科创中国

行业领域

高端产业

需求背景

一、技术需求成果的市场需求

       立式磨机是一种高效节能、用途广泛的粉磨设备，已广泛应用于水泥、电力、钢铁、等行业。立磨可根据加工对象的特点进行技术改动，以适应不同矿物介质，在矿物加工行业得到广泛应用。本需求计划开发的大型系列微粉钢渣立磨装备，主要应用在处理钢渣方面，2020年我国钢渣产量两亿吨，其中25%采用立磨处理，即处理的钢渣量为5000万吨；采用研磨能力为100t/h的立磨，年处理能力为70万吨，则需要立磨系统约700台套，以每套系统3000万元，仅钢渣立磨的市场总值就有210亿元，再加上其他行业的立磨消耗，我国每年销售各种类型的立磨产值至少在380亿元以上，极富发展潜力。

二、当前技术工艺的不足和问题

       1、现阶段的大多数立磨以进口的为主，高耐磨的磨辊、磨盘制造技术，一直被国外公司所限制和“卡脖子”，造成国内用户无论从价格还是到货时间均受限制，而国内制造的磨辊及磨盘使用寿命又难以实现长期连续作业的要求；

       2、磨辊磨盘的组合结构不够合理，导致破碎效率难以保障；

       3、立磨分级机现采用单极单轮选粉模式，侧面进风、侧面出料的结构，导致选粉过程的分散、风速损失较大，过粉磨现象严重 ，影响立磨的磨粉精度和磨粉效率。

       4、智能化控制模块过于基础，进出料控制不稳定，依靠人工操作，与当前智能控制技术的发展不匹配。

三、解决该问题的意义

       1、开发提高钢渣立磨系统可靠性，可实现对钢渣资源化高附加值再生利用，工业固体废弃物从“治标”的污染源治理转移到“治本”的资源节约、能源节约和循环高值利用上来；

       2、实现我区粉磨装备的新突破，将产学研用一体化工作落到实处，推动各类创新主体协同合作，加快创新成果示范应用；

       3、更加明确柳州技术装备研发与应用重点，促进柳州工业制造智能化技术装备产业链，供应链的自主可控能力；

       4、加快我区新材料产业、智能化技术装备产业等的开发与应用，抢占未来发展制高点具有重大意义。

需解决的主要技术难题

       1. 研究内容：

       （1）研究并制备一种新型多尺度复相弥散增强铁基复合材料，实现高耐磨特殊服役环境适应性构件的规模化稳定制备，提高其使用寿命和服役安全性；

       （2）研究大型立磨主机料辊盘结构及粉碎原理，提高粉磨效果和能量利用率；

       （3）研究大型分级机的超细分级结构，解决大产能下的超细分级精度和效率；

       （4）研究大型立磨智能控制系统，保证其高效安全运行。 

        2、关键技术：

       （1）根据非晶晶界相析出原理，研究开发制造可浸润陶瓷，以实现抗高温金属液冲击的复相弥散梯度增强预制体制备技术；

       （2）通过有限元与离散元分析软件，计算和优化设计大型立磨辊盘的结构性与物料破碎及运行轨迹相匹配的难题；

       （3）通过有限元与离散元分析软件，计算和优化设计大型立磨分级机的结构性与粉选效果不高的难题；

       （4）应用信号隔离技术，解决粉尘环境下系统运行数据采集的稳定性、准确性、连续性问题；应用变频器技术、模糊PID算法，解决立磨机的均匀供料、持续供料和下料问题。

期望实现的主要技术目标

       （1）开发新型抗高温金属液热冲击的复相弥散梯度增强预制体制备技术，该新型耐磨复合材料形成硬度梯度：陶瓷颗粒显微维氏硬度≥1300，内生硬质相硬度≥800，基体硬度≥500，同时实现复合材料界面的冶金结合，新型复合材料磨辊的耐磨损性能达单一钢铁基体材料磨辊的2倍以上；

       （2）研发大型系列微粉钢渣立磨装备关键技术，产量20~150t/h，产品细度450~800m2/kg；

       （3）申请并获得授权发明专利3件以上；

       （4）项目实施期间，推广应用3~5家用户，实现销售收入1.5亿元以上，利税3000万元以上。

处理进度