一种钢材防锈装置
一、问题背景描述
2009年春天，一次偶然的机会，了解到说台湾中钢的一条生产线在后部工序安装了一个黑匣子。当钢材穿过这个黑匣子后，钢材表面非常光洁，看不到锈蚀现象。询问黑匣子里面是什么，他们答复说这是技术秘密，不能告诉。那么这个黑匣子里到底有什么、里面采用了什么技术呢？我们不得而知。我听了之后，感到这个问题比较难、有挑战性。也经常思考，但是没有想出方法来。
二、问题分析及绘制物场模型利用标准解提出解决方案
决定抛开原料成分等外部原因，从轧钢工序自身想解决办法。在培训时刘彦辰教授讲过的一句话给我留下了深刻的印象，那就是：“对于真正困难的问题，大部分是要用物场分析来解决的。”于是想到解决这个问题要应用到——场。
分析现有的物场模型如下：
要解决该问题，考虑对该物场模型加以改变：
改变1：增加一个新的场F2
改变2：增加一个新的物质S3来隔离S2对S1的有害作用
形成的结果如下：
增加的新的物质S3选择什么呢？
考虑H2、石墨粉、漆等多种物质，决定选择N2。
那么增加的新的场F2选择什么呢？
由于导致钢材生锈的根本原因是Fe与空气和水中的O2发生反应，因此考虑通过增加电磁场使带正电荷的Fe离子和带负电荷的O离子移向相反的方向，阻止Fe2O3、Fe3O4和FeO的生成。因为所学专业不同，在这里，考虑到了应用效应知识库。
经过对微波、红外线、紫外线等电磁波进行筛选，考虑实施难度、效果、反射等特性，最终决定选择微波。
三、方案评价
四、最终解决方案
1.磁控管，2.微波，3.氮气，4.吹氮孔，5.箱体，6.上方H型钢腹板，7.下方H型钢腹板，8.开口，9.上方H型钢翼缘，10.下方H型钢翼缘。
微波能够穿透玻璃、陶瓷等物质，但是无法穿透金属。于是利用微波不能穿透金属的特点，使放射到H型钢腹板上的微波，在上下层腹板交替反射传输，实现H型钢通条受到微波处理。
五、现场应用情况介绍
针对这个专利做了两次将微波施加在型钢表面的实验。在实验结果中已经看出，在同等辐射强度下，辐射时间越长，在1～2个月之后钢材表面的锈蚀程度越轻，证明了它的有效性。下一步需要研究辐射强度、温度、时间对锈蚀的影响规律以及如何与生产现场结合起来的问题。
六、项目效益（经济效益和社会效益）
使用该装置减轻锈蚀，可年创效益70万元/年。
该解决问题的思路方法对于解决现场问题，促进节能减排有积极意义。
附：专利证书
李江波
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