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先进热处理高强韧性新材料项目

发表于:2023-11-06 10:51:35 浏览人数:

项目简介:

项目背景——

       “中国制造2025”提出通过三步走实现制造强国的战略目标,把中国制造业从低端水平提升到高端水平,先进热处理和表层改性技术可以为其提供关键、核心的技术,发挥材料在强度、韧性、耐疲劳性等方面的极限性能,进而实现构件的极限服役性能,使中国制造业达到世界先进水平。

       项目方在完成“十一五”国家科技支撑计划课题(2008BAE61B01)“高强钢筋生产工艺及关键技术研究”的基础上,课题组人员发挥人才技术优势,“十二五”以来与铁路、公路、城市工程建设、煤矿、风力发电等领域与行业专家合作,将新材料产品成功推广到多个领域并获的成功。



项目应用——

       该项目是我国工程材料领域里一个里程碑的创新技术,在科研初期寻求跨行业合作,产品以工程需要确定精准性能,我们把它称为功能材料(定制钢)。钢的组织结构晶粒细化是解决钢筋又刚又柔的途径,是国际公认的唯一方向,也是我国高端材料与发达国家的差距。我们解决此难题用的智能热处理方法,是不可或缺的方法。

1)国内率先采用先进热处理及其构件表面改性技术和完全自主研发的智能化成套设备,通过跨行业专家紧密合作,实现了从生产到应用的短流程,把生产加工和配送一体化解决,为国家推广组合装配式建筑提供了条件。
2)发挥智能精准热处理的优势,新材料以不同性能组合成系列产品,以满足不同工程设计的优化需要。为建筑结构创新和使用寿命甚至是抗震性能提供了多功能材料。
3)多功能材料系列产品都具有系统技术环节的专利做保护。
4)发挥多项高科技的组合优势,仅用水(循环用)就取替了昂贵的合金资源,开发出高性价比的新材料,大幅度降低了同等产品的生产成本,如煤矿用锚杆,热处理工艺与传统热轧加合金的生产成本,相差约500元/吨。


市场容量——

       新材料结合相适应的结构设计,是节能环保的重要内容,可有效降低排放、提高抗震安全性、确保建筑寿命。在项目实际示范后得出结论,节省用钢达到40%~60%。以2016年我国钢产量7亿吨为例,其中棒线材产量为3亿吨,按节材至少30%计算,全国市场需求量为2.4亿吨,可见项目的市场是庞大的。


产品介绍——

1)箍筋(建筑、隧道):箍筋在建筑中的应用可吸收地震冲击波的破坏能量,极限应变提高数十倍,大震中"坏而不倒”,起到抗震(特点1)作用。

2)锚杆(煤矿、风能、隧道、公路、铁路、桥梁、水利大坝):高强度锚杆是本课题开发的产品之一,在公路、隧道、桥梁、水利大坝等工程中应用广泛,对于轨道交通工程,主要用于隧道支护、煤矿巷道支护、边坡支护和围岩。用在地下工程(煤矿、隧道)支护中,热处理锚杆具有垂直和水平载荷双方向的让压功能(特点2),在受拉、压、弯、扭的情况下可承受更高的载荷。在风电塔基础工程中,可承受更大的疲劳,且频繁往复震动下的拉、压载荷破坏,起到抗疲劳(特点3)的作用。热处理后的600级锚杆钢筋同时具有高强度、高延性和高冲击功,性能大幅度的优于热轧钢筋。


实际成效——

       极限承力提高22%,回弹位移提高67%,残余承载力提高25%,降低了造价。同等用钢量,隧道内加密布设,刚度超过型钢拱架。

       再处理工艺在上述市场得到实际应用的同时,获得铁道部王梦恕院士的青睐,推荐在铁路隧道拱架上得到了实际运用。 8月份在北京由铁道部组织的一场应用结题会上,得出:省料40%,人工省50%,省时1/3,安全、方便等功效。

       与国家兵器工业部交流后,兵器工业部专家建议该工艺应用在军工掩体上是一个技术的突破。



知识产权——

十一五国家科技计划支撑项目“高强度钢筋”    已用于工程的(实际)科研成果。

高强度锚杆:600级用于山西潞安、河南义马、平顶山等煤矿
高强度钢拉杆:830级用于北京地铁、广州珠江隧道工程等
高强度抗震钢筋:600级用于河北白沟国际箱包交易中心
高强度箍筋:900级用于河北白沟国际箱包交易中心、河南安阳世贸大厦等工程

高强度螺栓:10.9级强度ф36mm直径用于风电塔叶片紧固螺栓
高强度超长地锚螺栓:8.8级强度4.5米长ф48mm直径用于1.5MW风电塔基础地锚螺栓

课题成果——

1)发明专利

①一种冲击功大于100焦耳超高强度锚杆及生产工艺
②一种低屈强比贝氏体组织高强度建筑用箍筋及生产工艺

③一种风电基础用预应力锚栓及其感应加热热处理方法
④一种高强热处理钢棒连续生产线
⑤高强度格栅拱架八字化的连续生产线 
⑥高强度格栅钢架及其制造方法

⑦用作箍筋的钢筋的生产方法

⑧混凝土用钢筋的生产方法
⑨一种高强高冲击韧性的锚杆钢筋及其制造方法
2)实用新型专利

①预应力混凝土用螺旋槽钢棒

②单汽缸同步抬料装置 

③连续热处理生产线用温矫直装置 

3)标准和规范 

①<<超高强度热处理锚杆钢筋>>YB/T 4363—2014

②<<高强度热处理箍筋YB/T>> 4425—2014

③<<岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范>>GB50086-2015

④<<约束混凝土柱组合梁架结构技术规程>>CECS 347:2013

⑤<<高强箍筋混凝土结构技术规程>>CECS356:2013

⑥<<高强箍筋约束混凝土结构技术规程>> DBJ 61/T 119-2016



竞争优势——

       根据新材料与项目的结合,已有多个行业进行了示范工程,并取得了标准和行业规范,为扩大市场推广奠定了基础。现需要资金扩大产能,从定制原材料入手,整合产业链,做强自己的品牌,紧跟国家战略打出国门,在国际上争取定价权。

       与铁道部成功合作后,获得中铁十六局承揽的蒙华铁路的隧道工程,体量突破一亿。并且,与中铁十六局达成战略合作协议,共同合作开发一带一路沿线工程。

       在与青岛政府的交流下承揽青岛城市百年排水工程,现在已经到了设计收尾阶段,体量在3亿以上。


融资诉求:

       该项目是中国钢铁冶金研究院在上世纪末开始研发,至今已经20多年,投入了两代科学人的努力。在节能减排,降低能耗时代,国务院要求科技部、建设部立项,由项目方带队,再投入研发经费2000万至研发成功。公司对该技术及资产预评估值达5亿元人民币。因此,公司欲出让10%股权,融资5000万元,(投资3000万用于购买土地、生产设备,建2条流水线,2000万用于办公、新技术研发及购买专业进口检测设备)


 

 


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