5月30日是第七个“全国科技工作者节”。一年来,中铝国际工程有限公司(以下简称中铝国际)坚持“科技+国际”战略,广大科技工作者着力打造原创技术源头,着力推进重大专项,取得了丰硕的科技成果:新增国家技术创新示范企业1家、国家级博士后科研工作站2家、国家级企业技术中心3家,高水平研发平台迈上新台阶,58项成果经行业协会等组织评估达到全国行业领先水平以上,其中20项达到国际先进或领先水平;完成各类标准7项制修订制定,获得省部级科技奖25项,其中一等奖12项,中国专利优秀奖1项,新增专利申请540件,新增有效授权专利420件。
一年来,中铝国际把人才优先放在第一位,落实好中铝集团“1+8”科技激励政策,召开首届中铝国际技术创新大会,表彰奖励13项重大科技成果,共计180万元;制定了《科技人才薪酬政策和激励措施实施指导意见》,遴选出98名重点科技人才并实施激励措施,提高科技人才待遇,提升科技人才积极性、创造性。
一年来,中铝国际坚持合作共赢、对外开放,与中铝集团兄弟单位联合推进电解11800、深地资源开发等重大技术研发和应用,与南方有色、中冶SEDI、鞍钢集团、金川集团、紫金矿业、山东黄金、中金岭南、矿冶集团、大连重工等加强务实合作,在行业科技创新体系中发挥从科技研发到成果产业化的关键桥梁作用,努力成为行业科技创新的排头兵和领跑者。
中铝国际重大科技成果持续赋能行业技术进步:
1.超大型绿色节能铝电解成套技术
经过多年努力,沈阳院技术团队攻克了超大型铝电解槽磁流体稳定性设计技术难题,研发了一套500kA/600kA超大型绿色节能铝电解技术,显著降低了铝液水平电流和炉底压降,研制了适用于不同槽型和延长槽寿命的阴极组电导率控制技术、阴极组生铁浇铸技术及预热设备、自平衡网络外补偿提高大型铝电解槽不稳定条件下槽及相邻槽抗干扰能力的母线技术。已成功应用于山西中铝华润项目等数十套500kA电解系列,电流效率达94.18%,平均槽电压3.92V,吨铝直流电耗12406kWh。阴极碳块生铁铸造组装成功率>99.9%,运行阴极压降<200mV(石墨化)、<260mV(石墨化),较传统糊状组装形式降低50mV~150mV;每吨铝节电约200度~500度,减少碳排放150kg~400kg。首批电解槽使用寿命超过2600天,比国际优秀同行高出400多天。
该成果荣获中国铝业公司第四届科技创新优秀成果奖,荣获中国有色金属工业科学技术奖一等奖3项、二等奖2项、中国专利优秀奖1项,成果已实现产业化和工程应用,公司设计电解槽1.2万余台,年生产能力1500万吨,每年可节电50亿度,减少碳排放450万吨。
2、氧化铝规模化、高效生产关键装备
针对行业对氧化铝生产线大型化、节能降耗、提高产品质量的需求,沈阳院技术团队创新研发了大型高效氧化铝关键设备。在建的大型氧化铝气相悬浮焙烧炉系统技术,产能为4500t/d,为全球同等燃料下最大产能,达到国际领先水平,设计产能为300t/d至5000t/d,吨氧化铝热耗可低至2.75GJ,各项排放指标均优于A类氧化铝企业排放要求;吸收协同分解装置技术,适用于高粘度、易结皮物料,可长时间停机再启动,取消挡板及升降筒,实现分解槽无升降风,槽内固相含量差降低至5%以内。多相低功率搅拌技术采用新型叶片结构及搅拌桨组合系统,已成功应用于φ14m、φ16m、φ18m分解池,运行电耗低,节能效果显著,达到国际领先水平。
一批核心技术荣获中国有色金属工业科学技术奖一等奖3项、辽宁省科技进步奖二等奖2项。近三年来,大型焙烧炉系统技术在3套大型焙烧炉上推广应用,合同金额4.941亿元;焦化增效分解装置技术推广应用65套,合同金额2500万元;多相低能混合技术推广应用210套,合同金额8850万元。
3、电解铝(含炭素)行业烟气深度治理技术
沈阳院电解环保技术团队经过多年努力,突破了电解大气污染物(含炭)高效深度净化与回收利用关键技术,研发了电解槽全生命周期有组织和无组织排放净化技术,以及电解铝烟气处理技术。电解铝烟气氟化物浓度低于2mg/Nm3,颗粒物浓度低于5mg/Nm3,实现氟减排0.25kg/t.Al。利用废炭粉吸收炭素阳极焙烧烟气中的沥青烟和苯并芘,制备成填料返回焙烧炉回收利用,以废治废,形成闭环工艺。沥青熔化、沥青储罐产生的烟气采用蓄热式焚烧炉处理。处理后烟气中二氧化硫为25mg/Nm3、氮氧化物为37mg/Nm3、沥青烟6.3mg/Nm3、颗粒物2.7mg/Nm3、苯并芘0.000215mg/Nm3,远优于行业A类企业的要求。
多项核心技术荣获省部级科技奖一等奖2项、二等奖1项,第二十二届中国专利奖优秀奖1项,国家发明专利13项、实用新型专利12项。几年来,公司共签订设计、技术咨询、设备制造、总承包等工程合同36项,合同总额逾8亿元,实现营业收入6.4亿元。
4、电解铝全流程智能制造关键装备及系统集成应用
为助力电解铝行业向数字化、智能化转型,提高电解铝生产企业劳动生产率,降低工人劳动强度,减少碳排放,提升电解铝生产管控水平,贵阳院研发了电解铝全流程智能制造关键装备与系统集成应用,包括阳极装配智能管控集成系统、炭块智能仓储调度优化控制技术、多维度铝电解生产过程在线检测与数据采集技术、阳极及部件质量跟踪技术、阳极导杆智能焊接技术、原铝及电解质全自动取样检测技术、铝工业大数据融合平台技术、基于BIM的数字孪生平台集成应用系统等关键技术。
成果达到国际领先水平,荣获2021年度中国有色金属工业科学技术奖二等奖、2014年度中国有色金属工业科学技术奖一等奖、工信部主办的第四届“绽放杯”5G应用征集等多项殊荣。技术出口印尼、印度等国家,签订销售合同5.2亿元。多项关键技术在国内贵州遵义、云南神火、眉山启明星、云铝海鑫、云铝股份等多家企业成功应用,2019年以来累计签订合同约6.7亿元。
5、铝电解槽多参数平衡控制技术研发及应用
贵阳院铝电解槽多参数平衡控制技术以铝电解槽“静态平衡”与“电流效率”的最优耦合为基础,利用离线、在线、云计算产生的数据作为控制反馈,实现铝电解槽“动态平衡”、“平衡”、“炉型”、“氧化铝浓度”、“过热度”、“噪声”的实时监测与控制,同时利用大数据分析技术对电解槽炉型进行智能识别,实现了“标准化、智能化、信息化”立体闭环控制,可有效提高电流效率,降低电耗。
该技术成果在铝电解节能控制领域达到国际领先水平,荣获2020年中国有色金属工业科学技术奖一等奖、贵州省“创客中国”二等奖,成果应用覆盖中国铝业公司国内50%、国内70%以上产能的铝电解槽,以及印度、马来西亚多个海外项目,可实现吨铝节电50kWh~250kWh,提高电流效率0.5%~2%。
6、复杂难采金属矿床绿色采矿技术研发与应用
长沙院针对复杂难采金属矿床研发了创新性的绿色采矿技术,包括高应力破碎围岩支护与岩爆防治技术、复杂风网智能通风与风流净化回收技术、短流程低碳机械化无爆连续开采技术、高浓度长距离尾矿管道输送技术以及尾矿高价值生态梯级综合利用技术等,成功攻克了复杂难采金属矿床软弱破碎围岩支护难、复杂风网能耗高、生态环境破坏大、采矿生产能力小、尾矿综合利用率低等全球性重大技术难题,有力推动了我国矿业技术的进步。
建立了国内首个软弱破碎围岩稳定性控制技术支护体系,降低支护成本30%~50%。创新通风系统动态智能控制技术,综合降尘效率高达95%。一体化短流程无爆机械化连续开采技术,实现了由常规爆破开采方式向无爆连续开采工艺的重大技术转变,工作面产能提高500%~800%,减少开采工作面60%~80%,人工定额减少60%~70%。创新研发的尾矿高值化生态梯级综合利用技术,实现了尾矿固废100%综合利用。
行业协会评价该成果达到国际领先水平,荣获中国有色金属工业科学技术奖一等奖3项、二等奖2项,并在金属矿山成功应用,近3年来签订技术合同11.35亿元。
7、铅锌清洁冶炼及资源综合利用关键技术
长沙院聚焦铅锌清洁冶炼与资源高效利用共性技术难题,开发了铅锑银多金属材料协同冶炼、直接炼铅结合锌冶炼渣处理、高空锌精矿氧压浸出、智能化锌电积等一系列科技成果,关键指标达到国际先进、领先水平,应用效果显著,有效提升了我国铅锌冶炼技术与装备的国际竞争力。
设计建成了我国首条年处理能力45万吨复杂铅物料富氧侧吹氧化还原综合回收生产线。自主开发了直接炼铅及锌冶炼渣处理关键技术,设计建成了年产30万吨绿色锌冶炼渣生产线。自主研发了高铁硫化矿两段控铁氧压浸出技术,建成了世界首座海拔2500m氧压浸出锌冶炼厂,锌浸出率达98.5%。自主开发了智能化锌电积关键技术及装备,锌剥离成功率由1.5%提高到99%。
核心技术均为行业首创,经中国有色金属工业协会等机构评估,达到国际领先或先进水平,荣获国家科技进步二等奖1项、中国有色金属工业科学技术奖一等奖4项、二等奖2项。该技术已在中金岭南锌渣绿色升级改造、南方有色锌氧压浸出绿色制造等项目中成功应用,近三年累计签订合同额达8.46亿元,付款额达6.23亿元。
8、高端铝合金带材连续退火生产线集成研发
中色科技研发的高端铝合金带材连续退火生产线自动化、智能化程度高,传动控制精准稳定,切边、清洗、矫直、退火(淬火)等中厚板工艺功能及性能指标全面,成果涵盖了自动高效辅助系统、表面质量控制系统、工艺段微张力检测与控制及纠偏控制技术、自学习型生产过程控制系统等核心技术,整体技术水平达到国际先进、国内领先水平。
2021年经中国有色金属工业协会鉴定,整体技术达到国际先进水平;被评为2020年度洛阳市装备制造业领先高端装备,产品及解决方案获得华峰铝业、明泰铝业、中孚铝业等企业嘉奖,得到山东创新等多家用户的广泛认可,近三年签订合同金额均超过5000万元。
9、核电板材轧制关键技术及装备研发
中色技术针对核电专用板(锆板、中子吸收板)生产过程中轧制力大、厚差及板形控制精度高、轧制温度范围窄、矫直硬化程度大等特殊要求和技术难点,自主研发了全套装备解决方案,全面满足材料轧制生产要求。通过双辊系统设计和系统配置,实现一机冷热轧,创新开发了四/六辊可更换辊系设计,创新研发了传动、弯辊换辊解决方案及大流量双系统液压压紧系统、分块式高精度AGC控制系统,机组配备在线自动加热技术,实现全自动循环轧制,并配备可矫直大厚度范围的双辊矫直机。作为国内首台用于核电板材生产的专用装备,其整体技术达到国际领先水平。
2018年公司整体技术经中国有色金属工业协会鉴定达到国际先进水平,并荣获2019年中国有色金属工业科学技术奖二等奖、2021年中国有色金属工业科学技术奖三等奖,合同金额已超过5000万元,市场推广应用前景广阔。
10、天地一体化重大矿山灾害监测预警系统
长勘所研发由长勘所独立开展,并被列为工信部两化融合促安全生产重点项目和湖南省重点研发计划项目,成果包括矿山安全“天地”一体化智能监测预警、无人自动化矿山安全巡检、工程灾害智能监测雷达、地下空区智能探测等多项核心技术,实现了全天候、全场景、全地形的矿山安全与工程灾害智能监测,预警信息实时可视化,广泛应用于矿山尾矿库、露天矿、陡坡地、地下矿山采空区等矿山、建设工程、地质灾害监测,对推动我国重大矿山危险源、工程地质灾害智能监测、矿山化学监测预警技术进步具有重要作用。
经中国有色金属工业协会评定,圆孔径地基监测雷达系统等6项技术达到国际领先水平,其他技术达到国际先进水平。获得国家发明专利25项,制定国家标准1项、行业标准1项。公司荣获省部级科技进步奖一等奖3项、二等奖7项。成果在湘西州自然资源局、西藏米林自然资源局、中国铝业公司、中国黄金、金川集团等50个省区应用,在100多个行政机关、大型企业集团推广应用,经济效益和社会效益显著。
11、大型高尾矿坝深部探测评价与灾害防治关键技术与应用
昆明勘探开发研究院首次研发出“螺旋组合钻具+无泵反循环”深层饱和尾矿库钻探取样新装备新工艺,确保了尾矿坝稳定性评价试验参数的可靠性;还在国内率先创制了三种尾矿砂静剪强度固结效应权重分布分析方法,构建了尾矿坝稳定性分区评价新方法,提出了尾矿库稳定性分区标准与评价体系;研发了一套优质尾矿库“渗排+坡面贴合”综合防治加固新技术、渗排协同高效加固软滩面新技术、多点集中排矿—废石格栅尾矿库联合筑坝新技术,显著提高了尾矿坝的安全性。
成果达到国际领先水平,获国家勘探金奖1项、省部级科技进步奖2项,授权发明专利24项,主编、参编国家及行业标准6项,出版专著4部,发表论文77篇。成果应用于云南、四川、贵州、甘肃、西藏、江西等省区30余座大型尾矿库防灾、安全扩建,避免上千人搬迁,累计实现经济效益30多亿元。
12、细粘土高堆尾矿库抗震防溃坝控制技术及灾害影响评估体系
昆明有色研究院创新性地提出了尾矿材料粒径、超孔隙水压力及物理力学性质离散性等因素对尾矿坝稳定性分析体系的影响,以及可接受的失效概率判定标准,提高了地震灾区尾矿坝稳定性分析的准确性和可靠性。发展了细粘土高坝灾害防治技术和新型筑坝工艺,形成了完整的排水加固工艺流程,实现了坝体强度的提高及其长期有效的自渗自排水,显著提高了尾矿坝的稳定性。
整体成果达到国际先进水平,部分核心技术达到国际领先水平,先后获得云南省科技进步二等奖1项、绿色矿业科技奖一等奖1项、部级优秀工程设计、咨询成果奖数十项。成果显著提高了尾矿坝安全性、延长了其使用寿命,累计实现经济效益近5亿元,为解决我国尾矿坝安全问题提供了切实有效的技术保障,为我国矿业可持续发展和社会和谐做出了重要贡献。
13、细氧化铝双段焙烧系统
山东项目集成热能梯度分级利用、多级悬浮预热、综合热回收、湍流流化滞留等多项创新煅烧和节能环保技术,研发了精制氧化铝两段式焙烧系统,适用于可控温度精确、反应均匀的物料流化煅烧,在充分利用热能梯度的同时完成干燥、预热和高温反应过程,流化煅烧产品均匀性、稳定性优良,节能效果显著,可满足多种工况需求,通过建立数学模型实现精确控制,整个系统稳定运行时无需人工干预,实现智能无人化操作。
2019年通过行业协会技术成果鉴定云南金刚钢结构,达到国际先进水平;2020年荣获中国有色金属工业科学技术奖三等奖,2021年荣获国家优质工程金质奖,2019年为中铝某公司完成10万吨板状刚玉项目原料预处理工序,实现销售收入4000余万元,为云南某公司建设90万吨/年磷石膏综合利用示范项目(一期),实现销售收入5000余万元。
14、绿色低碳铝合金建筑
六叶设计制造的绿色低碳建筑产品之一——装配式铝合金立交桥,一夜之间横跨南北,施工周期短、安装速度快,全寿命周期免维护,绿色低碳,金属感强,成为城市建筑新选择。国内最大的异形双层铝合金网壳结构——剑川综合展览馆,采用中式红灯笼造型云南金刚钢结构,红黄相映,体现了“天圆地方、外圆内方”的中国传统文化和“明灯点睛”的美好寓意。异形双层铝合金网壳结构直径68.5米,高24.45米,空间结构复杂,曲面多,制造精度高,需装配的零件数量多,施工安装难度居行业之首。
北京长安街东单、崇文门铝合金立交桥项目荣获“中铝国际杯”中铝集团第四届创新创意大赛三等奖;《铝合金网壳结构分节段施工工法》(YSGF018-2021)获部级科技进步二等奖;铝合金结构在建筑工程中的应用呈现明显的上升趋势,低碳、环保、绿色,符合当前国家政策,发展潜力大,市场推广好,效益显著。
15.钢结构预制施工技术
九冶在钢结构装配式施工技术上不断开拓进取,采用BIM仿真施工等系统新技术,攻克大跨度异形连体钢结构整体提升、大型公共场馆模块化建造、钢材局部共用、特种厚钢板焊接、超长焊缝温度补偿、圆弧梁辅助及角焊缝反向变形等近30项专有关键技术,通过落实工业化和信息化融合,进行绿色节能降本增效规划,实现材料损耗率降至2%以下,整体施工效率提升30%,工程质量合格率100%,推广应用前景广阔。
结果已经达到了中国的领先水平,15项软件版权,18个省级和部长级的建设方法,以及5个省级和部长级的科学和技术奖项三年,使用这项成就进行了总共9个钢结构预制的建筑项目,总合同金额约为27.3亿元,直接经济利益超过3000万元人民币。
16.支出综合董事会产品
shanxi新材料的霉菌建筑公司开发的霉菌板是霉菌保存的板复合系统的主要组成部分。建筑物结构和绝缘材料具有很高的力量,基本上是无维护的,可以节省建筑成本,并具有明显的经济价值。
该产品赢得了许多荣誉,例如“台湾新墙壁材料产品注册证书”,“ shanxi建筑能源储能产品(技术)促销证书”,“国家建筑能源节能产品建议证书”等,并参与了一个shanxi省级式构造的材料,以备用材料,以备有新建筑的形式。等等。为了创建一个新的建筑物系统,因为自我保护模板集成了促销和应用市场,它创造了近1亿元。
17.四角支持的开放抛物线复合壳结构系统的建筑技术
Relying on the Luliang New City Sports Center project, Chalco International (Tianjin) Construction Co., Ltd. has overcome many difficulties in the construction transformation and construction of the four-corner support open parabolic composite shell structure. The project spans 204 meters and has a unique structural design form, which is the first in China and even in the world. The construction process used advanced technologies such as finite element, BIM, and cloud computing, and applied rare crack control technology for 10-meter-thick single-suspension 6350m3 large-volume concrete under insulation conditions, 230-meter-long prestressed complete set construction technology, and 204-meter-long The span bending and torsion steel arch, double cantilever steel structure manufacturing and unloading technology, as well as the shell concrete prefabricated roof panel BIM in-depth production technology, and the application of "Beidou" navigation positioning to carry out health monitoring of the project.
该项目的结果已被两个“双重奥林匹克”设计师认可,并实现了10多种国家和省级和部长级技术成就,10项专利(包括4种发明)(包括新技术);和效率目标。
中国有色金属新闻