项目名称

水泥粉磨系统仿生减粘耐磨核心部件研发

项目承担单位

吉林大学、吉林亚泰（集团）股份有限公司

项目简介

水泥是四大基础材料之一。吉林亚泰集团是国家确定的重点支持的十家大型水泥集团之一。磨损与粘附是水泥生产企业力图解决的重大技术难题。2008年我国生产水泥约14亿吨，按综合金属磨耗0.5公斤/吨计（国外≤0.2公斤/吨），每年磨耗掉的耐磨材料达70万吨。水泥粘附还降低粉磨效率和产量。磨损和粘附造成了巨大的经济损失甚至引发重大事故，已经成为水泥行业发展的技术瓶颈。

总体目标

运用工程仿生学原理，开拓提高材料减粘耐磨性能的新途径，有效解决水泥粉磨系统核心部件的粘附和磨损问题；通过形态、结构和材料的合理耦合与优化，开发具有自主知识产权的减粘耐磨仿生部件的制造技术，形成200吨仿生减粘耐磨材料的规模化生产。

攻关内容

1、磨辊和磨盘衬板磨损粘附规律与失效形式及其机制；

2、仿生减粘耐磨材料与试件设计；

3、仿生减粘耐磨耦合试件成型制造；

4、工艺试验和现场装机试验；

5、仿生减粘耐磨核心部件规模化生产技术。

技术难点

新型减粘耐磨材料成分的优化和仿生减粘耐磨核心部件形态、结构与材料的合理耦合；减粘耐磨仿生耦合部件的成型制造及其规模化生产技术。

创新点

运用仿生学原理，突破耐磨材料领域的传统理念，开拓提高材料耐磨性的新途径；通过形态、结构和材料的合理耦合，同时改善水泥粉磨系统核心部件的减粘耐磨性能；提出仿生磨辊和磨盘衬板设计与制造的新方法。

主要考核指标

1、工作面耐磨层宏观硬度在HRC60以上；

2、与传统高锰钢材料比较，磨辊和磨盘衬板耐磨性提高2倍以上；

3、同等工作条件下，仿生部件脱附性能提高20％；

4、形成200吨仿生减粘耐磨材料规模化生产技术。

省和国家科技计划支持情况

1、吉林省科技发展计划项目“火力发电厂磨煤系统磨损件焊接制造与修复研究”，经费20万元；

2、国家自然科学基金重点项目“机械仿生耦合设计原理与关键技术”，经费170万元；

3、国家863项目“先进工模具制造技术－仿生非光滑脱附、减阻、耐磨技术”，经费130万元。

预期成果类型及价值

申请发明专利5－8件，形成仿生磨辊和磨盘衬板的设计制造技术；亚泰集团水泥生产过程中部件损耗降低1.1－1.2亿元/年，采用仿生磨辊和磨盘衬板的水泥粉磨系统生产水泥规模达4－6亿元。

本项目不仅对于水泥行业，而且对于电力、建材、冶金、矿山和农产品加工机械等都具有广阔的应用前景，将产生每年10亿元以上的经济和社会效益。

所需资金

项目名称

连续本体法PMMA树脂的产业化关键技术研究

项目承担单位

长春工业大学

项目简介

PMMA，是Polymethyl methacrylate的缩写，学名聚甲基丙烯酸甲酯，俗称有机玻璃，是透光性能最好的塑料。主要应用于制造汽车车灯、液晶显示导光板、装饰灯具、广告灯箱、光学镜片、通讯和照明光纤等。PMMA树脂是技术水平要求高、附加值很大的通用工程塑料品种。我国目前每年进口PMMA树脂20万吨以上，存在很大的供应缺口。吉林石化公司拥有生产PMMA的原料MMA，产能10万吨/年，急需建设PMMA聚合装置。

总体目标：开发连续本体法PMMA树脂的产业化关键技术，为吉林石化公司建设10万吨/年PMMA装置提供技术依据。

攻关内容：（1）在50吨/年连续本体聚合试验装置的基础上，建设千吨级连续本体聚合PMMA示范装置；（2）在千吨级中试装置上开发出高流动级PMMA树脂和耐热级PMMA树脂全流程中试技术；（3）编制完成10万吨/年PMMA树脂产业化装置工艺软件包。

技术难点：（1）PMMA树脂的连续本体聚合工艺；（2）聚合反应器的结构设计；（3）连续脱挥挤出设备的结构设计；（4）未反应单体的回收、分离和回用技术；（5）由小试到中试的放大效应。

创新点：（1）采用高温本体聚合技术，降低了反应釜内粘度，聚合转化率高，生产能力大；（2）采用螺带式搅拌器解决了高粘流体的搅拌问题；（3）采用相变式传热，釜内物料不直接接触冷凝管，在工程上容易放大；（4）采用双螺杆挤出机脱挥技术，通过强制翻动促进表面更新，使脱挥过程相当于多个脱挥器串联使用的效果，残余单体含量降低，产品纯净，光学性能好。

主要考核指标：透光率≥92%；拉伸强度≥60MPa；热变形温度≥95℃。

省和国家科技计划支持情况

吉林省科技发展计划项目“连续本体法PMMA树脂生产的工程化技术研究”，经费120万元。

预期成果类型及价值

预期成果类型：本项目完成后将提供1000吨/年PMMA树脂示范装置和10万吨/年PMMA树脂产业化装置工艺设计软件包。

预期成果价值：本项目完成后将提供我国第一套自主开发的PMMA示范装置，在吉林石化公司建成10万吨/年PMMA生产装置，成为我国最大的PMMA树脂生产基地。总产值22亿元/年，利税3.6亿元/年。

所需资金