[01744994]节能环保型球团链篦机关键制造技术及应用

该项目属于机械制造工艺与设备领域。意义与难点：中国钢产量连续多年世界第一，钢铁冶炼能耗高、污染重，是节能减排的重要领域。球团链篦机是生产球团矿料的核心装备，具有原料适应性强、球团品位高、余热循环回用和排放低等优点，推广球团链篦机是实现国家节能减排战略的重要途径之一。但是，链篦机结构庞大，工况复杂，在常温至1050℃的交变温度和0至百吨的交变载荷作用下运行，结构尺寸和材料性能变化规律复杂，造成关键零部件及整机服役寿命短、连续运行稳定性差。直至2000年初，国产链篦机尚处于空白，其根本原因是：没有掌握极端服役条件下重大装备先进设计与制造技术。创新点与效果：从激光冲击强化延寿、关键零部件新材料、运行链结构设计、篦床温度监控、余热回用等方面进行研究，取得了显著创新成果，主要创新点是：1．提出了链篦机关键零部件的激光冲击强化延寿理论和方法，自主研发了重复频率高功率激光冲击装置及相关工艺，链节、链轮、连接轴等关键零部件的表面残余应力由135.7MPa的拉应力质变为-230.6MPa的压应力，寿命由1年提高到5年。2．研发出新型复合稀土精炼变质剂，提出了链篦机耐热钢材料的无扩散沉淀脱氧的冶炼工艺，显著改善了热疲劳性能和高温性能，热疲劳寿命由8000次提高到29000次，在1000℃(500h)下抗氧化增重降为0.091g/m<'2>h，与国际先进水平的美国美卓公司同类耐热钢相比降低54%。3．提出了基于交变温度场和交变载荷作用下的结构设计方法，构建了轴系间隙分配模型，研制出新型结构的关键零部件，有效解决了链轮啃链节、篦床跑偏、篦板脱落与漏球等问题。关键制造技术的突破解决了链篦机设计制造系列技术难点，使整机平均寿命由1.5年提高到4年以上，稳定生产作业率由85%提高到95%以上。同时，核心技术成果在热电和有色金属冶炼行业中也得到了拓展应用，在汽车、航空和化工等领域具有广泛的应用前景。申请专利28件，其中授权发明专利5件、实用新型12件；发表论文61篇，其中SCI收录11篇，EI收录33篇。技术水平：网际先进水平的美国美卓公司的同类装备整机寿命为3-4年、关键零部件寿命为3-5年，申报单位的整机寿命4-4.5年，关键零部件寿命4-5年；关键零部件成本不足美卓公司的一半。经济效益：近三年，申报单位销售链篦机新增销售14.4亿、利税3.3亿。主要应用企业多出铁874.1万吨，新增效益26.2亿元；节约标煤291.5万吨和焦炭166.6万吨，节支55.4亿元，节能降耗效益显著。推广应用与行业影响：所开发的链篦机被认定为国家重点新产品和江苏省专利新产品，在武钢、首钢、鞍钢、沙钢等推广应用32条生产线，120万吨以上链篦机国内市场占有率达100%。在国际同行业具有强的竞争力，4条生产线出口印度、沙特，2008年投标击败美国美卓公司，赢得了世界上最大的宝钢500万吨链篦机合同。