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矿山重型装备国家重点实验室依托我国重矿机械行业龙头企业——中信重工机械股份有限公司建设运行,2011年1月经科技部批复进入第二批企业国家重点实验室建设计划,2013年8月通过科技部验收。实验室下设物料与加IT艺实验室、制造工艺实验室、电气传动与控制实验室等18个专业实验室,共计31个实验系统,拥有机械、自动控制、检测诊断等重大设备及仪器。实验室形成了完整的实验研究手段和人才链条,也构成了重矿装备设计与制造两大方面课题所需的“设计一实验一仿真”一体化完整、有机的研究平台体系。
聚焦4大研究方向,以解行业之需
矿山重型装备国家重点实验室建设运行来,经过不断探索、借鉴、实践、总结,逐渐形成了“学委会学术指导,依托单位人财物支持,管理运行主任负责,课题来源市场引领,课题选择引领市场,科研管理合同约束,研究团队梯次搭配,研究动力名利结合,产学研协同企业主导,行业辐射成套化带动”的运行管理模式。在不断的发展中,实验室也形成了矿山重型装备性能、可靠性与寿命、制造关键技术和节约减排4大研究方向,不断为解决领域难题出谋划策。
1.矿山重型装备的性能设计与评价研究
针对矿山重型装备大型结构本体,实验室综合利用CAD/CAE/CAT技术、数字化样机技术等对其机械性能及结构进行设计、分析、仿真、试验,优化,对大型结构的力学性能及整机功能进行综合评价,并建立了矿山重型装备的性能设计及评价体系和理论方法。
2.矿山重型装备的可靠性和寿命评估研究
实验室通过研究装备的设计寿命、可靠性指标与服役寿命之间的关系,研究矿山重型成套装备可靠性及寿命信息的处理和建模方法,建立了矿山重型装备系统的可靠性和寿命设计方法和技术,形成了矿山重型装备可靠性设计与寿命评估规范。
3.矿山重型装备的制造关键技术研究
实验室开展了特大型铸锻件数值模拟、凝固模态及热处理过程仿真研究,开发了锻造、铸造缺陷检测及防止技术;开展了大型构件焊接工艺、特大型零件的高效加工技术、大型零部件及整机装配技术研究,形成了合理、经济的加工工艺及装备;开展了特大型组合零件制造过程中的变形规律研究,形成了先进的防变形技术:开展了矿山重型装备零部件品质与性能检验技术及方法研究,开发了相应的专用检验仪器及设备。
4.矿山重型装备的节能减排技术研究
实验室对矿物处理过程中节约能源与资源的新工艺、新方法进行探索,开展了装备制造工艺路线和工艺方案研究,降低了大型加工装备能量消耗、材料消耗,减少了环境污染:同时,实验室还开发了矿山重型装备的节能拖动及控制技术、动力传递性能的优化和匹配技术、贫杂矿综合利用的磨矿技术等,形成了矿山重型装备的节能减排工艺及规范。
自运行以来,除承担依托单位各类科研课题100多项外,实验室共承担了国家和省部级以上科研课题18项;获授权专利248项,其中发明专利104项;获省部级以上及全国行业性组织奖科技成果奖励20余项。实验室积极把科研成果转化为生产力。近年来,在重矿行业普遍下滑的情况下,实验室依托单位中信重工的新产品、工程成套和国外市场订单却逐年上升,强力推进了中信重工“从制造型企业向高新技术企业转型,从主机供应商向成套服务商转型,从本土化企业向国际化企业转型”三大转型的实现;同时,也在根本上助推了依托单位“国内著名、国际知名”高端企业的战略实现,还带动了国内用户企业、其他制造企业的技术升级。
此外,实验室重视“产学研”合作和学术交流。与澳大利亚JK磨矿分析公司、澳大利亚SINO铁矿等机构开展技术交流与合作,实验室提升了解决采矿机械、运输机械、破碎机械、磨矿及分级机械等行业重大关键性、基础性和共性技术问题的能力。在未来发展中,实验室表示,在依托单位中信重工的大力支持下,将继续坚持围绕国家的科技发展战略目标,密切跟踪国际前沿科技发展,立足技术创新所亟需的应用基础技术研究,不断培养行业优秀科技人才,为我国矿山重型装备科技水平赶上和超过国际水平不懈努力。
乘风破浪,喜结硕果
在多年的发展中,实验室不断求是创新,不但成为领域内领先的研究单位,还摘下了累累硕果:
1.研发了矿用高压辊磨机工艺及设备技术
为处理辽宁抚顺罕王集体傲牛矿业股份有限公司年200万吨的铁矿石,实验室开发研制了高效、节能、新型的粉磨设备——GM140-60辊压磨机,成为国内首创的矿用高压辊磨机。同时,该产品是中信重工独立开发研制具有自主知识产权的矿用粉磨设备。
2.研发了年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统
目前每年我国生铁产量超过5亿吨,全年可产生矿渣约2亿多吨。把矿渣转为水泥主材方向发展,无论从经济效益还是环保效益都有很大的发展前途。为此,实验室开发设计了年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统,并于2010年10月在天瑞水泥有限公司成功投入生产运行。年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统的工藝参数、性能参数、控制水平及结构与国内外同类型立磨及系统比较,达到了国际先进水平,部分性能达到国际领先。
3.研发了煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组
实验室研发了煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组。煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组是煤化工中气化炉主要燃料——水煤浆制浆的必要设备。实验室研发的4.3x6m棒磨机是我国棒磨机行业最大型号的棒磨机,也是煤化工水煤浆行业上应用最大型号的棒磨机。大型水煤浆制备棒磨机组技术研究的成功应用,填补了国内大型棒磨机的空白,为我国煤化工行业提供了性能可靠的制浆设备。
4.研发了GLL-300高效盘式过滤机
GLL系列高效盘式过滤机作为一种用于固液分离的过滤脱水设备,是专门用于氧化铝厂氢氧化铝的脱水。实验室研发的GLL-300高效盘式过滤机采用双分配头结构,解决了单分配头结构由于抽吸距离远,脱水和脱料分布不均和能耗高的问题,大大提高了设备运行性能。该设备是截止目前为止国内自主成套开发的、具有最高装机水平的、已经稳定运行的最大规格的球磨机,其设计制造标准达到了国际球磨机的领先水平。 5.研发了10.37x5.19m双驱半自磨机
实验室研制了10.37x5.19m双驱半自磨机,主要用于粉磨各种硬度的矿石和物料,具有破碎比大,可靠性高,适应性强,自动化程度高,处理能力大等优点,广泛用于选矿、冶金、建筑及化工等国民经济各部门。该设备是目前国内自主成套开发的、具有最高装机水平的、已经稳定运行的半自磨机,其设计和配置均达到了国际半自磨机的先进水平,填补了国内大型、特大型半自磨的空白。
6.研发了开式大齿轮材料及开齿调质技术
实验室通过对开式大齿轮生产中所采用的材料及热处理工艺进行了深入研究,研发了分析开式大齿轮材料及开齿调质技术。该技术实现了生产效率、材料性能的提升及齿面硬度的改善,均匀性和硬度衰减、能耗和生产成本降低等。
7.研发了褐煤提质技术与关键装备
实验室研发了褐煤提质技术与关键装备,这是集粉磨、成型、排气、防爆和螺旋输送为一体的成套系统,是大型成套和高新技术产品,也是跨领域的高新技术设备。其可根据用户的不同要求,将干燥粉碎后的褐煤,提质成型为具有一定几何型状、尺寸和一定理化性能指标的块状燃料。该技术不仅能缓解块煤供不应求的矛盾,还能提高煤炭利用效率,减少环境污染。
8.研发了千万吨级矿井特大型摩擦式提升装备
实验室研发了千万吨级矿井特大型摩擦式提升装备,该设备可应用于煤矿、金属矿、非金属矿等矿山的提升系统,用于提升矿物、下放材料、升降人员,并满足升降大型无轨胶轮车和整体升降液压支架等大件的要求。同时,设备填补了国内特大型提升机的空白,奠定了中信重工在特大型提升机市场上的优势,可在煤矿、金属矿等矿山生产中推广应用。
除此之外,实验室还研发了7.32x12.50m双驱溢流型球磨机、7.32x11.28m双驱溢流型磨机、大型高效旋回破碎机、硅铁矿热炉余热发电技术。实验室研發的7.32x12.50m双驱溢流型球磨机和7.32x11.28m双驱溢流型磨机主要用于粉磨各种硬度的矿石和物料,是截至目前我国铁矿项目完全独立设计生产并投入稳定运行的规格最大、技术最先进的、具有最高装机水平的磨机组,其设计制造标准达到了国际领先水平。研发的大型高效旋回破碎机与硅铁矿热炉余热发电技术能够降低生产成本低,降低了硅铁冶炼系统能耗和厂用电率,具有显著的经济和社会效益。
聚焦4大研究方向,以解行业之需
矿山重型装备国家重点实验室建设运行来,经过不断探索、借鉴、实践、总结,逐渐形成了“学委会学术指导,依托单位人财物支持,管理运行主任负责,课题来源市场引领,课题选择引领市场,科研管理合同约束,研究团队梯次搭配,研究动力名利结合,产学研协同企业主导,行业辐射成套化带动”的运行管理模式。在不断的发展中,实验室也形成了矿山重型装备性能、可靠性与寿命、制造关键技术和节约减排4大研究方向,不断为解决领域难题出谋划策。
1.矿山重型装备的性能设计与评价研究
针对矿山重型装备大型结构本体,实验室综合利用CAD/CAE/CAT技术、数字化样机技术等对其机械性能及结构进行设计、分析、仿真、试验,优化,对大型结构的力学性能及整机功能进行综合评价,并建立了矿山重型装备的性能设计及评价体系和理论方法。
2.矿山重型装备的可靠性和寿命评估研究
实验室通过研究装备的设计寿命、可靠性指标与服役寿命之间的关系,研究矿山重型成套装备可靠性及寿命信息的处理和建模方法,建立了矿山重型装备系统的可靠性和寿命设计方法和技术,形成了矿山重型装备可靠性设计与寿命评估规范。
3.矿山重型装备的制造关键技术研究
实验室开展了特大型铸锻件数值模拟、凝固模态及热处理过程仿真研究,开发了锻造、铸造缺陷检测及防止技术;开展了大型构件焊接工艺、特大型零件的高效加工技术、大型零部件及整机装配技术研究,形成了合理、经济的加工工艺及装备;开展了特大型组合零件制造过程中的变形规律研究,形成了先进的防变形技术:开展了矿山重型装备零部件品质与性能检验技术及方法研究,开发了相应的专用检验仪器及设备。
4.矿山重型装备的节能减排技术研究
实验室对矿物处理过程中节约能源与资源的新工艺、新方法进行探索,开展了装备制造工艺路线和工艺方案研究,降低了大型加工装备能量消耗、材料消耗,减少了环境污染:同时,实验室还开发了矿山重型装备的节能拖动及控制技术、动力传递性能的优化和匹配技术、贫杂矿综合利用的磨矿技术等,形成了矿山重型装备的节能减排工艺及规范。
自运行以来,除承担依托单位各类科研课题100多项外,实验室共承担了国家和省部级以上科研课题18项;获授权专利248项,其中发明专利104项;获省部级以上及全国行业性组织奖科技成果奖励20余项。实验室积极把科研成果转化为生产力。近年来,在重矿行业普遍下滑的情况下,实验室依托单位中信重工的新产品、工程成套和国外市场订单却逐年上升,强力推进了中信重工“从制造型企业向高新技术企业转型,从主机供应商向成套服务商转型,从本土化企业向国际化企业转型”三大转型的实现;同时,也在根本上助推了依托单位“国内著名、国际知名”高端企业的战略实现,还带动了国内用户企业、其他制造企业的技术升级。
此外,实验室重视“产学研”合作和学术交流。与澳大利亚JK磨矿分析公司、澳大利亚SINO铁矿等机构开展技术交流与合作,实验室提升了解决采矿机械、运输机械、破碎机械、磨矿及分级机械等行业重大关键性、基础性和共性技术问题的能力。在未来发展中,实验室表示,在依托单位中信重工的大力支持下,将继续坚持围绕国家的科技发展战略目标,密切跟踪国际前沿科技发展,立足技术创新所亟需的应用基础技术研究,不断培养行业优秀科技人才,为我国矿山重型装备科技水平赶上和超过国际水平不懈努力。
乘风破浪,喜结硕果
在多年的发展中,实验室不断求是创新,不但成为领域内领先的研究单位,还摘下了累累硕果:
1.研发了矿用高压辊磨机工艺及设备技术
为处理辽宁抚顺罕王集体傲牛矿业股份有限公司年200万吨的铁矿石,实验室开发研制了高效、节能、新型的粉磨设备——GM140-60辊压磨机,成为国内首创的矿用高压辊磨机。同时,该产品是中信重工独立开发研制具有自主知识产权的矿用粉磨设备。
2.研发了年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统
目前每年我国生铁产量超过5亿吨,全年可产生矿渣约2亿多吨。把矿渣转为水泥主材方向发展,无论从经济效益还是环保效益都有很大的发展前途。为此,实验室开发设计了年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统,并于2010年10月在天瑞水泥有限公司成功投入生产运行。年产120万吨矿渣立磨及工艺粉磨系统的工藝参数、性能参数、控制水平及结构与国内外同类型立磨及系统比较,达到了国际先进水平,部分性能达到国际领先。
3.研发了煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组
实验室研发了煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组。煤化工水煤浆制备4.3x6m棒磨机组是煤化工中气化炉主要燃料——水煤浆制浆的必要设备。实验室研发的4.3x6m棒磨机是我国棒磨机行业最大型号的棒磨机,也是煤化工水煤浆行业上应用最大型号的棒磨机。大型水煤浆制备棒磨机组技术研究的成功应用,填补了国内大型棒磨机的空白,为我国煤化工行业提供了性能可靠的制浆设备。
4.研发了GLL-300高效盘式过滤机
GLL系列高效盘式过滤机作为一种用于固液分离的过滤脱水设备,是专门用于氧化铝厂氢氧化铝的脱水。实验室研发的GLL-300高效盘式过滤机采用双分配头结构,解决了单分配头结构由于抽吸距离远,脱水和脱料分布不均和能耗高的问题,大大提高了设备运行性能。该设备是截止目前为止国内自主成套开发的、具有最高装机水平的、已经稳定运行的最大规格的球磨机,其设计制造标准达到了国际球磨机的领先水平。 5.研发了10.37x5.19m双驱半自磨机
实验室研制了10.37x5.19m双驱半自磨机,主要用于粉磨各种硬度的矿石和物料,具有破碎比大,可靠性高,适应性强,自动化程度高,处理能力大等优点,广泛用于选矿、冶金、建筑及化工等国民经济各部门。该设备是目前国内自主成套开发的、具有最高装机水平的、已经稳定运行的半自磨机,其设计和配置均达到了国际半自磨机的先进水平,填补了国内大型、特大型半自磨的空白。
6.研发了开式大齿轮材料及开齿调质技术
实验室通过对开式大齿轮生产中所采用的材料及热处理工艺进行了深入研究,研发了分析开式大齿轮材料及开齿调质技术。该技术实现了生产效率、材料性能的提升及齿面硬度的改善,均匀性和硬度衰减、能耗和生产成本降低等。
7.研发了褐煤提质技术与关键装备
实验室研发了褐煤提质技术与关键装备,这是集粉磨、成型、排气、防爆和螺旋输送为一体的成套系统,是大型成套和高新技术产品,也是跨领域的高新技术设备。其可根据用户的不同要求,将干燥粉碎后的褐煤,提质成型为具有一定几何型状、尺寸和一定理化性能指标的块状燃料。该技术不仅能缓解块煤供不应求的矛盾,还能提高煤炭利用效率,减少环境污染。
8.研发了千万吨级矿井特大型摩擦式提升装备
实验室研发了千万吨级矿井特大型摩擦式提升装备,该设备可应用于煤矿、金属矿、非金属矿等矿山的提升系统,用于提升矿物、下放材料、升降人员,并满足升降大型无轨胶轮车和整体升降液压支架等大件的要求。同时,设备填补了国内特大型提升机的空白,奠定了中信重工在特大型提升机市场上的优势,可在煤矿、金属矿等矿山生产中推广应用。
除此之外,实验室还研发了7.32x12.50m双驱溢流型球磨机、7.32x11.28m双驱溢流型磨机、大型高效旋回破碎机、硅铁矿热炉余热发电技术。实验室研發的7.32x12.50m双驱溢流型球磨机和7.32x11.28m双驱溢流型磨机主要用于粉磨各种硬度的矿石和物料,是截至目前我国铁矿项目完全独立设计生产并投入稳定运行的规格最大、技术最先进的、具有最高装机水平的磨机组,其设计制造标准达到了国际领先水平。研发的大型高效旋回破碎机与硅铁矿热炉余热发电技术能够降低生产成本低,降低了硅铁冶炼系统能耗和厂用电率,具有显著的经济和社会效益。