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鐵合金行業作為鋼鐵行業重要的子行業之一，2017 年產量總量為 3288.7 萬噸。鐵合金行業蓬勃發展為社會帶來巨大經濟效益的同時，也產生了大量的工業固體廢棄物。在冶煉合金時，每生產 1t 合金通常會產生 1.2-1.3t 的熱熔渣。熱熔渣的隨意排放不僅占用了寶貴的土地資源，產生熱能資源的浪費，還對周圍的生態環境和人體健康造成一定的潛在威脅。因此，在中國特色循環經濟背景下，鐵合金行業閉環環節關鍵設備與技術的研發與產業化迫在眉睫。青島青力環保設備有限公司、北京科技大學和寧夏吉元君泰新材料科技有限公司結合鐵合金產業閉環環節的熱質廢渣處理和資源化問題，研究鐵合金渣的物理化學特性，在工業生產中充分利用熔融態鐵合金渣的顯熱，熱熔渣經過調質后達到預期的“修正酸度系數”可直接生產優質巖（礦）棉，其能源消耗將大大降低。相對于冷料工藝，此工藝避開了冷料工藝中先冷卻再熔融的弊端，可以充分利用熱熔渣的顯熱實現能源的最合理利用，極大地降低了生產成本，相比于其他高爐熱熔渣制棉工藝，經過優化調質可生產出優質巖（礦）棉產品，達到《建筑外墻保溫用巖棉制品》的國家標準。在巖（礦）棉生產線設備方面也進行了一系列的改進和創新，并研發了巖（礦）棉自動生產線電控系統，通過物聯終端的網口通功能將可編程序控制器（PLC）和上位機電腦置于同一個虛擬局域網中，實現遠程下載和數據采集功能。通過串口通軟件實現遠程編程，進而實現對生產線的遠程控制、故障診斷、遠程故障排除等遠程監控運維，使設備更加高效，產品更加穩定，企業具有更強的市場競爭力。本項目所建成的鐵合金熱熔渣生產巖（礦）棉工藝主要由調質電爐、離心機、集棉機、集粒機、擺錘、成型機、固化爐、切割機及產品包裝等設備組成。目前國內在使用鐵合金熱渣成棉的熱渣類型主要為硅錳合金熱渣和鎳鐵合金熱渣。轉運方式主要是汽車運輸、電瓶車運輸和火車運輸。在生產中對每一批次（2-3 個月內冶煉原料和工藝保持不變）的鐵合金熱熔渣預先進行物理化學基本特性分析，即時優化調質料配比。調質電爐的主要作用是儲存熔融態鐵合金渣，保證流股的穩定性和均勻性，鐵合金熱熔渣流入調質電爐，依托最優調質配比進行調質并均質化（電弧均化與底部氮氣噴槍均化），調整其修正酸度系數，在熱均勻性和化學均勻性上使熔體達到成纖標準。2、核心裝備技術的設計（一）調質電爐核心設計：1、調質電爐為直接加熱式三相交流電弧爐，電弧發生在專用電極棒和液態熱熔渣之間，熱熔渣和調質料直接受到電弧熱加熱并進行均化。除了電弧均化，為了加強熱熔渣與調質料的調質反應過程，使最終熱熔渣溫度和成分均勻，在電弧爐爐底部加裝氮氣噴槍。2、爐體設有一個密閉接渣口，通過密閉溜槽使熱渣緩慢流入爐體內，接渣時需手動打開進渣口門。3、爐體一側出渣口設一個手動水冷銅出渣門用來控制流量的大小，另一側設一個出鐵口，用來放出爐底沉淀殘鐵。4、特殊配制的耐材。5、電爐變壓器為電弧爐專用變壓器，采用有載電動調壓，低壓二次側采用銅排頂出線，外封口。變壓器油水冷卻器采用強油循環水冷卻器。6、電極升降自動控制系統由西門子S7-200型PLC來完成。將三相電弧電壓、電流信號通過信號轉換電路變成 0-5V 標準信號送入 PLC 模擬量輸入模塊，PLC根據采集的電流、電壓信號、變壓器檔位及給定值等信號，按照功率控制的原理進行運算處理及邏輯判斷后，將結果通過 PLC 模擬量輸出模塊控制液壓系統電極升降閥（派克比例閥 3 用 1 備），對電極升降進行自動調節，當一路出現故障時可以手動切換，從而控制輸入到爐內的電弧功率，以滿足冶煉工藝的要求。在自動控制過程中，隨時可通過按鍵來增加或減少給定信號，在運行過程中，隨時可以手動控制電極升降。（二）離心機核心設計：熱渣用離心機不同于冷料用離心機，為更好使用各種類型的熱渣，經過幾年的理論與實踐生產，設計并制作出專用的熱渣離心機：（1）主軸采用多級彈性支撐，減震效果好，支撐強度大，長期使用穩定性好，大大提高了軸承的使用壽命，比傳統離心機的軸承使用壽命提高 30-40%。（2）不同的坐標位置，使成纖率提高 5-10%。（3）離心輥頭采用 316L 多層堆焊，輥頭使用壽命延長 72-120 小時。（4）可調膠環，分別計量控制精確供膠，中心噴膠與外圍噴膠相結合，使噴膠更均勻，節膠、高質，有效減少花棉的出現。（5）整體風環結構有區別的導流片設計。（6）輥頭采用開式或閉式冷卻方式，軸承采用壓縮空氣油氣霧化技術，既可對軸承充分潤滑，又對軸承起冷卻作用，從而大大提高了主軸軸承的使用壽命。（三）鼓式集棉機核心設計：（1）集棉機采用轉鼓式，直徑 5 米，總寬度 2.8 米，網板有效寬度 2.4 米，線速度可達 100 米/分鐘，從而保證了一次棉在網板上分布得更薄更均勻（小于350g/㎡）從而保證了制棉的質量。（2）由于轉鼓的兩端支撐在大型回轉支撐上，并有良好的潤滑，故其使用壽命非常長（幾年至十幾年），大大減少了設備的維修量。（3）網板采用長條孔結構，通透率大于 48%，從而減少了負壓風機的功率消耗，增加了成纖率。（4）集棉機內配備刮板機、螺旋輸送機、高壓水清洗裝置，保證了集棉機長期穩定運行。（四）擺錘的核心設計：擺錘目前主要分弧擺和平擺。國內巖（礦）棉廠基本上都是弧擺，優點是結構簡單維修方便，缺點是巖棉板容重不均勻；國外巖棉廠有的采用平擺，優點是巖棉板容重均勻性一致，提高了產品質量，缺點是結構復雜維護麻煩。我們特殊設計的擺錘形式為似平擺，結構簡單維修同樣簡單方便，巖棉板容重均勻性基本達到 95%以上，而弧擺形式的容重均勻性為 80-85%。（五）固化爐核心設計：固化爐接受加壓機輸送過來的棉氈經固化爐上下網版輸送、加壓、烘干，使棉氈里的粘結劑在運行過程中連續固化，以形成一定厚度、容重的巖棉板。固化爐上下網板為單獨驅動同步運行。固化爐內分為四個加熱區，外配 4 臺熱風爐由天然氣燃燒機產生熱風循環加熱，并將熔化系統的低溫換熱器產生的熱風送至熱風爐以降低天然氣的消耗量，使產品固化能耗降低、效率提高。固化爐烘烤需要天然氣和煤氣，而許多熱渣廠家有高爐煤氣或礦熱爐煤氣，所以熱渣制棉生產比冷料工藝生產可節省此天然氣費用，大幅降低了生產成本。（六）冷卻、切割系統核心設計：冷卻切割系統主要由五部分組成：冷卻、縱切、廢邊回收、切條、橫切?？v切：三套刀具，可隨時升降。碎邊機：獨立碎邊，配備碎邊回收風機，安全可靠。切條機：一用一備共 2 套，可隨時升降切換使用。橫切：由于生產線是連續不停的運行，但產品要求定長切割，因此橫切（飛鋸）必須與生產線同步。我們采用多臺伺服電機，配以運動控制器，使橫切動作運動瞬時跟蹤整個生產線的速度，即使在切割過程中也可以做到，從而保證了切割精度在+2.5mm 以內。(七)智能云平臺系統是我們研發的巖（礦）棉自動生產線電控系統，由中央控制、加配料、富氧、溫控、成纖、集布棉、打褶打壓、固化、切割、制膠等 10 大電控系統組成，它完成巖（礦）棉從原料熔化開始，到切割成成品為止的全部生產過程控制。各子控制系統通過中央控制系統統一協調，采用“主站-從站”結構，分散集中控制（DCS）,主站采用了西門子公司生產的 S7-1500 系列可編程序控制器（PLC），從站采用了西門子公司生產的S7-200 Smart系列可編程序控制器（PLC），系統各部分的聯系，僅用一根 TCP/IP 總線，方便地組成工業以太網，并配以計算機和西門子專用界面軟件 WinCC，可圖文并茂的設定、顯示、傳送、查詢和打印各從站的數據。通過在設備的中央控制系統配套天啟物聯終端云 BOX TN-605 以及高速的 4G運營商網絡實現與遠程運維服務平臺的數據連接。通過物聯終端的網口通功能將PLC 和上位機電腦置于同一個虛擬局域網中，實現遠程下載和數據采集功能。通過串口通軟件實現遠程編程，進而實現對設備的遠程控制功能。遠程運維服務平臺通過網口通、串口通軟件可以實現設備的全方位監控云服務。通過對現場設備的實時狀態監測、遠程啟停控制、設備報警通知、設備地圖管理、微信端監控等功能，實現在任何時間、任何地點實時查詢設備最新狀態、設備參數和變量的實時變化，了解設備狀態、參數和變量的變化趨勢，并獲得針對這些變化趨勢的統計分析等。另外運維平臺的數據歸檔服務功能，可實現對用戶設備數據的定期分類歸檔。用戶根據平臺采集歸檔的海量數據，對設備相關數據進行大數據分析，定義出觸發器條件。另外，平臺在云端提供了一個強大的計算引擎，可以實時計算設備當前狀態、變量和參數是否符合觸發條件，同時對符合觸發條件的情況觸發事件報警。這一功能使得產品生產處于實時預警、可查可控的狀態，對于提高巖（礦）棉生產率和合格率效果明顯。(八) 熔體流量自動控制系統雖然電爐上已安排液壓（或電動）水冷閘板閥用于控制流股的穩定性，但由于需定期加入熔渣，電爐液面還有一定的波動，從而造成流股的不穩定性。另外，液位高度變化、組成成分的波動，都會對熔體粘度發生影響，造成流股波動，無法保證制品的穩定性。我們開發了熔體流量自動控制系統，利用安裝在成型機下面的自動稱重系統來捕捉流股的變化。通過 PLC 控制系統，采用計算機程序運算，對整個生產線的速度進行 PID 調節，從而保證產品容重的波動在極小的范圍內，容重控制在±5%以內（國家標準容重范圍在±10%），保證了產品質量，降低了生產成本。3、典型鐵合金熱熔渣生產優質巖（礦）棉調質技術研究大量研究利用硅錳、鎳鐵等典型鐵合金廢渣為原料，將熔體采用高速離心噴吹等工藝制成的絲狀無機纖維，制成礦棉。這種礦棉與目前廣泛應用的巖棉相比，在酸度系數、耐水性、耐火性、耐腐蝕性以及纖維長度等方面還有很大差距，礦棉的性能還不能滿足建筑外墻用保溫材料的標準要求。由于礦棉原料成份與巖棉原料不同，通常對熱熔渣進行調質處理，添加硅石等調質劑，嘗試的效果不十分理想。在高溫熱熔渣調質過程存在熔渣難與調質劑混合，并產生降溫造成熔渣黏度高，難以達到硅酸鹽體系的成絲要求，嚴重影響了礦棉生產和成絲質量，制約了鐵合金渣的利用，造成了鐵合金生產的環保壓力。我們針對上述已有技術存在的不足，創新研發了一種能快速形成硅酸鹽系的調質方法：以新的修正酸度系數 Mk*=1.6 為標準，這樣最終的酸度系數 Mk 在1.7-1.9 之間。將鐵合金熱熔渣澆入調質爐，電極加熱（電弧均化）產生一定的流動性，爐底部噴槍噴入氮氣，促進與加入的調質料（熱料或小球狀冷料或粉料）充分混合，保證了快速形成硅酸鹽體系，并通過調質電爐升溫保溫再均化等，得到熔體溫度合適、黏度適宜、成分符合吹棉要求的熔渣，解決了熔渣難與調質料混合并產生降溫的問題，達到了高質量礦棉的性能標準，實現了對礦產資源的節約以及鐵合金廢渣更好的利用。利用鐵合金渣生產礦棉的調質方法，調制出的熔渣流體的修正酸度系數 Mk*為 1.5-1.6，溫度 1360-1460°C，黏度 14-6 Pa·s。將調質好的熔體通過離心噴吹制成巖（礦）棉，其巖（礦）棉纖維可達到《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》GB/T11835-2007，巖（礦）棉板可達到《建筑外墻外保溫用巖棉制品》GB/T25975-2010 性能要求。通過大量實驗得出結論：用高硅低鋁高鈣調質料對硅錳渣進行調質最為適宜，用高硅高鋁低鈣調質料對鎳鐵渣進行調質最為適宜。

本發明公開了一種基于相變儲能的熱泵空調及生活熱水聯合系統，利用兩種相變材料在不同溫度區間的儲能耦合熱泵空調及太陽能熱水。該聯合系統包括熱泵空調單元、相變儲能單元和太陽能熱水單元；熱泵空調單元包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器、換熱器，相變儲能單元包括高溫相變室、低溫相變室、絕熱層、進出口切換管路，太陽能熱水單元包括太陽能集熱器、電輔熱、儲水箱。該系統在夏季供冷，冬季供熱，常年需生活熱水的場所，通過相變儲能單元內同時對高溫與低溫的儲能與釋能，實現在時間上轉移熱泵空調單元產生的能量，達到對用電量‘削峰填

在二維鐵基高溫超導體中的一維原子缺陷鏈兩端發現馬約拉納零能模，為實現較高溫度下、無外加磁場的拓撲零能激發態提供了一種可行性平臺。王健研究組通過分子束外延（MBE）技術在鈦酸鍶襯底上成功制備出大尺度、高質量的單層FeTe0.5Se0.5高溫超導薄膜，其超導轉變溫度T_c≈62 K，遠高于塊材Fe(Te,Se) (T_c≈14.5 K)。利用原位低溫（4.2 K）掃描隧道顯微鏡（STM）和掃描隧道譜（STS）技術，研究組在薄膜表面發現了一種由最上層Te/Se原子缺失形成的一維原子鏈缺陷。在這種一維原子鏈缺陷兩端，同時觀測到了零能束縛態（圖1），而在一維原子鏈缺陷的非端點處，依然是超導帶隙的譜形。隨著溫度升高，零能束縛態的峰高逐漸降低，最終在遠低于T_c時消失（約20 K）。隨著針尖逐漸逼近薄膜表面，即隧穿勢壘電導變大，零能束縛態峰迅速升高且沒有發生劈裂，展現出良好的抗干擾性。此外，研究組發現在較短的一維原子鏈缺陷兩端的零能束縛態發生了一定程度的耦合（圖2），其峰高隨缺陷長度的依賴關系在統計中展現出正相關關系。這些零能束縛態的譜學特性，如峰值高度與半高寬隨溫度的演化，消失的溫度，針尖逼近隧穿譜與難劈裂的特性等，都與馬約拉納零能模的解釋相符合，可以基本上排除Kondo效應、雜質缺陷束縛態或有節點的高溫超導體中Andreev零能束縛態等其它可能性。波士頓學院的汪自強教授團隊基于肖克利缺陷態的能帶理論在超導體中的表現提出了可能的理論解釋。在強自旋軌道耦合作用下，單層FeTe0.5Se0.5薄膜表面的一維原子鏈缺陷可以是衍生一維拓撲超導體，其端點處會產生受時間反演對稱性保護的一對馬約拉納零能模。時間反演對稱性破缺下也可產生一維原子鏈缺陷拓撲超導體，其兩個端點各產生一個馬約拉納零能模。這一工作首次揭示了二維高溫超導體FeTe0.5Se0.5單層薄膜中的一類拓撲線缺陷端點處的零能激發，具備單一材料、較高工作溫度和零外加磁場等優勢，為進一步實現可應用的拓撲量子比特提供了一種可能的方案。

成果簡介： 1.熱泵空氣循環電鍍廢水處理系統試驗臺：該試驗臺采用一級濃縮、二級分離技術，可以在常溫常壓下一次性將電鍍廢水分離成重金屬鹽顆粒和凝結水，全部回收再利用，在實現社會效益同時可以為企業帶來很大的經濟效益。 2.太陽能空氣循環電鍍廢水處

本實用新型屬于智能樓宇技術領域，尤其涉及一種儲能型冷熱電三聯供地暖裝置，包括燃氣-蒸汽 聯合循環機組、控制系統、溴化鋰制冷器、電制冷器、電加熱器、熱源和相變儲能器;燃氣-蒸汽聯合 循環機組連接控制系統;控制系統分別與溴化鋰制冷器、電制冷器、電加熱器、熱源連接;溴化鋰制冷 器、電制冷器、電加熱器和熱源分別與相變儲能器，供水口、回水口連接，供水口、回水口與地暖水管 連接。本地暖裝置通過將電能與熱能運用于傳統地暖設備，實現電能與熱能的綜合利用，熱源充裕時， 電能可為其他家電供能，當熱源不足時，通過電能進行輔助供能;當能量富余時，通過相變儲能器進行 能量儲存，從而最大化地實現用戶用電經濟性與能源利用的高效性。

本實用新型公開了一種基于渦致效應的自對流方柱海流能發電裝置，包括發電箱體，所述發電箱體 包括上箱體、下箱體和發電組件，其中發電組件通過選用對水流存在攻角的方柱來激發振動，較大攻角 抑制馳振的產生，使得方柱振子的振動處于渦致振動狀態，具有較高的振動頻率;上下箱體的設置使得 發電的部分裝置與水隔離，延長了裝置的使用壽命;并且加入了流速調整裝置，在不同的流域流速情況 下可以通過流速調整裝置進行調整，使得進入到發電裝置的水流速度達到最佳的激發渦致振動的范圍; 加裝了保護裝置，使得整個裝置更加環境友好;加入了對流裝置，使得整個裝置能夠始終正對水流沖擊 方向，取得更好的發電效果。

本發明公開了一種抽水蓄能機組故障預測與健康管理系統和方法，其中，系統的實現包括：設備監測模塊、處理中心模塊和決策支持模塊；方法的實施包括：使用狀態監測傳感器和機內自檢設備對抽水蓄能機組各子系統的運行狀態進行實時監測，得到抽水蓄能機組各子系統的狀態特征數據；對各子系統的狀態特征數據進行處理分析，得到抽水蓄能機組維修決策建議；利用抽水蓄能機組維修決策建議，通過綜合分析，實現對抽水蓄能機組的故障預測與健康管理。本發明系統完善合理，方法有效可行，可用于對抽水蓄能機組實施預防性狀態維修，提高抽水蓄能機組整體運

本發明公開了一種抽水蓄能機組調速系統快速非線性模糊預測控制方法，包括模糊 PID 參數自適應、在線滾動預測和控制律計算三個步驟；該控制方法具有模糊 PID 控制的參數隨工況自調整功能，且通過控制器中建立的抽水蓄能機組調速系統非線性模型利用在線滾動預測方法對系統未來狀態進行預測，在即時控制律的設置時考慮到了系統未來狀態量偏差信息；本發明提供的這種預測控制方法能夠滿足抽水蓄能機組在不同工況下的控制過程，有效提高機組控制精度，改善機組運行過程的暫態性能。

本發明公開了一種能隱藏反饋時延特征的激光混沌信號產生裝置。通過在垂直腔面發射激光器的環形反饋腔中引入可調偏振片，即使在較大反饋強度下，只要合理地調節可調偏振片的角度，也能成功地隱藏激光混沌信號的反饋時延特征。本發明裝置在保證了產生激光混沌信號的基礎上，實現了在較大反饋強度下的混沌載波的時延隱藏特性，增強了基于垂直腔面發射激光器的混沌通信系統的安全性。

本發明提供了一種制備太陽能電池柵電極的裝置及方法，裝置包括銀漿供給裝置，噴嘴高度調節模塊，噴嘴，可程控的高壓發生器，吸附平臺，運動平臺和控制單元；方法包括將太陽能基板設置于吸附平臺上，制備第一柵電極和制備第二柵電極，第二柵電極的寬度大于第一柵電極的寬度；本發明利用電紡絲直寫工藝打印太陽能電極；利用電場將噴嘴中的銀漿拉成直徑比噴嘴直徑小的絲。通過控制不同的電壓，噴嘴高度，和基板進給速度可控制打印出的柵線寬度和高度。電壓影響一定高度下泰勒錐的穩定性。高度主要通過影響柵線在空中的固化程度來影響打印柵線的高