國家三級創(chuàng)新工程師答辯

1、1提高碳化硅電阻爐提高碳化硅電阻爐集氣裝置密封性集氣裝置密封性姓姓 名：嚴(yán)軍名：嚴(yán)軍E-Mail：單單 位：青海大學(xué)位：青海大學(xué)國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 20152主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容基于ARIZ的問題分析與求解問題背景和描述創(chuàng)新解的評估取得成果與效益243 13 3國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201531、問題背景和描述、問題背景和描述（1）問題的背景）問題的背景 碳化硅電阻爐工作原理：石英砂和焦炭混合料堆成料堆，兩端用炭質(zhì)電極構(gòu)成導(dǎo)電通路，較大電流通過料堆后生成磨料用的碳化硅結(jié)晶。碳化硅電阻爐冶煉條件比較惡劣，扒爐工藝產(chǎn)生大量煙塵，回收煙塵對于節(jié)能降耗，

2、減輕環(huán)境污染有著重大意義。 碳化硅電阻爐集氣裝置，安裝在橫跨電阻爐兩端的金屬桁架上，并根據(jù)扒爐工藝沿軌道移動(dòng)。扒爐時(shí)移動(dòng)集氣裝置扣置在電阻爐上方，產(chǎn)生煙氣匯集入三通煙管后收塵排放。使用中發(fā)現(xiàn)該集氣裝置密封性不足，煙氣從集氣裝置四周逸出，無法滿足生產(chǎn)要求。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201541、問題背景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述 定義技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能定義技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201551、問題背景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述 現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的工作原理現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的工作原理 扒爐時(shí)集氣罩扣置在

3、電阻爐上方，帆板鉸接在集氣罩兩側(cè)，電機(jī)啟動(dòng)，集氣罩上方卷線機(jī)構(gòu)放線，帆板向下翻折防止煙氣逸出，收集后的煙氣入罩頂煙孔，經(jīng)兩根集氣管收集匯入集氣箱。集氣箱端側(cè)設(shè)置伸縮連接機(jī)構(gòu)，由絲杠絲母完成伸縮動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)漸縮煙管與三通煙管（兩者間用高溫濾布密封）的對接，煙氣匯入三通煙管后收塵排放國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201561、問題背景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述存在問題：（1）集氣罩內(nèi)空氣受熱膨脹，裹挾煙氣外泄；（2）煙氣從集氣罩端部，與電阻爐端墻縫隙逸出；（3）煙氣從集氣罩側(cè)部，帆板與地面縫隙逸出；國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201571、問題背

4、景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述l 問題在工人扒爐過程，進(jìn)行煙氣收集時(shí)一直存在。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201581、問題背景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述l我國碳化硅冶煉主要分布在青海、寧夏、甘肅、河南、貴州以及東北部分地區(qū)。一種適用于碳化硅電阻爐使用的移動(dòng)式集氣裝置（ZL201420435520.0）于2015年4月授權(quán)，目前市場上對于碳化硅電阻爐產(chǎn)生的煙氣，幾乎沒有可以使用的收集裝置。企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，該集氣裝置可收集絕大部分煙氣，但仍有部分煙氣從集氣罩四周逸出，有待改進(jìn)。 國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201

5、591、問題背景和描述、問題背景和描述（2）問題的描述）問題的描述 根據(jù)國家工業(yè)煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)（GB/T9078-2006），規(guī)定了工業(yè)爐窯煙塵、生產(chǎn)性粉塵、有害污染物的最高允許排放濃度，煙氣黑度的排放限值。設(shè)備所在地青海省化隆縣屬三類地區(qū)，故對新系統(tǒng)的要求： 煙（粉）塵濃度300mg/m3，煙氣黑度（林格曼級） 1。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201510ARIZ-85ARIZ-85解決問題流程解決問題流程國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015112 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解1.1 1.1 建立系統(tǒng)功能模型建立系統(tǒng)功能模型1.

6、 問題的分析與表述元件制品超系統(tǒng)不足作用過度作用有害作用標(biāo)準(zhǔn)作用固定集氣罩帆板連接連接漸縮管對接煙氣卷線機(jī)構(gòu)收放密封煙孔集氣管集氣箱三通煙管桁架支撐排放傳輸傳輸傳輸傳輸鉸接固定密封扒爐阻擋傷害端墻對接熱脹空氣密封連接連接傳輸收塵系統(tǒng)連接排放軌道物料工人國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015122 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解1.1 1.1 建立系統(tǒng)功能模型建立系統(tǒng)功能模型1. 問題的分析與表述系統(tǒng)功能分析結(jié)論：通過功能模型分析，我們描述了系統(tǒng)元件及其之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)功能分析結(jié)論：通過功能模型分析，我們描述了系統(tǒng)元件及其之間的相互關(guān)系，并得出導(dǎo)

7、致并得出導(dǎo)致 電阻爐集氣裝置密封性不足電阻爐集氣裝置密封性不足 問題的功能因素。問題的功能因素。在建立的功能模型圖中選擇目標(biāo)問題如下：在建立的功能模型圖中選擇目標(biāo)問題如下：1. 集氣罩有限空間內(nèi)空氣受熱膨脹外泄；集氣罩有限空間內(nèi)空氣受熱膨脹外泄；2. 帆板與地面存在縫隙，對煙氣的密封不足；帆板與地面存在縫隙，對煙氣的密封不足；3. 集氣罩與電阻爐端墻對接處存在縫隙，端墻集氣罩與電阻爐端墻對接處存在縫隙，端墻對煙氣的密封不足；對煙氣的密封不足；4. 帆板與集氣罩存在鉸接縫隙，密封不足；帆板與集氣罩存在鉸接縫隙，密封不足；5. 帆板阻擋工人進(jìn)行扒爐操作。帆板阻擋工人進(jìn)行扒爐操作。6. 煙氣對工人造

8、成傷害。煙氣對工人造成傷害。密封帆板煙氣密封端墻煙氣熱脹集氣罩空氣密封帆板集氣罩阻擋帆板工人傷害煙氣工人國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 20152 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解1.2 1.2 因果分析因果分析1. 問題的分析與表述and集氣罩內(nèi)空氣膨脹集氣裝置密封不足帆板密封不足帆板與集氣罩存在縫隙帆板與地面縫隙過大帆板與集氣罩間鉸接預(yù)留便于工人扒爐物料被加熱集氣罩為有限空間集氣罩與端墻存在縫隙工藝要求集氣罩可移動(dòng)罩內(nèi)空氣受熱and移動(dòng)集氣罩與固定端墻預(yù)留縫隙國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015142 2、基于、基于ARIZARIZ

9、的問題分析與求解的問題分析與求解1.3 1.3 沖突區(qū)域確定（問題關(guān)鍵點(diǎn)確定）沖突區(qū)域確定（問題關(guān)鍵點(diǎn)確定）1. 問題的分析與表述帆板與地面縫隙過大，對煙氣密封不足；集氣罩內(nèi)空氣受熱膨脹造成煙氣外泄；帆板與集氣罩存在縫隙，對煙氣密封不足；移動(dòng)集氣罩與固定端墻預(yù)留縫隙過大，對煙氣密封不足；預(yù)留縫隙，便于扒爐操作帆板與集氣罩鉸接存在縫隙移動(dòng)集氣罩與端墻存在縫隙國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015152 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解1.4 1.4 “縮小問題縮小問題”描述描述1. 問題的分析與表述帆板與地面縫隙過大系統(tǒng)不引入新的資源，通過最小程度改動(dòng)

10、系統(tǒng)，來消除密封性差的功能，并實(shí)現(xiàn)工人扒爐的主要功能。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015162 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解1.5 1.5 “擴(kuò)大問題擴(kuò)大問題”描述描述1. 問題的分析與表述分析問題角度分析問題角度可否可否替代問題描述替代問題描述系統(tǒng)構(gòu)成超系統(tǒng)可用高速空氣替代帆板，形成“密封層”，方便扒爐；子系統(tǒng)可帆板制成縱向“百葉窗”形式；時(shí)間過去將來可扒爐操作后對煙氣進(jìn)行集中回收；因果關(guān)系原因可煙氣逸出主要是因?yàn)榉迮c地面縫隙過大，加高帆板至地面，并采用機(jī)械手在密閉爐內(nèi)完成扒爐；結(jié)果可整個(gè)車間置于封閉空間內(nèi)，任由扒爐操作和煙氣逸出，再對整

11、個(gè)車間內(nèi)煙氣進(jìn)行收塵。但投資和設(shè)備改動(dòng)較大，工人工作環(huán)境惡化；輸入-輸出輸入輸出國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015172 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2.分析問題模型分析問題模型國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015182 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.12.1定義兩個(gè)技術(shù)沖突定義兩個(gè)技術(shù)沖突 TC1TC1和和TC2TC22. 2. 分析問題模型分析問題模型技術(shù)沖突技術(shù)沖突（TC1）IF 加高帆板（加高帆板（C+）THEN 密封性改善，煙氣逸出少密封性改善，煙氣逸出少（A1）BUT 工人扒

12、爐可操作性和可靠性惡化（工人扒爐可操作性和可靠性惡化（B1）技術(shù)沖突技術(shù)沖突（TC2）IF 縮短帆板（縮短帆板（C-）THEN 工人扒爐可操作性和可靠性改善（工人扒爐可操作性和可靠性改善（A2）BUT 密封性惡化，煙氣逸出多（密封性惡化，煙氣逸出多（B2）TC選擇選擇ARIZ要求使沖突尖銳化，而不是緩和沖突，建議選擇如何去加強(qiáng)有用功能的沖突，而不去選擇如何減少有害的沖突。選取 TC1加高加高帆板帆板密封性改善密封性改善可操作性和可操作性和可靠性惡化可靠性惡化縮短縮短帆板帆板可操作性和可操作性和可靠性改善可靠性改善密封性惡化密封性惡化可操作性：操作中需要的人數(shù)越少，步驟越少，工具越少；可靠性：系

13、統(tǒng)在規(guī)定方法和狀態(tài)下完成規(guī)定功能的能力；加高帆板高度，縫隙變小，密封性改善，但扒爐功能無法實(shí)現(xiàn)，可操作性和可靠性惡化。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201519導(dǎo)致系統(tǒng)2 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2. 分析問題模型分析問題模型No.2 分離原理：將物體中的干擾部分分離出去；將物體中的關(guān)鍵部分挑選或分離出來。No.25 自服務(wù)：使某一物體通過附加功能產(chǎn)生自己服務(wù)于自己的功能；利用廢棄的材料/能量與物質(zhì)；國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201520 2 2、基于、基于ARIZARI

14、Z的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2. 分析問題模型分析問題模型No.15 動(dòng)態(tài)原理：使一個(gè)物體在操作每個(gè)階段自動(dòng)調(diào)整；劃分物體為元件，元件之間可改變相對位置；剛性物體改變?yōu)榭苫顒?dòng)的；No.28 機(jī)械系統(tǒng)替代原理：用電場、磁場等完成物體相互作用；固定場變?yōu)橐苿?dòng)場；No.29 氣動(dòng)與液壓結(jié)構(gòu)：固體零部件用氣動(dòng)或液壓部件代替，將氣體或液體用于膨脹或減震。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201521 加高帆板至地面，為集氣罩配置附加功能，在罩內(nèi)安裝機(jī)械手，通過機(jī)械手進(jìn)行扒爐操作，產(chǎn)生的煙氣由集氣罩收集經(jīng)三通煙管排入收塵系統(tǒng)。如此，操作

15、密封性將大大提高。2 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2. 分析問題模型分析問題模型國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201522 加高帆板至地面，拆除卷線機(jī)構(gòu)，將原有帆板分成若干拼裝的小帆板，上部與集氣罩鉸接。工人扒爐時(shí)，根據(jù)需要掀開工作區(qū)域內(nèi)1-2個(gè)帆板進(jìn)行操作。扒爐結(jié)束，放下該區(qū)域內(nèi)帆板，掀開相鄰區(qū)域內(nèi)的帆板，依次進(jìn)行。如此，操作密封性將大大提高。2 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2. 分析問題模型分析問題模型

16、國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015232 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2. 分析問題模型分析問題模型 利用工業(yè)中靜電防塵原理，使煙氣塵粒所帶電荷與靜電除塵器所帶電荷相反，用電場將逸出煙氣驅(qū)入集氣罩。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 201524 拆除原有帆板及卷線機(jī)構(gòu)，在集氣罩四周安裝氣源，并保證垂直向下形成“氣幕”，用“氣幕”替代固體帆板，防止煙氣逸出。2 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.2 2.2 技術(shù)沖突解決過程技術(shù)沖突解決過程2. 2.

17、分析問題模型分析問題模型國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015252 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.3 2.3 加強(qiáng)沖突加強(qiáng)沖突2. 2. 分析問題模型分析問題模型途徑途徑1 1 充分發(fā)揮系統(tǒng)有用作用，充分發(fā)揮系統(tǒng)有用作用，卻導(dǎo)致有害作用最大化卻導(dǎo)致有害作用最大化 加高帆板高度，密封性改善，卻導(dǎo)致加高帆板高度，密封性改善，卻導(dǎo)致扒爐可操作性和可靠性惡化扒爐可操作性和可靠性惡化途徑途徑2 2 消除有害作用，卻導(dǎo)致有消除有害作用，卻導(dǎo)致有用作用弱化甚至有用作用消失用作用弱化甚至有用作用消失 縮短帆板高度，扒爐可操作性和可靠縮短帆板高度，扒爐可操作性

18、和可靠性改善，導(dǎo)致密封性惡化性改善，導(dǎo)致密封性惡化系統(tǒng)激系統(tǒng)激化沖突化沖突 加高帆板高度，使其與地面接觸，可以大大提高密封性，但是扒爐加高帆板高度，使其與地面接觸，可以大大提高密封性，但是扒爐（可操作性和可靠性）不能實(shí)現(xiàn)。（可操作性和可靠性）不能實(shí)現(xiàn)。問題描述問題描述 有必要找到一個(gè)有必要找到一個(gè)X1X1，可以大大提高密封性，而且不會影響扒爐操作。，可以大大提高密封性，而且不會影響扒爐操作。加高加高帆板帆板密封性密封性改善改善可操作性和可操作性和可靠性惡化可靠性惡化X1-元素元素國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015262 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析

19、與求解2.4 2.4 構(gòu)建物質(zhì)構(gòu)建物質(zhì)- -場模型場模型2. 2. 分析問題模型分析問題模型X1若為標(biāo)準(zhǔn)若為標(biāo)準(zhǔn)解的話解的話？S2 帆板帆板S1 煙氣煙氣F1 機(jī)械場機(jī)械場S1S2期望（標(biāo)準(zhǔn)）作用不足作用有害作用帆板帆板S2S1機(jī)械場機(jī)械場煙氣煙氣F1國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015272 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解2.5 2.5 從從 X1 X1 角度應(yīng)用角度應(yīng)用7676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解l根據(jù)所建問題的物質(zhì)-場模型，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解解決流程，得到標(biāo)準(zhǔn)解為第2類標(biāo)準(zhǔn)解No19（S2.2.4）使系統(tǒng)更具有柔性或適應(yīng)性。通常方式是由剛性變?yōu)殂q接，到

20、連續(xù)柔性系統(tǒng)。依據(jù)S2.2.4 引入，得到問題的解如下：原有帆板為鋼板，現(xiàn)用柔性耐火纖維氈替代，分割為條狀沿集氣罩垂下，對煙氣進(jìn)行封閉，扒爐時(shí)將工作區(qū)域內(nèi)纖維氈掀至集氣罩上即可。l選型：耐火纖維氈SYGX -253，耐火溫度1050 2. 2. 分析問題模型分析問題模型帆板帆板S2S1機(jī)械機(jī)械場場煙氣煙氣F1纖維氈纖維氈S1機(jī)械機(jī)械場場煙氣煙氣F1S2國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015282 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.1 3.1 定義操作區(qū)域和操作時(shí)間定義操作區(qū)域和操作時(shí)間3. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突OZ1帆

21、板與地面縫隙區(qū)域。OZ2工人扒爐區(qū)域。OT1帆板翻落進(jìn)行密封時(shí)間段。OT2扒爐也是該時(shí)間段。操操作作區(qū)區(qū)域域操操作作時(shí)時(shí)間間OT1OT2OZ1OZ2國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015292 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.2 3.2 分析操作區(qū)域和操作時(shí)間內(nèi)的可用資源分析操作區(qū)域和操作時(shí)間內(nèi)的可用資源3. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突超系統(tǒng)資源資源名稱類別可用性空氣、煙氣、端墻、軌道、工人、三通煙道、收塵系統(tǒng)物質(zhì)弱可用電場、風(fēng)場、溫度場、壓力場，氣場、磁場、機(jī)械場能量強(qiáng)可用三通煙道外空間、收塵系統(tǒng)外空間空間弱可用系統(tǒng)系統(tǒng)

22、內(nèi)部內(nèi)部資源資源資源名稱資源名稱類別類別可用性可用性帆板、集氣罩、桁架、煙孔、集氣管、集氣箱、漸縮管物質(zhì)強(qiáng)可用集氣罩內(nèi)空間、帆板與地面縫隙，罩與端墻縫隙空間強(qiáng)可用扒爐前、扒爐后時(shí)間弱可用帆板收起、帆板翻落功能弱可用電場、風(fēng)場、溫度場、壓力場、氣場、磁場、機(jī)械場能量強(qiáng)可用系統(tǒng)系統(tǒng)外部外部資源資源資源名稱資源名稱類別類別可用性可用性物料、地面物質(zhì)強(qiáng)可用電場、風(fēng)場、溫度場、壓力場，氣場、磁場、機(jī)械場能量強(qiáng)可用集氣罩外空間空間弱可用國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015302 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.3 3.3 定義理想解定義理想解1 13. 3

23、. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突條件設(shè)定操作區(qū)域(時(shí)間)需保持的有用作用要消除的有害作用存在一個(gè)存在一個(gè)X X工人扒爐區(qū)域工人扒爐區(qū)域( (工人扒爐時(shí)間段工人扒爐時(shí)間段) )可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)“實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)良良好密封功能好密封功能”并且能夠并且能夠“有足夠的有足夠的扒爐空間扒爐空間”并且，不增加系統(tǒng)復(fù)雜程度和不產(chǎn)生任何有害作用。并且，不增加系統(tǒng)復(fù)雜程度和不產(chǎn)生任何有害作用。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015312 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.4 3.4 使用限制條件應(yīng)用理想解使用限制條件應(yīng)用理想解1 13. 3. 定義理想解確定

24、物理沖突定義理想解確定物理沖突只能使用操作區(qū)域和操作時(shí)間內(nèi)的可用資源只能使用操作區(qū)域和操作時(shí)間內(nèi)的可用資源條件設(shè)定操作區(qū)域(時(shí)間)需保持的有用作用要消除的有害作用a.a.使用帆板使用帆板工人扒爐區(qū)域工人扒爐區(qū)域( (工人扒爐時(shí)間工人扒爐時(shí)間段段) )可以實(shí)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)“良好密良好密封功能封功能”并且能夠并且能夠“有足夠的有足夠的扒爐空間扒爐空間”并且，不增加系統(tǒng)復(fù)雜程度和不產(chǎn)生任何有害作用。并且，不增加系統(tǒng)復(fù)雜程度和不產(chǎn)生任何有害作用。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015322 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.5 3.5 宏觀級別表述物理沖突宏觀

25、級別表述物理沖突3. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突資源及屬性操作區(qū)域(時(shí)間)宏觀物理狀態(tài)作用目的帆板、高度帆板、高度工人扒爐區(qū)域工人扒爐區(qū)域( (工人扒爐工人扒爐時(shí)間段時(shí)間段) )高高快速完成快速完成“良好密封良好密封”的有用功能的有用功能低低消除消除“扒爐不便扒爐不便”的的有害作用影響有害作用影響國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015332 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.6 3.6 微觀級別表述物理沖突微觀級別表述物理沖突3. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突條件操作區(qū)域(時(shí)間)微觀物理狀態(tài)作用目的有一

26、種有一種“粒子粒子”工人扒爐區(qū)域工人扒爐區(qū)域( (工人扒爐時(shí)工人扒爐時(shí)間段間段) )形成一個(gè)進(jìn)行密封的場形成一個(gè)進(jìn)行密封的場阻止煙氣逸出阻止煙氣逸出無無“粒子粒子”常態(tài)，沒有密封的場常態(tài)，沒有密封的場扒爐方便扒爐方便國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015342 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.7 3.7 構(gòu)建理想解構(gòu)建理想解2 23. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突操作區(qū)域操作時(shí)間應(yīng)該自我保證實(shí)現(xiàn)的宏觀物理狀態(tài)同時(shí)該自我保證實(shí)現(xiàn)的相反的微觀物理狀態(tài)工 人 扒 爐 區(qū)工 人 扒 爐 區(qū)域域工人扒爐時(shí)間工人扒爐時(shí)間段段帆板高，快速

27、完成帆板高，快速完成“良好良好密封密封”的有用功能的有用功能有一種有一種“粒子粒子”，阻止煙氣阻止煙氣逸出逸出帆板低，消除帆板低，消除“扒爐操作扒爐操作不便不便”的有害作用影響的有害作用影響不存在這種不存在這種“粒子粒子”，扒爐扒爐方便方便國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015352 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解3.8 3.8 從從 X2 X2 角度應(yīng)用角度應(yīng)用7676個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解3. 3. 定義理想解確定物理沖突定義理想解確定物理沖突l根據(jù)所建問題的物質(zhì)-場模型，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解解決流程，得到標(biāo)準(zhǔn)解為第1類標(biāo)準(zhǔn)解No5（S1.1.5），假定系統(tǒng)不

28、能改變，但可以改變系統(tǒng)所處的環(huán)境；依據(jù)S1.1.5 引入，得到問題的解如下：集氣罩內(nèi)空氣受熱時(shí)膨脹，造成煙氣逸出，擬在漸縮管處加裝風(fēng)機(jī)，使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài) ，使扒爐產(chǎn)生煙氣在負(fù)壓狀態(tài)吸入集氣罩后排入收塵系統(tǒng)；l310S不銹鋼耐高溫風(fēng)機(jī)，工作溫度800。帆板帆板S2S1機(jī)械場機(jī)械場煙氣煙氣F1S3負(fù)壓狀態(tài)負(fù)壓狀態(tài)S3國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015362 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.1 4.1 使用使用“小人法小人法”進(jìn)行建模進(jìn)行建模4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源1、明確改進(jìn)目標(biāo)；、明確改進(jìn)目標(biāo)； 提高集氣裝

29、置密封性提高集氣裝置密封性2、確定操作區(qū)域（、確定操作區(qū)域（OZ）；）； 工人扒爐區(qū)域（帆板與地面縫隙區(qū)域）；工人扒爐區(qū)域（帆板與地面縫隙區(qū)域）；國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015372 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.1 4.1 使用使用“小人法小人法”進(jìn)行建模進(jìn)行建模4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源3、構(gòu)造情景并以、構(gòu)造情景并以“小人小人”表達(dá)當(dāng)前問題雙方之間的作用狀態(tài)；表達(dá)當(dāng)前問題雙方之間的作用狀態(tài)；帆板煙氣扒爐工具國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015382 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析

30、與求解的問題分析與求解4.1 4.1 使用使用“小人法小人法”進(jìn)行建模進(jìn)行建模4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源4、以、以“小人小人”構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)的情景形式；構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)的情景形式；“無形帆板”5、構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)情景時(shí)應(yīng)提供、構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)情景時(shí)應(yīng)提供“小人小人”需要的條件；需要的條件；情景：尋找一種“無形帆板”，可以阻止煙氣逸出，但不影響工人扒爐。煙氣扒爐工具國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015392 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.1 4.1 使用使用“小人法小人法”進(jìn)行建模進(jìn)行建模4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -

31、場資源場資源6、構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)情景時(shí)、構(gòu)想達(dá)到目標(biāo)情景時(shí)“小人小人”需要的改變；需要的改變；“無形帆板”煙氣扒爐工具情景：“煙氣”小人為流體（氣態(tài)）形式，“扒爐工具”小人為固態(tài)形式，尋找一種流體形式“無形帆板”小人，手拉手快速落下，即可避免“煙氣”小人沖出，又可讓固態(tài)“工具”小人暢通無阻。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015402 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.1 4.1 使用使用“小人法小人法”進(jìn)行建模進(jìn)行建模4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源7、走出情景在現(xiàn)實(shí)中尋找替代、走出情景在現(xiàn)實(shí)中尋找替代“小人小人”的工程方案。的

32、工程方案。拆除原有帆板及卷線機(jī)構(gòu)，在集氣罩四周邊緣安裝水幕系統(tǒng)，由水幕噴頭、管道和控制閥等組成噴水系統(tǒng)，用“水幕系統(tǒng)”隔離煙氣；國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015412 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.2 4.2 利用擴(kuò)展資源利用擴(kuò)展資源4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源擴(kuò)展資源資源名稱類別可用性空氣、煙氣、端墻、軌道、工人、三通煙道、收塵系統(tǒng)物質(zhì)弱可用電場、風(fēng)場、溫度場、壓力場，氣場、磁場、機(jī)械場能量強(qiáng)可用三通煙道外空間、收塵系統(tǒng)外空間空間弱可用國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015422 2、基于、基于A

33、RIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解4.3 4.3 應(yīng)用新資源情況下，重新考慮采用標(biāo)準(zhǔn)解解決問題應(yīng)用新資源情況下，重新考慮采用標(biāo)準(zhǔn)解解決問題4. 4. 利用擴(kuò)展物質(zhì)利用擴(kuò)展物質(zhì)- -場資源場資源 根據(jù)所建問題的物質(zhì)-場模型，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)解解決流程，得到標(biāo)準(zhǔn)解為第2類標(biāo)準(zhǔn)解No19（S2.2.4）使系統(tǒng)更具有柔性或適應(yīng)性和第1類標(biāo)準(zhǔn)解No5（S1.1.5）假定系統(tǒng)不能改變，但可以改變系統(tǒng)所處的環(huán)境。依據(jù)S2.2.4和S1.1.5 引入，綜合考慮X1、X2角度，得到問題的解如下：用柔性耐高溫石棉布 替代帆板，扒爐時(shí)可將條狀石棉布掀開操作；將集氣罩內(nèi)環(huán)境（溫度狀態(tài)）由加熱狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔鋮s狀態(tài) ，

34、使物料自然冷卻，減小煙塵受熱膨脹；在系統(tǒng)末端修建煙囪，物料冷卻后打開閘板，使系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓狀態(tài) ，煙氣吸入集氣罩收塵后經(jīng)煙囪排入大氣。S2,，S1機(jī)械場機(jī)械場煙氣煙氣F1S3負(fù)壓狀態(tài)負(fù)壓狀態(tài)石棉布石棉布S4冷卻狀態(tài)冷卻狀態(tài)S4S3S 2國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015432 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解5.1 5.1 解決物理沖突解決物理沖突5. 5. 應(yīng)用知識庫應(yīng)用知識庫國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015442 2、基于、基于ARIZARIZ的問題分析與求解的問題分析與求解5.1 5.1 解決物理沖突解決物理沖突5. 5

35、. 應(yīng)用知識庫應(yīng)用知識庫國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015453、創(chuàng)新解的評估上述方案匯總：上述方案匯總：序號序號方案方案所用創(chuàng)新原理所用創(chuàng)新原理可用性評估可用性評估1 1加高帆板至地面，在集氣罩內(nèi)安裝機(jī)械手加高帆板至地面，在集氣罩內(nèi)安裝機(jī)械手No.25一般可用一般可用2將原有成片帆板分成若干拼裝的小帆板將原有成片帆板分成若干拼裝的小帆板No.15一般可用一般可用3利用靜電防塵原理，用電磁場隔絕煙氣利用靜電防塵原理，用電磁場隔絕煙氣No.28一般可用一般可用4用用“氣幕氣幕”隔絕煙氣隔絕煙氣No.29一般可用一般可用5用條狀耐高溫纖維氈隔絕煙氣用條狀耐高溫纖維氈隔絕煙氣第第2

36、類標(biāo)準(zhǔn)解類標(biāo)準(zhǔn)解No19（S2.2.4）強(qiáng)可用強(qiáng)可用國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015463、創(chuàng)新解的評估上述方案匯總：上述方案匯總：序號序號方案方案所用創(chuàng)新原理所用創(chuàng)新原理可用性評估可用性評估6安裝風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)成為負(fù)壓狀態(tài)，抽出煙氣安裝風(fēng)機(jī)，系統(tǒng)成為負(fù)壓狀態(tài)，抽出煙氣第第 1 類 標(biāo) 準(zhǔn) 解類 標(biāo) 準(zhǔn) 解（S1.1.5）、）、 No.13強(qiáng)可用強(qiáng)可用7安裝水幕系統(tǒng)隔絕煙氣安裝水幕系統(tǒng)隔絕煙氣小人法小人法一般可用一般可用8修建煙囪，物料自然冷卻，系統(tǒng)變?yōu)樨?fù)壓修建煙囪，物料自然冷卻，系統(tǒng)變?yōu)樨?fù)壓狀態(tài)，在工作區(qū)域內(nèi)將石棉布掀開操作。狀態(tài)，在工作區(qū)域內(nèi)將石棉布掀開操作。第第2類標(biāo)準(zhǔn)解

37、類標(biāo)準(zhǔn)解No19（S2.2.4）和第）和第1類類標(biāo)準(zhǔn)解標(biāo)準(zhǔn)解No5（S1.1.5）強(qiáng)可用強(qiáng)可用9用耐高溫纖維毯隔絕煙氣用耐高溫纖維毯隔絕煙氣No.1一般可用一般可用國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015473、創(chuàng)新解的評估 在整個(gè)收塵系統(tǒng)末端修建煙囪（或在集氣箱處安裝風(fēng)機(jī)），用條狀耐高溫纖維氈（纖維毯或石棉布）替代帆板，并沿集氣罩四周垂下對煙氣進(jìn)行封閉。扒爐時(shí)將集氣罩內(nèi)環(huán)境（溫度狀態(tài)）由熱態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槔鋺B(tài)，使物料自然冷卻。扒爐時(shí)打開控?zé)熼l板，使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)變?yōu)樨?fù)壓狀態(tài)，將工作區(qū)域內(nèi)的耐高溫纖維氈（纖維毯或石棉布）掀開進(jìn)行操作。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015484、

38、取得成果與效益v 專利名稱：v 嚴(yán)軍，當(dāng)智，趙書芬，張煒，康希元，林君.一種適用于碳化硅電阻爐使用的移動(dòng)式集氣裝置：中國,ZL201420435520.0 P.2015-04v 其它成果：v 已取得效益或?qū)嵤┣闆r：v 目前市場上對于艾奇遜電阻爐產(chǎn)生的煙氣，幾乎沒有可以使用的收集裝置，扒爐過程產(chǎn)生的煙氣對環(huán)境有著很大的影響。因此，一種適用于碳化硅電阻爐使用的移動(dòng)式集氣裝置，對于碳化硅冶煉爐的發(fā)展及環(huán)保具有非常重要的意義。v 預(yù)期效益：v 在不影響正常生產(chǎn)條件下，對現(xiàn)有集氣裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行最小改動(dòng)，可大大提高其密封性。國家技術(shù)創(chuàng)新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心 2015495、創(chuàng)新課題與創(chuàng)新成果序號

39、課題名稱 技術(shù)創(chuàng)新方法課題簡介取得成果1波 紋 管 式 風(fēng)嘴管TRIMMING從優(yōu)化風(fēng)嘴管結(jié)構(gòu)形狀入手，運(yùn)用裁剪方法。風(fēng)嘴管外側(cè)焊接錨固件，風(fēng)嘴外襯附著在錨固件上，現(xiàn)將錨固件裁剪，其功能由波紋管式風(fēng)嘴管完成。嚴(yán)軍.一種炭素回轉(zhuǎn)窯的波紋管式風(fēng)嘴管:中國,ZL201320826001.2P.2014-7-6.2組 合 式 風(fēng) 嘴管 矛盾+創(chuàng)新原理從改進(jìn)風(fēng)嘴管安裝方式入手，改善內(nèi)襯對風(fēng)嘴管附著力，惡化錨固件可制造性，產(chǎn)生技術(shù)矛盾，利用創(chuàng)新原理（分割原理）將圓管分割成多根細(xì)管。嚴(yán)軍.一種用于炭素回轉(zhuǎn)窯的組合式風(fēng)嘴管:中國,ZL201320826202.2P.2014-11-263倒 錐 型 風(fēng) 嘴管

40、標(biāo)準(zhǔn)解從提高風(fēng)嘴料的黏附力入手，改善內(nèi)襯對風(fēng)嘴管附著力，惡化施工生產(chǎn)率，產(chǎn)生技術(shù)矛盾，利用創(chuàng)新原理（局部質(zhì)量原理，均勻結(jié)構(gòu)變?yōu)椴痪鶆蚪Y(jié)構(gòu)），得到倒錐型風(fēng)嘴管方案。嚴(yán)軍.一種用于炭素回轉(zhuǎn)窯的倒錐型風(fēng)嘴:中國,ZL201320825999.4P.2014-11-26.4套 裝 有 保 護(hù)環(huán)的風(fēng)嘴管進(jìn)化從降低風(fēng)嘴管內(nèi)外溫差入手，根據(jù)知識庫關(guān)鍵詞和資源查詢，在風(fēng)嘴管外安裝和外襯材質(zhì)相同的填充保護(hù)環(huán)。嚴(yán)軍.一種用于炭素回轉(zhuǎn)窯的套裝有保護(hù)環(huán)的風(fēng)嘴管:中國,ZL201320826341.5P.2014-11-26.5端部風(fēng)嘴管 知識庫根據(jù)最終理想解IFR，回轉(zhuǎn)窯自身實(shí)現(xiàn)二次鼓風(fēng)，改變回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，取消回轉(zhuǎn)窯外側(cè)電機(jī)、風(fēng)箱和風(fēng)嘴結(jié)構(gòu)，從回轉(zhuǎn)窯窯頭中心深入內(nèi)部鼓風(fēng)管，外敷耐火材料，實(shí)現(xiàn)風(fēng)管與物料無干擾，實(shí)現(xiàn)二次鼓風(fēng)