2010建筑材料科学技术奖科技进步类一等奖获奖项目简介

2010年度中国建筑材料联合会·中国硅酸盐学会

建筑材料科学技术奖科技进步类一等奖获奖项目简介

项目名称：日产5000吨生产线TRM5341生料辊磨的研制及应用

完成单位：天津水泥工业设计研究院有限公司

该项目针对国产辊磨急需大型化的要求展开研发。形成的关键技术和创新有：（1）建立生料辊磨易磨性/磨蚀性试验数据库；(2)利用有限元分析模型对关键部件进行应力分析：保证设备安全，降低用钢量，整机重量746吨；（3）采用直通式风环，降低了磨内物料循环负荷，提高了粉磨效率；（4）采用动静态组合高效选粉机，实现对产品质量的严格控制；（5）先进可靠的液压加载系统，降低启动负荷，实现各辊单独加载、无负荷带料启动；（6）磨辊润滑系统采用新型的单泵虹吸式润滑原理，每个磨辊的进油和回油只利用一个油泵，解决了进油回油不匹配的问题；（7）TRM辊磨磨辊采用三道骨架油封的结构润滑，油封跟着辊套运动，解决了磨辊漏油问题；（8）开发一套独立的翻辊装置，实现灵活单独辊子的翻出和翻入。

项目成果已广泛应用在5000t/d级大型水泥生产线上，运行良好，主要技术经济指标达到国际先进水平。与球磨机系统相比，5000t/d级生产线年产生料260多万吨，节电1800万度，可节约电费900万元左右；同时价格为进口装备的70%左右，供货周期可缩短6个月左右，备品备件易解决，节省维修费用。设备在河北燕赵水泥有限公司生产线上应用，粉磨功指数：Wi=12.1kWh/t，辊磨易磨性MF=0.93，系统产量：466t/h（干基），R80μm=12.2%(采用部分石灰石尾矿配料)，系统电耗：14.9kWh/t。

截止2010年6月，项目成果已为天津院创造产值超过4亿元，利润3500多万元，培养了一支辊磨装备技术人才队伍。

TRM5341生料辊磨的研发成功彻底改变了大型生料辊磨依赖进口的被动局面，促进了我国粉磨装备技术的进步，提高了国际市场的竞争力，对水泥工业的节能减排、结构调整起到了重要作用，经济社会效益显著。

项目名称：大型生料立式磨粉磨技术的研究及装备开发

完成单位：合肥水泥研究设计院

合肥中亚建材装备有限责任公司

该项目针对我国大型粉磨设备的国产化进程缓慢，5000t/d以上水泥熟料生产线配套的生料立式磨全部进口局面，进行了大型生料立式磨粉磨技术的研究及装备开发。项目关键技术和创新点有：（1）采用不同磨盘转速配合相应的磨辊压力，以满足各种性能的物料及不同产品的要求，实现磨机平稳运行，提高粉磨效率；（2）采用有限元分析法对磨盘座、传动臂、磨辊轴等主要承载的大型部件进行静态载荷下的结构分析与计算，设计出的零件应力分布合理、强度和刚度安全，并降低了铸造和加工的难度，避免了危险截面出现断裂的可能性；（3）采用挤压和磨细分区的磨盘、磨辊研磨曲线组合，将研磨区域分为粗磨区与细磨区，减少过粉磨，粉磨效率高，电耗低；（4）透盖延伸到机壳外的磨辊轴承密封方式；（5）采用整体轴承座和滚动轴承支撑磨辊横轴，解决了支承的刚度问题，提高了机构的灵活性并限制横向窜动；（6）磨辊使用双液压缸加压，减小了油缸直径，降低了油缸的加工难度；（7）采用新型磨辊轴承密封，磨辊轴承密封引至磨外，密封可靠，并且不需要密封风机；（8）先进的高效动—静态组合式分离器；（9）设计具有机旁手动、机旁自动和中控远程控制三种操作方式的电气控制系统。同时获得了3项著作权和1项国家专利。

该项目成果是国产台时产量最高的生料立式磨，主要技术经济指标达到国际先进水平。目前，项目售出大型生料立式磨总计71台套，为合肥水泥研究设计院累计产值152615万元，利税38153万元，出口创汇163万美元。

项目解决了我国大型水泥生产线生料立式磨依靠进口的问题，打破了新型干法水泥生产大型装备国产化的瓶颈，对我国水泥工业结构调整和节能减排具有重要作用，经济社会效益显著。

项目名称：固体工业废弃物生产蒸压砖关键设备与成套技术的开发及应用

完成单位：福建海源自动化机械股份有限公司

该项目针对固体工业废弃物排放量日益增大的严重问题，在继承HF1100粉煤灰砖生产技术装备的各项专利技术的基础上研发出能适应多品种固体工业废弃物的成套技术装备。主要关键技术和创新点有：（1）在主缸内置式充液阀和外置增压增速多功能放大器、采用恒压变量泵的全程比例控制的新型液压系统、高效卸砖机、用于制砖生产线的防带砖机构；（2）开发了双重闭环控制，压力优先或尺寸优先的砖厚控制系统，研制了压机布料夹砖器的平行提升机构，开发了码垛机精确堆垛定位技术、码垛机柔性夹砖技术和码垛机机械手并拢机构；（3）开发了框式强制搅拌布料技术、多品种物料以及多种砖型的成型控制程序、大型多孔砌块砖的夹砖技术。

项目产品压制周期与国外压机相当，价格不到进口设备的二分之一；比国内压机缩短10％以上，同档压机台时生产效率提高5％以上，其综合技术性能达到国外同类产品先进水平。产品销往30个省市和地区，国内市场占有率80%，拥有24小时服务的18个售后服务网点，并出口俄罗斯等国家。2005年至2009年 在全国30个省市的电力、化工、冶金、矿产等行业应用329条生产线，世界最大规模的粉煤灰制砖项目—洛阳伊川龙瑞标砖有限公司，可年产12亿块粉煤灰蒸压标砖，每年可以消纳粉煤灰、灰渣等固废近200万吨。项目成果在2005~2009年间为福建海源自动化机械股份有限公司累计新增产值19.91亿元，新增利润5.57亿元，新增税收5918万元，节支总额达11082万元，具有显著的经济、环境和社会效益。

本项目申请专利31项，已授权专利15项，其中发明专利9项，实用新型专利6项，参与制定多项国家和行业标准。

项目名称：水泥生产环境负荷生命周期评价理论与应用研究

完成单位：北京工业大学

北京市琉璃河水泥有限公司

北京新北水水泥有限责任公司

该项目通过承担国家“973”计划、“863”计划、科技支撑计划、国家自然基金等课题，产学研结合，以水泥材料及其生产过程节能减排为目标，开展水泥生产过程生命周期分析（CLCA）理论与技术应用研究。项目主要创新点如下：（1）建立了水泥生产过程的综合环境负荷指标体系和水泥清洁生产评价方法，并被国家和行业相关标准采用；（2）建立了水泥材料生命周期基础数据库，开发出水泥生命周期异构数据集成应用技术；（3）开发出“水泥生命周期分析系统”软件，具有水泥生产流程环境负荷表示、提出节能减排对策等功能；（4）开发了“负荷水泥生态设计”软件，并指导了硅酸盐和硫铝酸盐复合水泥基灌浆材料的开发和相关工程应用；（5）构筑了水泥生产过程环境负荷综合评价公共服务平台，并获得了四项软件著作权。

该项目成果对推动水泥行业节能减排具有重要作用，已取得明显的社会、经济和环境效益，属国内领先，整体达到国际先进水平。

水泥生命周期分析应用于北京琉璃河水泥厂和北京水泥厂等新型干法水泥生产流程环境负荷惊醒诊断与改善，实现了单位功能产品生产的综合能耗降低5%，不可再生资源消耗降低2.2%，年处理危险废弃物1万吨，城市污泥16万吨。指导开发的硅酸盐/硫铝酸盐复合水泥基灌浆材料等产品3万多吨，应用于铁路渝怀线圆梁山隧道、北京地铁4号、5号、10号线各标段、大连石门山隧道、京广线铁路隧道—大瑶山隧道的病害整治工程，以及广州、昆明、青海等地的铁路基础修补和灌浆工程，近三年为企业累计增收节支2.51亿元。

项目名称：地震灾区建筑垃圾资源化与抗震节能房屋建设科技示范

完成单位：中国建筑材料科学研究总院

同济大学

西安墙体材料研究设计院

该项目针对地震灾区建筑垃圾以及灾后重建需求，开展了建筑垃圾资源化利用技术、再生骨料混凝土制品、抗震节能房屋结构体系研究，集成了多项技术：（1）首次在灾区建筑垃圾资源化过程采用了防疫技术，避免了二次污染；（2）针对地震灾区实际情况，首创新型板—柱—轻钢结构体系房屋，实现了以专用混凝土挂柱代替部分钢柱的技术，成本明显下降，抗震设防达到8度以上，房屋节能达65%要求；（3）根据地震房屋震害调查实际和地震频谱特性，提出新的抗震设防体系和构造措施 ；（4）首次将微波探测技术用于再生混凝土制品生产，并研究与给水系统结合，实现了在线准确控制物料水分，保证了产品的质量；（5）实现四种结构体系房屋的低成本、抗震、节能、快速施工于一体。适用于灾后重建和村镇建设；（6）编制灾区建筑垃圾资源化再利用和抗震房屋建设的系列规范性技术文件，填补了该领域的规范性技术文件的空白，为技术推广奠定了基础。

项目在地震区建设了2条规模化建筑垃圾资源化示范生产线、3条再生混凝土制品示范线以及4种不同结构体系抗震节能示范房屋4000平米，已处理建筑垃圾量达1500万吨，代替天然砂石量达1400万吨，同时节省填埋垃圾用土地约2250亩，并形成了多项规范性技术标准、规程及设计图集。同时项目在深圳、无锡、重庆、福建、上海等地区建立了多条建筑垃圾资源化生产线技术。

项目成果对促进我国建筑垃圾资源化技术水平和低成本抗震节能房屋行业整体技术进步、实现该领域技术跨越有显著作用，推广应用产生重大的社会、生态、环境效益，在资源保护与合理利用、保护人民生命财产安全、防灾、减灾等方面均有十分重要的意义。

项目名称：复合材料高速船艇船体设计和建造技术

完成单位：深圳市海斯比船艇科技发展有限公司

北京玻钢院复合材料有限公司

哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所

该项目针对传统制造材料在船艇建造中存在的自重大、成型困难、耐腐蚀性能差、维修保养成本高、易产生永久形变、水动力学性能保持差等缺点，开发了复合材料船艇设计技术。项目的主要研究内容包括高速复合材料船艇设计技术、成型技术及船艇整船验证三方面。该项目形成的主要创新点如下：研发了大斜升角、双断级的深V高速船型设计技术；高抗砰击船体结构设计技术、全船一体成型技术、高速船艇海洋工况测试技术，成功开发出36~70节的多规格的复合材料高速艇。

该项目产品的主要性能达到国际先进水平，在国内同类产品处于领先地位，价格远低于国外同类产品。项目成果在研发和应用过程中形成了8项国家发明和实用新型专利，创造了8项国家级新记录。

该项目开发了8个产品系列，共20多种产品。现已销售产品共计600多艘，涉及工作艇类型包括消防艇、缉私艇、救助艇、公务艇、钓鱼艇、游艇等。年产值已经接近1亿元，累积利润达数千万元，经济和社会效益显著。

项目形成了从设计到制造，再到验证测试的一系列技术和过硬的技术研发团队，整体上带动了国内复合材料高速船艇设计和建造工艺水平，有利于我国广阔海岸线安全、缉私、救助等工作的进行，为我国沿海和临海国家争端快速反应提供有力保证。