本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铸造是我国装备制造的基础工艺，无论是农业机械、机床、汽车、船舶，还是航空航天以及国防军工等领域的发展都离不开铸件。我国现已成为世界铸件生产大国，2020年我国各类铸件总产量达到5195万吨，较2019年同比增长6.6%，约占世界总产量45%，位居世界第一位。 铸造主要有砂型铸造、金属型铸造和特种铸造等，砂型铸造由于其原材料来源广泛、成本低、铸型制造简便以及应用合金种类多等优点，世界上80%的铸件都是采用砂型铸造。对于砂型铸造工艺来说，模样、芯盒等模具的设计制造是非常复杂并且耗时的过程，该过程首先需要根据铸造方案进行模具的设计，然后通过翻模制作砂型和砂芯，之后再将制作好的砂型和砂芯经过组芯、合箱以及浇铸从而完成金属毛坯的制造。而高性能复杂整体金属结构件又是航空航天、国防军工、轨道交通等领域高端装备的核心组成部分。因此构件的短流程、高精密、高性能制造是实现我国高端装备自主研发及制造的关键环节。 传统的金属成形如模具铸造、模压锻造等需要木模、金属模的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研发新型精密成形基础前沿机制与方法。本项目将构建数字化精密成形理论体系，涵盖数字化无模铸造复合成形和数字化多材质复合铸型等两方面，突破了复杂整体构件高效率、高性能、高精度无模成形技术，变革了采用模具造型的传统砂型铸造和模压锻造生产模式，推动传统金属成形模式的创新发展。 复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。揭示了挤压工艺对砂型透气性、砂型强度等性能的影响规律，发明了梯度紧实的柔性挤压成形方法，实现了砂型/芯梯度紧实柔性挤压近成形。 复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究针对传统单一铸型对结构复杂、壁厚差异大、铸件形性调控难、尺寸精度差等难题，提出了多材质复合铸型技术及与铸件相匹配的多材质复合铸型及其坎合组装方法，通过建立多材质复合铸型与高性能铸件一体化精确铸造成形的计算分析模型，构建了多材质复合铸型的调控原理与方法。揭示了多材质复合铸型对铸件温度场、微观组织及力学性能的影响规律，研制出石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂等构成的形性可控铸型材料配方，实现了铸型透气性、固化强度、切削性能的协同调控。研究了传统铸型与复合铸型的凝固温度曲线，对比了不同工艺所制铸件的强度，掌握了各铸型单元的热力学参数及型砂种类对铸件性能的影响规律，揭示了金属液与不同铸型间的热力耦合作用机理。 三、创新点及主要技术指标 1.复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究揭示了砂粒移位、桥连断裂、空穴弥合的砂型/芯切削机理，建立了非均质离散体砂型切削模型，发明了一种切削排砂一体化的无模铸型数字化快速制造方法，实现了高精高效制造，铸件制造周期缩短50%以上，成本降低30%以上。 2.复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究实现了对铸件充型凝固过程的精确调控，提高了复杂铸件内在质量与外在精度，实现了铸件性能主动精确调控，使铸件废品率从5%～10%降至2%～4%，减重10%～20%。 四、知识产权及获奖（成果基础） 知识产权情况： 成果获授权发明专利46件，其中美日等国际发明专利18件；软件著作权12件；起草制定国家、行业等标准规范14项；出版专著《无模铸造》（机械工业出版社，2017）。成果入选并被列为国家工信部《机械基础件、基础制造工艺、基础材料产业“十二五”规划》（工信部规[2011]509号）中“50项推广应用的先进绿色制造工艺”的首项技术。 获奖情况： 2020年国家科学技术进步奖二等奖； 2018年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2017年国家技术发明二等奖； 2016年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2016年中国专利金奖； 2014年国家科学技术进步奖一等奖； 2012年北京市科学技术奖一等奖； 2011年国家科学技术进步奖二等奖。 五、成果图片

1 成果简介基于网络及数字媒体平台的高端信息服务关键技术和产业化——通过网络及数字媒体服务平台（如数字电视，有线宽带，电信 e 家平台等），设计后端高端信息服务体系架构，从而最大化的利用多媒体数字服务平台构建高端信息服务网络生态系统平台并产业化。 项目有利于改变目前网络数字媒体和计算机软件的“ 生态链”，渠道提供者与服务提供者会占据更为重要的位置， 这也符合我们的实际国情。同时，提升深港和大珠三角地区网络数字媒体平台，高端信息服务，系统集成商及数字媒体工业的能力，在数字媒体网络接入平台的融合潮流中发展创新性的技术和把握市场机会，快捷有效地开发新的先进技术，拓展新商机，将广东省及产业示范基地的信息内容服务和增值服务产业做大、做强。2 应用范围广东省和大珠三角地区的信息产业，系统集成商，高端信息服务商，与数字媒体网络行业相关的企业如消费电子产品，通讯产品，数字电视和计算机产品等的数字媒体设计公司，均可受惠。

构建地下渗滤系统，通过物理化学吸附与微生物降解综合技术处 理生活污水，使其达到二级排放标准。日处理量 20-100 吨。 目前国家日益重视环境保护，而随着城镇化进程加进，人民生活 水平提高。农村和小城镇生活污水对水环境造成的符合，不容忽视，是亟待解决的问题。而集中处理系统不能迅速覆盖每一个地区，因此 急需合适北方地区的分散型生活污水处理技术。 地下处理系统已经在天津武清区示范运行 5 年，运行稳定，出水 达标，对当地的景观和地表水质量有很大改观，适合在河北气候条件 下运行。 本项目具有巨大社会效益和市场需求。投资估计：200 万

构建地下渗滤系统，通过物理化学吸附与微生物降解综合技术处理生活污水，使其达到二级排放标准。日处理量 20-100 吨。 目前国家日益重视环境保护，而随着城镇化进程加进，人民生活水平提高。农村和小城镇生活污水对水环境造成的符合，不容忽视，是亟待解决的问题。而集中处理系统不能迅速覆盖每一个地区，因此急需合适北方地区的分散型生活污水处理技术。 地下处理系统已经在天津武清区示范运行 5 年，运行稳定，出水达标，对当地的景观和地表水质量有很大改观，适合在河北气候条件下运行。 本项目具有巨大社会效益和市场需求。投资估计：200 万。

方案1清浊分流，轻污染水(COD≤300mg/l)处理达到回用标准，其它水合并处理达标；轻污染水回用率70%，总体回用率50%，吨水处理费1.5元。 　　方案2混合废水处理达标，部分水深度处理达到回用，运行费用较方案1高。 　　轻污染水-生物接触氧化-生物滤池-复合反应器-陶瓷膜-达回用标准； 　　部分污泥回流，陶瓷膜过滤浓水与其他废水合并，处理达标排放。 　　该技术的技术特点： 　　1、自主研制陶瓷膜和动态涂膜技术，可形成预期孔径的无机膜。 　　2、研制生态陶粒、活性炭等组成的曝气生物滤池，用于多个厂的深度处理； 　　3、将物化预处理、多孔陶粒过滤、曝气生物滤池、陶瓷膜等分离技术，进行优化组合，用于印染废水的深度处理和回用，具有设备价格低廉、能耗省、运行成本低的优点。 　　环保效果： 　　分别对棉印染、针织印染、化纤印染废水进行清浊分流和混合废水回用中试(120吨/日-360吨/日)污染物削减75%以上；出水透明度＞30；色度＜25；高锰酸盐指数≤20mg/l；pH6-9，达到暂定的印染水回用标准，并已使用了约5万吨回用水，染色几十种织物。

成果描述：在工业废水中含有树脂、加脂剂、染料、栲胶等难降解物质，是生化处理的难点，针对这些难点，生化处理成为现在最理想的方法。目前，随着对环境中污染物指标要求的数量增加和污染值的降低，不少企业单独处理或污水厂集中处理后的废水部分指标达不到环保要求。新增设施成本高也难以操作。改成果是采用电化学方法，对废水出口进行进一步处理，到达排放要求。市场前景分析：制革工业，清洁化改造与同类成果相比的优势分析：COD降低0～90％ NH3-N降低0～90％ 色度降低0～90％ 国内领先

一、 项目简介SUT-Q01清洗剂是一种具有良好的渗透力和去污力的化学清洗剂，本产品不含有腐蚀性酸、碱，因此，不会对金属设备造成腐蚀。它可以渗透、湿润到污垢的内部，使油脂性污垢易于脱落并经流水带走，达到清洗目的。该清洗剂与预膜剂配合使用能增强预膜效果，提高金属设备的缓蚀能力。SUT-Q02清洗预膜剂系复合多功能性型药剂，通过物理及化学作用，能去除热交换设备金属表面上的油脂、污垢及浮锈，并在净化后的金属表面形成均匀和致密的保护膜，做到清洗预膜一步完成。SUT-S粘泥剥离剂  本产品为粘泥剥离剂，对由微生物引起的粘泥尤为有效，同时具有较好的杀菌灭藻效果。本产品属低毒类水处理剂，并对循环水系统有一定缓蚀作用。本品适用于电力、化工、冶金、石油、制冷等行业循环冷却水系统的粘泥剥离、菌藻控制。SUT-SH酸洗缓蚀剂适用于各种不同类型的锅炉、换热设备、循环冷却水管道、机车、船舶等系统的酸洗除垢。分固体与液体两种，两者均为酸洗时所用高效缓蚀剂，适用于各种酸、酸洗及各种不同材质的锅炉、换热设备清洗。缓蚀率达98%以上，缓蚀效果显著。SUT-X01消泡剂含有高效消泡剂及乳化剂，能够消除水体中含有的发泡物质所产生的泡沫，具有消泡能力强、使用范围广等特点。该产品主要用于工业冷却水系统的清洗及预膜过程，以消除水处理过程中所产生的大量泡沫。此外，亦可用于消除其它工业水由于污染而引起的泡沫。SUT-N01絮凝剂为高分子絮凝剂属阴离子型线状高分子聚合物，能很好地溶解于水，呈真溶液，由于它本身带有负电荷，当悬浮粒子带有不同的表面电荷时，则可相互中和，促使其凝聚，具有活性吸附机能，能将悬浮粒子相互凝集，形成大块絮凝团，因而具有澄清、净化、促使沉降、有利于过滤等作用。SUT-阻垢缓蚀剂含羧酸多元共聚物，是一类综合性能优良的阻垢缓蚀剂，对循环水中常见的磷酸钙、碳酸钙垢等均有显著的阻分散作用，并且有优良缓蚀性能。此药剂在高碱、高硬、高浊度、高pH值的水质中，不仅自身有优异的阻垢分散性能，而且可以与多种缓蚀剂复配发挥协同增效作用，从而提高药剂对碳钢的缓蚀率，可广泛用于钢铁、石化、电力、油田等行业的复杂水质的处理中。二、 项目技术成熟程度已完成成熟产品应用工作。三、 技术指标性能指标描述 ：能完全达到国标的要求，申报发明专利或获得发明专利。四、 市场前景在钢铁、石化、电力、燃气、轻工等行业的循环冷却水处理或废水处理等方面得到广泛应用，具有良好的市场需求和前景。五、 规模与投资需求投资规模300-1000万元，需厂房及设备设施配套等。六、 生产设备反应釜、真空泵、离心泵、流量计、锅炉/蒸气、质量计等。七、 效益分析按每年生产3千吨计算，可获利约1000-1500万，八、 合作方式技术入股，技术转让等形式，或面谈。九、 项目具体联系人及联系方式项目负责/联系人：陈建新，邮箱： chjx2000@gmail.com ，电话：15002204052, 022-60202241转215

以造纸为例，课题组应用集成优化方法进行了企业多杂质循环水网络的优化，设计了六级循环的循环水网络(见图 1)，实现了理论—工艺技术—工程示范的 研究与应用推广。大幅度降低了清水用量和循环水处理量，最终使本色再生浆厂 清水用量控制在 3-5m3/吨纸(包括生产车间和锅炉水)，脱墨再生浆厂清水用量 控制在 8-15m3/吨纸，远低于现行国家标准(我国 2012 年颁布的《取水定额 第 5 部分:造纸产品》指标。脱墨废纸浆标准为 25 m3;未脱墨废纸浆浆标准为 20 m3)。

一、项目简介（发明专利：99100015.3）该技术是一种对含氯化铵工业废水综合治理并从废水中回收氯化铵的工艺，具有以下技术特点：1、利用多效蒸发、蒸汽喷射热泵及余热利用等技术，降低废水治理及回收产品的运行成本。2、采用低温蒸发路线，使蒸发系统全部或部分为真空蒸发，保证设备不被腐蚀，一般设备使用寿命在15年以上。设备折旧费的减小，使得废水治理和回收产品的成本降低。3、采用常温结晶工艺，使蒸发后废液直接进入结晶器。采用常温冷却结晶省去能耗较大的低温冷却系统。4、本项技术不产生二次污染。工艺过程的产物，一是固体氯化铵产品，一是蒸发冷凝水。工艺中冷却水闭路循环使用。应用本项技术不仅解决了含氯化铵工业废水对环境的污染，而且有较高的经济效益。本工艺技术目前已在河北、浙江、山东、河南、天津、内蒙、广东等省推广应用，直接经济效益好，环保效益巨大。且本项目所研究开发的废水治理工艺，也可在其它工业废水的综合治理中推广应用。二、市场前景氨及铵盐是应用非常广泛的化工原料，应用此类原料的生产中常常伴随高浓度氯化铵废水，此类废水采用常规的环保处理方法，存在技术可行性差、废水中的氯化铵得不到回收，因而综合效益不理想。用本技术处理高浓度氯化铵废水不但解决了环保问题，还会有可观的经济效益，采用此技术也可处理含其他盐类的工业废水，因此具有广阔的应用前景。三、生产设备蒸发器、分离器、结晶器、水罐、离心机、泵等。四、合作方式提供技术服务。项目负责人： 史晓平、赵景利  

截至2013年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451座，污水处理能力约1.45亿立方米/日，较2012年底新增污水处理厂111座，新增处理能力约300万立方米/日。产生含水率80%的污泥超过2000万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥的产量以每年10%的速度在增长，将很快突破3000万吨。随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂污泥量急剧增加，且每年仍以10%左右的速度增长。根据有关内部统计数据，中国目前有近17％的城镇污水处理厂产生的污泥去向不明，同时大约67％的污泥以简单填埋为最终出路。针对目前城市污泥难处理及市场巨大的特点，采用超临界水氧化技术处理城市污泥，实现城市污泥的无害化处理。超临界水氧化技术（Supercritical Water Oxidation，简称SCWO）是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中并发生均相氧化反应，迅速、彻底地将有机物转化成无害化的CO2、N2、H2O和无机盐等小分子化合物。相比传统的城市污泥处理方案，SCWO具有突出的优势，能取得巨大的经济、环境和社会效益。