筑垃圾的數(shù)量,建筑垃圾應(yīng)指定堆放地點,并隨時進行清理。
(2)運輸建筑材料、垃圾和工程渣土的車輛應(yīng)采取有效措施,防止塵土飛揚、灑落或流溢。
(3)要采取有效措施控制施工過程,混凝土和砂漿集中攪拌。
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(4)建筑施工現(xiàn)場的廁所,應(yīng)按現(xiàn)場人員數(shù)量考慮廁所的設(shè)置,要求封閉嚴密,通風良好,定期清除糞便。
十二、職業(yè)健康防護措施:
1.項目部要采取防暑、防凍、消毒、防毒的措施。加強職工健康防護。
2、衛(wèi)生防疫管理措施:衛(wèi)生防疫是涉及現(xiàn)場人員身體健康和生命安全的大事。要防止傳染病和食物中毒事故發(fā)生,提高衛(wèi)生、防病工作。
3、施工現(xiàn)場不設(shè)置職工宿舍,現(xiàn)場應(yīng)準備必要的醫(yī)務(wù)設(shè)施。在辦公室內(nèi)顯著地點張貼急救車和有關(guān)醫(yī)院電話號碼,根據(jù)需要制定防暑降溫措施,進行消毒、防病工作。
4、食堂管理應(yīng)從組織施工時就進行策劃。食堂應(yīng)按照現(xiàn)場就餐人數(shù)安排食堂面積、設(shè)施以及炊事員和管理人員。食堂衛(wèi)生必須符合《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》和其他有關(guān)衛(wèi)生管理規(guī)定的要求。炊事人員應(yīng)經(jīng)定期體格檢查合格后方可上崗。炊具應(yīng)嚴格消毒,生熟食應(yīng)分開。原料和半成品應(yīng)經(jīng)檢驗合格,方可采用。
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5、食堂不得出售酒精飲料?,F(xiàn)場人員在工作時間嚴禁飲用酒精飲料。要確?,F(xiàn)場人員飲水的供應(yīng),炎熱季節(jié)要供應(yīng)清涼飲料。
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第四篇:高線中英文摘要范文
摘要
介紹了我國高線生產(chǎn)的發(fā)展、技術(shù)進步,全面分析了我國高線軋機所采用的先進技術(shù),綜述了我國高線軋機的發(fā)展趨勢及特點。
關(guān)鍵詞:高線軋機;高速線材;技術(shù)進步;發(fā)展趨勢 1.我國熱連軋帶鋼生產(chǎn)的回顧
線材是熱軋材中斷面尺寸最小的一種,由于軋鋼廠需將線材在熱狀態(tài)下圈成盤卷并一次交貨,故又稱之為盤條。
自20世紀60年代中期高速線材軋機及軋后控冷技術(shù)問世以來,隨著線材生產(chǎn)技術(shù)本身的日臻完善和相關(guān)技術(shù)的進步,高速線材軋機的產(chǎn)品在品種規(guī)格范圍、盤重、尺寸精度、表面質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量上比以往的線材軋機產(chǎn)品均有長足的進步,能更好的滿足經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的需要。
線材不僅用途很廣而且用量也很大,它在國民經(jīng)濟各部門中占有重要的地位。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,各國線材產(chǎn)量占全部熱軋材總量的5.3%~15.3%。美國約占5%,日本約占8%,英國約占9%,法國約占14%,我國約占20%左右。線材的用途概括起來可分兩大類:一類是線材產(chǎn)品直接被使用,主要應(yīng)用在鋼筋混凝土的配筋和焊接結(jié)構(gòu)件方面。另一類是將線材作為原料,經(jīng)過再加工后使用,主要是通過拉拔成各種鋼絲,在經(jīng)過捻制成為鋼絲繩,或在經(jīng)過編制成鋼絲網(wǎng);經(jīng)過熱鍛或冷鍛成鉚釘;經(jīng)過冷鍛及滾壓成螺栓,以及經(jīng)過各種切削加工及熱處理制成機器零件或工具;經(jīng)過纏繞成型及熱處理制成彈簧等。
近年來由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,使用線材為原料的小型工廠日益增加,社會對高質(zhì)量的線材產(chǎn)品的需求越來越大。目前,由于資金以及冶煉技術(shù)的落后,我國僅有為數(shù)不多的幾家線材廠能生產(chǎn)出高檔次的線材產(chǎn)品,因此我國還不時需要從國外進口少部分的胎圈鋼絲、鋼絞線、鍍鋅鋼絲等硬線產(chǎn)品。
我國的高速線材生產(chǎn)雖然取得了較好的成績,但仍然存在著一些問題,主要表現(xiàn)為;
1.鋼線材品種中Q215和Q235比重仍然較大,優(yōu)質(zhì)鋼線材中合金鋼線材的比例仍然偏低。
2.產(chǎn)品的質(zhì)量仍有較大問題,如鋼的純凈度不高,線材通條性能不夠穩(wěn)定,含碳量的偏差較大。
3.我國已有多條世界一流的生產(chǎn)線,但產(chǎn)品的品種質(zhì)量還達不到世界一流水平。
4.高質(zhì)量的合金鋼線材,純凈鋼線材、易切鋼線材如合金彈簧鋼、不銹鋼等還存在著品種和質(zhì)量方面的諸多問題,每年仍需進口。
5.高線的日歷作業(yè)率和機時產(chǎn)量與先進國家的生產(chǎn)線相比,普遍有較大的差距,造成日歷作業(yè)率和機時產(chǎn)量低的原因除坯料供應(yīng)不足外,主要是生產(chǎn)準備和更換尺寸所用的工時較長,設(shè)備備件壽命低且儲備不足,設(shè)備維護檢測手段不夠完善,從而造成故障停機和檢修工時長。
6.中熱裝率、燃耗、電耗等方面與先進國家的生產(chǎn)線相比也同樣存在著一定的差距。
7.表面質(zhì)量方面的主要問題;
1)由于自動監(jiān)測裝置的失準以及軋件溫度不均,調(diào)整不及時或方法不當?shù)仍蛟斐僧a(chǎn)品尺寸超差。
2)由于輥環(huán)破缺,軋槽磨損或是坯料表面缺陷等原因造成產(chǎn)品表面產(chǎn)生折疊。
3)由于連鑄坯皮下氣泡嚴重或是軋槽嚴重磨損致使軋件凸起部分被疊軋造成產(chǎn)品表面結(jié)疤。
4)由于軋輥質(zhì)量差,表面硬度不一或吐絲溫度過高,冷卻速度過慢,盤條表面受到嚴重氧化或鋼坯加熱不當,局部或全部嚴重脫碳等原因造成產(chǎn)品表面麻面。
2.我國高線生產(chǎn)所采用的先進技術(shù)及發(fā)展趨勢
2.1采用連鑄坯熱送熱裝工藝
為進一步節(jié)能,有的高線廠又采用了連鑄坯熱送熱裝工藝,進一步降低了燃料消耗,提高加熱質(zhì)量,減少金屬損耗。熱裝溫度一般在 600℃左右,德國 BSW 廠達到 650℃~920℃。熱裝要求無缺陷連鑄坯,連鑄坯缺陷較多的現(xiàn)場,就不宜使用熱裝。2.2加熱爐
加熱爐是保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和降低能耗的關(guān)鍵設(shè)備。因此,加熱爐爐型選擇和裝備水平,應(yīng)與車間規(guī)模和軋線工藝設(shè)備裝備水平相匹配。對于高速線材軋機,軋制速度較高,除進行控制冷卻外,還需降低開軋溫度。因此,加熱溫度的確定,應(yīng)與軋機、軋制速度和控軋控冷要求相結(jié)合。2.3無頭軋制
無頭軋制是應(yīng)用在小型棒線材軋制領(lǐng)域的一項最新技術(shù)。其要點是將剛出加熱爐的鋼坯的頭部與前一根鋼坯的尾部焊接起來進行無頭軋制,從而消除頭尾的無張力段,尤其減少中間切頭和咬入事故,提高了成材率和金屬收得率,提升軋機生產(chǎn)效率。線材的分卷在集卷筒內(nèi)進行,可根據(jù)用戶需求選定線材的分卷盤重。日本NKK公司東京制鐵高松工廠的棒線材軋機上已采用了無頭軋制這項技術(shù)。國內(nèi)也有廠家試驗焊接無頭軋制,但焊接質(zhì)量不理想,造成損失更大。2.4粗、中軋機組的平/立布置
粗軋軋件短,全連軋時速度慢。有些現(xiàn)場采用三輥軋機軋制,也能與后續(xù)連軋匹配。但剛度差,不利于生產(chǎn)高精度線材。也有現(xiàn)場采用全水平粗軋,中間軋件扭轉(zhuǎn)。采用單線布置,軋機就容易平/立交替安裝,使軋件無扭行進,減少了因軋件扭轉(zhuǎn)造成的表面和內(nèi)部缺陷及廢品,而且可以選用高剛度軋機,適合高檔次產(chǎn)品的生產(chǎn)。
2.5預精軋機的“微型無扭軋機”
以往預精軋機組為平/立交替布置的單獨傳動的懸臂機架或無牌坊軋機。懸臂軋機體積小、專門安裝硬質(zhì)輥環(huán),但軋機剛度很差。無牌坊軋機是短應(yīng)力線高剛度軋機,但軋輥只能使用硬質(zhì)鋼輥,耐磨性不足。為此新建高線將精軋機組的成組傳動概念擴展到預精軋機組。這是高速線材軋機的最新進展之一。它是將預精軋的后四架改為大號懸臂軋機,頂交90°布置,油膜軸承[13]。軋機兩架一組集體傳動,故叫“微型無扭軋機”。其優(yōu)點是安裝碳化鎢輥環(huán),延長孔型壽命,主電機和傳動裝置由4套減為2 套,比常規(guī)獨立預精軋機可減少 22%成本,而軋件斷面小,軋制力小,懸臂軋機剛度不足的缺點不用考慮。我國鞍鋼線材廠在預精軋區(qū)每線采用了兩臺Φ230mm “微型無扭軋機”,杭鋼、包鋼、銀水新建的高速線材廠預精軋機都采用了“微型無扭軋機”方式,取得良好效果。
2.6重型和超重型 V型結(jié)構(gòu)
因為軋制速度的提高和規(guī)格范圍增大,高速無扭軋機組的最后一架的成品尺寸有時很大,其上限已加大到Φ26mm,這時進線尺寸相應(yīng)加大,再加上采用低溫軋制和又要適用于軋制合金鋼產(chǎn)品等因素,都使軋制負荷急劇增加。為此,通過對油膜軸承的改進,相繼研制開發(fā)了重負荷及超重負荷V型結(jié)構(gòu)的無扭精軋機組,V型是指軋輥箱嵌入V型底座,安裝更簡捷,穩(wěn)定性更好。其中Φ230mm重負荷機架設(shè)計軋制力達到 295KN。我國近些年引進的美國摩根制造的幾套 100m/s 級的精軋機均為重負荷型。2.7采用低溫軋制技術(shù)
粗中軋采用高剛度軋機,預精軋和精軋采用重型及超重型無扭軋機,為高線生產(chǎn)采用低溫軋制創(chuàng)造了條件。低溫軋制可降低燃料消耗,減少脫碳、燒損,改善軋件表面質(zhì)量。這時需要電機功率也相應(yīng)提高。目前最新的軋件開軋溫度可低至850℃,進無扭精軋機溫度也可低至 850℃。2.8減定徑機與精密軋制
1.減定徑機組
減定徑機組是近年來在高速線材軋機上采用的一項最新技術(shù)。主要是用來提高線材的軋制精度,以滿足用戶對產(chǎn)品質(zhì)量包括尺寸精度、表面質(zhì)量和機械性能等進一步提高的要求。在這種客觀需要下,美國摩根公司和意大利達涅利公司相繼開發(fā)出了線材定徑機組。摩根公司的定徑機組(RSM)由 4 架組成。前兩架為減徑機組,后兩架為定徑機組。由一臺3200KW左右的調(diào)速電機經(jīng)兩級減速箱驅(qū)動。機架型式均與無扭精軋機架相同,為懸臂式結(jié)構(gòu),碳化鎢輥環(huán)。前兩架輥徑 Φ230mm,后兩架為 Φ150mm。前兩架不設(shè)軸向調(diào)整機構(gòu),后兩架有軸向調(diào)整及預加載機構(gòu),以保證精確對中。
2.減徑機組
為減少投資,摩根公司還推出了只有兩機架的減徑機組方案,有的資料把它稱為雙機架泰克森(Tekisun)高精度軋機,安裝在無扭精軋機和夾送輥之間,與現(xiàn)有無扭精軋機配合使用。成品精度可以達到±0.1mm。在這種情況下,粗、中、預精機、精軋就需要2 套孔型系統(tǒng)。2.9吐絲機頭部定位
目前,常用的吐絲機頭部定位法有兩種:精軋前飛剪延時剪切;改變吐絲機運行速度。我們采用改變吐絲機運行速度實現(xiàn)吐絲機頭部定位控制。
改變吐絲機運行速度的原理:系統(tǒng)根據(jù)吐絲機位置偏差值(吐絲機的實際角度與設(shè)定角度之間的偏差)來調(diào)整吐絲機的轉(zhuǎn)速,在吐絲的時候使線材轉(zhuǎn)到預定位置。這要求吐絲機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和恢復工藝轉(zhuǎn)速必須在線材頭部進入吐絲管之前完成。
3.結(jié)語
高速線材生產(chǎn)發(fā)展到今天,其技術(shù)已經(jīng)相當成熟,國內(nèi)線材的生產(chǎn)技術(shù)已代表了世界先進水平。但各個企業(yè)還要根據(jù)市場需求和本企業(yè)能力確定自己的發(fā)展方向;追求高附加值產(chǎn)品要量力而行,根據(jù)本企業(yè)技術(shù)水平、資金能力、市場需求、競爭中所處地位選擇項目和確定產(chǎn)品,發(fā)揮本企業(yè)的用戶群優(yōu)勢、地域優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢等。有力地推動國民經(jīng)濟快速發(fā)展。
ABSTRACT The development of China's high-wire production, technological progress, a comprehensive analysis of the advanced technology used in high speed wire rod mill in China, reviewed the trends and characteristics of China's high-speed wire rod mill.Keyword: high-speed wire rod mill;high-speed wire;technological progress;development trends 1.Review of the Hot Strip Mill production The wire is the minimum section size of a hot-rolled material, wire rod rolling mill need to wire in the hot state circle, coil and the first delivery, it is also known.Since the 1960s, the mid-speed wire rod mill and rolling and controlled cooling technology came with the wire production technology itself is getting more sophisticated and technological advances, high-speed wire rod mill product varieties and specifications range, plate weight, dimensional accuracy, surface quality and internal quality wire rod mill products than in the past have made great progress, and to better meet the needs of economic and technological development.The wire is not only very versatile but also a great amount of, it occupies an important position in the various departments of the national economy.According to statistics, the national wire production accounts for 5.3% to 15.3% of all hot-rolled material of the total.About 5 percent in the United States, Japan, about 8 percent, about 9 percent in the United Kingdom, France accounted for about 14%, China accounted for about 20%.To sum up the use of wire can be divided into two categories: one is the wire directly, the main applications of reinforcement in reinforced concrete and welding pieces of aspects.The other is the wire as raw material, after reprocessing, mainly by drawing into a variety of wire, after twisting into rope, or in the preparation of the steel wire mesh;after hot forging or cold forging into the rivet;after cold forging and rolling into the bolt, and made through a variety of machining and heat treatment of machine parts or tools;after winding and heat treatment made the spring.Small factories in recent years due to China's rapid economic development, the use of wire rod as raw material is increasing, growing social demand for high-quality wire products.Present, due to the backwardness of the funds as well as smelting technology, only a few number of wire rod plant capable of producing high-grade wire products, China is not imported from abroad, a small part of the bead wire, steel wire strand, plated zinc wire and other hard-line products.China's high-speed wire rod production achieved good results, but there are still some problems, mainly as;(1)steel wire varieties Q215 and Q235 is still larger proportion is still low, the proportion of high quality steel wire, alloy steel wire.(2)the quality of the product there is still a large problem, such as the purity of steel wire through the performance is not stable enough, the deviation of the carbon content.China has a number of world-class production line, but the variety and quality of the product has not yet reached world class level.4 high-quality alloy steel wire, pure steel wire, free cutting steel wire rod imports also there are many problems of the variety and quality, such as spring steel alloy, stainless steel a year still.Compared to the operating rate of high-line calendar and production of advanced countries in the machine production line, generally the larger the gap, resulting in low yield in the calendar of the operating rate and the machine because In addition to the lack of billet supply, mainly for production preparation and replacement size used for longer working hours, low life expectancy of equipment, spare parts and lack of reserves, equipment maintenance, testing means are inadequate, resulting in downtime and maintenance and long working hours.Production line in hot charging rate, fuel consumption, electricity consumption in advanced countries than there are also a gap.Surface quality of the main issues;
1)automatic monitoring device inaccurate, and the rolling temperature is uneven, adjustments are not timely or improper causes the product size is ultra-poor.2)due to the roller ring breaking, rolling groove wear or blank surface defects and other reasons caused by the product surface folding.3)Due to the the the billet subcutaneous bubbles serious or rolling groove is badly worn resulting in rolling convex part of the Roll caused by the product surface scarring.4)Due to the quality of the roll surface hardness different or the spinning temperature is too high, the cooling rate is too slow, wire rod surface by severe oxidation or billet is heated properly, part or all of the serious decarburization causes the hemp side of the surface of the product.2.high line used for the production of advanced technology and development trends 2.1 billet hot delivery and hot charging process In order to further energy conservation, some high-wire factory uses a billet hot charging process, further reducing fuel consumption and improve the heating quality, reduce metal loss.Hot charging temperature is generally at about 600 ℃, Germany BSW plant reached 650 ℃ ~ 920 ℃.Defect-free billet hot charging requirements, more billet defect site, it would be inappropriate to use the hot charging.2.2 furnace The furnace is to ensure product quality, yield, and reduce the energy consumption of key equipment.Therefore, the furnace furnace selection and level of equipment, should match the scale and rolling line of the workshop process equipment and equipment level.For high-speed wire rod mill, the rolling speed is high and needs to reduce its open rolling temperature controlled cooling.Therefore, the heating temperature, combining with the rolling mill, rolling speed and controlled rolling and cooling requirements.2.3 no head rolling Without a head rolling is one of the latest technology applications in the field of small bar and wire rod rolling.The point is that just left the furnace and billet head welded to the rear of the former a billet without a head rolling, thereby eliminating the tension-free section of the head and tail, in particular, to reduce the intermediate cutting head and bite into the accident, and improve the finished product rate and the metal yield, enhance the production efficiency of the mill.Wire the sub-volumes in the set rolls, wire sub reel weight can be selected according to user needs.Takamatsu factory in Japan's NKK Corporation Tokyo Steel wire rod and bar mill has endless rolling this technology.There are also a factory test welding without a head rolling, welding quality is not satisfactory, resulting in a greater loss of.2.4 coarse, medium rolling mill group of flat / vertical layout Crude Rolling short, the whole rolling slow.Some site using a three-roll mill rolling, and subsequent rolling match.But the stiffness is not conducive to the production of high precision wire.Live a full level of rough rolling, intermediate rolling to reverse.The single-line layout, mill on the flat / vertical alternate installation, the rolling, twisting road, reducing rolling to reverse the result of surface and internal defects and waste, and can choose to use the high stiffness mill, suitable for the production of high-grade products.2.5 pre-finishing mill “micro-twist mill” Pre-finishing mill in the past as a separate drive / vertical alternating arrangement cantilever rack with or without arch mill.The cantilever mill small size, specifically to install the hard roll rings, but the poor mill stiffness.St.Paul mill is the high rigidity of the Short Stress mill roll can only use the hard steel roller, wear resistance.To this end the new High Line will be the finishing mill group drive to extend the concept pre-finishing mill.This is one of the latest progress of the high-speed wire rod mill.It is pre-finishing four to large cantilever rolling mill, the top cross the 90 ° arrangement, the oil film bearings [13].The mill two groups of collective drive, so called “mini-no twist mill.The advantage is tungsten carbide roll rings installed to extend the pass life, the main motor and gear reduction from four sets of two sets, 22% less cost than conventional independent pre-finishing mill, and rolling section, rolling force, cantilever shortcoming mill stiffness without considering.China's Anshan Iron and Steel wire rod plant in each line of the pre-finishing area using two Φ230mm micro no twist mill Hangzhou Iron and Steel, Baotou Steel, silver water new high-speed wire rod factory pre-finishing mill uses a micro no twist mill ”approach, achieved good results.2.6 of the heavy and super heavy-duty V-shaped structure The rolling speed increases and the size range increases, high-speed twisting mill group last one finished size is sometimes great, its upper limit has been increased to Φ26mm, when the size of the line corresponding increase, coupled with low temperature rolling and also applies to the rolled alloy steel products and other factors, a sharp increase in the rolling load.To this end, the improvement of the oil film bearing, have developed a V-shaped structure of the heavy-duty and heavy load no-twist finishing mill, V-is the roll box embedded in a V-shaped base, the more simple to install, better stability.Rolling force of the Φ230mm heavy duty rack designed to achieve 295KN.Morgan manufactured in China in recent years the introduction of several sets of 100m / s-class finishing mill are heavy duty.2.7 The low temperature rolling technology Crude and rolled high stiffness mill, pre-finishing and finishing with the heavy and super heavy-duty twist mill, using low temperature rolling to create the conditions for the production of high-speed wire.Low temperature rolling can reduce fuel consumption, reduce decarburization, burning to improve the rolling surface quality.Then need to motor power has correspondingly increased.The latest rolling on rolling temperature can be as low as 850 ° C into the twist finishing mill temperature as low as 850 ℃.2.8 minus sizing and precision rolling 1 Less sizing unit Reducing and sizing unit is a latest technology in recent years, high-speed wire rod mill.Is mainly used to improve the rolling precision, in order to meet the requirements of the user to further improve the quality of products, including dimensional accuracy, surface quality and mechanical properties of the wire.This objective needs, Morgan, and Danieli, Italy have developed a wire sizing unit.Sizing unit(RSM), the Morgan 4.Before the two reducing units, two sizing units.Gear box driven by two speed motor by a 3200KW about.Rack-type finishing stands with no twist, the cantilever structure, the tungsten carbide roll ring.Former two roller diameter Φ230mm, after two Φ150mm.The former two no axial adjustment of the body, after the two axial adjustment and pre-loading mechanism to ensure that accurate right.2 reducing unit In order to reduce investment, Morgan has also launched only two rack reducing unit program, some information it called dual rack the Taike Sen(Tekisun)high-precision rolling mill, installed in the non-twist finishing mill and the pinch roller used in conjunction with the existing no-twist finishing mill.The finished accuracy of ± 0.1mm.In this case, crude, pre-finishing machines, finishing on two sets of pass system.2.9 silking machine head positioning At present, the spinning machine head positioning method, there are two: finishing before flying shear delay shear;change the speed of the spinning machine.We change the speed of the spinning machine spinning machine head positioning control.Change the speed of the spinning machine principle: The system according to the deviation between the actual angle and setting angle of deviation of the location of the spinning machine(spinning machine)to adjust the speed of the spinning machine, spinning when the wire to the predetermined position.This requires that the speed of the spinning machine adjustment and recovery speed of the process must be completed before the wire head into the spinning tube.3.Concluding remarks
Development of high-speed wire rod production to today's technology is quite mature, domestic wire rod production technology on behalf of the world advanced level.Various enterprises but also according to market demand and the ability of enterprises to determine their own direction of development;the pursuit of high value-added products to do what, according to the technical level of the enterprise, financial capacity, market demand, their status in the competition to select an item and determine the product play the advantage of the user base, geographical advantages, technical advantages.A strong impetus to the rapid economic development.
第五篇:國內(nèi)外茶多酚生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展對照
國內(nèi)外茶多酚生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展對照
(1)國外生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
超臨界C02提取(SCFE)技術(shù)應(yīng)用的研究,西德、日本發(fā)展很快,1982年西德已建成一座超臨界C02提取酒花生產(chǎn)線,年處理能力為5000噸。日本科學家用超臨界C02提取技術(shù),從甜葉菊甙中提取分離甜味配糖體的研究,已獲得成功。各國學者相繼著手研究超臨界與其他單元操作聯(lián)合的趨勢。如吸收、吸附、蒸餾,化學反應(yīng)等?;瘜W反應(yīng)和蒸餾聯(lián)合操作,已有明顯的發(fā)展,同時在高壓下相平衡的有關(guān)理論得到新的發(fā)展。
運用SCFE技術(shù)從茶葉里提取茶多酚已有十多年的歷史了,該技術(shù)發(fā)展到今天,超臨界C02萃取已不是單獨使用的技術(shù),而是多種技術(shù)相互組合,多種功能相互補充,使超臨界C02萃取技術(shù)更加完善,更加成熟。
目前茶多酚生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)轉(zhuǎn)入到亞洲國家,如:印度、斯里蘭卡和中國等國家,而美國、北美、歐洲和日本等發(fā)達國家卻把主要精力集中在對茶多酚醫(yī)學應(yīng)用和科學研究及開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)上。
(2)國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)已建和在建的茶多酚工廠總計約有三、四十家,但真正具有市場競爭力(產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)模、成本和效益)的只有三、四家。其主要原因在于現(xiàn)有工廠全部采用的是傳統(tǒng)的溶劑提取法及沉淀分離,沒有高新技術(shù)手段,產(chǎn)品質(zhì)量差,綜合成本高,在食品添加劑行業(yè)價格無法與一些合成的抗氧劑競爭。在醫(yī)藥行業(yè)利用超臨界萃取組合技術(shù)生產(chǎn)茶多酚廠家約有十幾家,但都規(guī)模較小,科技水平也不高。
紅河唐人生物發(fā)展有限公司利用茶葉資源實施茶酚功能性成份產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目采用超臨界萃取技術(shù)與膜過濾等相關(guān)的先進技術(shù)結(jié)合,形成具有世界領(lǐng)先水平的茶多酚提取技術(shù),并在提取技術(shù)上有所創(chuàng)新,使產(chǎn)品純度更高,咖啡因含量更低,更加符合工業(yè)化生產(chǎn)對原料、溶劑的使用要求;該生產(chǎn)技術(shù)還有收率高、建設(shè)投資少、能耗低、無溶劑及無農(nóng)藥殘留,無“廢水、廢渣”排放等潔凈生產(chǎn)的特點,從而有利于茶多酚有效地在醫(yī)藥和食品工業(yè)中應(yīng)用。
項目的技術(shù)基礎(chǔ)
(1)成果來源及知識產(chǎn)權(quán)
在我國從茶葉中提取茶多酚、咖啡因、茶多糖,茶色素等產(chǎn)品的工藝技術(shù)研究已達十年之久。溶劑法提取技術(shù)已趨向成熟性和可靠性,早已實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)。本項目技術(shù)依托單位之一是海南匯洲科技有限公司,該公司法人代表張守政,高級工程師,畢業(yè)于合肥工業(yè)大學化學工程系,幾十年從事化工產(chǎn)品技術(shù)的研究,具有多項成果,擁有茶多酚提取技術(shù)的發(fā)明專利和茶多酚在食用油脂方面抗氧化的技術(shù)成果,于一九九一年在安徽黃山市創(chuàng)建國內(nèi)第一條茶多酚工業(yè)化中試生產(chǎn)線并獲成功,通過安徽省科委組織的有茶學界著名學者專家王澤農(nóng)、俞永明、李名君等擔任鑒定委員會的技術(shù)成果鑒定。他本人曾擔任國內(nèi)二家最大型茶多酚生產(chǎn)廠的總工程師。擁有豐富的茶多酚生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗。在本項目設(shè)計中他采用國內(nèi)外最先進的茶多酚提取技術(shù)與裝置,使項目達到國內(nèi)外一流水平。本項目的技術(shù)成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
(2)已完成的研究開發(fā)工作
2003年12月至2004年10月該公司在有關(guān)科研機構(gòu)的指導下,完成了超臨界萃取C02脫咖啡因一系列工業(yè)性生產(chǎn)試驗,甄選出了C02脫咖啡因的理想攜帶劑、C02萃取的最佳壓力和溫度、循環(huán)萃取的最佳時間以及C02最佳消耗量等工藝參數(shù),同時達到了咖啡因脫除率大于99%,茶葉和茶提取物中咖啡因含量低于0.1%的工藝成果。
該項目現(xiàn)已完成一期工程的原料庫、提取車間、鍋爐房、水泵房、中心化驗室、配電房等建設(shè)工作,食品級茶多酚產(chǎn)品已經(jīng)產(chǎn)出,并開始向市場提供。同時一期工程的公用福利設(shè)施辦公樓、職工倒班房的施工正在積極進行,項目的二期、三期工程建設(shè)前期工作也正在緊張的籌備、展開與策劃中。
目前紅河唐人生物發(fā)展有限公司與浙江大學簽訂了科技發(fā)展的合作協(xié)議,在科技開發(fā)上依托國內(nèi)具有較高水平的科研院校,從而使企業(yè)走上持續(xù)發(fā)展的道路。項目技術(shù)的創(chuàng)新意義和作用
紅河唐人生物發(fā)展有限公司利用茶葉資源實施茶酚功能性成份產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項目采用了目前國內(nèi)最為先進的CO2超臨界萃取技術(shù),在云南省使用CO2超臨界萃取技術(shù)提取茶多酚這還是第一次,在使用該技術(shù)中,企業(yè)還創(chuàng)新地將CO2超臨界萃取、膜分離及膜濃縮、酶氧化萃余相中茶多酚生產(chǎn)茶色素、連續(xù)浸提等四項技術(shù)整合在茶多酚生產(chǎn)工藝路線中,形成了世界領(lǐng)先水平的生產(chǎn)工藝技術(shù),該工藝技術(shù)已申請專利。
該技術(shù)生產(chǎn)出來的茶多酚具有品質(zhì)好、無溶劑殘留、咖啡因含量小于0.1%的特點,是目前可查新范圍內(nèi)品質(zhì)最好的產(chǎn)品,可應(yīng)用于醫(yī)藥、保健和化妝品行業(yè)。該技術(shù)的另外一個特點是:提取率高、雜質(zhì)少、生產(chǎn)過程中活性成分損失小、能耗低、生產(chǎn)過程潔凈無廢水排放、生產(chǎn)設(shè)備容積小,生產(chǎn)規(guī)模大、易于操作,同時設(shè)備投資小等優(yōu)點。從而為產(chǎn)品的進入市場,走向國際打下了堅實的基礎(chǔ)。該技術(shù)的開發(fā)成功大大提升了云南省茶產(chǎn)業(yè)深加工的整體技術(shù)水平,同時也為云南省茶產(chǎn)業(yè)深加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展起到了推動作用。紅河州人民政府增大了發(fā)展茶葉生產(chǎn)的決心,茶葉作為紅河州特色突出的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),既是南部各縣經(jīng)濟發(fā)展的重要項目,也是南部地區(qū)廣大農(nóng)民群眾全面建設(shè)小康社會的主要途徑,更是紅河州具有較強國際競爭力的農(nóng)產(chǎn)品之一。公司的建成,將有利于推進紅河州南部各縣經(jīng)濟發(fā)展中對加快農(nóng)村貧困群體的脫貧步伐,也會帶動紅河州周邊產(chǎn)茶地區(qū)的經(jīng)濟進步。
相關(guān)鏈接:茶多酚的醫(yī)藥保健功效
研究實驗證實茶多酚的抗氧化能力是人工合成抗氧化劑BHT、BHA的4-6倍,是Ⅷ的6-7倍,VC的5-10倍,且用量少:0.01-0.03%即可起作用,而無合成物的潛在毒副作用;兒茶素對食品中的色素和維生素類有保護作用,使食品在較長時間內(nèi)保持原有色澤與營養(yǎng)水平,能有效防止食品、食用油類的哈敗,并能消除異味。具體功效有:
(1).抗菌作用
茶多酚作為一種廣譜、強效、低毒的抗菌藥已經(jīng)被世界上許多國家的學者所公認。在眾多的抗菌試驗中,人們發(fā)現(xiàn)它對普通變形桿菌、金葡球菌、表皮葡萄球菌、變形鏈球菌、肉毒桿菌、乳酸桿菌、霍亂弧菌等許多致病菌,尤其是對腸
道致病菌具有不同程度的抑制和殺傷作用。同時它還能有效地防止耐抗生素的葡萄球菌感染,對于溶血素ECG和EGCG也具有抑制活性。
(2).抗病毒作用
近年來,許多國家如英、美、日、中對茶多酚類物質(zhì)抑制人體免疫缺陷病毒一工逆轉(zhuǎn)錄酯(HIV-IRT)的作用進行了大量的研究。日本學者研究證實茶多酚的確是一種新型HIV-IRT的強抑制劑。我國學者則證明了兒茶素衍生物對HIV-IRT及DNA聚合酶具有抑制作用,并指出EGCG抑制作用比迭氮胸苷三磷酸(AIT)的作用還要強。從構(gòu)效關(guān)系上分析,ECG比EC的活性提高86倍,而EGCG比ECG的活性又高出12倍。這為今后愛滋病的治療和研究工作開拓了一個新的領(lǐng)域。
(3).抗癌、抗突變作用
對防癌、抗癌、抗突變的大量研究證實,茶葉不僅可抑制多種化學致癌物誘致的突變,還能夠抑制一些混合致癌物(煙草霧濃縮藥、煤焦油、熏魚提取物,X射線)的致突變作用。因此茶葉對于多種癌癥:食道癌、胃癌、肝癌、腸癌、肺癌、皮膚癌、乳腺癌、克隆癌等均有不同程度的預防和治療作用。
(4).抗氧化作用
從茶葉中提取出來的茶多酚是一類含有多酚羥基的化學物質(zhì),極易被氧化成為酯類而提供質(zhì)子H,故其有顯著的抗氧化特點。茶多酚的這種強抗氧化能力在人體內(nèi)能消除有害的自由基,阻斷N一亞硝基化合物的合成,抑制脂氧合酶的活性和脂質(zhì)過氧化作用,使其在防癌、抗癌、抗突變、抗衰老、防治心血管疾病,治療肝炎等許多方面表現(xiàn)出優(yōu)越的防病、治療功效。
(5).用于心血管疾病
近年來科學家的研究證明茶多酚類物質(zhì)具有抗凝,促纖溶,抗血小板凝集,降血壓,降血脂,防治動脈粥樣硬化,保護心肌等功效。我國利用茶多酚治療動脈粥樣硬化也已經(jīng)進入了臨床階段。
(6).抗過敏及消炎作用
研究表明茶多酚對透明酸酶具有顯著的抑制作用,其中茶黃素滅沒食子酸的抑制活性達99.1%。兒茶素主要抑制快速過敏反應(yīng),而對遲發(fā)性的過敏反應(yīng)作用不大。
(7).對免疫系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用
茶多酚能促進淋巴細胞的轉(zhuǎn)化和增殖、影響細胞因子的分泌,茶多酚還能抑制磷酸二酯酶活性,抑制細胞內(nèi)環(huán)腺苷酸的水解,使細胞內(nèi)CAMP水平提高,茶多酚可增加淋巴細胞內(nèi)CAMP,促進幼齡免疫力低下的動物和免疫力缺陷動物的淋巴細胞分化、發(fā)育、成熟;茶多酚可拮抗環(huán)磷酰胺造成的免疫抑制,提高淋巴細胞刺激指數(shù)和產(chǎn)生增效劑-白介素-2(1L-2)的水平,工L-2水平提高又可以支持淋巴細胞持續(xù)增長、增多,并促進淋巴細胞產(chǎn)生淋巴細胞毒素、Y干擾素、誘導細胞毒素T等,從而調(diào)節(jié)機體免疫功能。
(8).胃腸保護功能
兒茶素能夠抑制胃粘膜上的H-K-ATP酶,從而從根本上抑制了胃酸的分泌,減輕了胃酸對胃粘膜的刺激和損傷,同時兒茶素還能夠治療潰瘍,此外兒茶素對于胃腸痙攣也具有一定的緩解作用。茶多酚在用于治療便秘、控制腸道內(nèi)菌群、改善調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境方面也有相當療效。
(9).降血糖作用
多個試驗數(shù)據(jù)證實茶多酚是蔗糖酶的抑制劑,因此它可以抑制蔗糖向葡萄糖的轉(zhuǎn)化,而使得血糖下降。
經(jīng)過世界各國十多年的深入研究,茶多酚的醫(yī)用價值十分的廣泛,功效也是十分的顯著,現(xiàn)已成為醫(yī)藥和保健品及食品行業(yè)爭相上市的新產(chǎn)品。(完)