一、項目名稱：

礦渣資源化高效處置礦渣立式輥磨機關鍵技術研究與產業化

二、提名者及提名意見

提名者：合肥水泥研究設計院有限公司

提名意見：“礦渣資源化高效處置礦渣立式(shi)輥磨機關(guan)鍵(jian)技術研究與(yu)產業(ye)化”項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)是合(he)肥(fei)中亞建(jian)材(cai)裝備有限(xian)責任(ren)公司(si)和合(he)肥(fei)水泥研究設計院(yuan)有限(xian)公司(si)聯合(he)立(li)項(xiang)(xiang)的重大(da)科技創新項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)。

經(jing)審查(cha)，本推薦(jian)書中所列內容真實可靠，各欄目均要求填寫，符(fu)合申報要求。鑒(jian)于該項(xiang)目技(ji)術水平(ping)高，應用范圍(wei)廣，經(jing)濟效益(yi)顯著，提名2023年度安徽省科學技術(shu)獎（技術(shu)進步類）。

三、項目(mu)簡介

本項目屬于礦渣資(zi)源(yuan)化高效處置技術領域。

本項(xiang)目(mu)針對礦(kuang)(kuang)渣體量(liang)大、處(chu)置(zhi)技(ji)(ji)術(shu)難以及(ji)處(chu)置(zhi)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)存在的(de)(de)(de)高(gao)能耗、高(gao)阻力(li)、高(gao)污(wu)染等(deng)問題，基于(yu)數(shu)字(zi)化(hua)設(she)計(ji)(ji)技(ji)(ji)術(shu)重(zhong)點從數(shu)字(zi)化(hua)仿真、數(shu)字(zi)化(hua)設(she)計(ji)(ji)、智能制(zhi)(zhi)造(zao)、智能運(yun)維等(deng)方面(mian)進行研究(jiu)，協(xie)同(tong)(tong)優化(hua)處(chu)置(zhi)技(ji)(ji)術(shu)中磨選系統的(de)(de)(de)關鍵參數(shu)，開(kai)發出高(gao)效選粉(fen)(fen)和(he)粉(fen)(fen)磨技(ji)(ji)術(shu)及(ji)成套(tao)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)，通過(guo)礦(kuang)(kuang)渣立式磨輥(gun)磨機的(de)(de)(de)高(gao)效動態選粉(fen)(fen)系統和(he)粉(fen)(fen)磨結構，實現(xian)調(diao)控(kong)磨選出不同(tong)(tong)產(chan)量(liang)、不同(tong)(tong)級配、不同(tong)(tong)品(pin)質(zhi)的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)粉(fen)(fen)，獲得(de)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)生產(chan)效率(lv)和(he)更(geng)低的(de)(de)(de)能耗，以及(ji)制(zhi)(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)粉(fen)(fen)活(huo)性更(geng)高(gao)。通過(guo)三維協(xie)同(tong)(tong)設(she)計(ji)(ji)、智能化(hua)制(zhi)(zhi)造(zao)和(he)智能運(yun)維技(ji)(ji)術(shu)，顯著(zhu)提升了設(she)計(ji)(ji)效率(lv)、制(zhi)(zhi)造(zao)質(zhi)量(liang)和(he)服務(wu)質(zhi)量(liang)，推動傳統制(zhi)(zhi)造(zao)業(ye)(ye)向更(geng)智能、高(gao)效和(he)可(ke)持續發展(zhan)的(de)(de)(de)方向邁(mai)進。成果可(ke)廣(guang)泛應用于(yu)礦(kuang)(kuang)渣資源(yuan)化(hua)處(chu)置(zhi)領域，提高(gao)礦(kuang)(kuang)粉(fen)(fen)生產(chan)產(chan)量(liang)和(he)礦(kuang)(kuang)粉(fen)(fen)活(huo)性，減少水泥熟(shu)料用量(liang)，科學(xue)合理利(li)用工業(ye)(ye)廢渣，降低二氧化(hua)碳(tan)排放(fang)量(liang)，符合國家環保低碳(tan)發展(zhan)戰略(lve)，是高(gao)效節能的(de)(de)(de)規模化(hua)粉(fen)(fen)磨裝(zhuang)(zhuang)備(bei)。

通過本(ben)項目的成功實施，創(chuang)新性地(di)使用數字化技術(shu)開發成套高效(xiao)選粉和粉磨(mo)裝備的思(si)路，為礦渣資源化高效(xiao)處(chu)置(zhi)大型裝備開發及技術(shu)升(sheng)級提供了一種新的研究思(si)路，開發的HRM36.3K、HRM46.3K、HRM51.3K和HRM55.3K系列礦渣立式(shi)輥磨機已應用到百余(yu)家礦粉生產線上，可滿(man)足年產40~90萬噸礦(kuang)粉生(sheng)產線配套的(de)(de)要求，推動了礦(kuang)粉行(xing)業的(de)(de)技術(shu)進步。項目關鍵技術(shu)創新點(dian)如(ru)下：

1. 研制出HRM36.3K、HRM46.3K、HRM51.3K和HRM55.3K系列礦渣磨承(cheng)載(zai)(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)。針(zhen)對礦渣立(li)式輥(gun)磨機(ji)承(cheng)載(zai)(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)受到高壓、動載(zai)(zai)(zai)、熱(re)載(zai)(zai)(zai)等多維度(du)和(he)(he)多場(chang)耦合作用下特(te)性(xing)，基于有限元法構(gou)(gou)建承(cheng)載(zai)(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)多場(chang)耦合仿(fang)真(zhen)模型，獲得全方(fang)位的受力(li)和(he)(he)變(bian)形(xing)數據，有效評(ping)估(gu)承(cheng)載(zai)(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)的結構(gou)(gou)性(xing)能(neng)，設計了一(yi)種立(li)式輥(gun)磨機(ji)內部(bu)自分級(ji)裝(zhuang)置(zhi)和(he)(he)整(zheng)體緩沖(chong)型下定位裝(zhuang)置(zhi)，提高了承(cheng)載(zai)(zai)(zai)機(ji)構(gou)(gou)的剛度(du)和(he)(he)強度(du)，降(jiang)低了機(ji)構(gou)(gou)斷(duan)裂破壞概率。

2. 研(yan)制出(chu)一種流線形葉片的(de)選粉系統。針對磨后礦(kuang)粉高比(bi)表和級配窄特(te)點(dian)，以及礦(kuang)渣立式輥(gun)磨機磨內(nei)渦流分(fen)布特(te)性，采用CFD模擬技術建立了(le)(le)磨(mo)內氣固兩相(xiang)流場仿真(zhen)模型，獲得磨(mo)內流場分布特征以及(ji)顆粒(li)在分級(ji)區分布規律，采用流線形葉片結構有效降(jiang)低了(le)(le)選粉系統壓損(sun)和能耗(hao)，提高(gao)(gao)礦粉分級(ji)精度，設計(ji)了(le)(le)一(yi)種超細選粉機用氣體密封技術，有效阻止(zhi)粗顆粒(li)逃逸，進一(yi)步提高(gao)(gao)了(le)(le)礦粉品(pin)質。

3. 開(kai)發出顆(ke)(ke)粒場驅(qu)動(dong)粉磨技術設計方法。針對高壓力、非(fei)受限、窄粒度環境(jing)下的料(liao)床特點，采用離散元法建立(li)了立(li)式輥磨機破碎仿真模型(xing)，可視化觀察任意時刻顆(ke)(ke)粒場運(yun)動(dong)及分布狀態，開(kai)發了料(liao)床物料(liao)運(yun)動(dong)和(he)料(liao)床密實度調控(kong)技術，以(yi)及物料(liao)運(yun)動(dong)料(liao)床壓穩性(xing)檢測裝(zhuang)置，提高了沉床能(neng)力和(he)設備運(yun)行穩定(ding)性(xing)，提高了粉磨效率(lv)和(he)降(jiang)低能(neng)耗。

4. 研(yan)制出3輥HRM36.3K、HRM46.3K、HRM51.3K和HRM55.3K系(xi)列礦渣磨。基(ji)于離散元法對(dui)比分析了不同輥數的礦渣立式輥磨機(ji)粉磨效(xiao)果，得到3輥下的料床粉(fen)磨(mo)效(xiao)率高和能(neng)耗低，結(jie)合一套半工業化立式輥磨(mo)機試驗系統開展的礦渣粉(fen)磨(mo)試驗數據，獲得3輥磨比(bi)4輥磨穩定性更好，電耗更低。

5. 開(kai)發出(chu)礦(kuang)粉(fen)(fen)機(ji)械活(huo)化技術(shu)。通過數值模擬和粉(fen)(fen)磨(mo)試(shi)驗綜合(he)研(yan)究(jiu)，開(kai)發出(chu)一組最(zui)優碾磨(mo)結(jie)構(gou)及參數，有(you)效(xiao)使礦(kuang)粉(fen)(fen)顆(ke)粒(li)內部(bu)產生晶(jing)格畸變、晶(jing)粒(li)破碎和晶(jing)界滑移等微觀結(jie)構(gou)變化，從而提高(gao)了礦(kuang)粉(fen)(fen)活(huo)性，制備的(de)S95級礦渣(zha)粉7天和28天活(huo)性指數最高可達85%和105%。

6. 開發出(chu)礦(kuang)渣立式輥磨機(ji)多因素多目標優化(hua)方法(fa)(fa)(fa)。針對礦(kuang)渣立式輥磨機(ji)多參數(shu)(shu)、多指(zhi)標的生產特點，采用(yong)響(xiang)應(ying)曲面設(she)計方法(fa)(fa)(fa)獲取各參數(shu)(shu)對指(zhi)標的響(xiang)應(ying)曲面，基(ji)于期望函數(shu)(shu)法(fa)(fa)(fa)，獲得一組最優組合，可提高(gao)粉磨效率(lv)和降低(di)能(neng)耗。

7. 開發出礦渣立式輥磨機三維(wei)協同設計(ji)方(fang)法。針對礦渣(zha)立式(shi)輥磨機結構復雜、零部件繁多、材料種類多等特(te)點，搭建產品數據管理（PDM）系(xi)統，有效(xiao)提高(gao)設計效(xiao)率和降低錯誤率，協同智(zhi)能(neng)制造技術，實現多(duo)(duo)(duo)廠、多(duo)(duo)(duo)設備、多(duo)(duo)(duo)工(gong)藝之間的協同生(sheng)產(chan)，提高(gao)產(chan)品生(sheng)產(chan)效(xiao)率及質量。

8. 開(kai)發出遠程運(yun)(yun)維平臺。將礦粉(fen)生產(chan)線的(de)實時運(yun)(yun)行(xing)情況、設備(bei)(bei)性(xing)能參數(shu)、系統(tong)故障(zhang)信息等數(shu)據遠程傳輸到運(yun)(yun)維中心，利用低(di)代碼開(kai)發技術，快速搭(da)建項目的(de)可視化界面、曲線圖(tu)表、維修工單(dan)等模塊，并(bing)通過(guo)內置算法做到智能報警、設備(bei)(bei)故障(zhang)預判，讓(rang)生產(chan)管理(li)人員、設備(bei)(bei)供貨廠(chang)家(jia)實時掌握礦粉(fen)生產(chan)線的(de)運(yun)(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)和性(xing)能參數(shu)，快速響(xiang)應和排除故障(zhang)，及時調整工藝流程，提(ti)高生產(chan)效率和產(chan)品質量。

四、客觀評價(jia)

安徽省科學(xue)技(ji)術(shu)(shu)情報(bao)研究所查新(xin)認為：本(ben)項目中研發和(he)采用的(de)立式輥磨機(ji)內(nei)部自分(fen)級(ji)裝置、整體緩沖型下(xia)定位裝置、鋪料裝置、流線(xian)形葉片選粉(fen)系(xi)統、組(zu)合式壓(ya)力(li)氣體密封結構、分(fen)級(ji)粉(fen)磨結構、高強度(du)整體機(ji)架、新(xin)型選粉(fen)機(ji)裝置、動網格劃分(fen)、雙向耦(ou)合模(mo)擬、顆粒床破碎仿真(zhen)、多場耦(ou)合仿真(zhen)、三維協同(tong)設(she)計、數字化運維平臺等創新(xin)技(ji)術(shu)(shu)，國(guo)內(nei)外(wai)尚未見有文獻(xian)報(bao)道。

2023年12月15日，本項目成果經安徽省硅酸鹽學會組織鑒定，結論為：“項目成果主要技術經濟指標達到國際先進水平。成果的成功應用對推動我國礦粉行業節能減排具有積極意義，經濟和社會效益顯著，市場前景廣闊。建議：加大成果推廣力度。”

五、推廣應用情(qing)況、經濟(ji)效(xiao)益和社會效(xiao)益

本項目經濟和社會效益顯著，市場前景廣闊。截至2023年12月已推廣應用客戶百余家，包括濟源國(guo)泰、黃(huang)石秦河、銅(tong)陵海源、上(shang)海南方崛榮(rong)、臨安余臨、青(qing)(qing)島申飛、青(qing)(qing)島海凝、宜興青(qing)(qing)象(xiang)、宜興東(dong)一、湖(hu)北華祥水(shui)泥、廣東(dong)羅浮山(shan)水(shui)泥、湛(zhan)江寶(bao)鋼、湖(hu)州(zhou)高強、湖(hu)州(zhou)興云、無錫金久、無錫天裕、德清益眾、珠海粵裕峰、巢湖(hu)億(yi)利達(da)等公司。開(kai)發的3輥礦渣立式輥磨(mo)機相比4輥的產量提高7.14%和系統電耗降低9%以上，礦粉活性(xing)7天(tian)和28天活性指數(shu)均提高5%以上。

自HRM36.3K、HRM46.3K、HRM51.3K和HRM55.3K礦渣(zha)立式輥(gun)磨(mo)機研制成功(gong)以來，我們已經成功(gong)簽(qian)訂了50臺HRM36.3K、13臺HRM46.3K、1臺HRM51.3K和2臺HRM55.3K礦渣立式磨的合(he)同，合(he)同總額達(da)到(dao)了人民幣57550萬(wan)元。此后，預計每年新(xin)增銷售10臺HRM36.3K和5臺(tai)HRM46.3K礦渣立(li)式磨，銷售收入將會(hui)達(da)到約17250萬元，利稅也將超過5175萬元。本(ben)項(xiang)目(mu)應用于(yu)礦渣(zha)行業，無論(lun)是能(neng)耗上還是產量(liang)上都(dou)取得良好的效果。我公司目(mu)前已投產66臺(tai)新型礦渣磨，一年可生產(chan)礦渣粉(fen)3000萬(wan)噸(dun)，則可(ke)降(jiang)低電耗3.94×3000萬噸=1.182×10⁸kWh；每度電按照0.7元計算，則可節約8273萬元(yuan)；節約一(yi)度電(dian)可少排放0.58噸二(er)氧化碳，則(ze)全年(nian)可(ke)減少6784萬(wan)噸(dun)二氧(yang)化碳排(pai)放。

項目主要應用單位如下(xia)：

本項目將把立式輥磨機制備礦粉技術水(shui)平(ping)提升到(dao)國際先進水(shui)平(ping)，對于行業和(he)地區產(chan)業結(jie)構(gou)和(he)產(chan)品結(jie)構(gou)的調(diao)整具有(you)推動和(he)促進作用。本項目的順利(li)實施(shi)，極大的提升了(le)我們企業的綜(zong)合實力(li)和(he)市場競爭(zheng)力(li)，為企業培養了(le)一(yi)批青年(nian)骨干，獲得了(le)若(ruo)干專利(li)技術，發表了(le)若(ruo)干高水(shui)平(ping)學術論文和(he)報告，為公司的可(ke)持(chi)續(xu)發展奠定了(le)堅實的基礎(chu)。

六(liu)、發表文章和(he)主(zhu)要知識產權等目錄

（一）文章

（二）專(zhuan)利

七、主(zhu)要完(wan)成人情況

八、主要完成單位(wei)及創新推(tui)廣貢獻

第一完(wan)成單位：合肥中亞建材裝備有限責任公(gong)司，承擔實驗研究、工藝(yi)研究及(ji)開(kai)發、關鍵設(she)備及(ji)技(ji)術研究開(kai)發、關鍵設(she)備加工制造(zao)、工程技(ji)術服(fu)務、科技(ji)成果(guo)推(tui)廣等工作(zuo)。

第二完成單(dan)位：合肥水(shui)泥研究(jiu)(jiu)設(she)計院有限(xian)公司，承擔項目立項、工藝系統研究(jiu)(jiu)、研究(jiu)(jiu)統籌協調(diao)、驗收鑒定等工作。

九、完(wan)成人合作關系說明

負責(ze)(ze)人(ren)劉暢(chang)與(yu)完成人(ren)張偉(wei)麗(li)、王國慶、袁鳳宇、葉(xie)衛東、楊成鋼、劉福永、費(fei)豪文、李洋均為合肥(fei)中亞建(jian)材(cai)裝備有(you)限責(ze)(ze)任(ren)公司的技術研(yan)發(fa)(fa)(fa)人(ren)員(yuan)。作(zuo)(zuo)為項(xiang)(xiang)目(mu)負責(ze)(ze)人(ren)，劉暢(chang)與(yu)其他同志共同完成了“礦渣(zha)資源化高(gao)效處(chu)置礦渣(zha)立(li)式輥磨機關(guan)鍵技術研(yan)究(jiu)與(yu)產(chan)業化”項(xiang)(xiang)目(mu)的合作(zuo)(zuo)研(yan)究(jiu)，創新和改進(jin)了立(li)式磨的多(duo)項(xiang)(xiang)關(guan)鍵技術。在與(yu)合肥(fei)水泥研(yan)究(jiu)設(she)(she)計(ji)院(yuan)有(you)限公司合作(zuo)(zuo)研(yan)發(fa)(fa)(fa)過程中，負責(ze)(ze)人(ren)劉暢(chang)主持(chi)(chi)指導(dao)開展各(ge)項(xiang)(xiang)研(yan)發(fa)(fa)(fa)設(she)(she)計(ji)工作(zuo)(zuo)，牽頭組建(jian)了項(xiang)(xiang)目(mu)研(yan)發(fa)(fa)(fa)團隊，主持(chi)(chi)技術路(lu)線制定(ding)，指導(dao)開展各(ge)項(xiang)(xiang)研(yan)發(fa)(fa)(fa)及設(she)(she)計(ji)工作(zuo)(zuo)，指導(dao)與(yu)協調項(xiang)(xiang)目(mu)合作(zuo)(zuo)單(dan)位(wei)完成項(xiang)(xiang)目(mu)必須的其它工作(zuo)(zuo)。