工艺技术
1.定义
工业社会离不开材料的支撑,材料可分为天然材料和人工材料,而人工材料又可分为需热材料和非需热材料。随着自然资源的消耗殆尽,以及人们赋予材料新性能需求,人工材料已逐渐成为材料供给的主体。其中需热材料是指生产过程需要供给热量,即它们的生成过程需要吸收热量或者需要在一定的温度场内进行的。需热材料在人工材料中占有相当比重,这一领域涵盖了建材、冶金、化工、轻工等多个行业。
2.定位
需热材料工程中心的组建是以专业技术领域为基础的,研究对象不是某个产品的某个技术,是以需热材料类的工程技术研究为主体的综合性研究平台,它解决的是具体需热新材料的产业化问题,传统需热材料的生产工艺及技术装备的升级问题。
3.意义
3.1对智力和工程技术积累共享共用,激发灵感,创新业态的推动作用
各种需热材料按产品归属划分,虽然隶属于不同行业,但它们的工程技术具有相当的共性。这种共性的体现:一是在其生成过程中,需要吸收一定的热量,或者必须在一定的温度场的环境中进行,换言之,它们的生成是需要消耗热能的。二是它们的生成过程,都必须通过各种化学反应、或者物理反应、或者物理化学反应方可制得。三是这些反应通常需要在专门的热过程反应器(如各种窑、工业反应炉等)中完成;四是所说的热过程反应器虽然具有名称、隶属行业、受理物料类型及数量、供热方式等诸多不同,但是它们的功能是一样的,即提供反应所需的热量,创造反应所需的环境;研究开发这些热过程反应器的内容,一般都是寻求合理的设备结构,燃料的热能转换、导热介质的选择、热传递与传质规律、热交换速度与效率等。五是从过程技术出发,多数需热材料的生产工艺过程可概括为:
原料处理—按比例配合—配合料处理—需热反应设备—系统供热—产品或半成品生成
对于生成过程如此相同相近的材料领域,其工程技术的规律势必存在许多同一规律,发展综合性需热材料工程技术研究平台,把具有同一技术“脉络”的事物放在一起研究,“个性”强化“共性”,“共性”反补“个性”,智力与经验积累共享共用,激发灵感,相互渗透、创新业态,必将产生相当的倍增效果,从而推动需热材料的发展。
3.2需热材料工程技术研究智力、装备及人力资源整合的作用
我国的工业管理体制,以产品为龙头设立,与其对应的研究设计资源被分割在各个产品行业,随着经济社会的发展,现实业界已经出现了怪现象,即:一方面许多需热材料产业化课题没人做,相当多的新材料企业孤身作战,苦苦追求;另一方面为数不少的研究设计单位受业务领域限制,没活干,举步维艰,多年的工程实践积累被禁锢在“条条”内,不能发挥更大的作用,研究仪器设备不能充分发挥应有的作用,人力资源闲置浪费。需热材料工程技术中心是按照专业技术领域组建的,从产品出发,它跨越了行业,从技术领域出发,它具有相当的专业性,对于整合不同行业的研究资源,避免浪费必将发挥积极地示范和推动作用。
3.3需热材料装备制造业发展壮大的引领作用
先进发达国家,产业技术与装备的研发制造是以技术“脉络”为基础形成的,同一个产业技术与装备制造商,可以提供多个产品行业的技术与专用设备,只是这些装备的技术“脉络”具有同一性和相近性,属于同一学科领域。这种以技术“脉络”为基础形成的架构体系,更容易促进各个行业的产业装备的进步与提升。
综合型需热材料工程技术研究中心的建立,将对众多的需热材料装备制造业提供技术支持,从而引领企业发展状大。
4.成果案例
我公司是国内最早实现跨行业需热材料产业化研究的单位,在水泥、高活性石灰、有色金属冶炼、层硅、特种混凝土功能材料、泡沫玻璃绝热材料、高精度石墨等需热材料领域都有着成熟的技术与装备,并且大多技术工程技术具有国家自主产权。由此,我公司对不同行业需热材料的工程技术研究积累了较为丰富的经验,成熟的工程技术如下:
4.1新型干法水泥技术领域  
(1)针对水泥工程投资高的现状,提出了不同规模水泥生产线工艺技术与装备应不同,不同建设条件的工厂,水泥工艺过程应有所不同的观点,将水泥工厂投资降低了30%,投入产出更合理。
(2)自主研究开发的六级旋风预热预分解技术与装备,将生产线废气温度由业内的350℃降低到260℃,大大提高了水泥煅烧系统的热效率。同时废气排放量减少50%以上,窑尾废气“零排放”,使水泥工业成为绿色工业,实现了最彻底的环保。
4.2工业石灰生产技术领域
(1)工业石灰分级煅烧技术,再造了高活性石灰生成过程中的热工环境,解决了生过烧率高、耗能高等问题,提高了石灰工业的资源利用率,本工业技术已获得申请国家发明专利。
3.3层硅工业生产技术
δ层状结晶二硅酸钠(简称层硅)工业生产技术与装备是国内唯一成套提供工业化层硅生产技术与装备的单位。该领域的生产技术及装备获得多项发明专利。
4.4有色金属冶炼技术
有色金属冶炼中铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等的冶炼技术与设备的设计及开发。国内从事有色金属冶炼技术与设备研究的企业普遍采用的是落后的窑尾链式预热机或中空长窑镍铁烧结系统,该系统产量低、设备复杂、投资高、污染严重;我公司是国内唯一具有窑尾预热回转短窑镍铁烧结技术的单位,系统的单线产量高、设备简单、投资低、无污染。
4.5特种混凝土功能材料
特种混凝土功能材料产业化技术与装备开发,这是一种提高混凝土材料耐久性、裂缝自修复的特种功能材料,目前国内该领域市场还是国外公司占主导,该项目的建成有望改变国内外公司在重视市场的话语权。
4.6泡沫玻璃绝热材料
绝热泡沫玻璃生产工艺技术与连续式融窑热炉研究开发。泡沫玻璃是一项高新技术产品,目前只有美国、比利时、白俄罗斯、乌克兰、德国、中国等国家生产。我国生产的泡沫玻璃受生产工艺技术和设备技术条件的限制,在性能指标及成品率等方面与世界先进水平存在较大差距,直接影响企业产品的市场竞争力。该技术可为业内提供一套产品达到世界先进水平的生产工艺技术和产业装备,对于提高国内企业产品市场竞争力具有重要意义。
4.7高精度石墨除氟脱水工艺技术
高精度鳞片石墨除氟脱水工艺技术与设备研究开发;该技术有望为业内提供一套先进的高精度鳞片石墨除氟脱水工艺技术,从而改变业内目前的生产现状。