根据河南省科技厅“关于2019年度河南省科学技术进步奖提名工作的通知”要求，按照河南省科技进步奖提名条件，遴选提名“铝用炭阳极智能组装成套技术的开发及应用”等2项科技成果参加2019年度河南省科技进步奖评审，现向社会进行公示，公示期为7天。

　　任何单位或个人对提名项目公示内容持有异议的，可于公示期内书面向永城市工业信息化和科技局提出。为便于查证事实和处理异议，提出异议的单位或个人应实名提出异议。以单位名义提出异议的，应当加盖本单位公章；个人提出异议的，应当签署真实姓名、工作单位和联系方式等。非书面异议、匿名异议和公示期之外的逾期异议不予受理。

　　联系人：王梅娟

　　联系电话：0370-5161769

　　通信地址：永城市欧亚路与中原路交叉口工业信息化和科技局

　　邮编：476600

　　附件：2019年度河南省科技进步奖永城市提名项目 

　　

　　永城市工业信息化和科技局

　　

　　   2019年6月4日

　　

 

　　一、项目名称：铝用炭阳极智能组装成套技术的开发及应用

　　主要完成单位：河南神火煤电股份有限公司

　　主要完成人：张长征  程乐团  郭剑 李国林 张坤  周震源 李修钦 李仲远 侯红梅　刘阳

　　提名等级：贰等奖

　　项目简介

　　炭阳极由铝导杆（含钢爪）和炭块组成，被称为电解槽的“心脏”，在电解铝过程中起着非常重要的作用。国内大型电解铝企业多数配有炭素项目（炭阳极），但现有炭阳极组装工艺技术落后，设备配置简单，加工成本偏高，环境污染较为严重。迫切需要围绕“智能化、集约化、绿色化”开展关键技术研究，以期打造节能减排、绿色发展炭阳极组装生产工艺。本项目通过采用非对称阳极技术、磷生铁用石墨均质化技术、磷生铁增碳技术等节能新技术和配套智能化装备的研发，取得了节电、节炭、环保的效果，形成了智能化组装成套技术，年经济效益4342.2万元，为现有组装工艺优化升级提供了技术支撑。

　　2.技术成就

　　通过对铝用炭阳极组装工艺流程进行全新设计、深层次优化再造，研发过程中产生了10多项具有自主知识产权的专利技术，开发的新工艺和新装备提高了阳极组装智能化水平，节约了电解电耗和炭耗，提高生产效率、减少了人工投入，减少了污染物排放，经济效益和社会效益显著。

　　2.1节能新技术

　　根据电解生产特点，创造性研发了“非对称阳极”，延缓了电解生产过程中电解质对中缝阳极的冲蚀，可降低碳阳极消耗3kg/t-al,全年减少碳阳极消耗1200吨；同时在浇铸磷铁环节研发了“增碳”新工艺，改善磷生铁浇注性能和导电性，阳极铁碳压降由191mv降低到168.14mv，电解电耗降低40kWh/t-al,每年节电1602万kWh；研发了磷生铁用石墨均质化技术，改善碳阳极组装过程中钢爪与磷生铁接触性能，降低接触压降9mv，电解电耗降低15.7kWh/t-al，每年节电630.7万kWh，并减少了因磷铁环抱死而导致的钢爪报废几率，每年减少钢爪报废360个。

　　2.2装备智能化

　　结合阳极组装工艺流程，利用自主研发设计的宽推杆积放式悬挂输送系统，整合自动剪切式残极压脱机、平推式铁环压脱机、阳极铝导杆和钢爪自动化校直装置、推拉式石墨搅拌装置、长行程重载拖链辅助支撑结构5项实用新型专利技术，科学研发了1套“阳极导杆和钢爪外观智能检测系统”行业前沿新技术。这些新技术的研发及应用，改变了现有现有阳极组装工艺技术落后、装备设置简单、大量依靠人力、劳动生产率低下的现状，初步实现了阳极组装过程智能化、集约化、高效化，为提高作业精度和作业效率、促进阳极组装工艺水平的提高提供了设备保障。

　　2.3清洁生产新技术

　　分别研发了煅烧、焙烧烟气“石灰-石膏脱硫”和“静电除尘”环保系统、中频炉烟尘收集装置、割包卸料及收尘装置、阳极块热交换装置5处环境保护工艺技术，较之传统工艺，减少二氧化硫排放3000吨/年，减少颗粒物排放500吨/年，各类污染物排放大幅度减少，彻底实现了企业绿色循环发展，树立了行业新标杆。

　　2.4新技术、新革新，取得经营管理效益

　　本项目智能成套技术的研发，每年为企业带来经济效益4303.8万元，成效显著；本项目可广泛应用于铝用炭阳极加工、组装工艺系统，目前国内铝产能4000万吨/年，配套炭阳极2000万吨/年，推广应用后，将大大降低电解铝的能源、物料消耗，提高劳动效率，降低职工劳动强度，同时将创效数亿元的经济价值，是一项促进和指导行业绿色健康发展的新技术、新工艺。

　　3.项目荣誉

　　研发成果获国家实用新型专利9份，发明专利1份；发表科技论文3篇；荣获河南神火集团职工经济技术成果特等奖、河南神火集团科技进步一等奖。

　　二、项目名称：大埋深高应力条件下煤层卸压增透及钻孔固液两相封孔技术

　　主要完成单位：河南省神火煤电股份有限公司

　　主要完成人：李晓伟  刘君 张敬军 沈润生 陈洪涛 程子华 冉松河

　　提名等级：叁等奖

　　项目简介：该项目属煤矿安全领域，是针对提高大埋深高应力低透煤层瓦斯抽采效果而形成的卸压增透技术体系。目前，为提高低透煤层瓦斯抽采效果多应用水力化卸压、致裂增透技术。然而现场对于千米深部高应力低透煤层的卸压增透技术的应用效果及技术参数的优化还缺乏研究，以及对于煤层卸压增透后顺层瓦斯抽采钻孔多发生严重的变形及裂隙化，其密封手段仍停留在固态式密封技术，缺少一种可根据钻孔的变形特点在抽采时间内保持液态、具有稳定流动性的密封材料。基于此，本项目针对大埋深高应力低透煤层的赋存特点，开展了煤体水力冲孔合理水射流压力的量化工作，并基于瓦斯抽采参数的测定，揭示了单位冲煤量对瓦斯抽采浓度及抽采流量等参数的影响规律，确定了适于煤层单位冲煤量的最佳范围；开展动压致裂对瓦斯抽采影响半径的影响研究，实现了动压致裂及水力冲孔形成的压-冲一体化增透作业技术工艺应用，切实改善了大埋深高应力低透煤层的瓦斯抽采效果；开展了易变形、裂隙化抽采钻孔的密封长度量化工作，配制了长时具备液态及稳定流动特性的无机膏体密封材料，提出了多段韧性膏体密封技术。本项目形成了大埋深高应力低透煤层卸压增透及抽采钻孔高效密封一体化作业体系，为提高瓦斯抽采效率，实现高突煤层的理想消突效果提供坚实的现场应用理论及作业指导。

　　本研究首先采用数值模拟手段获得煤层上覆岩层垂压、抽放钻孔孔径及水射流压力对瓦斯抽采影响半径的影响量化特征，结合现场煤层的赋存参数，得到抽采钻孔孔径为900mm时，冲孔水射流压力宜取10~15MPa。以岩柱为安全屏障，从底板巷实施了水力冲孔增透措施，在记录冲煤量、瓦斯浓度等参数的基础上，获得瓦斯抽采浓度及瓦斯流量随单位冲煤量的变化规律。从时间和经济角度考虑，煤层存在最佳的单位冲煤量范围。对本研究中的千米埋深矿井而言，其最佳的水力冲孔单位冲煤量为0.63t/m~0.95t/m。然后为进一步提高增透效果，模拟了不同动压水射流压力对影响半径的影响程度，确定动压致裂水射流压力应不小于10MPa，致裂后瓦斯抽采半径从2.11m增加至2.70m，增加了27.96%，增加幅度明显。结合水力冲孔增透措施，实施了压-冲一体化增透作业，瓦斯抽采半径由2.70m增加至3.2m，增加了22.22%，整体上从原始的2.11m增加至3.30m，增加56.39%。最后为提高瓦斯抽采效果，采用数值模拟结合现场测定手段确定巷道松动带范围，确定了渗透率分布规律，结合长时具备液态及稳定流动特性的无机膏体，提出了多段韧性膏体钻孔密封技术，实现了抽采时间超过30d后，瓦斯抽采浓度不低于30%的抽采效果。

　　项目在河南薛湖煤矿研究成功后，创造直接经济效益2100万元，间接经济效益2.33亿元。通过本项目的实施，提高了矿井职工的安全意识及对瓦斯治理的意识，避免了瓦斯事故的发生促进了煤矿安全生产技术的进步，有较好的社会效益。