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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 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 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 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。
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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： ~ 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 %甚至更高在 20 左右的时间内
降至 %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
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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。
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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 元计，年直接经济效益为：
万元 4
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(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
kwh44 10300102015
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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。
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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 %的条件下出钢，
出钢后可以使钢中硫含量达 %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
—%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 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
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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 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 %，综合焦比下降 %，入炉焦比下降 %，产
量提高 %，经测算吨铁可降低成本 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
3m
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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
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（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
～ 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 提高到 ～
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 提高到
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。
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(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 ～ 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
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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
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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 (≤%)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(≤%)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
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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 %，
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 %，平均ηs 为 %，在试验条件基本相同的条件
下，不加深脱硫剂 Lsmax 为 ，平均 Ls 为 ，最高脱硫率ηSsmax 为
%，平均ηm 为 %；
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 %的超低硫钢的生产。
●经济效益及市场分析
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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×＝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。
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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 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 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
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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 ～ 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 ～%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，具有广阔的应用前
景。
镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂
或纯镁加入到铁水中，使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据
不同钢铁企业的生产条件，选用不同技术路线，如铁水包容量较小的企业可采
用喂线技术路线；而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线；中等铁水包
容量的企业可根据自身情况决定技术路线。
北京科技大学镁基铁水炉外脱硫（MDS）研究组是由长期从事钢铁冶金、
传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成，具有深厚的理论基础、设
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计能力和丰富的实践经验。自 1996 年开始以来，先后进行了基础理论研究、冷
态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂 30t 铁水包内进行了工业试验。
工业试验共处理铁水 510t，耗镁 250kg，将化铁炉铁水的硫含量稳定地从 %
左右降至 %以下；同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本 24 元/t-iron 的结果，
开创了小吨位（容量小于 30t）、浅熔池(深度小于 )使用镁基脱硫剂对铁水
进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与
制造及热试车均由课题组自主完成，同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课
题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于 1999 年 11 月 2 日受
理了该技术的专利申请，专利号为 99122342x。
●应用范围
该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。
●经济效益及市场分析
利用该技术建成年处理铁水能力 150 万吨的脱硫车间，总投资约 1500 万元
人民币，处理吨铁水带来的效益为 10～15 元/t-iron（硫从 %降低到 %以
下，效益计算为高炉因铁水硫放宽带来效益加上转炉不考虑脱硫效益减去脱硫
车间生产成本），由此可知 8～12 个月可收回投资。如果国内每年按产钢量 1 亿
吨计算，其中约有 60%为高炉转炉流程生产，如全部采用该技术，则年产生效
益在 6～9 亿人民币左右。
目前，我国刚开始应用镁基铁水脱硫技术，随着我国加入“WTO”，钢铁企
业面临的成本与品种及质量压力愈来愈大，我国的钢铁企业必将迎来一个铁水
脱硫处理的高潮。
纳米金属及金属化合物生产技术
●项目简介
均相还原法生产纳米金属化合物技术是和目前工业上采用的熔融盐还原法
完全不同的生产工艺。现行的熔融盐体系金属热还原法制造金属粉末的技术由
于高温、非均相等基本条件的限制，产品粉末无法达到纳米级的水平。而且目
前的工艺技术只能进行间歇分段式操作，生产效率低，从而无法降低生产成本。
而本均相还原技术通过选择适当的反应溶剂和操作条件，使还原反应在均一相
里进行。本技术的基本工艺为：℃原料盐和还原剂溶液的配制，℃液相均相反应，
℃反应产物的过滤和清洗，℃产品后处理。其中℃－℃步骤均在常温附近进行，
并可以连续操作。本技术的最大特点是从本质上为生产超细金属粉建立了条件，
并可以连续生产。本技术由项目负责人在 2 年前在美国首次开发成功，其成果
得到国际专业同行的普遍关注。被认为是具有广阔应用前景的技术发明。目前
在中试前阶段。
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●应用范围
本均相还原技术可适用于制造各种金属及金属化合物的纳米超细粉。典型的产
品如：作为固体电容器原材料的钽粉、铌粉，由于原料粉颗粒的大幅度下降将带来
电容器比容的飞跃性提高；用于各种硬质合金、磁性材料、钨基合金的化合物纳米
粉。尤其是作为复合材料原材料的超高温，高硬度金属化合物，应用此技术将有可
能建立低成本、高效率的超细粉生产线。
●经济效益及市场分析
本技术刚在实验室规模获得成功，在国际上已受到广泛重视，如果推广到工业生
产规模将带来巨大的经济效益。仅以电容器用原料金属粉市场而言，目前国际市场
每年需求量约 200 吨，产品额在 10 亿美元左右。而其它的各类金属化合物（例如：
TiB2, TiN, GaN 等），其应用范围涉及各种领域，具有巨大的市场潜力。
片烟防霉杀虫剂
烟草行业的烟叶过去都是以把烟的形式存放，该存放方式容易引起烟叶发
热、走油、长霉、生虫、板结，另外还有占用仓库面积大，需要防鼠、调湿、
定期翻垛等各种问题，每年因此类问题给烟草行业造成巨大的损失。根据这种
情况，烟草行业目前正在逐渐将把烟改造成片烟，预计到 2003 年，全国的把烟
都将被加工成片烟。烟叶加工成片烟后，存放将更加方便，可以较大幅度节省
仓储空间，可以防止发热、走油等不良现象的发生。但不能控制烟叶生虫、长
霉等问题的产生。烟叶杀虫基本上都是采用磷化氢药剂熏蒸，它对把烟的杀虫
效果较好，但对片烟来说，因外包装的阻隔以及片烟内部的空气对流性能差，
导致杀虫效果很差，并且经熏蒸后，磷化氢在熏蒸物中难免有残留，长期吸抽
含有微量磷化氢残留物的烟叶可能会给人身健康造成一定影响。片烟防霉防虫
已经成为一个有待急需解决的问题。
北京科技大学针对片烟存放过程中出现的问题，已经研制出一种全新的绿色
产品。它能迅速彻底有效杀死片烟中各种成虫、幼虫和虫卵，能完全防止各种
霉菌的产生，并且成本低，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 10 ~ 500 克片烟
防霉杀虫剂，使用时将一定数量的防霉杀虫剂直接放入片烟袋中即可，药剂和
烟叶不直接接触，完全分开，对片烟无任何污染。加入量按每立方米片烟加 1
~ 千克防霉杀虫剂。
主要性能和经济指标：
外观形态：粉状固体
颜色：黑色
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安全性：无毒无味、不燃不爆
存放 1 ~ 2 年不生虫和不长霉
原材料成本：约 3 元/公斤 售价：15~20 元/公斤
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 50 万元
确定高炉最佳喷煤量的计算机软件
●项目简介
本软件经过多年的基础试验、软件开发研究和经过有关高炉的实际验证，已
证明该软件具有以下功能：
（1） 能确定某高炉在其具体条件下的最佳喷煤量（即喷煤极限）：
根据高炉的实际条件，如：高炉内部容积、结构、几何尺寸（风口数
和风口直径、炉缸直径和高度、炉腹上下直径和高度等）、原料条件（烧结
矿成分、球团矿成分等）、冶炼条件（鼓风温度、湿度、压力、富氧、炉顶
煤气成分、压力和温度等）、产品生铁成分要求、煤粉成分、焦碳成分等等，
输入到计算机的软件中后，由所开发的软件，计算出该高炉的最佳喷煤量。
（2） 能确定要提高最佳喷煤量所要改变的有关高炉条件：
对一些喷煤量较低的高炉，经计算虽可得其最佳喷煤量，但因喷煤量偏
低，多铁厂均希望能进一步提高喷煤量。为此可根据所要提高的喷煤量，
由该软件计算出新的喷煤量下，该高炉所要改变的有关条件，提出改造方
案。
（3） 能同时确定高炉在该喷煤量下的冶炼参数：
如 CO 利用率和直接还原度随喷煤量的变化规律、要求的原料配比、炉渣
成分、炉渣性能、炉缸和炉顶煤气成分、不同高炉利用系数下活动骨架更替
时间、死料柱更替时间、冶炼强度、不同风温和富氧率下的理论燃烧温度等。
（4） 操作方便：
该软件原始条件输入方便，结果显示直观明了，图表并茂，便于高炉操作
者判断炉况与现场操作。
●应用范围
该软件专门用于想喷煤和喷煤量不够高的高炉。对高炉操作者有操作指导
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的作用。
● 经济效益及市场分析
该软件售价：5---8 万元。可从提高喷煤量的经济效益中得到回报，回收期视
喷煤量的高低而定。
烧结矿优化配料技术
●项目简介
烧结矿配料是冶金生产中最基本同时也是最重要的工序之一。尤其对于铁前
系统的生产，涉及到的原料种类多、成份复杂，而且原料成本占生产成本的很
大一部分，因此研究各种原料之间的合理搭配，既要满足生产产品成份要求又
要降低混合料成本，具有很重要的现实意义。多年以来，冶金配料一直使用解
方程或试算方法，只能满足几个重要成份的要求而无法考虑成本或更多的成份
要求。
“最优化”指的是在有限的资源内确定最佳的决策方案。对于冶金配料而言，
是否“最佳”可以用配料成本是否最低来衡量，“有限的资源”包括有限的单种原料
供应量、对混合料的各种化学成份限制等等。它与传统配料方法的本质区别在
于，它能够一步到位得到所有可行方案中最优的配料方案，即：在满足所有化
学成份要求、各种原料允许用量要求的基础上，配料成本最低；而传统配料方
法无论经过多少次计算得到的都是无数个可行的配料方案中的一种，只有通过
多计算、多比较，才能找到相对较优的方案，而且由于计算量的限制，考虑的
混合料成份数有限。七十年代，国外有些钢铁生产配料已采用了最优化技术，
例如美国学者先后将线性规划方法用于高炉配料问题的研究，又如电炉装料和
补加合金的配料计算系统也采取线性规划模型，但有关详细技术资料没有见到
报道。在国内，本课题组首先将线性规划技术应用到冶金配料工作中，并做了
系统的研究和应用。
目前在该技术的应用方面取得了突破性进展，不仅仅局限于进行配料计算，
还能通过模拟各种条件下的生产过程，将生产和产品信息反馈到决策层，实现
计算机辅助决策。由人为经验转为科学决策，使生产管理制度更为科学合理。
本技术的主要优点有四：(1)技术投入很少，采用优化配料技术原则上无需
改动流程、装备和基建，故技术投入资金很少；(2)经济效益大，每吨烧结矿配
料成本约可降低 1 元人民币，另外由于烧结矿成分稳定性有一定的提高，有利
于高炉炼铁技术经济指标的改善；(3)配料岗位实现计算机辅助操作；(4)实施方
便、见效快，根据现场装备和原料条件，约半年至一年即可实现正常运行，无
需停产减产进行安装调试，当年可回收投入。
本技术已应用于工业化生产。北京科技大学与太原钢铁公司从 1987 年开始
进行烧结矿优化配料技术应用性开发研究，1990 年 6 月通过冶金部技术鉴定。
1993 年与石家庄钢铁厂合作进行了再开发研究，1994 年 10 月通过河北省技术
鉴定，获 1995 年河北冶金科技进步二等奖。唐钢一铁烧结车间应用该项技术
2000 年全年与 1999 年相比，品位稳定率提高 个百分点，碱度稳定率提高
个百分点，综合合格率提高 个百分点；烧结矿品位提高 个百分
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点；C.烧结矿可比成本平均降低 元/吨矿，全年创效益 166 万元。该成果已
通过国家教育部技术鉴定。
●应用范围
本技术应用于钢铁企业中有带式烧结机的烧结厂，使之配料成分稳定，配
料成本最低。
●经济效益及市场分析
使用本技术后企业获得的直接经济效益约为每吨烧结矿(成本降低)一元人民
币。另外，由于烧结矿化学成分稳定性有所提高，高炉炼铁工序还将获得效益。
本技术无需重大技术措施投入，投资回收期仅为 2~3 个月(包括实施阶段，当年
即可回收)
食品绿色防霉保质剂
食品保鲜主要目的应该是保持食品原有的色、香、味和营养成分不变，但是
食品在存放过程中很容易因吸潮、霉变、腐烂、生虫、氧化等原因而变质。在这
些变质因素中，霉变和氧化变质尤为突出，也更为有害。霉变后的食品，含有各
种霉菌，其中有的对人体有明显的致癌作用，食用此类霉变食品将对人身健康产
生不良的后果。就氧化变质来说，食品中一般含有蛋白质、淀粉、糖类、维生素、
油脂类等营养成分，这些营养成分与氧气接触容易氧化分解，结果不但造成营养
损失，有时甚至产生一些对人体有害的物质。目前对含水量较少的食品保鲜采用
的主要方法有：一是简单采取塑料袋密封包装的办法；二是采取抽真空包装的办
法；三是在食品中加防腐剂，抗氧化剂等添加剂的办法或既抽真空又加添加剂两
者兼之的办法。不管是简单包装、抽真空还是加添加剂，对食品变质都只能起一
个缓解作用，最终无法避免食品的缓慢氧化，霉变、腐烂，生虫等现象的发生。
本技术生产的食品防霉保质剂与传统食品保鲜添加剂不同，它不直接加入
食品内，而是用小袋包装的方式放入食品袋内，与食品完全隔开，是采取吸附
的方式净化袋内的气氛来达到保鲜的目的，该技术完全符合当前正在兴起的绿
色产品的要求。它效果好，能大大增加食品的货架期；应用范围广，能应用于
含水量较少的一切物品。
该保鲜剂尤其适合于大米、小米、饼干、茶叶、干红辣椒、花生米、干红
枣、鲜枣、名贵中西药、饲料添加剂等的保鲜。如大米，目前都用简单的包装
密封，货架期都不超过 2 个月，如时间过长，则因长霉而变色变质，粮食加工
企业的发展也正因此故受到了严重制约。如采用本保鲜剂保存大米，则保存 1
年至 2 年都不会出现长霉变质等现象，并一直保持大米鲜亮。
●经济效益分析
食品防霉保质剂每公斤成本价 2 ~ 3 元，每公斤销售价 15 ~ 20 元。就大米
封存来说，每保存 50 公斤大米需加入一袋 30g 装的保鲜剂，若年保存大米 2 千
万吨，则年需保鲜剂 万吨，年销售额约 2 ~ 3 亿元。用于其它食品保鲜时，
经济效益同样十分可观。
设备：
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搅拌机一台
手提式塑料封口机 1-2 台
自动包装机一台
投资金额：
60 万元
铁矿粉造块工艺的优化配矿新技术
●项目简介
现代炼铁技术的发展、优质炼铁资源的缺乏和激烈的市场竞争，使高炉精
料的研究在技术和经济两个层面上被提上了重要议程。
随着国内铁矿粉资源的贫化以及进口铁矿粉价格的下降，我国每年进口铁
矿粉的数量已达 7000 万吨以上，且进口矿的种类已近 20 余种，使得造块工艺
的原料结构发生了很大变化，如何合理地利用国内和国外两种资源以及实现造
块工艺的优化配矿，已成为钢铁企业急需解决的问题。
理论研究和生产应用工作的实践表明：高炉炼铁“精料方针”的实现必须从
铁矿粉造块过程的“精料”开始,而被人们长期忽视的、铁矿石在烧结及球团过程
中所反映出的高温物理化学特性是铁矿粉造块过程“精料”的基础。掌握铁矿粉
这类重要的自身特性，是实施真正意义上的优化配矿的技术关键。
项目人自 1988 年留学日本起开始研究铁矿粉在造块工艺过程中的行为及
作用，十余年来对世界范围内近 30 种铁矿粉的自身特性进行了研究，掌握了这
些铁矿粉的使用技术。近年来，在此基础上，又提出了铁矿粉自身特性的互补
性原理，开发了优化配矿新技术。
●应用范围及其效益
本技术适用于钢铁企业的烧结、球团工艺。本技术已在国内多家钢铁企业
得到成功应用。
本技术不仅对降低配矿成本有直接经济效益，而且对造块工艺过程的整体
优化具有显著的技术和经济效益。
例如：由于现有的烧结配矿方法不能自主地进行优化配矿，故不能有效地
改变“以烧结工艺去迎合烧结原料”的落后模式，导致理想的烧结工艺原则和先
进的烧结技术无法得到真正的遵循和实施，从而使得铁矿石资源的有效利用以
及烧结矿质量的改善均受到严重制约。应用本技术则有助于改变上述状况，通
过优化配矿，用“原料”去适应“先进工艺”，从而有效地实现低温烧结、厚料层
烧结等，使烧结过程得到整体优化。本技术亦是开发高铁份、低 SiO2 含量型烧
结矿生产新技术的基础。
现代电炉强化供氧技术
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提高电炉吨钢用氧量，是强化电炉冶炼、提高电炉节奏最有效手段之一。
目前，电炉炼钢氧气产生的化学能在电炉能量输入中已占了较大的比例，占 30％
左右。特别是电炉采用热装铁水后，化学能的比例达到总能量的 40％以上，大
量输入氧气已是现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点。先进电炉的用氧量已达
到 40-50Nm3/t，冶炼时间缩短到 60min 左右。
本课题组自 80 年代初，就开始研究电炉供氧技术，取得了很好的业绩。其
中主要有：电炉炉门吹氧装置，电炉炉壁氧燃助熔及二次燃烧氧枪，电炉 EBT
氧枪，电炉炉壁集束氧枪，电炉用氧模块化控制技术，电炉泡沫渣技术等。其
中，电炉炉壁氧燃助熔获国家发明三等奖，教育部科技进步一等奖；电炉炉门
吹氧装置获广州市科技进步二等奖。
电炉炉门吹氧装置 炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门碳氧枪组成，炉门枪使
用效果为：提高吹氧效率，缩短冶炼时间 5-15min；节省吹氧管 80-90%，吨钢
降低成本 15－30 元；改善工人的劳动条件，代替人工吹氧。
电炉炉壁氧燃（油、煤、燃气）助熔及二次燃烧氧枪 消除电炉炉内冷区，
保证炉料均衡熔化；提高电炉的比功率输入，提高生产速率；利用炉壁模块化
控制喷射纯氧，实现炉气二次燃烧。熔化时间缩短 10－20min；降低冶炼电耗 40
－100kwh/t；吨钢降低成本 10－30 元左右；金属收得率提高 1-2％；炉气中 CO
及 NOX 含量降低 20%。
电炉 EBT 氧枪 促进 EBT 冷区的废钢熔化，提高 EBT 区的熔池温度，均
匀熔池成分；实现 EBT 区域 CO 再燃烧；采用后冶炼时间缩短 5 分钟；降低冶
炼电耗 10－20kwh/t；使出钢时 EBT 区域的温度及成分与炉内其它区域温度及
成分相差无几。
电炉炉壁集束氧枪装置(喷吹模块) 集供氧、喷吹燃料、喷吹碳粉为一体的
供氧喷吹模块；在超过喷嘴直径 70 倍的喷吹距离内都可以保持其原有的速率、
直径及气体的浓度及喷吹冲击力；传统氧枪 处的冲击力与凝聚射流
处的冲击力相当；对熔池的冲击深度要高两倍以上，气流的扩展和衰减
要小，减少熔池喷溅及喷头粘钢。使用效果为：操作费用降低，逐步取代炉门
枪；脱碳效率提高 20%；喷枪损耗下降 33％；泡沫渣用碳降低了 60％；渣中氧
化铁下降 5％；冶炼时间缩短 10min。
电炉用氧模快化控制技术 该技术是用氧的集成技术，在电炉采用多种供
氧方式以后，如何做到炉内均衡供氧是非常重要的。目的：1、控制吨钢耗氧；
节约 5Nm3/h；2、提高金属收得率；1-2%; 3、节电 10-30kwh/t；4、控制除尘冷
却装置及电极等氧化。
控制方式：1、检测冶炼过程炉气成分的变化规律，调整供氧曲线；2、结合热
平衡及物料平衡；3、结合原有炉次的供氧曲线；4、根据炉内冶炼阶段，分解
不同供氧方式的供氧量。
电炉泡沫渣技术 全方位的喷吹方式，可从炉门及炉壁喷吹碳粉；完善的氧
气及碳粉比例控制；整个熔池的泡沫化，最优的节电效果；
典型项目的经济效益：在莱钢特钢 50t 超高功率电炉上采用炉门吹氧装置、
油氧助熔/二次燃烧两用喷嘴、EBT 氧枪技术取得了显著经济效益。采用全废钢
冶炼工艺，电炉电耗下降到 330kwh/t、全程冶炼时间缩短到 65min，冶炼成本
下降 100 元/t。
相关工作业绩
序 单位 项目内容 投 产 时 炉产量 t 效果
25
间
1 广州南方钢厂 煤氧助熔及二次燃烧 1 座×30 好
2 广州南方钢厂 炉门喷枪装置 1 座×30 好
3 韶关钢铁公司 炉门喷枪装置 4 座×10 好
4 山东莱芜特钢 炉门枪装置及泡沫渣技
术
1 座×50 好
5 山东莱芜特钢 油氧助熔及二次燃烧技
术
1 座×50 好
6 淄博钢铁公司 油氧助熔及二次燃烧技
术
2 座×30 氧 气
缺
7 山东莱芜特钢 电炉 EBT 氧枪 1 座×50 好
8 中国制钢(福州) 油氧助熔及二次燃烧技
术泡沫渣技术
1 座×50 好
9 山东莱芜特钢 电炉用氧模化控制技术 1 座×50 好
10 石家庄钢铁公
司
电炉供氧系统改造（炉
门及 EBT 氧枪）、泡沫
渣技术
1 座×50 施工
直接甲醇燃料电池（DMFC）
●项目简介
直接甲醇燃料电池（DMFC）由于使用液体甲醇作燃料，电池安全，系统简
单，运行方便，具有很广阔的商业化前景。从目前的技术水平看，DMFC的功
率密度比氢氧燃料电池低，因此这类电池更适用于小型电器中，如移动电话、
笔记本电脑等。美国能源部认为用于发电站和电动汽车的大型燃料电池，商品
化制造成本一定要低于$500/kW，而对应用于电子产品中的小型燃料电池，其制
造成本可允许高达$2000/kW。与二次电池相比，微型或小型DMFC主要具有以
下优点：（a）长时间连续提供电能；（b）充加燃料方便，它可避免二次电池
充电时间长、电池记忆效应、循环寿命短等不便；（c）无污染、回收处理方便。
北京科技大学在国家自然科学基金委、教育部和国家863计划支持下，开展
了熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）的研究开发
工作：（1）Pt基非贵金属多元合金、Pt基过渡金属或稀土金属氧化物催化剂；(2)
甲醇溶液中稳定的轻质双极板等材料；(3)催化剂碳载体材料；（4）膜电极及直
接醇类燃料电池组样机。
●市场分析
Solar H2 Center、Las Alamos和 Motorola等国外研发单位都在研制开发适用
于移动通讯和笔记本电脑的DMFC系统。微型或小型DMFC的开发成功，将解决
二次电池能量密度低、充电时间长等问题，可开发电子产品更多的新功能。而
且，各类便携式电子产品不断涌现, 对电池的需求在不断增加，市场前景广阔。
移动通讯、笔记本电脑、PDA及电动助力车等将是DMFC的巨大潜在市场。作
为燃料电池中必需的催化剂、质子膜及零部件等关键材料，目前主要来自国外
厂家，国内还没有成熟产品。因此，随着燃料电池的不断发展，燃料电池材料
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将和二次电池材料一样形成巨大的市场。因此，一般认为小型燃料电池易达到
商品化。可以预计，在近三至五年内，微小型DMFC很可能成为电子工业中新
的经济增长点。
BKD 系列程控变截面轧制设备与技术
●技术特点及应用范围
所研制开发的系列产品变截面轧机是用于生产汽车变截面板簧及特殊变截
面材的专用设备。该系列变截面轧机可由计算机程序控制轧制规定能力范围内
各种规格的抛物线型，斜线型，平直线型或它们的组合曲线型的变截面汽车板
簧或变截面材。全套设备由机械系统，液压系统和计算机系统组成，全部操作
过程可由控制系统实现自动化。
该项目 94 年列入国家科委重点推广计划，95 年冶金工业部批准成立变截面
轧机推广站（站长单位为北京科技大学压力加工研究所）。
该系列变截面轧机设备具有以下应用范围：
1）BKDS 型变截面轧机（主要轧制中，短锥变截面板簧）
2）BKDM 型变截面轧机（主要轧制中，轻型汽车变截面板簧）
3）BKDL 型变截面轧机（主要轧制中轻型及重型汽车变截面板簧）
●技术水平
在引进消化国外变截面轧制技术的基础上，成功研制出完全国产化的程控变
截面轧机。其主要技术参数性能已达到国外同类产品的先进水平。1991 年获
冶金工业部科技进步二等奖，现已获 5 项国家专利。
1）主要技术指标
轧件宽度：40-160mm；轧件厚度：6-60mm；
轧件最大长度：2300mm；单头有效轧制最大长度：1050mm；
轧制效率：500-550 道次/小时。
2）技术应用情况
目前已有数家板簧厂采用了该系列设备和技术，生产出几十种规格的轻
型车，卡车，大客车用变截面板簧及出口国外的变截面板簧。
●经济效益及社会效益分析
变截面汽车板簧与传统等截面汽车板簧相比可节约钢材 30-40%，提高疲劳
寿命约 30%以上。按我国每年 50 万吨弹簧扁钢需要量计算，如果 40%的汽车
用变截面板簧，则每年节约优质钢 6-7 万吨，可节约资金 26000-30000 万元。
据统计，汽车自重降低 1%，能耗可降低 %，因而使用变截面板簧可降低汽
车油耗，按我国目前汽车保有量 1000 万辆计算，若其中 10%的汽车采用变截
面板簧，每年可节约燃油 2000 立方升。
经济效益，据国内生产变截面板簧的厂家统计，生产一吨变截面板簧，企业
可获利润 1000 多元，若一个板簧厂每年生产 3000-5000 吨变截面板簧，可获
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年利约 300 多万元。
表面熔渗复合铸件技术
●项目简介
北京科技大学材料科学与工程学院研制并开发了铸件表面熔渗复合技术。
本项技术是采用 Ni-Cr 基高合金粉料，使其与适量的黏结剂、熔剂、稀释剂等
混合形成膏状涂于铸型表面，在铸造过程中在铸件表面直接形成的 3-5mm 高合
金层，工艺简便，合金层与母材为冶金结合，结合层与母体之间无微裂纹，结
合牢固。本项技术适用于黏土砂干型及树脂砂铸型等，铸件的母材是一般碳钢
及铸铁均可，不适用于有色金属。本项技术的要点是黏结剂、熔剂、稀释剂的
选择及配比，高质合金粉的选择与配比。这项技术适用于轧钢导板、各种金属
模具等。
该项目的特点：（1）表面层耐磨，心部材料韧性好；
（2）工艺简单，成本低廉。
●经济效益及市场分析
如果利用此项技术生产轧钢导板，预计每年可产生 100 万以上的经济效益，
市场前景很好。
表面铸渗金属陶瓷梯度材料
●项目简介
北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种在金属表面铸渗金属陶瓷梯度材
料的技术，其应用前景极其广阔。
本项目可在钢铁，铜，铝等金属的铸造过程中，充分利用铸造金属的热能，
用燃烧合成，多孔材料和梯度材料的技术在铸件的表面形成一层毫米级厚度的
含碳化物或硼化物等的金属陶瓷梯度材料层。此金属陶瓷梯度材料层与基体是
冶金结合，结合牢固。
本项目可根据耐磨，耐蚀的具体要求，在一定的范围内对表面铸渗金属陶瓷
梯度材料的厚度，硬度，强度，韧性和耐蚀性进行设计。
本项目产品的基本工艺为铸造和燃烧合成等技术的结合。可在复杂形状和较
大尺寸的铸件需要的表面进行铸渗。
本项目与大多数表面技术相比，具有表面层厚度大，结合牢固，能耗低，
可在铸件任意表面进行等显著优点。
●应用范围
可广泛用于水泥，矿山，冶金，机械，石油，化工等各个行业。
●经济效益及市场分析
本项目产品市场广阔，可产生显著的经济效益和社会效益。最小投资 100
万元。回收期少于 3 年。
贝氏体复合铸铁磨球生产技术
●项目简介
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本项目开发一种贝氏体复合铸铁磨球，表层为具有一定厚度的白口层，其微
观组织中存在沿磨球径向辐射状分布长条状的高硬度的碳化物，可以显著提高
磨球的耐磨性；心部为具有良好强韧性贝氏体球铁，因而具有白口铸铁磨球和
贝氏体球铁磨球的各自的优点，是国内首创的新产品。本项研究省级科研项目，
已通过省级鉴定，表明该产品为国内首创，其技术达到国际先进水平。已申请
多项国家发明专利，并荣获 99 全国专利产品金奖。这种复合铸铁磨球采用冲天
炉或感应电炉熔炼、炉前球化处理、包内多次孕育处理、水冷金属型铸造、淬
火回火热处理等工艺生产，主要原材料有生铁、废钢、铁合金和球化剂等。
本项目的特点为：
1) 产品质量高：采用合理的成分设计，利用微量元素进行合金化，获得良
好的淬透性，使大直径的磨球从表面到心部全部获得贝氏体的基体组织，
该磨球硬度高，耐磨性好，洛氏硬度 HRC≥52；其冲击韧性℃k≥
7Kg/cm2，磨球的硬度从表面到心部很均匀，该产品在几十个铁矿应用，
取得很好的使用效果，磨耗为 公斤/吨矿石。
2) 生产效率高、成本较低：采用金属型铸造机械化生产，其生产效率高，
比一般砂型铸造提高 1 倍多；工艺出品率为 85％。
3) 节能：实现余热淬火处理，节省能量，每吨产品可以节电约 200 度。
●应用范围
本产品主要应用于金矿、铜矿、铁矿等冶金矿山，也可以应用于水泥厂，火
力发电厂等工业部门。最适用制作大直径的磨球。
●经济效益及市场分析
该产品市场销售价约 3600 元/吨，吨生产成本为 2300-2500 元，按照年产
3000 吨计算，年产值约 1000 万元，毛利 360 万元，最小的固定资产投资约为 70
万元（包括厂房），需要的设备和投资如下表：
序号 设备名称 规格及型号 数量 单价（万元）
1 冲天炉 2t/hr 2 台
2 球化包 t 2 个
3 铁水包 4 个
4 金属型铸造机 自制 1 台
5 淬火池 自制 2 个
6 回火炉 YSC-CY-6 1 台
7 化学分析设备 1 套
8 表面测温仪 3 套
9 快速测温枪 SWD-1 1 台
10
厂房及其他辅助
工装
厂房约
100M2
设备及厂房总投资
贝氏体球铁磨球生产技术
●项目简介
本项目北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究所开发一种新产品，已经
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在国内多家生产厂矿应用，取得较好的使用效果。采用锰作为主要的合金元素，
在连续冷却的条件下获得以贝氏体为主的基体组织的球墨铸铁，经过合理的成
分设计获得较好的淬透性，保证了大直径的磨球的整个断面上都能获得贝氏体
基体组织。这种贝氏体基体组织的磨球具有良好的综合力学性能，即强韧性好，
其硬度为 HRC50-55，冲击韧性为 6-8J/cm2，且淬透性好，从磨球的表面到心部
硬度分布均匀。该贝氏体球铁磨球在湿磨条件下，比高铬铸铁磨球和锻钢磨球
具有更大的优势。在实际使用中其破碎率低，小于 1%，磨耗低于锻钢磨球。在
铁矿应用其磨耗为 公斤/吨矿石，在水泥厂使用其磨耗为 80-110 克/吨水
泥。其生产工艺为：配料，冲天炉或感应电炉熔炼，炉前球化孕育处理，砂型
铸造，打箱清理，淬火回火热处理，主要的生产原材料有生铁、废钢、锰铁、
硅铁和稀土镁球化剂等。
●应用范围
本产品主要应用于金矿、铜矿、铁矿等冶金矿山研磨矿石，也可以应用于水
泥厂磨水泥生熟料，火力发电厂磨煤等。
●经济效益及市场分析
该产品市场销售价约 3500 元/吨，吨生产成本为 2500-2800 元，按照年产
3000 吨计算，年产值约 1000 万元，毛利 210 万元，最小的固定资产投资约为 60
万元（包括厂房），需要的设备和投资如下表：
序号 设备名称 规格及型号 数量 单价（万元）
1 冲天炉 2t/hr 2 台
2 球化包 t 2 个
3 铁水包 4 个
4 高温淬火炉 1 台
5 淬火池 自制 2 个
6 回火炉 YSC-CY-6 1 台
7 化学分析设备 1 套
8 表面测温仪 3 套
9 快速测温枪 SWD-1 1 台
10
厂房及其他辅助
工装
厂房约
200M2
设备及厂房总投资
BW95 系列工业用涂料
●项目简介
BW95 系列涂料是以具有优异耐蚀、耐候及力学性能的水性共聚物
(BW)为基料，以功能性金属粉末为主要填料的单组分、高性能的“绿色”
防腐蚀涂料，具有如下特性：
无有机溶剂挥发，无味、无毒、无污染，适应环保要求。
单组分，无使用时间的限制及混合的麻烦。
30
室温干燥迅速，施工工期短。
涂膜坚韧、附着力强、抗冲击。
涂膜光滑、具有良好的金属光泽。
具有优异的耐湿热、耐盐雾、耐水、耐油等耐蚀性能。
耐候性好。
可喷涂、刷涂，施工方便。
中低价位、高性能。
BW95 系列涂料的。生产设备简单，只需一般涂料生产所用的研磨、
混合、分散、分装设置，无需加热；设备投资小，生产周期短、效率高。
生产过程中无味、无污染。是满足时代要求的环保产品。
●应用领域
主要用于金属构件的大气防腐，如桥梁、公路、电厂、贮罐、钢管、工厂设施等钢铁
构件；并能满足潮湿、海洋环境的苛刻要求。
BW95 系列涂料产品包括：
BW95-1 水性有机富锌涂料
BW95-2 水性有机铝粉面漆
BW95-3 铁红底面一体涂料
●经济效益及市场分析
投资预算：
设备：10~15 万元；
厂房（成品、原材料）：100~150 平方米
流动资金：5~10 万元。
●经济效益分析
按每种涂料年产 100 吨能力计算；
项目
产品名称
原材料成本
（元 /吨）
综 合 成 本
（元 /吨）
销 售 价 格
（元 /吨）
利润
（元 /吨）
BW95-1 12100 14250 26000 11750
BW95-2 10700 12600 28000 15400
BW95-3 7000 8235 15000 6765
说明：综合成本包括：原材料 85%，人工费 5%，设备折旧 1%，水电
%，包装费 2%等。
材料的自然环境腐蚀
●项目简介
材料是国家建设和社会发展的支柱和重要基础。绝大部分材料都在自然环境
(大气、水、土壤)中使用，获取材料自然环境腐蚀数据，对合理选材、科学用材
非常重要。“国家材料腐蚀试验站网”进行材料(制品)在我国自然环境中腐蚀数据
的长期积累就是在我国典型的自然环境中建立试验站，把各类材料按标准制备，
进行长期的现场试验，应用多种技术手段，对材料在环境作用下发生的变化进
行长期的观察与检测；同时按不同材料的不同试验周期定期取样，进行测试分
析，获取原始性数据和相关资料；通过数据评价，数据处理和综合分析，获得
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不同材料在不同自然环境中的腐蚀规律，并建立数据库及其应用服务系统，为
国家材料领域重点科研项目的实施提供信息保障，并为新材料的研究开发，材
料质量和性能提高，以及防腐蚀(或老化)标准与规范的制订提供科学依据。
材料的自然环境腐蚀数据积累是国家建设的迫切要求。中央提出西部大开发
战略后，根据工业发达国家的经验，基础设施建设中材料的选用要以材料(制品)
在西部地区典型环境中的腐蚀与老化数据作为重要依据，而我国目前缺乏这方
面的前期工作，没有数据和试验研究资料的积累。由于国家在 1980～2000 年期
间尚未考虑西部地区开发的需要，在材料西部典型自然环境中的腐蚀数据目前
大气环境方面几乎是空白，土壤环境方面有一少部分数据与资料，但不能满足
需要。
项目组现正在开展大气、土壤腐蚀的室外现场实验和室内模拟加速实验，承
担国家自然科学基金项目“金属大气腐蚀中多相界面化学反应的原位动态研究”
（2002-2004）。
●应用范围
在自然环境中服役材料的腐蚀，主要包括大气、海水、土壤中各种材料如黑
色金属、有色金属、电缆、光缆、高分子材料等。研究主要集中在自然环境中
材料的现场挂片（埋片）试验，以及实验室模拟加速腐蚀试验。
●经济效益与市场分析
根据材料和环境的腐蚀(性)数据，在设计中，能指导材料的科学使用，并采
取相应的防护措施，可以节约材料，节省能源消耗，减少腐蚀经济损失
25~30%(每年约 1 千亿人民币)，避免和减少腐蚀事故发生，延长设备与构件的
使用寿命，有很好的社会效益和经济效益。同时，材料耐各种自然环境腐蚀的
数据也是研究开发各种耐蚀材料的重要依据。
材料晶粒长大计算机仿真应用软件
●项目简介
本成果在国家自然科学基金、教育部跨世纪优秀人才基金和原冶金部基础
研究基金等联合支持下，由刘国权教授领导的材料模型化、仿真与设计研究组完成。
该应用软件包括两个版本：第一个版本包含程序均采用 Turbo C 语言编制，
在 DOS 环境下编译和运行，对计算机硬件配置要求非常低。三维晶粒长大结果
采用二维截面显示。兼顾多个系统的仿真质量和效率、数据存储和运算速度，
该应用软件对硬件配置的基本要求是：主频 100MHz 以上、内存 16M 以上、硬
盘存储空间 以上、显示器分辨率 640℃480℃16 位以上即可。有三项主要功
能：一是动态显示二维系统单、复相材料显微组织演变过程；二是静态显示三
维系统单、复相材料任意时刻任意截面上的显微组织形态；三是对单、复相组
织及其演变过程进行数据采集、统计计算功能。根据研究需要提供材料组织体
视学、演变动力学和拓扑学的重要信息。本套软件是在没有引入任何国内外软
件和应用程序的条件下完全独立地编制的，是材料模型化、仿真与设计(Materials
Modeling, Simulation and Design)前导性研究的重要成果，是定量化可视化显微
结构层次材料科学设计的基础。
本软件的第二个版本采用 Visual C 语言编制，MS Windows 98 以上的平台
上运行，其中三维晶粒长大过程已实现真正三维可视化显示，填补了国内空白。
其中版本二的数据采集、统计计算模块仍在完善过程中。
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●应用范围
（1） 软件所得结果可用作科学研究的多晶体材料的显微组织二维和三
维可视化模型；
（2） 提供材料组织演变过程的体视学、动力学和拓扑学的重要信息，软
件实时化后可望用于工程材料组织性能预报；
（3） 用作材料科学与工程的教学用多媒体课件。
超细晶粒 WC 基硬质合金的制备技术
●常规硬质合金的成份、合金特性
硬质合金成分为 WC(或 WC+TiC)+ 3-25%Co(或 Ni·Fe)（wt），该合金主要应用
在金属切削刀具、精密耐磨零件、超硬模具、矿山冲击钻头等方面。WC 颗粒愈细，
合金硬度愈高，抗弯强度愈高（见下表），合金的耐磨性能愈好。超细颗粒硬质合
金适宜制做微型麻花钻、微型立铣、滚铣刀、精密模具、超微孔板、拉拔模具等。
常规合金类型 WC 平均粒径（μm）硬度（HRA） 抗弯强度（N/mm2）
细颗粒合金
中颗粒合金
粗颗粒合金
超细晶粒硬质合
金
1~2
2~
5~12
89~91
80~89
79~86
~94
1600~1900
1400~1600
1200~1400
3500~3800
●超细晶粒硬质合金制备技术
超细晶粒硬质合金的生产工艺流程
喷雾热转换制备纳米 WO3 粉→还原碳化制纳米 WC 粉→软模压制→热等静压烧
结→成品检验
●技术关键
制取纳米级 WO3、WC 粉的工序是整个制备技术的关键。
本课题采用的超声喷雾热转换法制备的 WO3、WO3·NiO·FeO 等复合氧化物粉
的粒径为 30-50nm。用上述氧化物粉制备的 WC 颗粒粒径≤150nm 左右。
●应用市场的开发与预测
目前仅欧美市场对纳米级硬质合金的需求量就达 500 吨/年，市场上 微米 WC
粉价格约 30 美元/kg,而 微米 WC 粉末则要 300 美元/kg。据美国 NANODYNE
等公司透露，超细硬质合金（麻花钻）的价格在短期内不会低于 2000 美元/公斤。
随着新技术的出现，其销售价格很快就会下降，但十年内不会低于 800 美元/公斤。
据悉，我国 2003 年的需求量就达 1000 吨。但目前国内无一家能大批量生产颗
粒小于 150nm 的超细 WC 粉末及其超细晶粒硬质合金的产品。
本技术还为开发超细晶粒钨或钼高熔点新材料、高压触头材料、热封装材料、
高比重合金提供纳米 WO3 粉末、（W-Cu）、（W-Ni-Fe）、（W-Ni-Cu）纳米粉原料。
还对宇航工业、灯丝及钨、钼材料工业开发新的产品提供纳米粉末。
●开展本项目的技术基础
本项目为“九·五”国家 863 计划项目 “超细晶粒 WC 基硬质合金的工业化制备
技术”。经过多年努力已取得了可喜的成绩。全面完成了国家 863 计划规定的合金
33
性能指标。碳化钨钴类硬质合金的硬度 ～94、抗弯强度 3500～3800MPa；
碳化钨镍铁类硬质合金的硬度 ～93、抗弯强度 3200～3500MPa。
●投资概算
第一阶段，筹建产量为 20 吨/年的制粉生产线
生产纳米 WC 粉；WO3 粉；WO3•NiO•FeO 和 WO•CoO 等复合粉末。
WC 粉≤150nm、W 粉≤70nm、WO3≤50nm、WO3 复合粉≤50nm
投资 1000 万元，其中：设备费；厂房改建费等 800 万元，流动资金 200 万元。
第二阶段，筹建成型和烧结生产线。
生产超细麻花钻；棒材；刀具；拉丝模等
投资约 4000 万元，其中：设备费；厂房改建费等 3500 万元，流动资金 500 万
元。
对承口式铸铁下水管
专利号 012046469
●项目简介
这个专利产品是一个有风险的投资项目，但又是一个全创新类型设计的专
利产品。集创新性实用性装饰美与一身的更新换代产品，和其它铸管塑管所不
同的是非园型外型体和它的对承口结构两大特色。彻底打破传统观念的产品，
是技术痴迷者津津乐道的极乐产品，有可能极易的被市场所接受，但也有可能
被市场淘汰，因为“新特”的东西是少数人感兴趣东西。
实用性：表现为产品能紧靠贴墙角，占用室内室间少，无杂乱感，绝对无
渗漏水之可能，比塑管其它铸铁管是双保险。
装饰性：表现为产品外型体刻有文身图案，给人以艺术美感受。
该产品具有如下的特性：
一次性安装可保 55 年不必更换于楼龄同寿命。
55 年可保不渗漏水可免维修。
外型体文身图案具有装饰美的功能效果。
两种外体形状可供优选，产品极易铸造优质产品。
全新型设计附合“社会系统”经济发展理论的要求。
改进室内面貌可少占用室内空间。
●应用领域
该产品广泛应用于宾馆、饭店，居民区群楼卫生间。
●经济效益及市场分析
铸铁管五十多年来使用效果证明；有其不可抹杀的社会经济效益价值。该
产品价格低廉，实用性强，经改进结构和外型体具有装饰美的效果后。极易被
市场所接受，具备强力争夺市场优越条件，比之塑管和其它铸管有较多的优点，
安装施工方便，以一个全新型产品新面貌出现在市场，预期产品销售量前景光
明十分诱人，以创新型体外貌具有时代特征的综合优点所决定的销售量，是会
令人鼓舞和满意的。经济效益一定会随销售量而具增，是经济发展规律之必然。
可于塑管相比占有 60%上下的市场占有率是大有希望的。
●投资预算
成本低，生产工艺简单；
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投资额决定机械化程度和产品质量及产量；
产品利率在 8~15%之间；
投资可大可小，周期短，见效快，经济效益明显
电镀超厚镍铁合金
●项目简介
电镀超厚镍铁合金主要应用于冶金行业中的连铸机结晶器的表面防
护。结晶器是连铸的核心部件，磨损严重，更换频繁。
结晶器损坏的问题之一是由于表面磨损引起的角部间隙的加大，引起钢水的渗漏，凝
固成飞边状而固定下来，引起漏钢事故；另一方面，结晶器表面镀层的龟裂及剥落破坏了
结晶器与铸坯之间的润滑性，将会引起热粘着性漏钢。同时在铸坯表面形成的划痕容易形
成裂纹源，使铸坯产生裂纹。结晶器下部磨损严重时会露出基体铜，由于扩散作用，铜进
入铸坯表面，引起星形裂纹，或在含 Nb 钢种中产生晶界脆化裂纹。
为提高连铸机结晶器的使用寿命，结晶器表面镀层要求具有耐喷溅性、耐热龟裂性、
耐剥落性及高散热性，尤其要求结晶器下部的镀层具有高耐磨耗性和耐腐蚀性能。
我们自主开发的电镀超厚镍铁合金镀层包括如下主要优点：
（1）热膨胀系数低，与铜的热膨胀系数（×10-6，20℃）接近，所以耐剥离
性能良好；
（2）镍铁合金的熔点为 1400℃，且高温强度（400℃时比 Ni 高 倍）和延展
性优越，所以镀层和钢水接触时耐高温和热冲击性能优异；
（3）镀层硬度随镀层中铁含量的变化可调，镍铁合金镀层的硬度比镍镀层高，
所以其耐磨耗性能也较好，较只有单一镍镀层结晶器的寿命延长 2 倍以上；
（4）镍铁合金一次性镀层厚度可达 2mm 以上，故镀层成本较低。
●应用范围
超厚镍铁合金镀层完全可以替代国内现有的镍、铬镀层，显著提高连铸机
结晶器的耐磨耗性能、耐高温和热冲击性能，从而大大提高结晶器的使用寿命，
降低生产成本，提高生产效率。
低合金白口铸铁磨球的生产技术
●项目简介
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本项目北京科技大学材料科学与工程学院铸造研究所开发一种新产品，已经
在国内多家生产厂矿应用，取得较好的使用效果。采用合理的成分设计和稀土
变质处理工艺得到马氏体金属基体上分布断网状和块状的碳化物，具有高硬度
和良好的冲击韧性。其硬度为 HRC＝50－55；冲击韧性：αk=4－7 J/cm2；磨球
表面与心部的硬度差小于 HRC 3。其金相组织为：马氏体＋少量贝氏体＋合金
渗碳体。其生产工艺为：冲天炉和感应电炉双联熔炼，金属型与砂芯保温冒口
铸造，余热淬火和低温回火热处理。主要原材料有生铁、废钢、铁合金等，需
要冲天炉和感应电炉熔炼设备，低温回火热处理设备。
本产品已应用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门，并取得了很好
的使用效果。在铁矿、金矿应用这种磨球，其耐磨性为普通低碳钢的 2－4 倍，
磨耗为：200－400 克/ 吨矿石，破碎率℃1％；在水泥厂磨水泥生熟料和火力发
电厂磨煤时，其耐磨性为低碳钢的 6－8 倍，其磨耗为：60－100 克/吨水泥或煤；
破碎率℃1％。
本产品的特点：
1）金属型铸造，组织致密，晶粒细小，无气孔、夹砂等铸造缺陷；
2）砂芯保温冒口补缩效果好，无缩孔、缩松，工艺出品率高；
3）余热淬火，节能，缩短生产工序，提高生产效率；
4）冲天炉、电炉双联冶炼，节省能耗，适应于大批量生产；
5）炉前采用变质处理，改善碳化物的形貌和分布，提高韧性。
●应用范围
该产品用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门。本项目可以在中型
铸造厂实施，适用于大批量生产。
●经济效益及市场分析
该产品市场销售价约 4000 元/吨，吨生产成本为 3000 元，按照年产 5000 吨
计算，年产值约 2000 万元，毛利 400 万元，最小的固定资产投资约为 90 万元
（包括厂房），需要的设备和投资如下表：
序号 设备名称 规格及型号 数量 单价（万元）
1 冲天炉 1t/hr 2 台
2 感应电炉 1 t 1 台
3 金属型 自制 80 套
4 低温热处理炉 YSC-CY-6 2 台
6 化学分析设备 1 套
7 表面测温仪 3 套
8 快速测温枪 SWD-1 1 台
9
厂房及其他辅助
工装
厂房约
300M2
设备及厂房总投资
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低价制备 Si3N4、SiC 陶瓷超细粉末的燃烧合成技术
●项目简介
项目的基本定位：该项目适合于愿生产 Si3N4、SiC 粉末和陶瓷制品的中小型高
新技术企业，产品面向结构陶瓷、高级磨料及特种耐火材料等领域。
基本工艺、特点、定义的解释：采用燃烧合成工艺，以硅粉、碳粉和高纯氮气
为主要原料，利用 Si-N、Si-C-N 体系自身强放热反应性质，以瞬间电脉冲诱发
反应，实现快速燃烧合成 Si3N4、SiC 超细粉末。该工艺的基本特点是：节能、
周期短、无污染、合成粉末的本征粒度在 ~5μm 之间，无需研磨。
成熟程度：实验室已成熟，正在北京通县的基地进行中试，预计 2002 年 5 月完
成中试。
获奖情况：荣获北京市 1999 年度科技进步三等奖。
项目来源：国家自然基金、863 基金。
●应用范围
主要用于结构陶瓷材料的原料，特种高级耐火材料的原料及高级磨料。典
型产品有 Si3N4 陶瓷刀具、Si3N4、SiC 密封环、涡轮转子、喷嘴、轴承球体等。
●经济效益及市场分析
Si3N4：Si3N4 粉末产品的生产成本（按日产 1 吨粉末计）净利润为 13，419 元/
吨×360 吨= 万元年产负荷按 70%计算，年净利润为 万元。投资利润
率：%。
SiC：按日产 1 吨生产量计算，净利润 1345 元/吨，年利润为 万元，投资利
润率为 %。
多孔碳化钛-钛金属陶瓷梯度材料
●项目简介
北京科技大学特种陶瓷研究室开发出一种多孔结构的碳化钛-钛金属陶瓷梯
度材料，其应用前景极其广阔。
这种金属陶瓷是燃烧合成的多孔碳化钛-钛梯度材料，其多孔结构的空隙率
可达 50％多。孔隙率和孔隙大小，分布还可以根据需要在一定范围内设计。由
于在高温烧结过程其表面可形成氧化钛膜，使其耐高温的性能好，因此可作为
耐高温材料。
碳化钛是一种导电材料，在通电发热时，即使温度升高到 1000 摄氏度以上，
材料特性也不会发生任何变化。因此，此多层多孔碳化钛材料可以作为高温发
热源，分解在焚化炉都难以分解的二氧吲哚。
由于这种多层多孔的碳化钛-钛材料空隙率可达 50％多，其比重可比最轻的
金属镁还要轻。因为这种多层多孔的碳化钛-钛是梯度材料，强度和刚度可以在
一定范围内设计。而且碳化钛-钛材料与人体的相容性好，因此很适合用做人造
骨骼。人的骨骼是多孔结构的，血管和神经通过骨骼的孔隙提供养分和控制骨
骼的活动，因此，这种多孔的碳化钛-钛梯度材料是人造骨骼的极好材料。
由于这种碳化钛新材料的表面有一层氧化钛膜，它具有光催化的机能，同时
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多孔的碳化钛用来制作过滤器具有很强的吸附能力，可以有效地吸附浮游生物，
它可以用来制造更好的水净化装置。
泡沫碳化钛做催化剂，用电催化方法可净化焦碳化学工业的含酚废水。酚对
水域的污染仅次于石油产品和重金属，居第三位。
本项目产品的基本工艺为燃烧合成工艺。不用高温烧结炉。可制作复杂形状
和较大尺寸的制品。
●应用范围
可广泛用作生物医用材料，环保材料等。
●经济效益及市场分析
本项目产品市场广阔，可产生显著的经济效益和社会效益。最小投资 100
万元。回收期少于 3 年。
大面积高质量金刚石自支撑膜的制备技术
●项目简介
本项目是国家 863 计划”85” 和”95”重大项目的阶段性研究成果(合作单位:河
北省科学院)。 包含”大面积高功率 DC Arc Plasma Jet CVD 金刚石膜高速沉积
设备”和”大面积高质量金刚石自支撑膜制备工艺”两部分。其目标是向国内外市
场提供大面积高质量廉价金刚石自支撑膜。技术基本成熟, 设备和工艺已在广东、
北京和天津的一些工厂和研究院所应用。
目前已开发两种不同功率级别, 100 千瓦级和 30 千瓦级的设备, 工具级金刚
石膜沉积速率: 40～50mm/h, 沉积面积: ℃110mm (100 千瓦级), 或℃60mm (30 千
瓦级)。利用本项目技术生产的工具级金刚石膜可达到的指标: 面积: ℃mm (100
千瓦级), 或 ℃℃mm (30 千瓦级); 厚度: 最大 2mm; 维氏硬度: 8000～11000
kg/mm2; 抗弯强度 : > 300 MPa。光学级金刚石自支撑膜目前最大面积为
℃60mm, 厚度约 , 从紫外(℃m)到远红外(>20℃m, 直至微波)透明, 8～
12℃m 波段透过率～70%, 热导率～19W/, 各项物理化学性能均与天然℃a
型宝石级金刚石单晶接近。
本项目在 2001 年获得北京市科技进步二等奖。
●成果应用范围
光学级金刚石自支撑膜: 工业 CO2 激光器窗口, 需要在极端恶劣工业环境(高
温、腐蚀、幅射、磨损、冲刷等)下工作的光学装置窗口、军事窗口等。也可用
于中高档耐用装饰品制作。
热沉级金刚石自支撑膜: 半导体二极管激光器热沉、功率半导体器件(Power
IC)的金刚石封装、MCMs (大规模集成电路的三维立体组装技术)用大面积金刚
石热沉、高功率微波器件热沉。
工具级金刚石自支撑膜: 金刚石拉丝模模芯、金刚石自支撑膜钎焊工具、各
种抗极度摩擦磨损工具和模具及仪器零件。
●市场前景预测
拉丝模模芯国内市场容量约为 5 亿元左右, 金刚石厚膜钎焊超精密加工工具
和各种抗摩擦磨损应用国内市场容量估计在 3～10 亿元左右。目前刚刚进入市
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场, 规模尚小, 发展潜力很大。
热沉级金刚石厚膜目前国内尚未形成市场, 近期内的市场主要在国外, 潜在
市场主要在台湾、新加坡以及我国东南沿海。预计将在 2～5 年的时间内出现规
模化市场。估计仅功率半导体器件封装一项, 市场容量就可能达到数十亿元。
光学级金刚石膜的市场应用在国内尚未开始, 预计在 3 年左右的时间内可能
形成规模市场。国内已有上千台套 1 千瓦以上工业 CO2 激光器在运行, 加上其
它工业光学窗口和中高档”钻石”表壳之类的应用, 市场容量可能超过亿元。
封闭式多功能系列井沟盖
插承式多功能系列井沟盖
●项目简介
本专利封闭式多功能系列井沟盖，插承式多功能系列井沟盖，是针对现市场销售之产
品设计的，具有防震裂、防盗、防污结构功能，盖面图案新颖具有时代感强的艺术美特点，
是花园居民区街道广场的装饰品。结构简易，实用性强，使用操作灵活安全，属更新换代
产品，生产时也可合二为一其优点集于一个产品上。
是北京奥运体育场馆街道楼群最佳选择产品，产品技术含量不高，易生产
优质产品，具有在某一时间段垄断无竞争销售市场的可能性。
该产品具有如下特性：
全创新性设计，附合“社会系统”经济发展的要求；
产品技术含量较低，较容易生产优质合格产品；
防盗：结构简易，功能操作灵活；
防污：效果明显适用可靠；
防震裂：附合力传递扩散无障碍原理；
盖板图案时代感强，是艺术在铸造产品上的再现；
本产品可用作花园、广场、街道、标致性建筑楼群的装饰，并可作为一个亮
丽的风景点。
●应用领域
广泛应用于广场街道，居民建筑楼群领域。
●经济效益及市场分析
随着国家经济的发展，人文社会活动的增多，“社会系统”经济发展的要求，
产品更新换代的频率日新月异。新产品层出不穷，一件产品的初期的利润总是
比老的产品利润要多的多，这是市场销售规律的必然所决定的，本产品经济效
益足能使投资者感到安慰和满足，可不必怀疑。
市场销售前景十分光明，销售量极大，不限一个城市的销量。可在几个大
城市同时展开销售，或上网销售。本产品所以销售量极大，是本产品的全新性
设计综合优点所决定的，也是时代经济发展产品的特征的表现。经济效益随产
品销售而具额增加是客观因素所决定必然。
投资预测
产品简易成本低，生产工艺简单，材料资源丰富；
投资额越大机械化程度高即可保产品质量又能增加产量；
产品利率为 8—15%；
投资可大可小周期短，见效快，经济效益明显。
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复合聚苯乙烯高效防腐涂料
●项目简介
该成果是用废聚苯乙烯泡末塑料为主要原料经与其它树脂复合改性而开发
的高效防腐系列涂料（GPS系列；XM-52系列）；该项目是北京市“八五”星火计
划，1991年10月通过北京市科委主持的省市级技术产品鉴定；并申请了国家专
利，1997年6月授予专利权。
该产品具有如下特性：
单组分、室温干燥速度快、施工简便；
附着力强、抗外界损伤能力强；
抗渗性强；
耐蚀性好：耐微生物侵蚀、耐湿热、耐盐雾、耐酸碱盐、抗老化性能优
异；
GPS系列涂料还具有漆摸美观光亮、装饰性强等特点；
XM52系列涂料还具有底面一体化、一次成膜厚的特点，是一高性能的厚
浆型重防腐涂料。
●应用领域
广泛应用于各种埋地管线，化工管线及设备，厂房构件，矿山机械，船舶
等领域。
●经济效益及市场分析
随着国民经济的发展，以聚苯乙烯泡末塑料为主的包装材料发展极快，年
产量达近百万吨，主要用于电器、仪表的防震包装，以及快餐食品盒，且都是
一次性使用；该材料不腐烂、易燃；已成为一大社会公害。本成果就是有效合
理地利用废弃的聚苯乙烯泡末塑料，生产出防大气、土壤腐蚀的高效防腐涂料。
该成果的推广，必将减少城市污染、净化环境、变废为宝、造福人民，有着明
显的深远的社会效益。
投资预算
成本低、生产工艺简单；
若按年生产500吨涂料能力设计，则设备投资15~25万元
生产XM52系列涂料，获税利225~250万元，获纯利润125~150万元；
生产GPS系列涂料，获税利120~150万元，获纯利润65~80万元；
投资少、周期短、见效快，经济效益明显。
粉末冶金烧结钢高密度高强度零件温压技术
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●项目简介
铁基粉末冶金（P/M）零件温压工艺是 90 年代国际上出现的一个粉末冶金
新技术。该技术通过对于适当的钢铁粉末及润滑剂系统在一个不太高的温度
（100-150℃）下压制，可使铁基 P/M 零件生坯的密度增加 。
1994-1998 年，瑞典、美国、瑞士、加拿大和台湾保来得公司已先后建立了 20
多条温压生产线，已能生产 30 余种密度在 g/cm3 的高密度铁基 P/M
零件。
本项目根据我国的粉末冶金发展和设备水平，通过“九五”攻关“轿车用合金
粉末和高强度温压技术研究”及国家 863 计划项目的执行，获得了一批重要的研
究成果。用国产设备和研究的模具及润滑系统，成功地实现了软磁材料、高强
度烧结钢、复合材料零件的温压。本项目可提供经济的温压系统设计、工艺参
数的优化设定、温压零件提高疲劳强度的表面处理和新产品的开发。产品的综
合水平达到国际和国内先进水平。
●应用范围
温压产品主要应用于高强度汽车、轿车、电动及风动工具粉末冶金烧结
钢零件。如高压油泵齿轮、链轮、密封环、活塞环、磁轭等。
●经济效益及市场分析
具有粉末冶金生产基本条件的工厂，完成本项目的最小投资 10~15 万元。
温压技术的实现将开拓新产品批量生产的广阔市场。
粉末注射成形技术
●项目简介
粉末注射成形是传统粉末冶金与现代塑料注射成形工艺相结合而形成的一门零
部件新型成形技术，其基本工艺过程是：首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混合，
经制粒后在加热状态下用注射成形机将粒状料注入模腔内冷凝成形，然后用化学或
热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除，最后经烧结致密化得到最终产品。该技术
的最大特点是可以直接制造出具有最终形状的零部件，最大限度地减少机加工量和
节省原材料，而且材料适应性广，凡是可以制成粉末的金属、合金、陶瓷等均可用
此技术直接制成零部件。此外，该技术还可以实现全自动化连续生产，生产效率高，
材料性能优异，产品尺寸精度高，被国际上誉为“当今最热门的零部件成形技术”。
该课题在国家 863 高技术计划的资助下，在该技术的研究与应用开发方面进行了深
入系统的研究工作，创造了一系列具有自主知识产权的新配方、新工艺，拥有 6 项
国家发明专利，研制的产品已成功地应用于我国国防军工和民用领域。研究成果经
专家鉴定，整体技术具国际先进水平，并于 1998 年获得部级科技进步二等奖。该项
成果已被科技部列入“国家科技成果重点推广计划”。
●应用范围
可用于制造各种铁基合金、不锈钢、工具钢、钨基合金、硬质合金、磁性材料、
陶瓷等复杂形状零部件。典型产品及应用领域包括：手表表壳等钟表零件，牙齿矫
形托槽和手术钳等医疗器械，光电缆接头，计算机及其外设零件，BP 机及大哥大振
子，电子热沉与封装零件，电动工具和家电零件，枪械零件，航空航天发动机零件
等。
●经济效益及市场分析
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粉末注射成形作为一种新型成形技术在国际上已受到广泛重视，应用领域不断
扩大，技术水平不断提高，产业化速度极快。九十年代以来，粉末注射成形产品的
全球销售量一直以 30%以上的年增长率发展，1999 年已达到 10 亿美元，预计到 2010
年将达到 24 亿美元。该技术在国内的应用刚刚开始，产品市场潜力巨大，预计 2-3
年内可达到 3-5 亿人民币元，到 2010 年可望超过 15 亿人民币元。产品利税率可达
50-80%。
高级金属加工工艺润滑剂生产技术及产品
金属加工过程中工艺润滑对保证加工过程的顺利进行、降低能耗以及改善加
工制品的表面质量起着关键作用。而作为润滑剂与以往的机械润滑油不同，属
高技术、高附加值润滑剂产品，而且生产工艺简单。 在该领域国内上述产品还
未系列化生产，大部分仍需进口。
采用该技术可生产下列金属加工工艺润滑剂产品：
铝材轧制工艺润滑剂（冷轧油、热轧乳化液）；
铝线、铝管拉拔工艺润滑剂；
铜线、铜管拉拔工艺润滑剂；
钢丝拉拔润滑剂；
铝合金切削润滑剂；
钢板带冷轧润滑剂；
金属冲压润滑剂；
其它金属成型润滑剂。
上述产品均达到国内领先水平，或者到国外同类产品水平，使用该技术产生
得工艺润滑剂已应用于金属加工生产，工业应用效果良好，可替代进口。而价
格仅为国外同类产品的 30%~70%。
该技术生产设备投资小，主要设备为混合斧（电加热或蒸汽加热）、储油罐
等，厂房面积 50~100m2 左右。视产量大小产生人员 5~10 人。以生产铜线、铜
管拉拔工艺润滑剂一种产品计算，其生产工艺、设备及经济技术指标为：
基础油 乳化剂 添加剂 加热、搅拌 乳化油
乳化油 兑水 乳化液
（1）一台混合斧（电加热或蒸汽加热）、一个储油罐及相应得包装桶，设备
投资 2~3 万元；
（2）产品生产成本(~)万元/吨；
（3）销售价格 万元/吨
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（4）年产 100 吨，毛利 100×（）=20-30 万元
高强度高刚度灰铸铁生产技术
●项目简介
我校研制开发的高强度高刚度灰铸铁生产技术是国家“八五”重点推广项目，
曾获北京市科技进步一等奖、二等奖和其他省市科技进步奖及其他类别奖共 11
项。
该技术通过合理选择冲天炉熔炼工艺，调整铁水的 Si/C 比值，调整铁水 Mn
含量，严格孕育，在较高碳当量条件下，获得高牌号的优质灰铸铁，如 HT250、
HT300 及 HT350，而且铸铁具有高的弹性模量（120000℃135000Mpa），残余应
力可下降 15℃20％，铸件可以取消热时效，进一步降低生产成本，铸件还具有
很好的组织均匀性、很小的白口倾向性和良好的机加工性。
●适用范围
高强度高刚度灰铸铁适用于制造各种机械的铸造毛坯，如内燃机铸件、汽
车铸件、机床铸件、工程机械、发电设备、拖拉机铸件及其他通用机械铸件，
因此高强度高刚度灰铸铁的市场很广阔。
●经济效益及市场分析
高强度高刚度灰铸铁生产技术经过系统的实验室研究和长期的实际生产验
证，已经应用该技术的企业都取得了明显的技术经济效益，直接经济效益可达
每万吨 120 万元。该技术符合国情，不需要技改投资，不需要改变现有生产工
艺，能在较短时间内取得预期的效果，推导企业的技术进步，为机器产品提高
档次、更新换代提供坚实的基础。
高强度高铬耐磨铸铁衬板
●项目简介
冶金、矿山、电力、建材等行业使用数千台球磨机研磨各种物料，衬板是球
磨机中的主要消耗备件，其质量直接影响磨机效率和物料研磨成本，长期以来，
我国主要用高锰钢制造磨机衬板。高锰钢是一种高韧性耐磨钢，在高冲击工况
下产生加工硬化，显示出优异的耐磨性能，但在φ 以下磨机中，加工硬化
效果差，加工硬化层深度不足 3mm，高锰钢衬板更换频繁。目前国内磨机衬板
消耗量 20 万吨以上。近来国内开发了合金钢衬板和白口铸铁衬板取代高锰钢，
前者硬度低，淬透性和淬硬性低，后者脆性大，使用中易出现断裂，影响磨机
设备的正常运行。高强度高铬耐磨铸铁衬板采用复合铸造技术生产，具有优良
的耐磨性和抗断裂性能，主要特点是：
1) 基体组织中含有 25%以上的高硬度呈菊花状分布的高硬度 M7C3 型碳化
物，衬板硬度大于 62HRC，衬板表面硬度差小于 2HRC；
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2) 基体组织中含有较多的钼、铬、钒、钛等合金元素，具有高的淬透性和
淬硬性，抗激冷激热性能好，衬板厚度 40mm 内硬度降小于 2HRC；
3) 采用特殊铸造方法，使高铬铸铁和碳钢结合牢固，结合层无裂纹、夹杂
等铸造缺陷，衬板冲击韧性大于 15J/cm2，抗弯强度大于 500Mpa；
4) 应用于球磨机上，使用寿命比高锰钢衬板提高 2~4 倍。
加入微合金化元素和采用变质处理工艺可以进一步细化高铬耐磨铸铁组织，改善衬板
性能。高强度高铬耐磨铸铁衬板制造技术成熟，具备工业化推广应用条件。该项目曾得到
原冶金工业部科研资助，已通过原冶金工业部组织的技术鉴定，获国家发明专利。
●应用范围
高强度高铬耐磨铸铁衬板主要用于冶金、矿山、电力、建材、化肥等领域物
料研磨的球磨机上，也可用于矿山大型自磨机上，还可用于冶金高炉溜槽上。
●经济效益与市场分析
高强度高铬耐磨铸铁衬板生产工艺简单，生产原材料丰富，使用寿命长，市
场竞争力强，目前销售价格为 8000~12000 元/吨。主要投资设备有感应电炉，
热处理加热炉，最少投资 40 万元，回收期 1 年，市场回报率
高韧性高铬白口铸铁的生产技术
●项目简介
高铬白口铸铁是一种优良的耐磨材料，自问世以来受到人们的高度重视。本
课题组长期高铬白口铸铁和其他合金白口铸铁的理论研究和应用研究，开发了
一种高韧性高铬白口铸铁。高铬白口铸铁的微观组织中存在高硬度的 M7C3 型碳
化物，这对提高耐磨性十分有利，但一般高铬白口铸铁中碳化物呈粗大的长条
状或断网状分布，降低了合金的韧性，一般高铬白口铸铁由于韧性差在实际生
产应用中受到一定的限制。本项目采用合理的成分设计，先进的炉前处理和热
处理工艺，显著地改变了高铬白口铸铁微观组织中碳化物的形貌和分布，提高
了韧性，在保持高硬度的基础上，其冲击韧性提高 20-50%，已经在工业生产中
应用，结果表明其耐磨性比同类产品提高 10-30%。其金相组织为：马氏体＋少
量残余奥氏体＋M7C3 型碳化物，生产工艺为：
采用感应电炉熔炼，稀土综合变质处理，金属型铸造或砂型铸造，淬火回火
热处理工艺。
本项目的特点为：
1) 采用合理的成分设计，获得足够的淬透性，在空冷的条件下得到马氏体
金属基体上分布条块状的 M7C3 型碳化物的微观组织，合金具有高硬度
和高耐磨性，其硬度为 HRC 60-66，且硬度分布均匀；
2) 采用稀土综合变质的炉前处理先进工艺和合理热处理工艺，显著地改善
熔炼 炉前处理 浇注 清理 热处理
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碳化物的形貌和分布，提高了韧性，冲击韧性：αk=9-13J/cm2（试样）。
●应用范围
本项目生产的产品可应用于水泥厂、火力发电厂及冶金矿山等工业部门。可
制作冶金矿山沙浆泵的过流件，炼铁厂的高炉加料口衬板，火力发电厂磨煤机
的磨辊与磨盘，水泥厂用球磨机磨球、衬板、锤头、板锤等耐磨、耐热部件。
●经济效益及市场分析
目前一般高铬白口铸铁的销售价为 6000-30000 元/吨（铸件 6000-10000 元/
吨，机加工件 1-3 万元/吨），铸件的生产成本为 4000-5000 元/吨，机加工件视加
工量不同，相差较大。年产 1000 吨的最小固定资产投资约 50 万元（包括厂
房）。
高速棒线材控轧控冷过程组织演化模拟及性能预报
●项目简介
高速棒线材轧制产品质量控制的关键是采用合理的轧制及轧后冷却工艺，决
定棒线材使用性能的主要因素是轧制过程奥氏体的晶粒度变化规律及轧后冷却
过程的组织演化规律（如铁素体、珠光体等在冷却过程的组织演化行为）。高速
棒线材轧制过程中存在的主要问题是由于轧制及冷却工艺不合理导致的产品性
能不稳定或不合格。本项目根据物理模拟及定量组织分析，建立弹簧钢控轧控
过程的组织演化动力学模型，结合刚塑性有限元法及人工神经网络算法，建立
了智能化弹簧钢控轧控冷过程组织性能预测系统。该系统对实际生产中工艺优
化具有重要指导意义。
●应用前景
结合其它材料的相关物理模拟结果及轧制设备及工艺要求，该系统可以推广
至同类设备轧制产品的质量控制过程。
高速钢辊环
●项目简介
我国线材生产已取得了长足发展，2000 年线材总产量达 ，占钢材总
产量的 %，其中高速线材产量达 ，高线比达 %。国内已建成 43
条高速线材生产线，正在建设的尚有 5 条，轧制速度超过 100m/s 的有 9 条。辊
环是线材轧机上的关键备件，国内年消耗量 2 万吨以上，工作中除了受线材磨
损外，还受高温线材的加热及冷却水的激冷，辊环要求高硬度、高韧性、高热
冲击抗力。常用无限冷硬铸铁辊环和高铬铸铁辊环高温硬度低，耐磨性差，更
换频繁。硬质合金辊环成本高。本项目开发的高速钢辊环采用离心铸造方法制
造，其生产工艺为：感应电炉或电弧炉熔炼，炉前处理，离心铸造，淬火回火
热处理，机加工等生产工序。
主要特点是：
（1）基体组织中含有 10%以上的呈团块状分布的高硬度 MC 型碳化物，硬
度大于 64HRC，辊面硬度差小于 ，红硬性大于 60HRC；
（2）基体组织中含有较多的钨、钼、铬、钒等合金元素，具有高的淬透性
和淬硬性，冲击韧性大于 12J/cm2，抗激冷激热性能好，辊面 50mm 内硬度降小
45
于 3HRC；
（3）应用于线材轧机上，使用寿命比铸铁辊环提高 8~12 倍，接近硬质合
金辊环。
改变离心铸造与热处理工艺参数和添加微合金化元素，可消除高速钢辊环
生产中常见的偏析和开裂缺陷。高速钢辊环制造技术成熟，具备工业化推广应
用条件。该项目曾得到冶金部科研资助。
●应用范围
高速钢辊环主要用于轧钢厂线材轧机的中间轧机架和预精轧机架上，也可用
于钢管轿直机和冷弯型钢轧机上。
●经济效益与市场分析
高速钢辊环生产工艺简单，生产原材料丰富，使用寿命长，市场竞争力强，
目前销售价格为 10~12 万元/吨。主要投资设备有感应电炉或电弧炉，热处理加
热炉，车床和磨床，最少投资 80 万元，回收期 1 年，市场回报率。
高温固体电解质电化学传感器
●项目简介
为促进冶金科学技术的发展，实现对冶金生产的质量控制和过程控制，在
对 ZrO2 电解质定氧电池失效原因研究的基础上，创造出新型的长寿命连续定氧
传感器。通过对固态参比电极性质和电解质中氧位分布等研究，从理论上给出
了参比电极的选择原则和依据。通过有关热力学研究，扩展了快速定氧测头的
应用范围。通过对固体电解质制备方法和性质的深入研究，改善了定氧传感器
的性能。在冶金生产中，大力推广应用有关传感器，取得了显著的效益。例如
把氧传感器应用到金川含镍粗铜阳极炉熔炼的研究中，确定出恰当的氧化和还
原终点，从而结束了建厂 19 年来只能生产等外阳极铜板的历史，一级品率达
98%以上，年创经济效益 240 万元以上，获中国有色金属总公司科技进步二等
奖。类似的还有“金川阳极板铜模铸造”、“攀钢 120 吨转炉合理脱氧工艺研究”、
“熔融钴基合金中氧活度快速测定”等项目。传感器也被用于有关的冶金物理化
学实验研究中，已测定了 15 种稀土化合物的 Gibbs 生成自由能，研究了硅酸玻
璃中的组元活度以及硫化铜提取热力学等。
已在国内外核心刊物发表有关论文五十余篇，取得了三项国家发明专利，另
有三项专利申请已通过实审。本项目获得了 1996 年国家教委科技进步二等奖。
●应用范围
新型的长寿命连续定氧传感器是钢铁生产以及有色冶炼等领域进行过程控
制和质量控制的最有利的工具之一。例如转炉炼钢终点预测及脱氧过程的控制，
沸腾钢和半镇静钢的冶炼过程控制。直接定氧技术已成为提高钢材质量，节约
脱氧剂必不可少的手段，而且易于实现生产的在线控制。目前世界定氧测头的
年消耗量在百万支以上。
●经济效益及市场分析
此项技术生产设备投资小，周期短，回报大。有陶瓷生产基础的厂家或公司，
投入产出比更大。
按照欧、美、日的统计，每生产钢 1 百万吨，定氧测头的用量为 6000-8000
支。我国年产钢 9000 万吨，潜在的商业销售量为 50-60 万支。而且随着我国赶
46
铁工业的技术改造，定氧测头质量进一步提高，定氧技术将在我国会有一个快
速的发展。
高温合金的等温成型技术
●项目简介
作为高推比（推重比>8）航空发动机热端部件的重要材料，高温合金的制
造及成型工艺研究对合金的实际应用具有重要意义。等温锻造是复杂形状或难
变形材料构件成型的主要工序，因此等温成型工艺研究是我国高温合金应用的
关键。本项目是国防科工委“九五”军工预研课题。主要研究内容包括：1）采用
物理模拟及有限元数值模拟，研究适合我国国情的等温锻造工艺及模具材料；
2）对我国相关企业的液压成型设备进行等温锻造工艺适应性改造；3）等温锻
造模具设计；4）典型/实际涡轮盘件的等温锻造等。在研究过程中，开发了适
合锻造过程模拟的变形传热耦合有限元分析系统—FORMT，该系统具有热态成
型过程模拟的普适性。
●应用前景
该项目对高温材料的等温锻造工艺进行了系统研究，解决了高温成型中的
关键技术：高温模具材料的选择及相关等温成型设备的工艺适应性改造。对高
温材料（包括高温合金、钛合金等）的等温及超塑性成型具有重要意义。开发
出的耦合有限元分析系统—FORMT，可以应用于其它材料的热态成型过程模拟。
若辅以相应的材料组织演化动力学方程，该系统还具有锻造过程组织演化预测
的功能。
高效多能清洗剂
●简介
本高效多能清洗剂由北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究
室研制开发。
日常生活中的各种物品，如厨房墙壁、抽油烟机、炉灶等经常被油垢污染，
旅游鞋等皮革制品长期穿过后的也常常留有难于清除的污垢痕迹。机械及车辆
等工业设备修理时需将原润滑油或污染油垢清洗干净。但清洗这些油污常常费
工费时，特别是一些重油污，极为粘稠、附着力极强，一般的清洗剂很难清洗
干净，而使用传统的汽油等作清洗剂时存在火灾隐患，易于产生安全问题。
47
但目前市场上销售的清洗剂大多存在清洗效果差、腐蚀性大及环保性能达不
到要求等缺点。
针对现有产品存在的问题，北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料
研究室研制开发了本高效多能清洗剂。本产品具有很强的渗透力，对油污、特
别是重油污有很强的去除效果，特别适用于清洗厨房用品、抽油烟机、旅游鞋
等日常用品的重油污垢。而且，由于本品呈中性，环保性能好，在清洗的同时，
不损伤物品及皮革表面。本高效多能清洗剂使用方便、快捷，效果明显。尤其
对重、厚油污，其高效、强力去除油污的能力更为突出。
●应用范围
适合下列产品的油污清除：厨房墙壁、用品、抽油烟机、旅游鞋等皮革制
品、塑料制品、木制家具等。其他需要清洗油污的物品，如机械及车辆修理等
工业设备等也可。
●经济效益及市场分析
该产品应用广泛，不仅适用于日常生活用品，而且适用于机械及车辆修理
等工业用品，因而有很大的市场前景。
高效脱漆剂
●简介
本高效脱漆剂由北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室研
制开发。
有机涂层广泛作为建筑、船舶、桥梁、机器设备等的装饰、防腐防锈涂层。
在使用过程中随时间流逝有机涂层会老化失去装饰、防护性能而必须加以更新，
此时需将旧的、老化的有机涂层去除而涂刷新的涂层。
喷涂涂层、电泳涂层、静电粉末喷涂涂层等广泛应用于汽车、家用电器、五
金建材、钢制家具、造船等行业，这些产品的生产或修理过程中，不可避免的
会产生不合格残、次产品及残、次涂层。为了减少浪费、降低生产成本，生产
厂家大多选择将残、次的涂层脱除，再喷涂新的涂层。
涂层的脱除主要有使用铁刷等的机械的方法和使用化学脱漆剂的两类方法，
机械的方法费时费力、难于达到高脱除质量，而以使用脱漆剂的方法更为有效、
简便、脱除质量高。但目前市场上销售的脱漆剂大多存在腐蚀性大、脱漆效果
差等缺点。
针对现有产品存在的问题，北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料
研究室研制开发了一种高效脱漆剂。本高效脱漆剂生产设备不多，工艺简单、
易于操作。高效脱漆剂可在 30 秒种内迅速脱除静电粉末涂层等有机涂层，且对
基体腐蚀小，环保性能好，浸泡、刷涂脱除均可，能满足各种生产过程的要求。
●应用范围
本产品可广泛应用于脱除建筑、船舶、桥梁、机器设备等的装饰、防腐防锈
有机涂层，尤其是家用电器、五金建材、钢制家具及其他需脱除静电粉末喷涂
层的行业。
●经济效益及市场分析
本产品能干净、彻底地脱除残、次有机涂层，尤其是静电粉末喷涂层，使
之能重新喷涂涂层，减少人力、材料及能源消耗，因此具有良好的市场前景和
可观的经济效益。
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高性能奥贝球铁的应用
●项目简介
北京科技大学材料科学与工程学院研制并开发了高性能奥贝球铁技术。该技
术是利用微合金化和特种热处理方法配合起来生产高性能球铁。奥—贝球铁的
发展已有近 30 年的历史，已往的奥—贝球铁化学成分复杂，且要等温淬火处理，
其使用范围受到较大的限制。近些年来，由于微量元素的采用，已经可以获得
铸态奥—贝球铁；也可以免除 Ni、Cu 等贵重合金元素并采用普通热处理工艺获
得性能很高、价格低廉、生产工艺简便的奥—贝球铁，主要性能指标：抗拉强
度σb>900Mpa，冲击韧性在 6J/cm2 以上，硬度（HRC）在 50~55 之间。这项技
术是北京科技大学铸造所从 1987 年开始开发研究，到 1992 年开始转让，为社
会作出了较大的贡献。该项技术适用于耐磨磨球、耐磨衬板、高强度球铁的开
发等。
●经济效益及市场分析
如果利用此项技术制造耐磨磨球、耐磨衬板、高强度球铁等，预计每年可
产生 100 万以上的经济效益。
高性能铜合金线材制备加工技术
●开发背景
电子信息技术、交通运输、国防部门对各种高性能铜合金导线（导体）的
需求越来越大。尖端数字通讯设备、高级音响设备需要使用高保真导线；超高
磁场用水冷铜导线、某种武器装备用铜合金导线要求其导电率保持在 70~80%
IACS 的同时，抗拉强度达到 800~1000 MPa；金、铝硅、无氧铜、银铜合金等
超细丝材是各种尖端技术用微型电机、大规模集成电路的关键材料，如微型电
机线圈绕组、集成电路键合线等，丝材直径要求达到 20℃m 以下，其成形加工
技术难度很高。电气化铁路（包括城市轻轨、地铁等）输电导线（即电车接触
线）要求高导电性、高强度和高耐磨性。近年来，国外电车接触线用铜基高性
能材料发展迅速。
●项目概要
本项目采用连续定向凝固与低温强加工相结合的新技术，制备具有微米、亚
微米或纳米级连续纤维晶组织的高性能铜及铜合金线材。
该技术的基本原理是，采用连续定向凝固技术，制备沿拉坯方向（长度方向）
具有连续柱状晶组织的铸棒，然后采用低温强加工技术，施加超大强度延伸变
形，获得具有亚微米或纳米级连续纤维组织的高性能铜及铜合金线材。
采用该技术制备的线材，其内部由于不存在垂直于长度方向的晶界（横向
晶界），具有优良的物理与力学性能：电导率高，信号保真性能好，强度与延伸
率大幅度提高，加工性能优良。
●应用领域
（1）高保真导线、高性能通信电缆
采用本技术制备的纯铜或银铜导线，由于消除了横向晶界，既可显著降低
49
电阻率，减小信号传递损失，提高保真能力，又容易获得足够的强度和优良的
柔软性、抗弯折性，提高高保真导线、通信电缆的综合性能。
（2）集成电路键合线用超细金丝
连续定向凝固材料具有优良的塑性变形能力，制备超细金丝（18~30 ℃m）、
铜丝（18~30 ℃m）、铝硅合金丝（25~30 ℃m）等，工艺过程简单、成材率高。
（3）电气化铁道用接触线
将本新技术制备的 Cu-Cr 线材用于城市交通电车架空导线、电气化铁路（包
括高速铁路）用接触导线和工矿电机车用导线等，可在充分发挥 Cu 连续纤维晶
的高导电性的同时，显著提高其耐磨性（Cr 弥散分布于晶界），减少线路损耗，
延长使用寿命。
●成果水平与成熟度
拥有自主知识产权，已申报相关发明专利 3 项，其中已授权 1 项。
成果达到中试水平，可以进入工业性试验。
高性能 W-Cu、Mo-Cu 合金
●项目简介
北京科技大学材料科学与工程学院研究开发的高性能 W-Cu、Mo-Cu 合金
是一类采用新工艺制备的金属功能材料。自 1996 年以来，本项目得到了国家自
然科学基金、国防预研基金等大力支持与资助，历时 6 年完成。采用先进的活
化工艺对原材料粉末进行处理，再采用特殊的固结手段，制备出的 W-Cu、Mo-Cu
合金性能达到了国际先进水平。它兼有钨（或钼）与铜的综合性能，例如高的
导热性、优异的高温强度、良好的抗震性、抗烧蚀、抗高温气体腐蚀性、以及
可调节的热膨胀系数等。W-Cu 合金的密度为 ×
10-6/℃，热导率为 182Wm-1K-1，弹性模量为 ，全部达到或超过了进口
件的性能，已用于我国国防和电子和民用工业部门。
●应用范围
由于 W-Cu、Mo-Cu 合金具有其它材料所不具备的优异性能，因此可以在
众多的领域得到广泛的应用。例如在电子通讯领域可以用于散热与热沉材料、
电子封装材料，在工业电气领域可以用于真空触头，在航空航天领域可用于尾
部喷管喉衬、燃气舵，在地质勘探与石油领域可用于岩石破碎弹的药型罩等。
●经济效益与市场分析
下表为全国范围的市场需求分析。
应用领域 材料器件 年需求量（万件）每件利润（元） 年利润(万元)
电子、信
息
热沉与封装材
料
50 20 1000
电气、电
力
真空触头材料 120 10 1200
石油、化
工
石油射孔弹 25 40 1000
矿山、地
质
岩石破碎弹 30 40 1200
以热沉与封装材料为例，样品售价 30 元，最小投资 200 万元，如果占据上
50
述年需求量的 1/10，则年利润为 100 万元，回收期 3 年。目前国内所使用的热
沉与封装材料为进口，每片的价格为 10 美圆。所以该项目不仅能够为企业创造
经济效益，而且还可以为国家节省大量外汇。
红外热像技术的应用
●项目简介
红外技术是近年发展起来的一种新的无损检测方法，用红外热成像技术可以无损、快
速，非接触地探测出温度场分布，从而推导生产设备材料的工作状况．它是一种全场的、
灵敏的检测方法．因此，红外无损检测技术正在成为一种重要的在线监测手段，在理论上
和工程上显示出巨大的生命力。
近年来，本项目组就热设备衬里的红外检测、保温评估、炉管剩余寿命以
及电器故障的红外热像检测等方面的工作进行了大量的理论分析与实际检测工
作，承担了中石化总公司、中国设备协会、各炼油厂、美国 AMOCO 公司等单
位的项目共 10 余项。
在红外技术应用方向，项目组承担了国家重大基础研究项目（973）“材料的
环境行为与失效机理”中的部分任务，主要承担部级项目有：强化乙稀裂解炉管
的在线监测工程，97-99 年。厂协项目有：山东电业局，高温炉管在线红外热像
评估系统研制；沧州炼油厂，焦化炉管在线红外检验与评定；广州飒特公司，
红外热像软件系统研制；南京金陵石化公司，加热炉管在线安全检测与评估系
统；华东输油管理局，原油加热炉炉管在线检测系统；上海炼油厂，保温管线
红外热像评估软件；上海金山石化，保温管线红外热像评估软件系统；锦州石
化，石化企业红外热像评估软件系统。
●应用范围
一切涉及到热设备的行业，利用红外热像技术可以实现非接触式热场测量，
通过课题组自主研制的保温、衬里、电器、炉管评估软件可以方便地对所测设
备运行工况进行分析、评估，准确给出损伤位置、损伤程度以及剩余寿命。
●经济效益与市场分析
仅以某石化催化衬里项目为例，项目的研制成功使变一年一次检修为三年
两修，进而成为两年一修制成为可能，使催化装置向预知性维修过渡上了一个
台阶，120 万吨/年催化裂化装置开工期延长半年，年产值增加约 2700 万元，年
利税增加约 1077 万元，节约维修费约 500 万元。推广到某石化公司四套催化裂
化装置，年产值增加约 1 亿元，年利税增加 3000 万元，节约维修费约 1800 万
元。在中石化系统几十套催化裂化装置上予以推广，总效益可增加数亿元。红
外检测及分析软件的使用可以有效避免热设备事故的发生，延长大修周期，准
确知道损伤位置可降低维修成本，缩短维修时间，具有可观的经济效益和巨大
的市场前景。因此我们有良好的技术积累，可实现校厂结合的优势。
化学镀镍铬磷稀土合金技术
●项目简介
北京科技大学腐蚀与防护中心电化学工程与材料研究室经过多年潜心研究，
开发出了新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金技术，并获得了国家发明专利。
此研究开发成果为国内外领先水平。
51
化学镀合金技术是一种表面强化、表面保护技术。化学镀不用电能，只需将
被镀物放入化学镀溶液中经自催化反应即可在被镀物表面形成非晶态的合金镀
层，而且镀层厚度分布比电镀更均匀。化学镀获得的是非晶态的合金镀层，比
一般的结晶组织的电镀层具有更优异的耐腐蚀性能和良好的耐磨蚀性能，也具
有极好的装饰性能。
新型的化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层与以往常规的化学镀镍磷非晶态
合金镀层相比，由于加入了稀土、铬元素，具有更优异的耐腐蚀性能和更良好
的耐磨蚀性能，特别是使镀层硬度能达到电镀硬铬镀层的硬度。
化学镀镍铬磷稀土非晶态合金的工艺易于操作，与化学镀镍磷合金工艺基本
一致。
●应用范围
由于化学镀镍铬磷稀土非晶态合金镀层具有优异的耐腐蚀、耐磨蚀性能及较
高的硬度，因此，其应用领域非常广泛，例如：
1、计算机硬盘；打印机的转动轴；
2、电子设备外壳的电磁屏蔽；
3、复印机内的各种零部件；
4、石油、石化及化工企业的换热器和反应器；
5、油田采油套管、井下工具；
6、食品机械；
7、各种机械零部件；
8、纺织机械；
9、印刷机械；
10、汽车工业中的零部件；
●经济效应及市场分析
按一般生产能力估计，此项技术的投资在 25---85 万元。市场广泛、经济效
益高。
金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发
●项目简介
金刚石薄膜涂层硬质合金工具由于性能优异、成本相对较低(与 PCD 和金刚
石厚膜钎焊工具相比)、可以适应于复杂形状工具衬底沉积、以及可能大批量沉
积等优点, 具有非常好的市场前景。 金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发的关键
是解决金刚石薄膜在硬质合金衬底上的生长(沉积)和良好附着的技术。本项目成
52
果采用独特的衬底预处理和优化的金刚石膜沉积工艺已经解决了 Co 对金刚石
膜生长和附着的有害影响问题。在 YG 类硬质合金工具衬底所沉积的金刚石膜
涂层厚度最大可达 20～30℃m。用洛氏硬度压痕法评定的金刚石膜附着力时的
无裂纹临界载荷达 1500N 以上。在铣削 Al-12wt%Si 合金时, 金刚石薄膜涂层的
YG6 铣刀比未涂层硬质合金刀片使用寿命可提高 20 倍以上。
本成果基于我们已经取得的两项关于金刚石膜低温沉积技术和硬质合金衬
底激光预处理技术的发明专利(ZL 91 1 , ZL 93 1 ), 以及最近完
成的另外二项关于使用特殊钴化物过渡层提高金刚石薄膜附着力的技术(已申
请发明专利, 申请号: , )。此外, 本项目组正在进行工业化
生产设备和技术的研究开发, 原型设备研制已接近完成, 其特点是摒弃通常
CVD 设备的平面沉积方式, 采用立体(空间)沉积方式, 因此可以一次沉积大量工
件。最终工业化设备的目标是一次涂覆可转位刀片(或钻头)300 只以上。
●成果的应用范围
本项目成果可用于开发各种金刚石薄膜涂层硬质合金工具和模具, 以及其它
需要解决极度耐磨或降低摩擦的应用。
●市场前景预测
金刚石薄膜涂层硬质合金刀具可用于高硅铝合金、各种有色金属、复合材料、
塑料、陶瓷及各种非金属材料的切削加工, 量大面广, 市场潜力很大。
金刚石薄膜涂层硬质合金模具可解决延长大口径(如丝径大于 1 毫米)拉丝模
的寿命问题, 这些问题依靠金刚石单晶或 PCD 不能解决, 也不能采用金刚石厚
膜, 所以也有很好的市场前景。
一些特殊的工具, 如机械化木工加工工具, 加工条件对工具的磨损很厉害, 工具
形状复杂(常用组合刀具), 价格很高, 用量很大, 是金刚石薄膜涂层工具的一个
十分理想的市场。
节块式金刚石圆锯片
●项目简介
本项目属于复合材料技术领域。其制造过程是将金刚石节块（锯片的工作
刃部）与钢片基（锯片基体）焊合后构成。金刚石节块由人造金刚石单晶与金
属结合剂通过特殊的粉末冶金方法制成。
●技术特点
(1) 本项技术在金刚石节块制造工艺上（包括结合剂选择、节块的设计、工艺处
理）均有独特之处，做到产品成本降低（25%以上），寿命提高（25%以上），
综合使用性能优于国内同类产品。
(2) 根据不同材质的加工对象给出锯片节块的最佳设计，做到技术上逐年更新，
以保持国内领先水平。
(3) 本顶目无环境污染、无废渣、废水及有毒废气排放。
●项目成熟程度
本项目是在“金刚石单晶的基础与应用研究”的基础上，取得的应用技术成果：
53
(1) 已实现工业化生产及生产技术转让。自 87 年生产技术转让已承建中型生产
能力的锯片厂十余家（包括外商独资两家）；
(2) 金刚石工具领域的综合技术评价、产品评估；
(3) 1998 年获国家教委科技进步三等奖。由我校技术转让的生产厂中，有 4 个厂
家获省、市、建委科技奖。
●应用范围、市场
适用于切割各种石材（花岗岩、大理石、玉石等）、建筑材料、耐火材料等非金属硬脆
材料，也可用于机场跑道与公路路面的整修工程。
金 刚 石 圆 锯 片 按 规 格 分 为 ℃105-℃250mm 和 ℃300-℃2200mm 两 大 系 列 。 其 中
℃105-℃250mm 主要用于建筑装饰工程和玉石加工，随着建筑业的兴旺发达，对金刚石锯
片的需求量与日俱增；℃300-℃2200mm 系列主要用于各种石材的加工，据粗略统计，我国
有花岗岩 400 多种、大理石 250 多种，储量约 1000 亿立方米，居世界前列。金刚石锯片有
持久、广阔的市场前景。
●经济、社会效益
(1) 以生产℃105-℃250mm 锯片为例，设备投资 100-120 万元，年生产能力为 80-100 万
片，年利润为 400-600 万元。
(2) 一台加工花岗岩的中切机（℃1600-℃2200mm 锯片）月消耗锯片 4 片，100 台中切
机年耗锯片费用 1000 万元。锯片供给年利润约为 150 万元。
加氢反应器的安全评定与氢腐蚀裂纹的愈合规律
●项目简介
随着化工、石油化工和煤转化工业的发展，在生产领域中碰到的高温高压氢腐蚀的问
题越来越多。带氢腐蚀裂纹的高压容器的安全评定、裂纹处理与修复方法是工业上极为关
注的问题。
从目前的氢腐蚀研究的理论看，其热力学与动力学框架只建立在氢腐蚀的
正过程，即甲烷的形成与裂纹产生的机理研究上，研究温度局限于 200~650℃之
间，而对 650℃以上氢腐蚀裂纹内甲烷的分解反应及对裂纹修复机理研究甚少。
加氢装置是石油炼制、石油化工、化肥、化纤工业中的重要设备，正朝着
大型化、重型化、高温、高压的方向发展，工作介质往往是易燃、易爆、有毒
和强腐蚀性的，现在也越来越劣化。历年来，世界上由于高温高压临氢压力容
器造成的爆炸事故多有发生。今年以来，国内发生的高温高压临氢重大压力容
器事故也多有报道，压力容器发生爆炸事件不仅使整个设备和生产装置破坏，
而且常常造成周围设施的破坏并造成巨大的人员伤亡。因此，加强加氢装置的
管理，实行加氢反应器的安全评定具有特殊的意义。
工业中高温高压临氢装置，多数成本较高，鉴于低碳钢、合金钢等传统金属材料仍是
临氢设备用材的主要选择对象，因此对低碳钢、合金钢中氢腐蚀裂纹愈合机制和规律进行
探索和研究是十分必要。它不仅能延长材质使用寿命、提高抗氢蚀性，而且还丰富和发展
了氢腐蚀理论，可能为工业实际构件中氢腐蚀裂纹的处理与评定提供一条思路和途径。
在本项目方向，项目组承担过部级项目“石化用钢在高温高压氢中开裂行为的研
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究”，并获部级三等奖。现承担国家自然科学基金项目“氢腐蚀裂纹愈合规律与
机理研究”（2000-2002 年）。
●应用范围
高温高压临氢装置、构件的安全评定与裂纹修复处理，如石油化工企业中
的加氢反应器，化肥生产和其它工业中的临氢设备。
● 经济效益与市场分析
由于高温高压临氢设备工作环境苛刻，对金属材料的腐蚀性强，因此容器翻
修工作量很大，或需要报废，或造成灾难性的破坏事故。对临氢装置进行安全
评定可有效避免安全事故的发生，对临氢构件裂纹修复的研究也将对提高构件
安全性、延长构件寿命、降低生产成本造成积极的推动，项目的市场前景集中
在临氢的大、中型设备上，具有很好的经济效益。
加热炉用滑轨和不定形耐火材料
●项目简介
水冷式轧钢加热炉因冷却水带走的热量损失>15%。因水冷滑轨温度低造成
的钢坯“黑印”使轧出的钢材公差大，成材率低，轧辊消耗量大。
目前，国内有的无水冷轧钢加热炉采用的是 140×140×460mm 棕刚玉—碳化
硅滑轨或浇注锆刚玉滑轨，轧钢加热炉出钢口平台采用的是高铝质捣打料或锆
刚玉浇注块。棕刚玉—碳化硅和高铝质捣打料在加热钢坯的高温（约 1300℃）
都含有较多的二氧化硅。钢坯表面的氧化铁会和二氧化硅形成熔点低于炉温的
铁橄榄石 2FeO℃SiO2(熔点 1205℃)，造成这些耐火材料的高温耐磨性差，使用
寿命低，加热炉内易结渣，难以清理。而浇注锆刚玉抗热震性较差，易开裂。
北京科技大学特种陶瓷研究室承担的国家“八五”攻关项目“无水冷轧钢加热
炉用陶瓷滑块的研制”成功地研制开发了适用于轧钢加热炉的新型耐火材料。这
种耐火材料高温抗氧化铁侵蚀性强，高温耐磨性和抗热震性好，使用寿命比棕
刚玉—碳化硅滑轨提高 50%以上，可制作烧结制品或不定形耐火材料。使用这
种新型耐火材料能节约能源，消除钢坯“黑印”，提高轧钢成材率，减少轧辊消
耗，加热炉内不结渣，减轻工人的劳动强度，可产生显著的经济效益和社会效
益。
本项目产品的基本工艺为耐火材料生产工艺。生产滑轨需要大吨位压机和
1450℃高温窑炉。
●应用范围
滑轨可广泛用于 90mm 以下方坯的无水冷轧钢加热炉和热处理加热炉。不
定形耐火材料可广泛用于各类钢铁加热炉。
●经济效益及市场分析
（样品售价、最小投资、回收期及市场回报率等）滑轨售价约 15000 元/吨。最
小投资 100 万元。回收期少于 3 年。
铝合金半固态成形技术及设备
●项目简介
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在国家“863”计划的支持下，我校和兄弟单位合作研制开发的铝合金半固态成形
技术及设备已经成熟，研制的电磁搅拌制备铝合金半固态坯料连铸设备可以制
造直径为 50℃100mm 的铝合金非枝晶半固态连铸棒料，研制的感应加热技术可
以将铝合金非枝晶坯料快速加热到固液两相区，半固态坯料温度差可控制在
1℃2℃之内，研制的铝合金半固态成形技术可成形各种铝合金零件毛坯。目前，
该项目已经通过国家“863”计划组织的专家委员会的验收。
目前制备铝合金半固态连铸坯料的最佳工艺是电磁搅拌方法，该工艺制备的半
固态连铸坯料纯净, 不易卷入气体, 控制方便, 产量大。铝合金半固态连铸坯料
的最佳重熔加热工艺是电磁感应加热，该工艺加热速度快、效率高，组织均匀，
坯料不易变形。非枝晶铝合金在半固态成形中不会喷溅，凝固收缩小，毛坯致
密，能够热处理强化；毛坯不存在宏观偏析, 性能更均匀；可以实现近终成形，
大为减少机加工量，降低生产成本；易于实现机械化或自动化操作，生产效率
高；减轻了模具的热冲击, 提高了模具的寿命。
●适用范围
目前，铝合金半固态成形应用主要集中在汽车零件和耐压阀体零件毛坯，如
汽车制动总泵壳、油道、轮毂等，也可以应用于其他要求较高的零件毛坯，如
航空、摩托车用铝合金零件等。
●经济效益及市场分析
铝合金半固态成形零件毛坯不但具有优良的力学性能，而且具有良好的价格
优势。
为了保护环境,节约能源, 汽车发展的趋势是轻量化，因此汽车的用铝量不断
提高，但汽车对铝合金零件（尤其是受力零件）的要求严格，世界各国都在不
断研究探索铝合金汽车零件毛坯的制造新技术、新工艺，铝合金半固态成形技
术便是其中之一。利用半固态铝合金成形技术可以生产出高致密性（即高可靠
性）的近终形化的汽车零件毛坯，因此铝合金半固态成形技术的应用，对促进
国民经济的发展和环境保护都具有重大的意义。
如果每年生产 2000 吨半固态铝合金坯料，除厂房和成形压力机或压铸机外，
本项目的投资金额约为 200 余万元。
粘结稀土永磁材料
●项目简介与应用范围
稀土永磁是一类以稀土金属间化合物为基体的永磁材料，其典型代表钕铁
硼（NdFeB）材料中包含大约质量百分比 30%以上的稀土元素。我国拥有世界
稀土资源的 80%，因此发展稀土永磁产业具有明显的资源优势。
粘结 NdFeB 是利用环氧树脂、尼龙等有机粘结剂和 NdFeB 永磁粉末混合，
利用模压、注塑、挤压等方式成形的一种复合磁功能材料。由于其特有的加工
和成形性能，受到微电机，尤其是与高技术相关的微电机行业的重视，特别是
以计算机等办公自动化设备和某些家用电器以及现代通讯器材等领域。由于上
述领域发展十分迅速，推动了以粘结 NdFeB 为主的稀土永磁以每年 30%的速度
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增长。目前，随着我国计算机外围设备厂商和家用电器厂商的发展，国内市场
正在形成和扩大中。
材料制造的关键是获得适合制造粘结磁体的 NdFeB 磁粉，目前成功的方法
是快淬技术和氢处理技术（HDDR）制造 NdFeB 磁粉，其中前者属于各向同性
产品，已经投入生产；后者属于各向异性产品，其产业化刚起步。理论上，后
者理论最大磁能积是前者的 4 倍。作为主要原材料——NdFeB 磁粉的来源，一
是 MQI 公司的提供的快淬 NdFeB 磁粉（天津工厂），随着快淬 NdFeB 专利即将
到期，必将有更多的厂商进行快淬 NdFeB 的生产，带来进一步的降价。二是正
在发展中的 HDDR 各向异性 NdFeB 磁粉，适合制造高档粘结 NdFeB 元件，北
京科技大学和下属的北京科光磁性材料有限公司一直从事本技术的研究。
北京科光磁性材料有限公司建立于 1993 年，是一个以北京科技大学为依托
的产、学、研一体化的高技术企业。公司的带头人是两名北京科技大学材料系
的两名教授，有 30 多年从事永磁材料研究的经验。科光公司与北京科技大学一
起在‘九五’和‘十五’期间承担国家重大 863 计划项目研究，课题内容分别是“中
高档 HDDR 各向异性 NdFeB 开发与中试”和“高性能 HDDR 各向异性 NdFeB 批
量化制造关键技术研究”，有一名教授、两名博士和两名硕士专门从事这项工作。
本项目拥有专利两项，获得国家发明三等奖和教育部科技进步奖各一项。公司
有三名经验丰富的高级工程师负责磁体的成形、质量的控制和电泳涂层等工艺
质量控制等技术环节。近几年，公司开发了近 500 种产品，具有丰富的研究开
发经验。
●经济效益与市场分析
目前世界市场容量在 6000 吨/年以上，实际生产能力在 3000-4000 吨/年左
右，并且市场以大于 20-30%的速度成长。整个市场，90%以上在日本、韩国、
台湾和东南亚地区，这些市场正向我国转移。特别是，许多对 HDDR 各向异性
粘结 NdFeB 的呼声日益升高。因此，具有比较广阔的市场空间。
其中，建立一条 1000 吨/年的粘结稀土永磁生产线是合适的。总体投资 6000
万元左右，主要设备包括：1）粘结稀土永磁的磁体成形以及配套设备；2）高
性能 HDDR 各向异性 NdFeB 磁粉制造装置及配套设备；3）磁体涂层生产线；
4）磁体磁化生产线；5）磁体品质检测与包装流水线。产品年利润率大约是
15-20%。
纳米金刚石膜涂层及工业应用
●项目简介
纳米金刚石的金刚石晶粒尺寸在 100nm 以下, 表面极其光滑平整, 摩擦系数
极低(可小于 ), 因此是十分理想的工具(模具)涂层和光学涂层材料, 同时在
MEMs (微机电系统)和高性能大屏幕(场发射)显示技术等领域也有非常好的应
用前景。
本项目组采用微波等离子体 CVD 和 DC Arc Plasma Jet CVD 两种工艺方法,
在玻璃, 硅, 钼和硬质合金等衬底材料上成功制备了纳米金刚石膜。 在玻璃衬
底上制备的纳米金刚石膜晶粒平均尺寸小于 100 nm, 表面粗糙度小于 Ra 5nm,
采用纳米力学探针测量的显微硬度高达 8000kg/mm2, 在可见及近红外区域具有
非常好的透过特性, 紫外喇曼光谱(在新加坡国立南洋理工大学测试)显示薄膜几
乎为纯净的金刚石纳米晶粒组成。在其它衬底上的纳米金刚石膜的组织结构和
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性能测试正在进行之中。
●应用范围
(1)纳米金刚石膜涂层硬质合金工具: 其中最有前景的是纳米金刚石膜涂层
硬质合金微型钻头;
(2)纳米金刚石膜涂层光学应用: 包括诸如”永不磨损钻石涂层玻璃表壳”和”
永不磨损钻石涂层玻璃眼镜片”, 及 ZnS, Ge, Si 等重要红外军事光学材料
的抗(雨滴、沙粒)冲刷涂层;
(3)微机电系统(MEMs)的微机械构件: 如微型齿轮, 轴, 轴承等;
(4)高性能大屏幕显示器件:
●经济效益及市场分析
(1)纳米金刚石膜涂层硬质合金微型钻头:
硬质合金合金微型钻头广泛用于集成电路板(ICB)的加工, 工作部分直径仅
为 ～ 左右, 工作转速高达数万转/分, 加工精度要求非常高。通常的
CVD 金刚石膜涂层技术已不可能采用, 而纳米金刚石膜涂层技术可能是唯一的
解决方案。 我国目前已经成为集成电路印刷电路板的生产大国, 预计 2000 年产
值超过 300 亿元, 其中微型钻头消耗占 10～15%)。如能研究开发出纳米金刚石
涂层硬质合金微型钻头, 市场前景极佳。
(2)纳米金刚石膜涂层玻璃表壳和玻璃眼镜片:
目前我国手表年产数亿只以上。中低挡手表表壳均为光学玻璃制造, 表面
容易划伤或长期佩带后因表面磨损失透。高档产品采用人工合成宝石(Al2O3, 硬
度～3000kg/mm2)。纳米金刚石涂层玻璃表壳表面硬度大于 7000 kg/mm2, 实际
上可以说是”永不磨损”。我国已经成为手机用户最多的国家之一, 现有手机用户
一亿以上。手机玻璃主要作用是保护手机的液晶显示屏。同样存在表面易划伤
和磨损失透的问题。本项目拟开发的纳米金刚石膜涂层玻璃产品具有金刚石(钻
石)的名贵效应, 这对于市场竞争是十分有利的。
1、 由于技术难度较大, 本项目有一定风险。 但由于市场前景很好, 且产品具
有多样性, 设备可通用, 以及项目组及所在单位具有很强研究开发能力, 因此
具有较强的抵抗风险能力。
燃烧合成氮化硅基陶瓷的产业化技术
●项目简介
在高技术陶瓷领域，先进陶瓷占有极其重要的地位，在诸多的先进陶瓷中，
氮化硅基先进陶瓷以其高强度、高韧性、高的抗热震性、高的化学稳定性在先
进陶瓷中占有独特的地位，是公认的未来陶瓷发动机中最重要的侯选材料。并
且在国际上氮化硅陶瓷刀具和氮化硅基陶瓷轴承已经形成相当规模的产业。任
何一个跨国刀具公司都有氮化硅基陶瓷刀具的系列产品，足见其在机加工行业
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中具有不可替代的地位。
但是，影响氮化硅陶瓷推广的一个主要因素，是氮化硅粉末价格昂贵，这
是由于传统的制取氮化硅粉末的方法耗能高，生产周期长，生产成本高。本项
目采用具有自主知识产权的创新的燃烧合成技术，制取氮化硅陶瓷粉末和氮化
硅复合粉末，具有耗能低，生产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具
有广泛的应用前景。
燃烧合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self-
Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成
材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自
维持反应的诸多因素获得所须成分和结构的产物。
自 1990 年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化硅陶瓷产业化的一系列
关键问题，在气-固体系氮化硅基陶瓷的燃烧和成热力学、动力学和形成机制等
方面进行了深入研究后得到的创新成果。
本项目来源于国家自然科学基金项目（19921-199412）及其前期工作。
本项目的应用基础研究成果“燃烧合成氮化硅基陶瓷的应用基础研究”获得 1999
年北京市科技进步三等奖。
采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的氮化硅粉末，还可
根据用户要求，用此技术生产α-Sialon，β-Sialon 和其它各种氮化硅基的复合粉
末。粉末的质量优良而稳定。
●应用范围
应用于航天、航空及机械行业等，用于制作氮化硅陶瓷刀具、氮化硅基陶
瓷轴承、耐磨耐腐陶瓷涂料等。
●经济效益及市场分析
本项目总投资为 200 万元。年销售量 30 吨，以 20 万元/吨计，年销售收入
600 万元，利润 200-300 万元。
燃烧合成氮化铝基先进陶瓷的产业化技术
●项 目 简 介
氮化铝（AlN）陶瓷具备优异的综合性能，是近年来受到广泛关注的新一代先进
陶瓷，在多方面都有广泛的应用前景。例如高温结构材料、金属溶液槽和电解
槽衬里，熔融盐容器、磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装
甲材料等。尤其因其导热性能良好，并且具备低的电导率和介电损耗，使之成
为高密度集成电路基板和封装的理想侯选材料，同时氮化铝—聚合物复合材料
也可用作电子器材的封装材料、粘结剂、散热片等。氮化铝在微电子领域应用
的市场潜力极其巨大。氮化铝还是导电烧舟的主要成分之一，导电烧舟大量地
用于喷涂电视机的显象管等器件、超级市场许多商品包装用的涂铝薄膜，有着
广泛的市场。
但是，影响氮化铝基陶瓷的推广的主要因素之一，是采用传统方法合成氮
化铝粉末，耗能高，生产周期长，生产成本高。本项目采用具有自主知识产权
的创新技术，采用燃烧合成技术制取优质的氮化铝陶瓷粉末，具有耗能低，生
产周期短，杂质含量低，生产成本低等特点，具有广泛的推广价值。
燃烧合成（Combustion Synthesis，CS）又名自蔓延高温合成（Self-
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Propagating High-Temperature Synthesis，SHS），是利用化学反应自身放热合成
材料的新技术，基本上（或部分）不需要外部热源，通过设计和控制燃烧波自
维持反应的诸多因素获得所须成分和结构的产物。
自 1994 年以来，本项目负责人等针对燃烧合成氮化铝陶瓷产业化的一系列
关键问题，在气-固体系氮化铝基陶瓷的燃烧和成热力学、动力学和形成机制等
方面进行了深入研究后得到的创新成果。
本项目来源于国家教委高校博士点专项科研基金项目（- ）。
本项目以应用基础研究成果“燃烧合成氮化铝基陶瓷的应用基础研究”已于
1999 年通过专家函审。
采用本项目的技术，可以生产符合制作先进陶瓷要求的氮化铝粉末，还可
根据用户要求，用此技术生产氮化铝基陶瓷粉末。粉末的质量优良而稳定。
●应用范围
氮化铝广泛应用于高温结构材料、金属溶液槽和电解槽衬里、熔融盐容器、
磁光材料、聚合物添加剂、金属基复合材料增强体、装甲材料、高密度集成电
路基板、电子器材的封装材料、粘结剂、散热片、导电烧舟等。
●经济效益及市场分析
氮化铝近期的市场需求量在 30 吨以上，本项目采用自蔓延高温合成技术大
规模低成本制备高质量的氮化铝陶瓷粉体，其化学、物理性能指标基本上达到
德国 H. C. Starck 公司氮化铝粉末和 SHS 技术的发源地-俄罗斯结构宏观动力学
研究所（ISMAN）氮化铝粉末的指标。具有很强的市场竞争能力。固定资产和
流动资金投资总共为 200 万 元 。年 销 售 量 达 到 15 吨 ，年 销 售 额 600 万
元 ， 利 税 200-300
ST 陶 瓷 刀 片
ST 新型陶瓷刀片是葛昌纯教授等采用独创的新型复相陶瓷和先进的粉末
冶金工艺结合而取得的一项发明，具有很高的耐磨性，红硬性、抗热震性和化
学稳定性，较高的韧性和抗冲击的能力。不但可以用于精加工和半精加工，而
且在很多情况下用于粗加工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金
难以加工或不能切削的冷硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强
材料，也适用于高速加工调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良
好的通用性。刀片硬度 HRA93 -94，断裂韧性 7-8MPa ，在切削高合金耐磨
铸铁 Cr26（硬度为 HRC60-61）和 Cr15Mo3（硬度为 HRC61-64）时切削速度分
别达 80 米/分钟和 50 米分钟，在国际上未见有先例报道。ST 新型陶瓷刀片不仅
适用于车削，也适用于铣削、镗孔、刨削，在冷却液条件下的各种加工和作数
控机床刀具。切削速率为硬质合金刀具的 3-4 倍。其经济社会效益如下：
m
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不增加车床人力条件下使单台机床产量成倍提高，可节约工时、电力、机
床占用台数和生产面积 30%以上。
在很多情况下可实现“以车代磨”，简化生产工艺，减少工序，使成本大幅
度下降。
可代替部分进口陶瓷和硬质合金刀片，节约外汇，也可出口创汇。
六年生产实践证明，每个 ST 新型陶瓷刀片可为企业产生经济效益 100 元左
右。
●应用范围
ST 陶瓷刀具不但可以用于精加工和半精加工，而且在很多情况下用于粗加
工和断续切削，切削轻快顺利。适用于加工硬质合金难以加工或不能切削的冷
硬合金铸铁，淬火钢，金属陶瓷硬面涂层等高硬高强材料，也适用于高速加工
调质合金钢和灰口铸铁及铝合金等一般材料，具有良好的通用性。
●经济效益及市场分析
主要设备投资：300 万元-450 万元（后者用于生产出口刀片）年产值 600
万元，年利税 200 万元以上。
水电等消耗：250Kw，用循环水冷却设备，无环境污染。
纳米钛酸钡基电子陶瓷粉体的溶胶-凝胶自燃合成产业化
● 项目简介
铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域。大部分
铁电陶瓷是钙钛矿型复氧化物，其中最为重要的是 BaTiO3 基氧化物陶瓷。
BaTiO3 是在第二次世界大战的 1942 年到 1945 年间，由美国、苏联、日本各自
发现的高介电常数、强介电体的材料。由于其具有优越的介电、压电、铁电性
能，被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、
非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。
随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制
备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。纳米 BaTiO3 基电子陶瓷
具有独特的绝缘性、压电性、介电性、热释电性和半导体性为元器件的小型化、
集成化带来可能，大大提高了产品的附加值和市场竞争力。如采用纳米 BaTiO3
粉末制多层电容器，可以显著减薄每层厚度增加层数，从而大大提高电容量和
减小体积。因此，低成本合成钛酸钡基纳米陶瓷粉体对我国信息产业、电子工
业等的发展具有重要的意义。
溶胶-凝胶自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴随着
高温燃烧合成的深入研究和超纯、超细氧化物陶瓷的制备而出现的一种低成本
制备与合成单一氧化物和复杂氧化物的技术。它是指有机盐凝胶或有机盐与金
属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应，燃烧产生大量气体，可自我维持并
合成所需燃烧产物的材料合成工艺。它的主要的特点有以下几点：(1)：燃烧体
系的点火温度低(150℃-200℃)，一般为有机物的分解温度；(2)：燃烧火焰温度较
低(1000℃-1400℃)，燃烧时产生大量气体，可获得具有高比表面积的陶瓷粉体。
高温燃烧合成燃烧温度一般高于 1800℃，合成的粉体粒度较粗，而 SLCS 则可
制得纳米粉末；(3)各组分达到分子或原子水平的复合；(4)：反应迅速：燃烧合
成一般在几分钟内完成；(5)所合成的粉体疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；
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(7)：所用设备和工艺简单、投资小；(8)：自净化：由于原料中的有害杂质在燃
烧合成过程中能挥发逸出，所以产品纯度易于提高。
本项目申请者采用 SAS 技术已经成功地合成了粒度达 70nm 左右的
BaTiO3 陶瓷粉体。
●应用范围
广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、
非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。
●经济效益及市场分析
本项目固定资产投资和流动资金投资共需要 165 万元，年生产能力 15 吨，
按每公斤 130 元计，年产值 195 万元，净利润 60 万元。
先进陶瓷、金属间化合物和复合材料的燃烧合成粉末
●项目简介
本项目采用拥有我国自主知识产权的燃烧合成技术生产技术生产各种先进
陶瓷，金属间化合物和复合材料的粉末。提供的主要产品有：℃-Si3N4，
℃-Si3N4，℃-Sialon，℃-Sialon，AlN，TiN，ZrN，TiC，TiCN，TiB2，SiC，
Cr3C2，MoSi2，FeAl，Fe-TiN，Fe-TiC，Fe-TiB2，Cu-TiB2，TiB2-Al2O3，
AlN-ZrN-Al3Zr，Si3N4-SiC-TiCN，Si3N4-Si2N2O-TiCN，TiN-TiB2 以及纳米电
子陶瓷 BaTiO3 粉末，纳米 ZrO2 及 ZrO2 基陶瓷，纳米 TiO2 粉末。采用这种先
进工艺合成反应完全，性能稳定，质量优良，欢迎各界用户洽谈业务。
●应用范围
用于各工业领域耐磨、耐腐蚀、耐高温等严酷服役条件下工作的结构部件。
●经济效益及市场分析
投资 600 万元，产值 600-800 万元，年利税 200-250 万元。
人工关节软骨材料
——半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体
●项目简介
北京科技大学材料科学与工程学院生物医用材料研究室研制开发的半晶聚
乙烯醇水凝胶弹性体是一种新型医用生物材料，可用于人关节软骨的修复或替
代。本项目成果属国内外首创，其应用和推广不但会产生 100 万元／年的经济
效益，而且能带来巨大的社会效益。利用反复冷冻－融化法可将聚乙烯醇
（Polyvinyl alcohol，缩写 PVA）水溶液凝胶化而制成聚乙烯醇水凝胶弹性体
（PVA hydrogel elastomers, 缩写 PVAHE），由于其 PVA 结晶度为 50％－60％，
因此又称为半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体。1998 年以来，这种人工关节软骨材料
通过三次动物实验（共 19 个月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）
周围组织未产生任何炎性反应和退变。2000 年 6 月至 2001 年 10 月曾在中国药
品生物制品检定所动物实验室进行 PVAHE 生物学评价并通过产品注册检测。
目前，已达到临床应用的水平。从 1996 年以来，本项目的研究和研制开发工作
是在北京市自然科学基金（3962006）、国家自然科学基金（59775038）和北京
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市科技项目合同（954020400）资助下历时 5 年完成的。
多年实验室试验和动物试验表明，半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体是一种很有
产业化前景的医用表面修复材料，它具有以下特点：
（1）润滑性能良好（摩擦系数 ，磨损系数小于 10-7mm3/Nm）;
（2）充分的吸震能力（含水率 70％－80％，多微孔）；
（3）很好的生物相客性；
（4）弹性大，强度高（压缩模量 14MPa，压缩强度 4MPa）；
（5）能与宿主骨（软骨下骨）牢固连接（界面剪切强度 1MPa）。
●应用范围
半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体的结构和性能非常接近于人关节软骨，其主要
用途是在矫形外科手术中用于修复或替代关节软骨。典型产品为厚度 2~3mm 的
平板状水凝胶弹性体（白色、不透明、触感类似于橡胶）。
●经济效益及市场分析
样品售价 400 元／件；最小投资 300 万元人民币；回收期为 3 年；经济效
益 100 万元／年。目前，国内每年有 2 万关节病患者需实施外科手术，大多数
骨性关节炎和关节软骨严重损伤的患者都应进行软骨修复和替代，但由于缺乏
合适的人工关节软骨材料，只能置换全关节。一副从国外进口的人工关节平均
价格为 5000 美元，而半晶聚乙烯醇水凝胶弹性体售价仅 400 元／件。如采用这
种医用生物材料修复或替代关节软骨，则不但能给企业带来 100 万元／年的经
济效益，而且可为国家节约外汇 9000 万美元／年。
SHS－离心法制备陶瓷复合钢管
●项目简介
自蔓延高温合成（Self-propagating High-temperature Synthesis, 缩写 SHS），
也称为燃烧合成，是利用化学反应放热合成材料的新技术，具有省时、节能、
产品纯度高等特点。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管利用 Al 和 Fe2O3 之间的自
蔓燃反应 2Al＋Fe2O3℃2Fe＋Al2O3＋836kJ，反应放热使 Fe 和 Al2O3 均熔化，在
离心力作用下 Fe 和 Al2O3 两相由于比重差异产生分离，Al2O3 浮在表面，凝固
后在钢管内形成陶瓷衬层。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管，在 863 计划“八五”
和“九五”的支持下，经过近十年的努力，开发了陶瓷复合钢管的工业化技术和
装备，获国家发明专利 ZL901077443。已形成规模化生产的成熟技术，生产工
艺主要由钢管加工、粉料的准备和复合管的合成等过程组成。目前已能生产出
各种规格（℃20~℃820mm）的陶瓷复合钢管、弯头、三通及四通等。成果已通
过部级鉴定，产品性能达 90 年代国际先进水平，并荣获国家技术发明四等奖、
教育部科技进步二等奖。SHS－离心法制备陶瓷复合钢管被列为国家高技术 863
计划新材料领域的重点产业化项目,以北京科技大学为技术依托单位的“陶瓷内衬
钢管”项目，被列为国家科委九五科技成果重点推广计划的 206 个工业项目之一
（编号 98040102A）。
●应用范围
陶瓷复合钢管具有优异的耐磨、耐蚀、耐热、抗热冲击和抗机械冲击综合
性能，陶瓷硬度 Hv1300，压溃强度 300MPa，结合强度 15MPa，耐蚀性（在 HCl
中）
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筑等行业，可用于煤粉、灰渣、矿粉、尾矿、回填料、焦炭、水泥的输送，以
及铝液、腐蚀介质的输送。用作耐磨管寿命是普通钢管的 5～20 倍，稀土耐磨
钢的 3～5 倍，铸石管的 3 倍。高炉煤粉喷枪的寿命提高 4 倍。另外陶瓷复合钢
管重量轻，并可采用焊接、法兰或柔性快速接头联接，能降低工程造价。
●经济效益及市场分析
以年产 1000 吨半自动化生产为例，需要最小投资为 180 万元。目前陶瓷复
合钢管的市场售价为 10000－14000 元／吨。正常生产销售，一年即可收回最小
投资。
双金属复合材料双结晶器连铸新技术
●研究开发背景
由于双金属复合材料铸造成形具有易于实现批量化、连续化、自动化生产，
降低生产成本，应用范围广等优点，研究开发和应用受到越来越广泛的重视。
现有双金属复合材料连续铸造成形方法可以分为两大类：（1）使用已成形的芯
材对其进行包覆的包覆铸造成形法；（2）将两种金属同时注入同一个结晶器内
进行成形的双流铸造法。
包覆铸造成形法的典型代表为用于复合轧辊成形的 CPC 法，其原理如图 1
所示。这种方法的主要缺点是预处理工艺复杂，获得具有良好复合质量的界面
较困难。
图 1 CPC 法的工艺原理 图 2 双金属双结晶器连铸技术原理图
芯材金属
芯材结晶器
测温仪
保护环
包覆层金属
感应加热圈
包覆层结晶器
牵引辊
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1-底盘；2-结晶器；3-包覆材料；4-加热线圈；
5-耐火材料；6-预热线圈；7-保护涂层；8-芯部材料
有代表性的双流铸造法是双流浇铸连续铸造制备梯度材料的方法，其主要优
点是界面质量好，可以制备具有梯度过渡层的复合材料；其主要缺点是技术难
度大、适用范围窄、包覆层厚度控制困难。
为此，本课题组开发了采用双结晶器一次铸造成形双金属复合材料的方法，
其基本原理如图 2 所示。在上结晶器（芯材结晶器）内连铸凝固成形的芯材，
在保护环的保护作用下，保持表面无氧化、无夹杂、无油污的状态，直接进入
下结晶器（包覆层结晶器），热态连铸包覆层。该方法具有工序简单、节能降耗、
适用范围广、复合界面良好等优点。
●应用前景
（1） 电子电工材料：如铜包铝高频导线、铜包钢电话线（国外采用镀铜方
式）。
（2） 耐蚀与阳极保护材料：如钛包铜导电排、镁阳极；
（3） 双金属轧辊，以及有如不锈钢包覆碳钢等装饰性、耐蚀性结构材料；
（4） 双金属管：如医药、食品、石油化工用双金属管材等。
●成果水平、所处阶段
拥有自主知识产权，已完成实验室研究工作，可以进入中试工作。
石油化工腐蚀与防护规范化专家系统
●项目简介
近年来，由于我国大量进口中东原油和原油日益劣化，原油呈高酸、高
硫、高含水量变化趋势，使炼油设备的腐蚀问题日趋严重。
本项目组长期以来承担过多项石油化工腐蚀与防护方面的项目，进行了大
量的实验室和现场研究工作，为石油化工厂的安全、高效生产以及设备安全、
平稳运行提供了有效的检测、评估和预防、修复的方法、手段，研究成果的应
用产生了巨大的经济效益。
自 98 年以来，在石油化工腐蚀与防护方向，主要承担的部级项目有：炼油
化工腐蚀规范化管理专家系统，98-2000 年；欧共体尤里卡项目—材料腐蚀失效
分析方法与系统软件，98-2000 年；石油化工防腐蚀综合技术开发，2000-2002
年。并且完成了多项石化设备腐蚀机理研究、腐蚀失效分析及现场金相检测。
其中“炼油化工腐蚀规范化管理专家系统”的研制为炼油厂设备腐蚀状况的有
效监检测和规范化管理提供了有利的手段，该系统可对腐蚀趋势进行客观合理
地预测，减少腐蚀事故的发生。该项目于 2001 年获得部级三等奖。计算机的发
展与普及为炼油厂设备腐蚀与防护管理的规范化提供了可能和保证，而神经网
络、专家系统、FFS（适应性评估）技术的完善和发展，为设备腐蚀评估与防护
65
趋势预测提供了先进的方法。炼油化工腐蚀规范化管理专家系统在现有的设备
管理数据库的基础上，依据现有的设备腐蚀档案、设备结构和参数以及设备生
产状态，采用上述理论对设备的腐蚀趋势、腐蚀速率及安全运行状态进行较为
合理客观的在线评价，在此基础上有针对性地给出防腐或安全运行参考建议，
并在实际生产中得到了成功应用，为安全生产、设备维护提供了有效的帮助。
●应用范围
石油、石油化工及其相关行业中的腐蚀监控、腐蚀失效分析、设备或构件
的安全评定、腐蚀行为机理研究、防蚀方案设计。
●经济效益与市场分析
石油化工设备多数成本很高，属大型设备，因腐蚀失效引起的非计划性停
产一天往往就会造成几十万甚至上百万的损失，对设备进行定期或实时的检测、
监控，不仅有利于设备管理，而且可以有效防止非计划性停工。设备或构件的
安全评定技术可以在检测、分析的基础上，根据设备具体情况合理制定检修周
期，可以节省大修费用、降低生产成本，为安全生产提供保证。腐蚀行为的机
理研究与防蚀方案设计可以延长设备使用寿命，经济效益巨大，市场前景可观。
提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术
●项目简介
提高金属表面耐磨耐蚀的双辉渗金属技术是由太原理工大学和北京科技大
学联合研制开发的基于提高合金表面耐磨耐蚀的一种新型的表面改型技术。该
技术于 1985 年获得美国专利，而后技术发明人徐重教授又对该项技术进行了系
统的研究和进一步完善。双层辉光渗金属技术是等离子表面冶金新技术，其基
本原理是利用低真空条件下的气体辉光放电所产生的等离子体，使普通材料表
面形成具有特殊物理化学性质的合金层，合金层中合金元素含量可以在百分之
几到百分之九十以上的范围内变化，合金层厚度可以达到数百微米，如在普通
钢表面形成高速钢、不锈钢和镍基超合金等。由于双层辉光渗金属技术是低温
等离子技术与传统渗金属技术的有机结合，渗层是依靠扩散方法形成的，合金
元素在表面与基体之间成梯度分布，渗层与基体之间是靠形成合金结合起来的，
因此结合非常牢固，渗层不易脱落，这是金属涂镀技术所不及的突出优点。由
此，该项技术开创了表面冶金新领域，具有广阔的市场应用前景。
本项目的研究和研制开发工作是在国家“863”计划资助下完成的。
●应用范围
可以通过不同的源极设计，利用双辉渗金属技术对材料进行表面改性，可
以按用途不同分别获得提高材料表面耐磨、耐蚀、以及耐磨耐蚀的材料。如采
用该技术在普通碳钢锯条上沿齿廓形成性能接近高速钢的合金表面层，其综合
性能可以与当今世界先进工业国家锯切工业中广泛应用的双金属锯条相媲美。
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无机富锌涂料及无机富铝涂料
●项目简介
该产品是以水性硅酸盐为主要成膜物质，锌粉、铝粉为主要填料配置而成。
是一价廉质优的重防腐涂料体系，其具有如下特点：
良好的阴极保护作用；
极佳的抗渗作用；
耐热、耐水、耐油性能突出；
无毒、无味，不存在生产和施工中对操作人员的伤害；
以水为溶剂，不存在污染环境的问题
生产工艺简单。
该涂料体系曾作为“汽轮发电机护环应力腐蚀防护技术” 项目通过国家电
力总公司鉴定，并于 1999 年获华北电力集团公司科技成果一等奖。
●应用范围
适用于桥梁、海洋港口设施、交通运输机械、电力系统、石油化工装备、
水闸、船舶、市政建设等钢结构的防腐保护。
●经济效益及市场分析
基本投资预算：设备 10～１５万元；
生产车间：50 平方米
库房(成品及原材料)：50-100 平方米
流动资金：5-10 万元
●经济效益分析
按年产 100 吨涂料计算，
涂料名称
项目
无机富锌 无机富铝
售价（万元/吨） ~ ~
年销售收入（万元） 220~240 200~220
原材料成本（万元） 88~ ~
利润（万元）（税后） 20~22 ~
先进电子铝箔生产技术
●项目简介
优质电解电容器用阳极铝箔是生产高比电容电子铝箔的关键材料, 而相应
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高性能电解电容器的生产技术是包括计算机、家用电器、高新工业电子设备在
内的电子工业发展的关键技术之一。电子铝箔的核心问题是控制铝箔的加工质
量、织构、晶粒组织、成分等因素, 进而可借助后续腐蚀工艺获得使表面积增加
几十倍，从而在不增加体积的条件下大大地提高电容器容量。目前，全世界每
年估计要消耗数十万吨的电子铝箔，其中约半数在亚太地区。日本和欧洲是电
子铝箔的主要生产地。中国电子铝箔的生产和消耗量正在不断增长。
电子铝箔的生产具有很高的技术含量和附加值，因而是铝加工行业关注的
产品品种。长期以来，国外企业利用在技术、资金、经营、市场等方面的优势
在该领域占具了统治地位。但是近几年来，中国政府和相关加工企业投入大量
资金与技术力量，与北京科技大学合作对相关产品进行了开发研究，取得了可
喜的成果。北京科技大学在该技术领域先后获得四项国家发明专利, 所开发的高
技术产品获得 1999 年度新疆维吾尔自治区科技进步一等奖。国内许多企业在北
京科技大学所开发技术的支持下, 利用原料和装备成本上的优势, 迅速生产出优
质廉价的产品, 受到市场普遍欢迎; 产品性能达到国际先进水平而产品售价为进
口价格的一半, 对国外生产企业造成了巨大的竞争压力。目前进口产品价格上升
的趋势受到有效的遏制，并呈现出打入国际市场的趋势。
●应用范围
本项目所开发电子铝箔生产技术适用于生产电解电容器用阳极铝箔, 包括
高压阳极箔和低压阳极箔, 并涉及许多不同要求的品种。这类电子铝箔主要用于
生产各种耐压水平和各种容量水平的铝质电解电容器。
●经济效益及市场分析
本项目开发技术所生产电子铝箔的成本约为 3 万元/吨, 低压箔的售价为
4-5 万元/吨, 高压箔的售价为 5-6 万元/吨; 而进口低压箔的价格约为 7 万元/吨,
高压箔的价格为 8-9 万元/吨。因此本产品不仅具有较好的市场回报率, 而且具
有明显的打入国际市场的前景。
生产规模以年产 2000 吨以上为宜。投资新建全部生产设备、生产技术转让
及人员培训等估计需要八千万元。如果能够利用现有设备，则可以大幅度地降
低前期投资。北京科技大学内“高效轧制国家工程研究中心”可承担相关设备的
设计与制造。
本项目前已成功向国内三家企业转让, 总计约年产约六千吨, 产品供不应求。
新型高效析氧不溶性阳极
●项目简介
电解、电镀、电铸、污水处理、腐蚀阴极保护等电化学工程中阳极不可缺
少。近来，产品的质量、特别是生产的高速化的需求，长寿命的不溶性阳极的
应用急剧扩大。从节能、节约材料、不污染环境等对于所谓“绿色材料”的要求，
长寿命且能使电极反应活化能降低即具有电化学催化性能的不溶性阳极被广泛
需求。新型不溶性阳极是在钛基体上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化
物涂层，涂层中并含有高稳定性的阀金属氧化物。新型不溶性阳极具有高电化
学催化性能，寿命与铅阳极相当，析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约 0．5 V，
节能；稳定性高，不污染镀液；重量轻，易于更换。新型不溶性阳极的析氧过
电位也比镀铂不溶性阳极低，寿命提高 1 倍以上。
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●应用范围
我国制造汽车、建筑、家电及食品饮料容器用涂镀层钢板高速电镀锌、高
速电镀锌锡生产线在我国有 20 余条，其中 13 条高速电镀锡生产线用不溶性阳
极全部为进口。而这些生产线使用氧析出过电位大电化学催化性能低的铅合金、
铸铁、铂等不溶性阳极，存在镀液污染。此外，常规电镀、电解污水处理等方
面毒性的铅合金不溶性阳极还被使用。所以，高效析氧不溶性阳极在电化学工
程方面有良好的应用领域。
●经济效益
国外一条高速电镀锌生产线所用的高效析氧不溶性阳极卖价高达近 150 万
美元。
生产投资估计:
建立一条高效析氧不溶性阳极生产线估计所需资金：
名称 经费（万元）
1）高效析氧不溶性阳极生产线 80
2）质量检测仪器 40
3）生产原料 20
总计 140
锌－镍合金电镀技术
●项目简介
锌的标准电极电位为，是典型的钢铁基体牺牲阳极保护镀层。锌合金镀层是电
镀锌镀层的进一步发展，通过加入镍、锡、钴、铬等合金元素，在成本增加很少或不增加
情况下，不仅保持了锌镀层的牺牲阳极保护特性，又可使镀层的性能、尤其是耐蚀性可获
得大幅度提高。
锌镍合金电镀技术是锌合金镀的一种。含镍 25~30%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能
均好但内应力大，含镍 10~20%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好，抗海水和抗湿能力
比锌高 6~7 倍，含镍 7~9%的锌镍合金镀层镀后可成型加工，易于钝化。
北京科技大学开发了以下两类锌－镍合金电镀技术。
（1）锌－镍合金镀层高速电镀技术
锌－镍合金镀层钢板作为制造汽车用高耐蚀性表面处理钢板 80 年代起被重视，为此开
发了锌－镍合金镀层钢板的高速电镀技术。
高速电镀技术采用简单的硫酸盐类镀液体系，在使钢板以 100 米/秒左右的速度高速运
行下，以 50 安培/平方分米以上的高电流密度进行电镀。电流效率达 95%以上。
镀层含镍 10~20%，镀层相结构为耐蚀性最好的单一γ相，组织细密，外观呈青白色金
属光泽，镀层耐蚀性是电镀锌镀层的 5 倍以上。
（2）常规锌－镍合金镀层电镀技术
开发的常规铵盐类弱酸性镀液体系锌－镍合金镀层电镀技术获得了国家专利。以 1~5
安培/平方分米的电流密度进行电镀，镀层光亮，色调与不锈钢相仿，但成本低。所得锌镍
合金镀层的耐蚀性是电镀锌镀层的 5－10 倍，而且耐热性比镀锌层大为提高。
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●应用范围
作为汽车车身及其它机械设备、部件的高耐蚀性防护层，提高原镀锌部件
的耐蚀性。可作为仿不锈钢装饰耐蚀镀层，也可作为微波炉腔内体耐热装饰防
护层，也可用于冰箱的冷凝、散热部品等。
智能荧光粉制造技术
●项目简介
萤火虫一直为人类带来种种幻想。荧光材料科学地仿真了荧光，在石油资源越来越少
而提倡节约能源的现代社会越来越广泛地受到关注。
但以往的荧光粉必须经长时间日光照射后，夜间才能发出荧光。这个原因极大地限制
了荧光材料的应用。
北京科技大学开发了一种智能荧光粉的制造技术。制造设备简单，投资少。使用本技
术制造的智能荧光粉克服了以往的荧光粉必须经长时间日光照射后，夜间才能发出荧光的
缺点，只要经日光照射数分钟即能在暗处发生荧光数小时，且可激发性好，即使室内灯光
照射也能激发发生荧光。
而且，本荧光粉是环保型的，荧光粉发光稳定，无毒，无放射性。
本荧光粉耐蚀性好，耐酸耐碱。
●应用范围
所开发的智能荧光粉以上所述的性能为其应用奠定了基础，使其具有广泛
的应用空间。
智能荧光粉主要作为暗处、夜间的发光指示材料。比如：
1）用于制作夜间发光指示标志
可与油漆混合制作荧光漆料，用于标牌，广告，钟表，地面交通标志线等
夜间的发光指示。
2）用于制作夜间发光装饰建材
可用于建筑材料，如与板材、地砖等表面为伍制作发光板、发光地面等，
在夜间代替电灯，节能并装饰建筑物。
3）用于制作夜间观赏商品
可用于玩具，室内装饰用摆设品，礼品，钓鱼杆，演唱会观众手舞棒等等
一些夜间发光、观赏等小商品。
●经济效益
每公斤制造成本只需约 100 元和约 200 元两种类；而国际市场价格每公斤
约 1200～1500 元。
新型环保夜光材料
●意义与简介
发光材料一般可以分为两类：荧光材料和磷光材料。荧光材料的特点是在外
在光线或射线照射下会发光，当外在光线或射线消失后就不会发光。而磷光材
70
料的特点是在外在光线或射线消失后仍能长时间地发光。也就是说，荧光材料
和磷光材料的主要区别在于它们的余辉时间不同。所以，荧光材料又可以称作
为增光材料，而磷光材料又可以称作为夜光材料。荧光材料常用于显示屏、灯
管、公路交通反光牌等。磷光材料则多用于夜光钟表、暗处指示等。
很久以前，人们就能制造各种各样的夜光材料，不过绝大部分都因为性能太
差得不到广泛的应用。近百年来，工业上生产和使用的夜光材料主要是“硫化锌：
铜”。“硫化锌：铜”的最大缺点是余辉时间较短，只有 3 小时左右。为了利用“硫
化锌：铜”作夜光材料，人们就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的
射线来刺激“硫化锌：铜”持续发光。由于放射性元素对人体健康的危害，“硫化
锌：铜”夜光材料的应用受到很大限制。现在基本上不再允许生产夜光手表就是
这个原因。除了国防军用如坑道等场合外，很难看到“硫化锌：铜”的踪迹。
近年来，夜光材料的研究出现重大突破，发现了一种新型的稀土夜光材料。
这种稀土夜光材料的发光强度高，余辉时间长，比“硫化锌：铜”的指标要大 10
倍以上。
新型稀土夜光材料十分稳定，其性能长时间受光发光后不会发生变化。而“硫
化锌：铜”则不够稳定，在有湿气时容易变黑，性能降低。新型稀土夜光透明性
较好，其粉末显淡黄色。比重为每立方厘米为 克。由于不再需要加入放射性
元素，所以对人体健康毫无害处。
●产业化关联度分析
由于以往对“硫化锌：铜”的使用限制，人们在日常生活中无法使用夜光材料。
可以预见，随着新型稀土夜光材料的不断推广，它必将越来越广泛地出现在人
们的日常生活中，其应用前景非常远大。应用领域有：涂料、钟表、电话按键、
野外仪表、收音机、照相机、电影院座位号码、紧急出口指示、家庭装饰、电
源开关位置、钓鱼器械、帐篷、头盔、登山用品，街道门牌号码，等等。售价
为每公斤 700 元左右。
●技术成熟程度
北京科技大学材料学院已经研究成功新型稀土夜光材料，并能批量生产。技
术上已无任何问题。如果在大规模生产和原料保障上解决一些问题，有可能进
一步降低成本。
尚需开发的工作及可预见成功度：
建立较大规模的粉末生产设备，开发成系列的新的应用产品。
因为本项目完全是新出现的技术，成功与否的主要问题在于打开市场。
下游产品开发的方向：
现在开发的 夜光有机玻璃，夜光锁，夜光自行车标志，正在申请实用新型
专利。 并且正在开发其他夜光材料的应用产品。
新型净水剂——聚合硫酸铁（代号 PFS）
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●项目简介
PFS 系无机高分子聚合物，分子式为[Fe2(OH)n(SO)3-n/2]是一种无毒、无污染、
絮凝力强的高效净水剂，是我校研究的新成果，已获三项国家发明专利均被美
国《化学文摘》所摘登。1992 年已在我校首次转让的厂家进行国标审定，国标
号为 GB--14591--93；1993 年北京市科委颁发给高新技术产品证书；同年，原冶
金部授予科技进步四等奖；1994 年国家环保局环境保护科技成果完成者证书；
1996 年国家的产品为火炬计划产品。本生产方法已在国内转让十六家，工艺成
熟，产品质量优异、稳定。
●应用范围
由于 PFS 具有强烈中和悬浮微粒的电荷的能力，能水解形成核心，多分支的
具有巨大表面的水解产物--矾花，它必然发生物理和化学的吸附作用，因此，它
对污水中的 COD、BOD、SS、臭味、色度及部分重合金属离子均有很好的去污
效果。PFS 不仅可应用于生活原水、工业用水的净化，还广泛应用于处理各种
生活污水和工业废水。PFS 对污水的处理，既可采用沉淀工艺，亦可用于气浮
工艺。
●经济效益及市场分析
本项目设备投资小，原料低廉，生产过程反应周期短，产量大，能耗低，
劳力少，所以产品成本低。由于地区原料价格有异，故成本约为 250--350 元/吨，
而销售价格都在 800 元/吨以上，经济效益十分可观。随着科学的进步，对人体
的心脑肝肾有害的旧的净水剂正不断被淘汰，新型净水济正取而代之，随着人
民生活水平的提高，自来水已流入广大乡村。特别在我国加入 WTO 之际，国
人环保意识空前提高，因此，有人生活之地，建有工厂的地域，净水剂会象生
活百货一样走进城乡的每一个角落。
新 型 连 铸 用 耐 火 材 料
——浸入式水口、长水口和整体塞棒
●项目简介
北京科技大学荣源连铸耐火材料研究发展中心采用最新科技自主研制开发
的新型连铸用耐火材料——钢包至中间包的长水口，中间包内的整体塞棒和从
中间包到结晶器的浸入式水口。本项目产品以市场为导向，特别开发了国内首
创的使用无碳内壁浸入式水口和长寿命水口，将增加钢铁工业所需优质、节能、
长寿和绿色型耐火材料生产量，满足洁净钢和高效连铸对连铸耐火材料要求。
配套建设了最先进的生产线，产品技术性能领先，质量优异，在低成本的生产
条件下产品价格低于进口同类产品，将在国内市场竞争中处于优势地位，同时
可取代部分进口同类产品。本项目获得辽宁省科技进步一等奖。
●应用范围
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新型连铸用耐火材料与连续铸钢工艺技术溶为一体，用于连续铸钢中钢水
保护浇铸和控制钢水流量，其特点是要求材料高性能，属于耐火材料高技术领
域。无碳内壁防堵塞浸入式水口用于洁净钢连铸中。
●经济效益及市场分析
产品根据品种的不同，售价在 3~5 万元/吨，投资回收期在达到产量后 3 年，
目前无碳内壁浸入式水口和长寿命水口填补国内空白，可以替代国外进口产品。
新 型 高 炉 陶 瓷 杯 材 料
——塑性相结合刚玉复合砖
●项目简介
北京科技大学材料科学与工程学院与巩义市中原耐火材料有限公司等单位
合作采用最新科技自主研制开发的塑性相结合刚玉复合砖是一种最新型的高技
术的高炉炉缸用陶瓷杯耐火材料，它是采用金属与非金属结合在一起的复合材
料，优于广泛使用的 Sialon-Al2O3 制品。在原刚玉碳化硅复合砖中添加金属塑性
相研制而成，砖中塑性相与陶瓷基质复合，提高了材料的韧性；活泼的金属相
在高炉气氛中可以原位生成氮化物、氧氮化物及其复合物，大大提高了耐火材
料的强度与抗渣、铁侵蚀性能。金属塑性相结合刚玉复合材料的具体特点如下：
1)具有优良的物理及力学性能和很高的抗铁水渗透和冲刷的能力；2)材料具有良
好的抗热应力的能力；3)制品具有很高的抗渣、铁及碱的能力，材料的抗铁水
侵蚀指数为 0%，抗炉渣侵蚀指数为 %，抗碱侵蚀评价达"优℃"；4)具有自
修复、自生成抗渣铁侵蚀层的材料。具体指标为，体积密度：
耐压强度： 132MPa，高温抗折强度：（1400℃×30min），抗渣侵指数：
%，抗铁侵指数：0%，抗碱侵评价：优(U)。经权威机构查询，该项技术属
国内外首创，生产的产品达到国外相似产品的领先水平。该产品荣获河南省科
技进步二等奖。
●应用范围
高炉炉缸。
●经济效益及市场分析
产品根据品种的不同，售价在 1 万元/吨以上，投资 800 万元，回收期在达
73
到产量后 4 年。
新型稀土磁性蓄冷材料
●成果成熟程度
实验室成果
●成果特点
磁性蓄冷材料是在 90 年代初被发现的。这些材料用于制冷机中后，使得商
用制冷机的温度可达 2K，效率有了突破性提高（以往这种制冷机中使用的蓄冷
材料只有铅，但是因为铅的比热容在 15K 以下急剧下降，使得小型制冷机在 10K
温度以下制冷效率几乎为零，商用制冷机的最低制冷温度在 8K 左右）。使用磁
性蓄冷材料的最大特点在于不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气
体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料。
Er-Ni 系列磁性蓄冷材料的指标：
比热容峰值：5K℃20K；
在 10K 以下的比热容峰值为 ℃
4K 到 20K 的比热容积分∫CdT 是
●成果的适用范围
新型稀土磁性蓄冷材料已经用于小型回热式低温气体制冷机产品中。这种制
冷机的制冷温度在～20K，一般用于医用核磁共振成象仪、磁悬浮列车和超
导发电机中冷却其大型超导磁铁、用于量子干涉仪（SQUID)、射频天文望远镜
的传感器探头和军用红外探测器中以提高其灵敏度，并用于低温冷疑高真空泵
中等等。使用了这种新型稀土磁性蓄冷材料替代传统蓄冷材料以后，可以使医
用核磁共振成象仪等不用灌注液氦，每年仅每台医用核磁共振成象仪就可以节
约16万人民币。
●市场前景预测和经济效益分析
产品在小型回热式低温气体制冷机中做蓄冷材料使用。主要销往国外。国际
报价为蓄冷小球8000到10000$/kg。估计成本为30000-40000人民币/kg。目前我
们的颗粒产品已供给各国有关人员实验用，熟悉美国，日本的使用该材料的公
司。
YYY 型三辊轧机冷连轧丝线材技术型三辊轧机冷连轧丝线材技术型三辊轧机冷连轧丝线材技术
● 项目应用范围
采用冷连轧法生产线、丝材是北京科技大学在国内率先研究成功并推广的一
项新技术。其关键设备是 Y 型三辊冷连轧机组，具有生产效率高；产品变形均
匀、综合机械性能优良，总变形量大；可减少中间退火和酸洗工序。适用于中、
高碳素钢丝、合金结构钢丝、实心焊丝、药芯焊丝、轴承钢丝、不锈钢丝、精
密合金丝以及有色金属和合金等各种光圆的和异型的丝线的生产。
●技术特点
74
用主动式 Y 型冷连轧法生产丝线材与传统的冷拔法相比，具有以下特点：
变形区金属受到三向压应力作用，无拉拔变形的拉应力，有利于材料塑性潛
能的发挥，产品延伸率较高，特别适用于连铸盘圆坯的延伸轧制；适用于难
变形金属的加工。
无需预先多次压尖，主动旋转的轧辊自动咬人盘条，操作十分方便；
主动连轧的原料可以是盘圆也可以是直条，轧出的产品呈直条状，既可进行
盘卷收钱（盘径随意可调），又可得到直条产品，方便用户使用；
原料不要求酸洗和润滑涂层处理，采用直径 14 毫米的连铸合金线坯，通过
连轧得到直径 6 毫米以下的盘卷，省去了中间的退火和酸洗工序。因而显著
地节约能源，提高成材率，减少或消除废酸的污染；
采用乳化液对轧辊、齿轮，轧件冷却润滑，循环使用，减少粉尘污染，无“三
废”；
微型轧机，设备紧凑，占地面积少，每条生产线的操作人员只需 2 人；
●技术水平、经济效益
我国第一台 Y 型三辊冷连轧机是由北京科技大学自行设计、制造。1989 年
Y 型三辊轧机冷连轧丝线材技术就通过了原冶金部组织的技术鉴定，专家组认
为：“工艺稳定，产品质量符合要求，工艺技术具有先进性和实用性，是对传统
的拉丝生产工艺和设备的一项重要改革，在主要技术方面达到了国内领先和国
际八十年代的先进水平。”经过多年研究和生产实践，工艺优化的第二代轧机已
在北京、上海等地成功推广使用。Y 型三辊轧机冷连轧丝线材技术是一项成熟
的生产工艺，八十年代以来，在意大利美国德国等已普遍采用。实际生产证明，
采用钢丝冷连轧新工艺代替传统的粗拉和中拉生产各种光圆和异型的丝线材，
其经济效益显著提高。
主动式 Y 型三辊冷连轧带肋钢筋生产线
●技术特点、应用范围
主动式 Y 型三辊冷连轧冷轧带肋钢筋生产机组是在我校第二代 Y 型轧机
基础上开发成功的，目前已形成三种机型，可高速连续生产φ5～12mm 符合
GB13788—92 标准的冷轧带肋钢筋，其中 KD2 型是专门生产大规格φ6～12mm、
高强度、既可盘圆收线又可定尺直条钢筋的生产线；年产量 15000 吨左右。
该生产线的生产工艺流程是：热轧盘卷或直条→机械除鳞→冷连轧减径刻
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痕成型→消除应力矫直→成品收线（盘卷或直条）。与被动辊拔法相比：轧机采
用主动旋转的轧辊主动咬入盘条，减径和刻痕变形一次连轧完成，没有辊拔法
压尖或抬辊压辊、穿模等手工操作，操作十分方便；轧辊交替布置，实现无扭
连轧，轧制速度高达 4m/s；轧机短应力线设计，刚度高，便于盘卷收线，又可
在线定尺直条剪断收钱；设备紧凑，占地面积少。操作人员 3—5 人，无三废污
染。
该生产线生产的冷轧带肋钢筋是一种新型高效建筑钢材。是建设部“九五”重
点推广产品。广泛应用于房屋建筑、高速公路、机场、码头、铁路、桥梁、隧
道、电站、管道、电线杆、市政工程等多种建设工程。属建筑钢材生产，金属
线材深加工行业，适合中小企业、乡镇企业、个体企业的“短平快”项目。
●技术水平
该技术是在我校成功推出第二代 Y 型三辊冷连轧机组的基础上，研制成功
的，率先在我国建成了第一条主动式冷连轧带肋钢筋生产线，从根本上解决了
被动辊拔法难以生产大规格高强度定尺直条钢筋的难题，95 年通过冶金部技术
鉴定：“该生产线经使用考核，连续运转正常，工艺稳定，冷轧钢筋产品的各项
性能指标均达到国家标准 GB13788－92 要求，是一种新型高效冷轧带肋钢筋生
产线，填补国内空白，属国际先进水平”。获国家教委科技进步二等奖，先后被
列入冶金部、建设部科技成果重点推广项目，同时被列入“九五”国家级科技成
果重点推广计划项目编号 97040302A，该技术专利号为 。
目前该生产线已在北京、深圳、福建、天津、河北、四川等国内十多个省
市投产应用，产品经当地省市建委鉴定认为达到国内先进水平。
●经济效益分析
目前建筑业是我国经济支柱产业之一，冷轧带肋钢筋作为新型高效建筑钢
材，每年需要 500 万吨左右，市场广阔。
冷轧带肋钢筋的生产是以普通热盘条为原料，与热轧盘条差价每吨 600 元
左右（以北京地区 98 年为例），其中加工销售成本约 200 元／吨左右，以年产
量 万吨计，年获利税 600 万元左右。
●社会效益分析
与普通热轧盘条或低碳冷拔钢丝相比，冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好、
与混凝土握裹力强（比光圆钢筋大三倍）等优点，从根本上解决了光圆钢筋因
粘结性能差引起的质量问题；小规格冷轧带肋钢筋用于建筑中代替光圆钢筋可
76
节约钢材 20%左右，大规格冷轧带肋钢筋用于现浇工程中可节约钢材 36%左右、
同时还节约了水泥，省去弯钩，方便施工，加快施工进度，提高建筑物的安全
性。如在全国每年 亿平方米城市住宅建筑中推广应用，每年可节省钢材 80
万吨，节省水泥约 60 万吨，社会效益十分显著。
该生产过程无“三废”污染。
●生产规模、投资及回收期
不同型号生产线产品规格范围、产量不同，年生产能力一般在 万吨左右，
机电设备、厂房、流动资金一般在 100 万元左右，半年可收回全部投资。
●接产条件
不同型号生产线机电设备占地面积 15×6=90 平方米左右，电容量 140～
180KW；操作人员 3～5 人；原料为普通热轧盘条；对水、气没有要求
真空密封造型铸造技术及设备
●项目简介
℃基本工艺：
真空密封造型铸造是一种不用粘结剂、水和其它添加剂，而是应用塑料薄膜
和抽真空进行造型的铸造技术。其工艺：烤塑料薄膜→模型覆膜→喷涂料→套
砂箱→加干砂子→震动→砂箱覆膜→抽真空→起模→合箱→浇注→冷却→撤真
空落砂→取出铸件。
℃工艺特点：
所生产的铸件表面光洁、轮廓清晰、尺寸精确、铸件内在质量好；金属利
用率高；设备简单，一次性投资少；原料和动力消耗少；模型和砂箱使用寿命
长；工作环境较好。
℃成熟程度：达到生产中成功应用程度。
℃获奖情况：
“特种耐热钢铸件技术在窑尾预热分解系统的应用开发”，1998 获国家建
筑材料工业局，部级科技进步 3 等奖。
℃授权专利：
一种抽气和箱带一体的真空密封造型砂箱，专利号：
可调面积、功率和位置的模型薄模加热器，专利号：
一种轧辊真空密封造型工艺，专利号：
℃项目来源：
国家八五重大技术引进消化吸收一条龙项目：“日产 4000 吨水泥装置”的
子项“新型耐热特种铸钢内筒开发”。
●应用范围
适合于铸造合金、各种铸件批量的生产。尤其适用于大、中型比较精密铸件
和表面不需要或难于机加工铸件的生产。
●经济效益及市场分析
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由本技术特点决定，生产的铸件质量好、消耗省、成本低、污染少、环境好，
有重大的经济效益和市场前景。
铸渗表面合金化复合导卫板
●项目名称
●项目简介
导卫板是轧钢厂消耗量很大的易损件之一，是轧件进入和导出轧槽的关键控
制件之一，其使用寿命直接影响轧机的生产效率。导卫板工作时，与高温轧件
接触并做相对高速运动，高温氧化磨损和疲劳剥落是主要的失效形式。要求制
作导卫板的材料不仅具有良好的抗高温氧化性能和抗高温磨损性能，而且还要
有良好的韧性，以满足抗冲击的要求。普通导卫板使用寿命低，更换频繁，因
此直接影响线材轧机生产作业率和人身安全。
本项目是通过新型的铸渗表面合金化工艺开发一种层状复合材料的导卫板，
将合金粉末或陶瓷颗粒等预先固定在型壁的特定位置，通过浇注使铸件表面具
有特殊组织和性能的的耐磨、耐热高合金层，而基材具有良好的韧性能承受大
冲击力。目前已经成功开发以 40Cr 合金钢为基材铸渗合金层的厚度为 5mm 复
合导卫板，其铸渗合金层与母材 40Cr 合金钢的界面结合良好。
●项目的特点
1) 采用一种无粘结剂合金粉末熔渗工艺的铸渗方法，克服目前普通铸渗表
面合金化工艺稳定性差、表面质量欠佳、在结合面或铸渗层易产生气孔
夹杂等缺点；
2) 采用特殊的合金粉末封装预埋措施和合理的合金粉末的配比，保证铸渗
表面合金化层与基材的良好结合；
3) 合理的合金粉末和基材层的成分设计，保证合金化层获得优良的抗氧化
性能和抗高温磨损性能，基材层具有足够的韧性和强度；
4) 这种铸渗表面合金化工艺具有不需要专用的处理设备、表面处理层厚、
生产周期短、成本低、零件不变形等许多优点。
●应用范围
这种复合导卫板可广泛应用于板材和线材等轧钢厂。该产品适用于小型铸造厂
生产，需要电炉熔炼设备和热处理设备。
●经济效益及市场分析
该产品市场销售价约 12000 元/吨，吨生产成本为 7000 元，按照年产 300 吨
计算，年产值约 360 万元，毛利 100 万元，最小的固定资产投资约为 30 万元
（不包括厂房）
憎水透气建筑外墙涂料
● 项目简介
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该产品是一种乳液建筑外墙涂料，高硅含量的硅丙乳液以及憎水透气改性剂
的加入赋予涂膜诸多优异的特性：
具有环保品质：水性、无毒、无味，满足时代对建筑涂料
的要求；
高疏水性，憎水角达到 90 度；高透气性，建筑内的水气易
从涂膜呼出；
涂膜与基材的黏结力强、涂膜抗粉化、开裂、起皮性能优
异；
涂膜耐水、耐碱、防霉能力强；涂膜耐候、耐老化、保色、
抗污自洁性能突出；
装饰性能好：涂料遮盖力强，流平性好，涂膜质感丰满、
细腻；
涂料稳定性强：开罐效果好，耐冻融，便于运输、储存；
施工方便：刷涂、滚涂、喷涂均可；
该涂料经国家化学建材测试中心检测，符合 GB/T 9755—1995（建筑外墙
乳胶漆的各项性能指标）一级品性能要求；2 万平方米外墙试涂装，效果极佳；
该涂料是一可与国际同类产品媲美的环保型建筑外墙涂料。
●适用范围
适用于各类新、旧建筑物外墙的装饰和保护。
● 经济效益及市场分析
建筑外墙装饰普遍采用涂料已是必然趋势（欧美发达国家建筑外墙涂料装饰
已达到 90%）。改革开放、市政建设为建筑外墙涂料市场带来好机遇；但品质卓
越，经得住风雨、时间考验的外墙涂料国产的并不多见，多为洋货，其价格高
昂，令人心叹。本产品以高品质、高性能、环保型、低价位等优点，在激烈的
市场竞争中，定会受到广大消费者的青。
● 基本投资预算
设备 10～１５万元；生产车间：50 平方米 ； 库房(成品及原材料)：50~100
平方米； 流动资金：5 万元 ；
按年产 100 吨涂料计算，拟销售市场价： 万元/吨（℃型）， 万元/吨（℃型）
憎水透气外墙涂料℃型 憎水透气外墙涂料℃型涂料名称
项目
金额(万元) 比例(%) 金额(万元) 比例(%)
原材料成本 52
人工费
设备折旧
动力.水等
包装费
管理及其他 20 5 20
税收 (年产值-原材料成本)×17%
总成本
79
利润
总产值 400 100 260 100
铸造贝氏体耐磨钢
●项目简介
冶金矿山、水泥建材、电力、化肥、煤炭、化工、水力及城市建设等行业广
泛使用的耐磨材料主要有两大类，一类是奥氏体高锰钢，其韧性高，原始硬度
低，使用过程中主要依靠奥氏体加工硬化来提高其硬度，在充分加工硬化后，
其硬度由原始 HB200 提高到 HB400—500，在高冲击载荷条件下使用取得很好
的使用效果，但在中小冲击载荷条件下使用，奥氏体不能充分加工硬化，其耐
磨性差。另一类是合金白口铸铁，其硬度高，韧性低，在无冲击载荷下使用效
果好，但在有冲击载荷条件下使用易出现碎裂现象。本项目是北京科技大学材
料科学与工程学院铸造研究所开发的一种在中等冲击载荷下使用耐磨材料，其
硬度和冲击韧性介于高锰钢和合金白口铸铁之间。通过合理的成分设计，在连
续冷却冷条件下的到贝氏体组织。这种贝氏体钢具有良好的冲击韧性和较高的
硬度，其硬度为 HRC 50－56；冲击韧性αk=20－60 J/cm2。其金相组织为：下
贝氏体＋上贝氏体，是取代传统的耐磨钢高锰钢 ZGMn13 的理想材料。其生产
工艺为电弧炉或感应电炉熔炼，砂型铸造，淬火回火热处理，主要的原材料有
废钢和少量的合金，成本低于高锰钢，在中等冲击载荷下耐磨性优于高锰钢。
该项目的主要特点：
1）采用价格低、来源广的锰作为主要合金元素，辅加微量的硼，合金用量
少，成本低；
2）具有良好的淬透性，℃120×200 的钢锭进行试验，其表面到中心硬度变
化均匀，经过金相组织检查在连续冷却条件下其心部为贝氏体组织；
3）淬火热处理时其加热温度比高锰钢水韧处理的加热温度低，节省能量，
且温度易于控制；
4）采用特殊的淬火液，价格低，复用性好，在连续冷却条件下得到贝氏体
组织；
●应用范围
可以应用于生产大中型球磨机衬板、中小型颚式破碎机颚板、锤式破碎机锤
头等产品。
● 经济效益及市场分析
该产品市场销售价约 6000 元/吨，吨生产成本为 4000 元，按照年产 2000 吨计
算，年产值约 1200 万元，毛利 400 万元，最小的固定资产投资约为 100 万元
（包括厂房）。
80
III-V 族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统
●项目简介
III-V 族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统建立并完善了含
Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H 等多元体系的 III-V 族合金化合物半导体热力学数据
库，使之成为当前国际上数据资源相对丰富、可靠程度高的专业型数据库。在
此基础上，应用该计算机辅助分析系统，可采用统一的成分空间表达方式，将
覆盖四元半导体整个成分空间的光电性能（能量间隙或波长）、与相应衬底匹配
的成分条件、以及各种温度下发生溶解间隙的成分范围，投影于一平面，构成
III-V 族半导体体系综合优化图，用以对金属有机物气相外延工艺进行辅助分析、
确定满足优质半导体生长的成分空间、预测外延层半导体的成分等。同时，该
系统还发展了非平衡过程分析研究方法：亚稳平衡处理、条件平衡处理和不可
逆过程分析处理等，这些方法有助于 III-V 族半导体液相外延、气相外延和金属
有机物气相外延工艺过程的热力学分析。
●应用范围
面向光电子材料和器件的研制与生产
III-V 族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统，目前主要是作为
应用研究，服务于有关光电子材料和器件的研制与生产过程中工艺条件的辅助
设计，以促进 III-V 族半导体液相外延、气相外延和金属有机物气相外延工艺逐
步从经验设计迈向科学设计，在相关领域的高技术产业化方面起积极作用。
●技术支持
Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H 等多元体系的 III-V 族合金化合物半导体热力学数
据库；瑞典皇家工学院 Thermo-Calc 相平衡热力学计算软件。
满载快速抗胶合齿轮研合剂
●项目简介
该研合剂可使相应材料副制成的零件在大载荷下进行快速研合。它可用在钢
对钢、铸铁对铸铁、钢对铸铁、钢对青铜及钢对轴承合金等金属材料副的研合
上。研合剂产品在国内是首创，同时具有国际先进水平。满载快速抗胶合齿轮
研合剂是采用特殊的基体、添加剂和触发剂，按特定的工艺制成。它是一种有
机物和无机物经化学作用后呈包溶的混合物，磨料被添加剂包裹住，而且均匀
地分散在有机基体中，不会沉淀和脱离。因此，即使在极大的载荷作用下，磨
粒也不会脱离基体而嵌入工件表面，加上基体本身具有很好的抗胶合性能，所
以研合剂能在满载下快速地研合齿轮而不产生损伤。满载快速抗胶合齿轮研合
剂，现已在工业中的制造和维修领域得到了广泛的应用。该研究成果，于 1988
年 5 月获北京第二届发明展金奖，同年底获国际发明展铜奖，1990 年 8 月获北
京第四届发明展特别效益奖，并荣获 1990 年国家发明奖三等奖。
●应用范围
研合剂除了可以研合各种材料、不同硬度、不同模数的齿轮外，还可以
用在蜗轮蜗杆、轴和轴瓦、螺旋和螺母以及其它需要加载快速研合的地方。利
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用满载快速抗胶合齿轮研合剂，可以在制造厂加载研合，也可以在生产现场的
机器上边生产边研合。首钢初轧厂主传动人字齿轮轴的参数：m=34，Z=29，
a=1050mm，B=2×830mm，研合是以 17 道次（正常轧制过程为 21 道次）轧制
普碳钢，共轧了 50 余根钢锭约 250t 钢。现场称为轧制研合，整个研合时间仅
用了 3 小时，其齿面接触精度和表面光洁度指标等大大超过了设计要求，比常
规跑合提高工效 10 多倍。郑州高速重载齿轮开发公司为上海宝钢生产的减速机，
为引进消化项目，箱内有一对圆弧锥齿轮、两对圆柱斜齿轮均为硬齿面齿轮。
研合时，同时用两台减速机组成为封闭式系统，即六对齿轮同时加载研合。经
过 1 个半小时的研合，齿轮在齿宽方向接触长度达到 95%，在齿高方向达到 90%，
齿面粗糙度 Ra=，研合效果非常显箸。济钢中型厂窄带钢轧机生产线中的四
台减速机和六台齿轮连接机，采用轻载研合也取得了较好的效果。在工作状态
下对设备进行快速研合，不仅可以提高工作效率，更重要的是可在研合过程中
消除各种变形对机器工作性能的影响，改善机器的工作品质。
基于 3D 设计的快速模具制造
●成果简介
快速原型（Rapid Prototyping）制造，又叫快速成型技术或 RP 技术。简单
地讲，快速成型技术是根据堆积成形原理，将零件 CAD 模型的几何信息，先离
散成高度方向的多个断面层，取得零件任一层面数据，利用专用机床，层层堆
积得到一个三维实体，其基本原理是“分层制造、逐层叠加”。它可在没有任何
刀具、模具及工装卡具的情况下，快速制造任意复杂实体样件或模具，实现零
件的单件生产。
利用快速原型制造技术可快速获得 CAD 设计的三维实体样件、模具及少量
功能件。
1. 产品快速设计、评价
CAD 设计或反求数字模型→原形制造→原型→评价、功能测试用原型
件
2. 快速精密铸件
CAD 设计或反求数字模型→原形制造→原型→硅胶模→铸造熔模→铸
件
3. 快速制造少量塑料件
CAD 设计或反求数字模型→原形制造→原型→硅胶模→塑料件
4. 快速制造金属模具
CAD 设计或反求数字模型→原形制造→原型→石膏模→金属模具
三维 CAD 设计
反求
快速
成形
快速
制模
铸造模
注塑模
适当机械加工
（数控机床）
（电火花成形机床）
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●应用范围
工业造型、影视道具、模具、家电、电子仪表、轻工、塑料、玩具、航空
航天、军工、机械、汽车、摩托车、内燃机、建筑规划及模型、科研、医疗等。
●经济效益及市场分析
用 RP 技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、
外观验证、工程验证、工程分析、市场订货以及企业的决策等，非常有利于早
纠错早修改早优化，从而大大提高新产品开发的一次成功率，缩短开发周期，
降低研发成本。
RP 技术与快速模具技术结合可快速实现模具或样件的小批量生产。
多通管件挤胀成形技术
及波导管弯曲技术与设备
●成果简介
随着工业技术的发展，管材和型材弯曲件的应用范围越来越广，成形难度、精度不断
增大，然而管材加工技术的研究相对滞后，阻碍了产品质量的提高。
本课题组多年来承担大量的管材型材弯曲疑难技术研究课题，积累了丰富
的经验。特别是多通管塑挤成形技术，采用传统压机，利用专用工装控制管材
内部介质压力与管材轴向挤胀变形相协调，从而避免管材挤压时发生屈曲及破
裂。此项技术比低熔点合金填充成本低，液体介质不必特殊处理。试件符合国
家标准及美国标准，对于铜铝等有色金属可加工长径比大于 2 的超长管件，管
材成形后还可进行扩口和弯曲加工。
异形管材弯曲的主要难点在于断面畸变难以控制，本课题组在成功控制异
形管件及型材弯曲畸变小于 7~8%的基础上，研究畸变控制机理，用特殊芯棒和
成形工具相配合，成功弯曲波导弯头（矩形断面），断面绝对变形 。系
统采用液压驱动，可实现微机控制，弯曲角度误差 度以内。
●应用范围
三通、四通等多通管件的挤胀成形可用于管路系统、给水排水、空调制冷
管路、锅炉热交换管路等。
波导管弯曲技术及专用设备用于微波传导管路中的弯头及特殊弯曲件。
●经济效益及市场分析
铸造生产多通管件管壁厚、耐压低、不美观、不利于焊接，应用范围受到很大限制。
因此研究和开发高质量的管接头具有重要实际应用价值和理论意义，有广阔的发展前景，
是提高产品质量，减轻重量、提高劳动效率的有效途径，市场应用具有很强的竞争能力。
轴类零件轧制（楔横轧与斜轧）技术
●项目简介
高效零件轧制（楔横轧与斜轧）是一种零件成形新工艺新技术。与传统的锻
造切削工艺生产某些轴类零件相比较其优点为：生产效率高 3~10 倍；材料利用
83
率提高 20~35%；零件的综合机械性能提高 30%以上；模具寿命 20 倍左右；产
品成本平均降低 30%左右。
北京科技大学 零件轧制研究中心开展这项研究工作已 40 多年。获国家科技
进步三等奖 2 项，国家技术发明四等奖 1 项，省部级科技进步一等奖 2 项，二
等奖 5 项。1990 年，列为国家科委首批《国家科技成果重点推广计划》项目。
由于推广工作显著，在 1995 年召开的全国科技工作大会上，被国家科委评为
《全国十大典型推广项目》之一。
●应用范围
楔横轧典型零件有：汽车中的变速箱一轴、二轴、中间轴、后桥主动轴、转
向球销与拉杆、四联齿轮、吊耳轴、半轴等；拖拉机中的变速箱 I、II、III、V
轴，半轴等；发动机中的一缸至六缸凸轮轴、启动轴等；油泵的二缸至六缸凸
轮轴、齿轮轴；摩托车与自行车中的齿轮轴、传动主轴、花键轴、启动轴、曲
柄等；五金工具中的钳子、扳手、凿子、卸扣等；其它零件，如电机轴截齿刀
体、纺织锭杆、电机轴、装饰零件等。斜轧典型零件有：Ø25mm~Ø50mm 轴承
钢球，Ø3mm~Ø6mm 自行车钢珠，Ø5mm~Ø25mm 铝球，Ø20mm~Ø125mm 球
磨钢球，Ø10mm~Ø40mm 圆柱、圆锥与球面滚子、汽车二联与四联齿轮与球销、
内燃机摇臂、电力挂环、锚钩等。
主要生产设备为：楔横轧机和斜轧机，电加热设备，切料设备等。
楔横轧机系列为：H500、H630、H800、H1000、H1200。
斜轧机系列为：Ø20mm、Ø40mm、Ø50mm、Ø60mm、Ø80mm、Ø100mm。
● 经济效益及市场分析
近十多年来，在全国 23 个省市建成楔横轧与斜轧生产线 80 多条，累计生产
近 200 多万吨轴类零件，产值 140 多亿元。向美国、印尼等国出口轧机、模具、
加热等设备与相关技术。中心以技术转让与技术入股等方式，在北京、上海、
四川、湖北、山东等省市建成零件轧制专业化厂 10 多家，向社会提供高质量低
价格的毛坯件，收到显著的经济效益与社会效益。以年产 5000 吨轴类零件工厂
计，投资 1200 万元，电力需 1500KVA，年产值 4000 万元，需生产及管理人员
100 人。
“多功能证册打印机”专利
该专利打印机是一种多功能证册针式打印机，它具有打印头垂直升降与高度
自动调整机构和强力送纸机构，可以完成超厚证件、本册打印，打印中允许证
册按左右展开的正常形式放置于打印机工作台上，打印头自动适应左右两侧不
同的高度变化，实现左右两侧不等高的连续打印。此外，本打印机也可以通过
手动调整，转化成普通的报表打印机，实现单页纸及连续纸的打印。该专利打
印机解决了各种专业证件、票据的打印难的问题，适用于各种工作证、学生证、
存折的打印，以及各种成本票据的打印，具有广阔的市场前景。
平面凸轮 CAD/APT/MNC 系统
本系统由平面凸轮轮廓 CAD/CAM 集成软件和铣床数控工作台构成，适用
于满足大多数平面外凸轮、内凸轮及槽凸轮机构的设计、制造要求。
系统指标：
（1） 设计、控制精度：径向 ，周向：1′；
84
（2） 凸轮廓形种类：各种运动规律 16 种；
（3） 加工范围：径向 Φ300mm，厚度 50mm;
（4） 加工速度：径向 400mm/min，周向：。
基于生成和数据库的 CAPP 系统
本系统由工艺过程生成及其数据库管理系统两部分组成。工艺过程生成模
块功能强，具有智能化回转和非回转体零件生成工艺过程模块及超强的工艺编
辑修改功能。工艺过程数据库按成组原理组织，查询方便，系统提供了多种查
询方法及汉字字典，只需点击的查询项目，就可以同时显示工艺过程。
该 CAPP 系统适用于单件、小批生产的中小机械制造厂、机械维修车间。
皮肤剪碎机专利
在临床上，由于治疗的要求，皮肤必须剪碎这一工作一直需要人工做，
连续剪碎的时间要达 40 分钟以上才刚满足基本要求，不利于治疗，且劳动
强度极大。皮肤剪碎机的发明，使这一情况得到了根本的改变。经两年多的
临床使用证明，该机器完全满足使用的要求，它的主要特点是剪碎质量远远
超过人工剪的；效率比人工提高二十倍左右；操作极简单，不需专门培训，
现看现会；消毒容易方便；机器结构简单，用户无维修的后顾之忧。
本发明考虑了加工工艺、结构性对成本的影响。因此整机的制造成本相
当低，约为 3 千元/台，其中还包括了手提式机器箱以及附件等。根据调查，
国内需用该机器的具有相当等级的医疗及研究单位约三百余家，整机销售利
润 600~900 万元，刀具组件的年利润为 12~18 万元。
加热炉数学模型优化控制系统
●项目简介
在轧钢生产过程中，钢材的温度水平和温度分布是影响产品的质量和产量
以及生产过程消耗的重要因素，而钢材的温度与加热炉的加热过程和轧线生产
情况直接相关。因此研究钢材在加热炉内的加热过程和轧制过程中的温度变化，
准确控制钢材的温度，对整个轧钢生产过程的优化具有重要意义。
所谓加热炉数学模型，实际上是加热炉热过程的数学描述，它描述加热炉
炉内发生的热过程的基本规律和热状态，确定炉内热过程参数间的定量关系。
在线控制数学模型的作用在于根据可测参量（如炉温、燃料量、产量等）计算
出不可测的参量（如金属温度及其分布），并依此计算来确定优化的操作制度
（炉温制度或供热制度）。
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在保证产量和质量的前提下，根据加热炉数学模型，以降低燃耗、减少氧
化烧损为目标，通过离线优化计算，可以得到适应产量变化、钢材尺寸和材质
等变化的最优炉温制度和钢材升温曲线，为在线控制提供依据。
在加热炉数学模型和离线优化计算的基础上，建立加热炉在线优化控制系
统，包括物料跟踪模块、温度跟踪模块、最佳炉温动态设定模块、反馈控制模
块、燃烧控制模块、待轧及故障处理模块以及网络通讯模块和数据库管理系统
等，控制系统的总体结构如图所示。
该项目已成功应用于宝山钢铁股份有限公司钢管分公司环形加热炉和荒管
再加热炉的计算机控制中，并获“宝钢重大科技进步成果三等奖”和“冶金科学技
术三等奖”。
●应用范围
该项目可以应用于加热炉的计算机控制中，特别适用于冶金企业的连续式
加热炉计算机控制中。
●经济效益及市场分析
在宝山钢铁股份有限公司钢管分公司环形加热炉和荒管再加热炉的计算机
控制中，通过本项目的实施，实现了环形加热炉和荒管再加热炉的数学模型优
化控制，减轻了操作人员的劳动强度，提高了炉子的控制精度。两套系统投入
运行后，加热炉生产情况稳定，加热质量有明显改善，燃耗和氧化烧损显著降
低（环形加热炉燃耗和氧化烧损分别降低 6％和 8％，荒管再加热炉燃耗和氧化
烧损分别降低 6％和 4％），带来明显的经济效益。根据现场统计和评审，环形
加热炉和荒管再加热炉优化控制系统的年直接经济效益分别为 万元和
万元。
目前我国各大钢铁企业有多套加热炉计算机控制系统正在上马，该项目的
投入将有助于提高企业的计算机控制水平，并带来显著的经济效益。
常压多功能无约束中厚板淬火控冷系统
●项目简介
由北京科技大学机械和信息两学院与太原钢铁公司联合开发的常压多功能无
约束中厚板淬火控冷系统已在太钢不锈热轧厂一次投产成功，使原热处理淬火
线月产量增加一倍，生产稳定。据近 8 个月统计，已完成 4 万吨的不锈钢固溶
处理，1Cr18Ni9Ti 一次性合格率提高 %，0Cr18Ni9 一次性合格率提高 %，
16MnR 一次性合格率提高 29%，不锈钢一次性能合格率稳定在 98%以上。由于
具备淬火和控冷两种功能，扩大了热轧厂的品种，填补了热轧厂调质钢生产的
空白。该系统具有以下特点：
（1）采用流射沸腾强化机理，冷却速率高。目前使用的冷却速率，对板厚
20mm 不锈钢可达 45℃/s 以上，对板厚 40mm 不锈钢可达 22℃/s 以上。，
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（2）与目前我国进口的压力淬火机和辊式淬火机不同，该系统利用“流场、
温度场、应力场和组织场的耦合和解耦”、“计算机仿真”和“物理模拟”技术，实现
无约束连续淬火板形平直度控制。淬火后板形不平直度符合或高于工艺要求，
能顺利通过后面的矫直机和抛丸机。
采用“强适应钢板横向冷却曲线”，保证横向板形平直。
采用“一对一模拟控制技术”，保证良好上下水比。
采用“阻尼反抑制”和“多级均匀阻尼技术”，保证每个喷嘴的下水均匀。
采用“多集管水源稳定技术”，保证每一时刻水流的稳定。
采用“全场变形控制技术”，保证钢板纵向平直。
(3)用高低位水箱储能、计算机在线跟踪控制、干净水直接溢流回收无泄漏
和大型复杂系统水流动态控制集成技术，使瞬间供水量达到 900m3/h 水系统的
5～6 倍，满足淬火控冷要求，大大节省投资（外国淬火机制造商认为必须建设
4000m3/h 的水系统才能满足要求）
(4)采用人工智能控制目标温度预报和控冷模型优化技术。
(5)建成了用于工业生产兼具强、弱冷系统和淬火控冷两种功能的常化线炉
后常压()热处理系统。
2001 年 12 月 17 日经山西省科委组织鉴定，本系统为国内外首创，处国际
领先水平。
●应用范围
可用于中厚钢板常化线炉后淬火控冷，也可用于轧后加速冷却和直接淬火上
（即 ACC+DQ）。
●经济效益及市场分析
据太钢使用情况，其成本仅为进口的四分之一或更低，效益如前所述，年效
益千万元以上。
高速高精轧制工艺和控制技术
●项目简介
由北京科技大学机械和信息两学院与东北轻合金加工厂联合开发的高速高
精轧制工艺和控制技术已经在东北轻合金加工厂 1350mm 粗中和中精两台铝箔
机组上成功应用多年。比国内同类型轧机(无板形仪)的轧制速度普遍水平高 50
％左右，达到 1，2 道次为 600～700m/min；3，4 道次为 750～900m/min；5 道
次达 800－1100m/min；6 道次达 450～600m/min。成卷铝箔厚差 85％以上在±3
％以内，90％以上在±5％以内。成品率可达 80％以上、铝箔表面没有振痕，在
线板形良好。经有色金属总公司鉴定，达同类产品国际先进水平，获两个部级
二等奖。该技术特点如下：
(1)铝箔轧制采用张力 AGC 模糊控制；
(2)成功研制和应用全密封张力传感器（获国家专利），实现张力直接闭环。
张力传感器价格为进口的 1/10；
(3)采用电涡流传感技术测定铝箔前后滑；
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(4)研制并应用了“基于专家经验的工艺参数预设定和二次优化设定”；
(5)采用基于消除二助浪及强适应板形控制的支撑辊辊型；
(6)进行轧机整机动态振动分析，用“变形区摩擦技术控制铝箔振痕”；
(7)研制出能满足铝箔高速轧制，能降低轧制力，生产双零六铝箔的轧制油
添加剂；
(8)进行上下位机综合改造，具有全液压 AGC，张力 AGC 和速度 AGC 综
合控制能力。
●应用范围
可以单项或多项技术形式在铝带箔轧机或其他金属材料的带箔轧机上应用。
经济效益及市场分析：
通过提高产量、降低废次品率和减少设备损耗、节能，自行开发软件，上述
项目财务证明效益为 4364 万元。
四辊精密冷轧机
●项目简介
由北京科技大学机械和信息两学院与上海冶金设备总厂联合开发的四辊精
密冷轧机已经在生产上成功应用多年。对厚度 的带钢，厚差在±4μm 以
内。主传动稳速精度<1％。经上海市科委鉴定，达国际先进水平。获上海冶金
科技一等奖。其主要技术特点如下：
1. 采用支承辊传动，工作辊直径小；采用整体式机架，增大轧机刚度；采
用快速换辊装置，提高工作效率。
2. 采用全液压推上 AGC 装置，位置分辨精度<1μm，频宽 。
3. 备有辊缝仪直接测量辊缝系统，当量刚度提高 ～12 倍。
4. 计算机控制采用实时多任务系统，具有监控 AGC，予控 AGC，张力 AGC，
恒张力复合控制，加减速补偿，支承辊偏心补偿，操作自动化等系统功
能。
●应用范围
可用于一般带钢、薄带钢、和有色金属带材生产
经济效益及市场分析：
一般为进口同类设备价格的三分之一或更低。根据不同规格，年效益几百万至千万元
以上。
提高连铸机结晶器振动装置效能技术
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●项目简介
由北京科技大学机械工程学院和攀枝花钢铁公司开发的提高连铸机结
晶器振动装置效能技术已在攀钢 1350mm 板坯连铸机上应用多年。这项技
术使结晶器振动装置寿命提高近十倍，连铸机作业率由 %提高到
%，铸坯合格率由 %提高到 %。本研究属国内首例，处于国
内外同类研究的先进水平。通过了四川省科委组织的鉴定。
该项目采用“板坯连铸机结晶器振动装置仿弧误差三维在线同步测试分
析”技术；“系统频谱特性三维多点在线分析”技术；“平台弹性地基频率特性
影响测试分析”技术和“四偏心轮振动装置四连杆静不定受力在线同步测试分
析”技术等一系列先进技术，取得经济效益 1000 万以上的经济效益。
●应用范围
连铸机振动装置。
●经济效益及市场分析
该项目对攀钢年经济效益千万元以上。
钢铁企业物流一体化管理系统
●系统简介
物流是指从生产企业内部的原材料、协作件的采购开始，经过生产制造过
程中的半成品的装卸搬运、保管和成品包装，到流通部门的运输、保管、配送，
最后到达用户的全过程，以及与之相应的信息与管理活动。国外先进的生产企
业高度重视物流技术，物流被称为企业的第三利润源泉，是企业竞争的重要领
域。
对于钢铁企业而言，其生产过程最为复杂，生产管理模式也由传统的大批
量、少品种生产，转变为按用户合同组织生产。因此生产管理方法和手段必须
上一个台阶，走向现代化的管理阶段。生产物流一体化管理技术正是其核心技
术，该系统主要包括下列功能：
订单管理：用户合同管理，包括输入、修改、冻结、交货期评估等；
质量设计：根据企业内控标准、行业标准等，对合同进行各生产工序的质
量目标设计；
合同计划管理：根据各生产单元情况、设备检修等，进行整体生产物流平
衡，确定合同生产时间；
合同跟踪：实时对生产实绩进行跟踪，确保合同的生产日期和生产数量；
计划管理：根据生产设备情况、合同跟踪情况，编制各个生产单元的生产
计划；
中间库管理：对入库、出库、倒垛进行管理，保证生产计划和生产调整指
令的顺利实施；
合同匹配：根据生产库存情况、对未生产的合同进行匹配，确保最低库存
水平。
●应用范围
试用于冶金企业及其他生产性企业信息化改造。类似系统已经应用成功的
企业有宝钢集团、武钢集团、珠江钢铁公司等
●经济效益
通过降低原材料采购、降低生产与销售成本、减少库存而提高企业的利润
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水平
GZW 型带钢缝合机
●成果简介
带钢缝合机是带钢深加工流水生产线(如彩涂线、退火线、酸洗线、镀锌线、
纵剪线)上，将前一个带钢卷的尾部与后一个带钢卷的头部联接起来的专用冲压
机。通过缝合，使众多的带钢卷在生产线上形成不间断的带钢流水线，提高带
钢深加工的生产效率。
带钢缝合机的基本构造是在一个封闭框架内，有上、下两组横梁沿垂直导柱运
动。下横梁装有冲具，上横梁装有冲膜和压胎。上、下横梁分别由两个液压缸
驱动，完成带钢切口铆合动作。如无中央液压站，则需配置一个小型液压站。
GZW 型带钢缝合机的优点是：
1)利用两卷带钢自身切口互相铆合在一起，不需另外的材料或构件，因而
运行费用少，比焊接方法节省费用 25％以上。
2)可以缝合不同金属带和不易焊接的金属带。
3)冲切铆合迅速，整个过程在 5-7 秒内完成。
4)GZW 型带钢缝合机制造成本低廉，主体设备成本为 4-5 万元，如购置一
个小型液压站，约 1-2 万元，共 5-7 万元。重量约 吨。而进口的同类设备
则需 12 万美元(合人民币 100 万元)。
5)GZW 型带钢缝合机可以根据带钢深加：厂生产线要求的张力大小不同，
缝合可以单排、双排或多排。每排可以有 6 至 8 个冲切口(相当于 12-16 个“铆
钉”)。
6)GZW 型带钢缝合机维护简便。
●应用范围
带钢缝合机适于厚度 、宽度为 1050mm 以下的带钢缝合。
●经济效益及市场分析
本产品三种型式共 51 个规格的平均成本按单台 2035 元计，目前平均销售
价格单台为 3300 元，扣除税收等 608 元，则平均单台纯利润为 642 元。
节能安全联轴器
●成果简介
节能安全联轴器除了具有弹性联轴器的功能外，还是一种节能和过载安全
保护装置。其用途是联接交流电动机轴和工作机轴，取代常规联轴器，可以改
善机械传动特性，降低电动机起动负荷，减少能耗和设备投资：还对电动机和
其它机件具有过载安全保护作用。其主要优点是：1)起动性能好，可以将电动
机的重载起动转变为近似的空载起动，实现工作机软起动；大大降低起动电流，
减少起动能耗 2／3 以上。2)它可以解决带载起动机器“大马拉小车”的不合理状
况，既可减少对电机容量的要求，提高电网功率因数和电机效率，减少无功损
耗，节约电能；又可简化电动机起动设备，减少设备费用。3)由于这种联轴器
所传递的扭矩可以调节，容易实现过载安全保护。当工作机过载或卡死时，这
种联轴器的转子与壳体就会自动脱开，防止电机烧毁和其它零部件损坏。4)除
起动、制动段外，联轴器两部分无转速差，无摩擦损耗，传动效率不低于 99％。
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5)有专用弹性元件，可以补偿被联两轴的相对偏移，并具有缓冲减震作用。6)不
需要特殊材料和专用机床，制造工艺简单，成本约为液力联轴器的 1／3。
节能安全联轴器已由机械工业部制订为中华人民共和国行业标准，定名“钢球
式节能安全联轴器”，标准见：JB／T5987—92。
●应用范围
这种联轴器适用于重载起动或频繁起动而不需大范围调速的机器或需要过
载安全保护的机器，如离心式水泵、空压机、风机、带式输送机、搅拌机、球
磨机、油田抽油机、清砂滚筒机、起重机行走机构、轧钢辊道、锅炉炉排、车
航 和 某 些 不 需 调 速 的 轧 钢 机 等 。 转 速 适 于 600rpm 以 上 ， 功 率 范 围 为
0．4-15800KW。工作环境温度为-20℃C～+80℃C。
●经济效益及市场分析
本产品三种型式共 51 个规格的平均成本按单台 2035 元计，目前平均销售
价格单台为 3300 元，扣除税收等 608 元，则平均单台纯利润为 642 元。
螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术
●项目简介
本技术淘汰螺旋叶片的落后加工工艺，将轧制技术成功地运用于螺旋叶片
的成型，是目前世界上技术最先进的，效率最高、质量最好、经济性最佳的螺
旋叶片成形生产工艺。
1991 年以来，北京科技大学长期从事螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术的
研究。先后研制 LP20、LP30 两代螺旋叶片轧制机组；对螺旋叶片轧制工艺进
行了广泛深入的研究；两套机组都己投入正常生产，产品涵盖 8 个常用螺旋叶
片品种。
1998 年，本技术通过国内贸易部鉴定，主要结论是：轧机结构设计独特、
参数合理、性能稳定可靠，完全能够满足冷轧成型螺旋叶片生产工艺的各项要
求，属国内首创。轧制工艺技术基本达到九十年代国际先进水平。
同年，“螺旋叶片轧制生产设备及工艺技术研究”获国内贸易部科技进步二等
奖。
技术特征
1、螺旋叶片轧制设备 LP30 机组工艺能力
轧制原材料：08AL、08F；板料宽度：40～150mm：板料厚度：4～6mm
冷轧螺旋叶片规格：外径：120～600mn；螺距/外径：～
年生产能力：1500 吨
2、螺旋叶片轧制工艺特征
本技术通过对轧件的连续辗轧，同时实现周向及轴向的两种变形，从而获得各种不同
规格、任意长度的螺旋叶片。叶片长度可据用户的要求进行不停机切割。
●应用范围
食品、制药、环保等行业及有色、耐腐蚀螺旋叶片高附加值叶片的轧制，
合作开发各种材质、规格的螺旋叶片，逐步实现螺旋叶片生产的规范化，
标准化。
重点：寻求热轧螺旋叶片技术开发与应用的合作者。
经济和科技进步意义
螺旋叶片轧制技术优点突出，对社会经济发展及推进科技进步意义明显。
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产品质量稳定、外型美观，冷轧硬化效果提高叶片表面的耐磨性，使用
寿命更长；
设备、工艺技术全面支持，有效 Know-How 保护，利于形成核心生产
力。
螺旋叶片轧制技术的应用前景广阔。据初步调查，全国有近百万米的螺旋
叶片年需求。
在冷轧的基础上，开发大规格热轧螺旋叶片将在矿山、市政、建筑、建材
方面获得更广泛的用户支持。不仅带来更高的经济效益，在技术上也是难以取
代的。
三辊行星斜轧机
●项目简介
自 1977 年以来，北京科技大学等单位相继研究 PSW 轧机技术。1981 年，
在北京科技大学的协助下上海第一铜棒厂一台 90mm 轧铜的 PSW 轧机投产；
1984 年北京科技大学接受冶金部的研制 60mm 三辊行星斜轧机一 Y 型轧机线
材生产线的任务，全线工程于 1991 年通过冶金部评审，列为推广项目；2000 年
北京科技大学又进一步将 PSW 轧机成功运用于某铜厂的无氧铜管的冷轧生产
中，连铸管坯可在 PSW 轧机中连续冷轧成型。
三辊行星斜轧机使用三个间隔 120°分布的锥形轧辊对轧件进行轧制。轧辊
环绕轧件公转，从而它们的内表面形成一个锥形的变形区，由于轧辊倾斜布置，
在它旋转的同时使轧件产生进给运动并通过变形区，因而不需要咬入及导向装
置。连续作业中，这种轧机一个道次轧制可获得相当于 5 至 8 个机架的连轧机
的延伸率。轧辊由主电机通过一个行星齿轮系（右图）驱动。轧辊可以绕大盘
上的行星轮轴线偏转，以获得产生进给运动所需要的轧辊偏角，另一台电机用
于叠加传动，它驱动行星轮系中的太阳轮，用于消除轧件的任何轻微转动。PSW
轧机可对轧件成品断面入寸在很大的范围内无级调整，而无需改变轧辊的孔型
设计。不同的断面要求可以简单地通过同步调整三个锥形轧辊的位置获得。若
轧出直径需要改变 20％以上或轧辊摩损时则需要更换轧辊。
由于三辊轧制可对轧件形成的有利的应力状态，使得 PSW 轧机特别适合难
变形的材料轧制，包扩镍和铜合金、高速钢，甚至于铌钛合金等。
三辊行星斜轧机能在质量指标要求下，对于所有件获得和其他轧制方法一
样或更好的结果。被轧材料的组织及晶粒流向表明，PSW 轧机的轧制结果与传
统轧制方法的结果相比没什么区别。
三辊行星斜轧机轧得的轧件有不同程度的螺旋道，它的高度与轧辊有关，
但是不会影响后续轧制或剥皮的质量。三辊行星斜轧机轧得的轧件直径公差可
达其尺寸的 0．75％。
特点综合
大压下量，单道次经济延伸率可达 5～8；
轧件不旋转或微转，轧机具有良好的连轧性能；
无导卫，轧制稳定。
能轧制难变形的材料；
升温轧制，保证后续工序的温度要求；
●应用范围
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接受三辊行星轧机设备及工艺咨询；接受三辊行星轧机设备及工艺方案设计；
根据三辊行星轧机的特点，合作拓宽其使用范围。
等分分度装置及对称加工工作台
●项目简介
本项目是 2001 年授权的国家发明专利
1 等分分度装置：在工厂中工作台最常用的分度角度为 180°，90°，45°，30
°等，用以保证零件孔加工的同轴度（如掉头镗孔）垂直度，平面间的平行度，
垂直度以及键槽加工的对称度，孔面间的角度公差等，具有高定位精度的机床
如坐标镗床，加工中心等的分度工作台在这些等分角度，特别是在 2×180°，4×
90°位置的定位精度一般都比其他位置的定位精度要高，且直径稍大（如 1m）
并在 2×180°，4×90°位置达到秒级（5″左右）的工作转台价格十分昂贵.
本技术从原理上区别于传统的分度方法，它是利用多个小范围高精度传感
器进行分度定位，其定位精度仅取决于小范围高精度传感器的精度，即本技术
是将小范围测量的高精度沿展至整个大范围测量，从而使分度系统的绝对测量
精度得以极大地提高，此外分度装置装置还有如下特点：
1）可在现有的分度转台上进行方便的改造，并可进行分度精度的系列升
级。
2）无零漂问题。因为传感器所在的任何位置均可作为起始零点，对传感
器而言 没有回零问题，
故测量装置无零漂问题 。
3）温度等因素的影响微乎其微。
4）不需象其它分度转台那样进行定期调整。
2 对称加工工作台：在工厂中，孔﹑平面及键槽加工的对称度等位置精度有
时要求很高，往往要在具有高位置精度的机床如坐标镗床，加工中心及专用机
床上进行加工，成本一般较高，若能在现有的加工条件下对工作台进行适当的
改造，来达到以往要靠在具有高位置精度的机床上才能达到的精度要求，就会
有可观的效益。基于等分分度新技术及特殊的对称处理新技术而发明的对称加
工工作台恰好可以满足这种需求。
●应用范围
测量，机械，航空，航天，航海，军工等，如坐标测量机，加工中心，机
床，高精度分度转台，天文望远镜，航空航天中的惯性导航装置，长度角度测
量仪，医疗器械等。
●经济效益
本分度装置的成本较低，硬件成本主要取决于所选用的传感器的价格（由
分级至秒级，价格从 万至几万元不等），且精度高，可在现有的分度转台上
进行方便的改造，也可根据用户要求订做，总体价格是同等分度精度转台的 1/2
左右，具有很大的市场潜力。
对称加工工作台是基于上述分度装置的专利新发明，对于零部件的孔﹑平
面及键槽有很高的对称度加工要求时，有着比其它设备更为优越的性能价格比。
车床车刀调节器
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●项目简介
凡是工厂中的车工都有许多不同厚度的垫片，用以调节车刀的高度位
置，使刀尖与所车棒料的回转中心在同一水平面上。对车刀的调节是一件
十分烦琐的工作，并且车刀的调节位置对车刀的使用寿命，零件的加工精
度都有较大的影响。
本装置在不影响正常车削的前提下，针对上述问题，采用高刚性设计
和自锁原理，巧妙构思，使所制车刀调节器的体积很小，调节量较大，且
操作方便（调节调节器后的旋钮即可实现车刀的升降）。
●应用范围
普通车床
成本：7—20 元
生产设备：普通机加工设备
变压吸附制氧制氮技术
●项目简介
变压吸附制氧制氮技术是近来发展起来的高心技术。它利用取之不尽的空气作原料，
在有电能的条件下，可以源源不断地制取氧气和氮气。具有投资少、成本低、规模灵活、
自动化程度高等显著优势，可以广泛用于冶金、化工、医疗、环保等广大领域，市场前景
极好。
变压吸附制氧技术作为具有实用价值的技术概念，是 70 年代提出的。当时
开发这一技术是满足对氧气纯度要求不高，用深冷装置气量偏小，而用低温槽
车运输气量又不方便的这一类用户的要求。国外真正进入工业应用是 80 年代初
期。我国在 70 年代末也开始研究，80 年代末期进入工业应用。经过近 30 年的
研究开发，进入 90 年代后，变压吸附装置在降低能耗，降低投资、工艺流程简
化、提高可靠性方面，都有了很大的进步，使之成为成熟的高新技术。
北京科技大学热能工程系长期开展变压吸附气体分离技术研究，具有相当的
研究条件和科研队伍。开发的微型变压吸附医用制氧机已由国家计委中国高新
投资集团投资组织批量生产，形成了一定的市场分额。为国家西部开发重大工
程——青铁路藏的世界第一隧道——海拔高达 5000 米风火山隧道，研制了世界
上第一套 5000 米海拔地区制氧供氧系统。该系统为风火山隧道工程的顺利进行
提供了有利保障。
●市场分析
冶金领域：为电炉炼钢煤氧助熔、高炉富氧喷煤、冶炼铜、锌、镍、铅用
氧、黄金提取用氧的氧源。
石化领域：利用富氧代替空气进行氧化反应生产化工产品，现已成为石化
领域技术进步的标志性技术。变压吸附制氧可以大有作为。
医疗领域：变压吸附能够生产符合医药标准的氧气。我国已经颁布了变压
吸附制氧机的相关技术标准。主要用于个人和家庭大微型制氧机将会形成巨大
家电产业。每小时制氧 5-50 立方米的制氧机已被越来越多的大医院用于集中供
氧系统。
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环保领域：废水处理用氧、纸浆漂白等工业过程采用变压吸附制取的氧气
具有极大的优势。
臭氧制取：利用臭氧进行排水处理及自来水净化处理技术发展迅速。而采
用变压吸附的氧气，可以得到高浓度的臭氧，并大幅度降低电耗，提高经济性。
●应用范围
（1）冶金领域：用做保护气、密封气、搅拌气。
（2）化工领域：广泛用做保护气、置换气、洗涤气。
（3）蔬菜、水果保鲜，粮食、干果、药材、文物保护。
（4）石油天然气开采。
（5）电子、通讯领域用气。
转炉空气喷吹冷却技术
●成果简介
由于高导热率镁碳砖炉衬在转炉上的普遍使用，转炉出现了炉壳温度升高、
炉壳变形加剧的问题，导致炉壳使用寿命缩短。为了延长炉壳的使用寿命，应
当采取的一个重要措施就是降低炉壳的工作温度，抑制炉壳的变形。
北京科技大学与宝钢合作，对转炉空气喷吹冷却技术进行了系统研究。根
据相似性原理，对管式和板式两种空气喷吹冷却系统的传热特性进行了实验研
究，测量了不同参数条件下空气喷吹系统的对流换热系数，在对实验数据进行
分析处理的基础上，获得了空气喷吹冷却系统换热系数的准数方程。
综合利用计算机仿真和现代测试分析技术，建立了流固耦合的非线性有限元分析模型，
从理论上分析了转炉炉壳空气喷吹系统的冷却机理，形成了空气喷吹冷却的分析方法和设
计理论。同时建立了大型转炉在射流冷却条件下的温度场的有限元分析模型，对转炉稳态
和瞬态温度场进行了模拟仿真，分析钢水温度波动、炉衬厚度、溅渣护炉对炉衬和炉壳温
度的影响，并证实了采用空气喷吹冷却系统后能较大幅度地降低炉壳温度。
在充分吸取上述的研究成果的基础上，结合宝钢一炼钢厂的现场实际情况，在国内首
次完成了转炉风冷系统设计。
该系统已经在宝钢的两座 300 吨转炉上投入使用，实验证明该系统投资少，
运行稳定，能够较好地控制炉壳温度。该成果达到了国内首创,国际领先水平。
●应用范围
该项技术适用于各种需要控制炉壳温度的氧气转炉，并可以向需要冷却的
大型高温容器上进行推广。
●经济效益及市场分析
本项成果的应用可以有效地降低炉壳寿命、抑制炉壳的变形，最终延长炉
壳的使用寿命、减少停炉时间并减少维修费用。
全自动热缩包装机
●项目简介
北京科技大学机械工程学院研制的“全自动热缩包装机”94 年被授予国家专
利权，先后研制了全自动 KDSB—I、KDSB—L 两种型号全自动热缩包装机，
95
填补了我国全自动热缩包机产品的空白。为国内首家推出替代进口，是国际普
遍采用的方法，是今后发展方向，使用热缩包装机，将为贵厂产品得储运、推
销及竞争国际市场助一臂之力。
本机能实现被包物品横向输送、推进、送膜、封切、推进纵带、热风涡流
循环、强冷收缩、机、电、气—体化。效率高，质量好，适合工业及食品现代
化包装产品。
主要型号有：
—l 型全自动热缩包装机，可自动将被包装物品用热缩薄膜紧密的收
缩包装机，适用于瓶、罐、托盘和纸箱包装，集合包装，具有保护商品、增加
商品直观感，防破损、防盗、防伪等功能，并可替代瓦楞纸箱、降低包装成本
40%，本机由其适合食品、饮料、罐头、啤酒、其他产品等行业包装自动线使
用。本机附加专用部件后还可以包装工业产品：轴承、钢丝轴、钢丝绳、钢带、
漆包线、电阻丝、电线、电缆、焊丝、电焊条、电器、电池、五金工具、零部
件、书报、布匹等。
—L 型全自动热收缩包装机，全封闭型，其特点将薄膜紧贴在物体
表面增加光泽，包装后外形美观大方。便利顾客消费，增强购买欲，适合于食
品、医药、五金、电器、陶瓷、服装、玩具、工艺品等出口商品的集合、托盘
捆束包装，比玻璃纸包装可降低材料成本 30%。代替手工包装、实现包装自动
化生产。
两型热缩包装机，包装后均具备防潮、防腐、防锈、防破损、防伪等优点。
性能对比：
两台机械均适合（PVC 聚丙烯、PP 聚乙烯、PE 塑料薄膜）。全自动并附手
动控制、操作简单运行可靠，焊接牢固，收缩表面平整美观。
KDSS—I 型与 KDSB—L 型技术条件：
—I 型外形尺寸： —L 型外形尺寸
3900X1940X1700(m m) 3000X850X1420(m m)
功率 18KW 功率： 14KW
操作速度：2—5 秒/每包 操作速度：2—5 秒/每包
包装尺寸：600X250X240(m m) 包装尺寸：450X450X110(m
m)
●投资概算
1. 所需设备：具有机械加工的条件（机加工和板金设备）
2. 投资 40 万元（在以上设备基本具备的情况下包括流动资金）
3. 操作人员 14 人（工程师及技术员各—名、电器工程师及技术员各—名、
普通工人 10 名）
●市场经济效益
开发市场后打开销路，每年可生产 KDSB—L 型 15 台，全年收入 120 万元。
KDSB—L 型 30 台，全年收入 180 万元。
此机械用途广泛、工艺先进、所以市场前景好。
KDSB—I 型机每台成本：8 万元 销售价：16 万元
