钢铁安全论文范文

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　　钢结构的焊接技术的好坏，在一定程度上会影响到建筑本身的质量。下面我整理了钢结构焊接技术论文，欢迎大家阅读!

　　钢结构焊接技术论文篇一：《钢结构安装焊接施工技术》
　　摘要：某工程塔楼为全钢结构，焊接工作量大，且大部分为全熔透焊缝，质量要求高，构件板厚最大达到85mm，焊接难度大。工程开始前进行了工艺评定。

　　关键词：钢结构;焊接;全熔透焊;工艺评定

　　1工程概况

　　某工程位于湖南长沙，为全钢结构，地上35层,钢柱锚入地下一层，高150m.南北立面为双曲面，外围钢柱以每4层为一折线点。核心筒共31根钢柱，外围钢框架柱共23根。钢柱主要为箱形柱，钢梁为轧制、焊接H形梁。钢结构总重量约14000t。

　　1.1钢材

　　本工程钢柱使用的钢材为高层建筑结构用钢板Q345GJC，大于40mm厚钢板为Q345GJC-Z15，产地为舞阳钢铁厂，主梁使用钢材为Q345C，钢支撑采用Q235C，产地为武汉钢铁厂。

　　1.2构件

　　钢柱长12m，构件单件最重19.8t，钢柱板厚28、34、40、55、70、85mm，典型截面600×600×70，钢梁翼缘板厚16、24、28、40mm，典型截面700×240×14×28。由于钢板厚度大，因此焊接难度大，焊接质量要求高。

　　1.3节点形式与焊缝检测

　　按照设计，现场安装柱与柱之间的对接为全熔透焊，钢梁与钢柱牛腿上、下翼缘为全熔透焊，钢梁腹板大部分为高强螺栓连接，双剪连接板与钢柱为角焊缝。

　　由于钢板厚度大，焊缝又多数是全熔透焊缝，所以对本工程的全熔透焊缝实施B级超声波检测，100%超声波探伤。现场探伤工作中，由现场焊接员填写检测委托单，检测单位按照填写的检测部位进行探伤。如发现焊接缺陷，检测单位填写质量返修单，通知焊接负责人，进行返修重焊后，再进行超声波探伤。本工程委托单位为冶金院检测所，采用的仪器为CTS-2000，选用斜探头进行超声波探伤。探伤 报告 必须明确探伤部位、缺陷的位置和大小、评定级别，并判定合格或不合格;返修部位严格按照焊接工艺评定的参数进行焊接，返修不得超过二次。

　　2典型焊接节点概况

　　2.1钢柱对接焊缝。

　　3焊接准备

　　3.1焊接吊篮与平台

　　3.2焊接设备和焊接材料

　　4焊接施工劳动力安排

　　高层钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，专业管理人员和焊工都要求有较好的技术素质。本工程现场焊工均持有钢结构焊接CO2气体保护焊合格证，在正式施工前，在业主、监理等各单位的监督下进行了现场附加考试。

　　5焊接施工顺序和工艺

　　5.1焊接顺序

　　5.1.1根据本工程平面和立面形状，结构形式等，塔楼分东西两区组织施工。当钢结构安装完成三个及以上单元的校正和高强螺栓的终拧后，从平面中心选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱，并以此作为垂偏测量基准，并首先安排其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。随安装滞后跟进。采取结构对称、节点对称和全方位对称焊接的原则。

　　5.1.2栓-焊混合节点中，设计要求梁的腹板上的高强度螺栓先初拧70%后→焊接梁的下、上翼缘板→终拧梁腹板上的高强度螺栓至100%施工扭矩值。

　　5.1.3竖向上的焊接顺序：

　　(1)地下一柱一层梁的焊接顺序：

　　上层框架梁→柱脚板部位的焊接→支撑→焊接检验。

　　(2)地上及以上一柱二层梁的焊接顺序：

　　上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验(也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→焊接检验)。

　　(3)地上及以上一柱三层的焊接顺序：

　　上层框架梁→压型金属板支托→下层框架梁→压型金属板支托→中层框架梁→压型金属板支托→上柱与下柱焊接→焊接检验，(但也可先焊柱—柱节点→上层框架梁→下层框架梁→中层框架梁→焊接检验)。

　　5.1.4柱—梁节点上对称的两根梁应同时施焊，而一根梁的两端不得同时施焊作业。

　　5.1.5柱—柱节点焊接时，箱形柱的对称两面应由两名焊工相对依次逆时针焊接。

　　5.1.6梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。

　　5.2安装焊接工艺

　　5.2.1安装焊接前的准备工作

　　本工程使用的高层建筑结构用钢板在国内应用并不多，针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接 方法 的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm)，焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。

　　5.2.2手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备

　　(1)焊条应在高温烘干箱中150℃烘干2小时，且焊条烘干次数不得超过两次。

　　(2)焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。

　　(3)CO2气体纯度应不低于99.9%(体积比)，含水量应低于0.05%(重量比)，瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

　　(4)焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。

　　5.3安装焊接程序及一般规定

　　焊接的一般顺序为：焊前(装配)检查→装焊垫板和引弧板→除锈预热→焊接→检验(返修，不得超过二次)，

　　5.3.1焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错边量(小于规范要求)，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。

　　5.3.2装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表 面相 同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。

　　5.3.3预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。
　　钢结构焊接技术论文篇二：《钢结构的安装焊接施工技术》
　　摘要：本文简要分析了厂房钢结构焊接施工的主要工艺及保障焊接质量的主要方法，并提出了控制焊接质量的主要对策，以供与大家交流学习。

　　关键词：厂房;钢结构;焊接技术

　　1、工程概述

　　某装焊厂房位于某工程有限公司内，建筑面积为22000平方米，为单层工业厂房，主体钢结构为门式钢架结构，轴线位置编号见图纸，为三跨结构，单跨跨度为32米，柱距为8米，共有116根主钢柱，203根主钢梁，336根吊车梁。门式钢架梁、柱及吊车梁钢材均采用Q345B，钢梁钢柱连接用高强螺栓均采用大六角10.9S级，摩擦面做喷砂处理。钢结构主构件采用抛丸除锈。该工程设计使用年限50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。焊接部位包括有：(1)上节柱与下节柱的对接接头;(2)钢梁与钢柱的对接接头。(3)钢梁上的栓钉焊接。

　　2、钢结构安装焊接前的准备

　　本工程使用的钢板在国内应用并不多，针对其中数量较多且具有代表性的接头形式进行了相应焊接方法的工艺评定试验。试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm)，焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。

　　手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备：(1)焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。

　　(2)焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。(3)CO2气体纯度应不低于99.9%(体积比)，含水量应低于0.05%(重量比)，瓶内高压低于1MPa时应停止使用。(4)焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。

　　3、安装焊接程序及注意的规定要点

　　焊接的一般顺序为：焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验

　　具体来说：(1)同一节柱上的梁，先焊上层梁，后焊下层梁。(2)柱两侧对称的梁应同时焊接，同一根梁的两端不能同时焊接。(3)同一根梁的上下翼板应先焊下翼板，后焊上翼板。(4)从中部柱开始焊接，对称向外围焊接。(5)上下节柱的对接接头采用对称焊接，施焊时，应两人同时对称焊接一个接头，防止焊接变形引起柱弯曲。对称的两面先焊至1—3层，然后将另外对称的两个面焊满，再将未焊满的焊缝焊满。

　　规定与注意：(1)焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。(2)预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。(3)重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。(4)装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。(5)焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。(6)一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。(7)遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热 措施 施工。(8)碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。(9)焊工和检验人员要认真填写作业记录表。

　　4、焊接施工中的重要工艺参数

　　4、1典形节点的焊接顺序和工艺参数

　　主要是：(1)上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时，切去耳板。(2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。(3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。(4)每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，焊接过程中要注意检测层间温度。(5)焊接工艺参数，如下：

　　1)CO2气保焊：焊丝直径Φ1.2mm，电流280～320A，焊速350～450mm/min

　　2)焊丝伸出长度：约20mm，气体流量25～80L/min，

　　3)电压：29～34V，层间温度120～150℃

　　4、2柱—梁、梁—梁节点的处理

　　主要是：(1)先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。(2)待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。(3)如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。(4)焊接工艺参数，如下：

　　1)CO2气保焊：焊丝直径φ1.2mm，电流280～360A，焊速300～500mm/min

　　2)焊丝伸出长度：约20 mm，气体流量20～80L/mm

　　3)电压：30～38V，层间温度120～150℃

　　5、结束语

　　钢结构安装焊接质量控制是一项综合技术，焊接质量受材料性能、工艺方法、设备、工艺参数、气候和焊工技术及情绪的影响。施工前根据工艺评定编制操作指导书，便于每个焊接人员明确操作要领、材料的使用和质量要求。施工过程中焊工做好焊前和焊接的记录，焊接工程师检查时逐条焊缝检查验收、做好记录，确保实体工程的安全使用。在该厂房主体工程竣工后，根据国家、行业相关要求对该工程进行了钢结构主体工程的鉴定，鉴定依据：(1)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;(2)《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-200;(3)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001;(4)《建筑钢结构焊接规程》JGJ81-2002;(5)《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345-1989;(6)某装焊车间厂房设计图纸。实际证明，该钢结构主体工程的施工安装质量符合GB50205-2001技术标准及设计要求，可以交付使用。

　　参考文献

　　1、陈海波。某装焊厂房钢结构工程鉴定[J]，建筑科技与管理，2009年第11期

　　2、杨凌川，杨文柱。高层建筑钢结构安装焊接施工质量控制，重庆建筑大学学报[J]，增刊2000，22:208-211
　　钢结构焊接技术论文篇三：《试谈建筑钢结构低温焊接施工技术》
　　摘 要：通过对低温环境条件下管道焊接施工措施的研究，并经工程实验，得出在低温环境条件下，影响焊接质量的因素更多的在于施工机具、焊接设备的适应性、焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性等因素。

　　关键词：低温焊接;预热温度;焊后保温

　　随着焊接环境温度的降低，焊缝金属的硬度值增大。采取有效的预热、层间温度和焊后缓冷措施以降低焊缝金属的冷却速度，从而改善焊缝金属的硬度值。热温度不足的情况下，根焊缝产生裂纹的倾向性增加，但增加预热温度和改进预热方式，可明显提高焊缝质量。创造适合的施工环境和焊接条件，保证焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性，焊接过程中使用自制的可移动式保温防风棚和管端封堵器等。

　　1.低温焊接时的施工工艺

　　由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的 烘焙 以及保温措施。为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度20℃，二者之间取较高温度者;采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度;焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度。

　　2.钢结构的焊接施工技术

　　2.1焊接施工流程

　　施焊人员必须要熟悉图纸，做好焊接工艺技术交底，确保施焊人员执证上岗，明确焊工的焊接任务，然后进行现场验电，预热，后热温度试验确定等作业准备。然后选择合适的焊接工艺以及合适的焊接参数，并通过焊接实验验证。焊接工作开始，对焊口进行清理，检查坡口等是否符合要求，检查定位焊是否牢固，焊缝周围是否有油污和锈污。对焊材进行预热和保温，然后按照既定的焊接参数进行焊接，焊接完成后，对焊缝周围进行清渣处理，做好焊后保温工作，焊接完成。

　　2.2焊材的选择和与钢材的匹配

　　与钢材的规定最低标准相比，焊材的金属强度，坚韧性，可塑性都要明显高于钢材本身，而且，在焊接接头的地方，各种基本性能指标都要与钢材规定的最低标准等同或比之更高;要保证焊缝的可塑性，钢材较厚时，要根据厚度选择合的焊材;选择合适韧性的焊材，韧性好的焊材可以提高焊缝和热影响区的韧性，使之能够满足钢结构的受力要求。

　　2.3焊接质量控制

　　对输入的热和焊接冷却速度进行控制：通过控制焊接电压，焊接电流，接速度以及熔融金属的冷却速度等来对焊接质量进行控制。控制焊缝内元素组成进行控制：选择高质量的焊材，操作人员高超的操作手法和技巧，保证焊缝外观质量。选择能量密度高的，输入热量低的焊接方法，对焊接应力与变形进行控制。从钢材料的出发，考量各项技能的标准要求，选择合适的焊材以及评估焊接质量的试验方法，得出适合生产的焊接工艺，在焊接时，注意层间温度的控制，防止出现焊接接头弱化的现象。总之，尽量在最低成本的原则下，完成高质量的焊接任务。焊工须持双证上岗，即安全上岗证、焊工合格证。且具有相应的施焊资历。

　　3.高强钢焊接的施工工艺

　　3.1焊接材料的选择及匹配

　　强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准;并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配;在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材;对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低H 或者超低H 的焊接材料，同时，在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越。

　　3.2确定最低预热温度的常用方法

　　通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认;通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚T 形接头角焊缝热影响区硬度达到350HV 对应的冷却速度(540℃时)，查表确定焊接线能量;根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度;根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度。

　　3.3对焊接质量的控制方法

　　对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制;对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护;应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法。

　　4.结束语

　　最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。

　　参考文献：

　　[1]姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺[J].科技情报，2012

　　[2]徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨[J].中国地产，2013

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为了规范本科毕业论文的撰写，根据由国家标准局批准颁发的GB7713-87《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》，将学士学位论文的编写格式及有关标准统一规定如下：
（一）论文的结构(五条)：
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1.题名用二号宋体加粗；居中。
2.题名不超过17个字。
3.如有副标题则在“——”后用四号仿宋体；居中。
（五）其他辅文(三条)：
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3.内容一律用小五号仿宋体。
(1)摘要200字左右，一般不超过300字。不要写成写作背景、写作原因等，而要写成正文的内容提要，要反映论点与分论点；用小五号仿宋体。
(2)关键词3～8个，用“；”相隔。
(3)分类号根据自己的论文向图书馆馆员咨询。用小五号仿宋体。
(4)文献标识码一般用A。用小五号仿宋体。
（六）参考文献(三条)
1.根据国家标准局批准《文后参考文献著录规则》要求，参考文献要有7个要素：
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(2)相应正文中上标注。如[1]等。
(3)被引作者名。如两人以上则取第一作者名后加“等”字。后用半角圆点。
(4)被引文题(篇、书)名。不加书名号（《》）。后用半角圆点。
(5)出版单位。指出版社、报刊名、网址等。后用逗号。
(6)被引题(篇、书)的出版时间。用2005(12)，而不用2005年12月，也不用2005年第12期。
(7)被引文献的页码。用“：345”，而不用第345页，也不用P345。
2.例如：
[2]马长英.处理管理者之间矛盾的多种方式及其选择.管理科学，1995(1)：34
其中除出版单位管理科学后用逗号；除页码34前用冒号外；其余均采用半角圆点。
3.引用参考文献4条以下，为本项目不及格；7条以上为本项目优。
（七）文后
1．要注明指导老师。如：指导老师：***。其中指导老师为小五黑加粗；“***”为小五楷体。
（八）装订
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以介绍诶菲尔铁塔为题材的论文范文

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　　一

　　首届伦敦世博会后,“水晶宫”就成了“世博”名招。这让法国人很郁闷,当年是他们首创了博览会制度化,但最终还是让近百年来一直与自己争当全球大佬的不列颠人抢了先。这还不算,一座精美绝伦的水晶宫更是让英伦三岛赚足了地球人的眼球。法国人一时竟有找不着北的感觉。

　　这口气实在难以下咽。

　　法国巴黎与世博会的缘分始于1855年,此后就形成了每隔11年举办一次的传统。虽然让英国抢了先,但法国还是要争当办博大国。但是几届办下来虽各有所得,遗憾的是仍没有令人难以忘怀的代表法国标志的符号出现。

　　机会总是会不期而现。1884年,法国议会作出决定:1889年5月5日至11月6日,法国巴黎将再次举办世博会,主题是庆祝法国大革命胜利100周年。

　　1886年5月,法国政府面向全球进行世博建筑招标:在巴黎战神广场设计一座高塔。条件有二:高塔能吸引参观者买票参观;世博会后能轻易拆除。

　　1000多份方案先后抵达组委会。大部分中规中矩,但也有奇招迭现,看起来类似黑色幽默。比如弄一座巨大的断头台象征昔日帝国的死亡;或者竖起一个1000英尺的洒水装置,在干旱的季节里浇灌整个巴黎;或在高塔顶上安装一个巨型电灯,把夜巴黎的亮度提高8倍,制造人工白夜。也有奇思而靠谱的想象,比如建一座350米的金字塔,塔上雕刻法国英雄雕像,另以浮雕描述大革命的主要事件。

　　到5月18日的最后期限,100余份设计稿被筛选出来进入第二轮竞争。

　　时年53岁的法国建筑设计师亚历

　　山大・居斯塔夫・埃菲尔(AlexandreGustaveEiffel)的铁塔方案成为最终中标方案的大热门。埃菲尔的方案是建造一座300米高的标志性铁塔。最令组委会倾心的是埃菲尔的金属拱门塔创意。它被埃菲尔描述为“新颖的金属凯旋拱门为现代科学和法国工业增光。这座拱门将会给人独特的印象,也会超过历史上各种凯旋门形式。铁塔可以类比为埃及的金字塔,只是金字塔由石块堆砌而成,我的铁塔则是用金属搭建的”。

　　要知道,凯旋门于法国国民精神可谓深入骨髓,一座金属凯旋门带给人们的想象是什么?金碧辉煌、气宇恢宏、雄奇壮观……空间太大,太具诱惑了。

　　这位埃菲尔是何方神圣?

　　没金刚钻哪敢揽瓷器活儿?这在全世界都是通例。既然他敢放言,就一定有真家伙。看看他的专业履历,就知道此君的不凡了。

　　1832年出生于法国第戎的埃菲尔毕业于巴黎中央大学。由于在波尔多的杜罗河桥设计建造时解决了桥梁支柱的稳定性难题而初露锋芒。不久,这位年轻的法国设计师又在著名的美国纽约“自由女神”像的设计参与中,因解决内部复杂的结构问题而蜚声国际设计界。

　　埃菲尔的铁塔方案成为最终的赢家。组委会对铁塔方案胜出的诠释是:“这个世纪即将结束,我们应该欢庆现代化的法兰西的诞生,我们有理由把金属和机械作为胜利的标志。”组委会和巴黎市政府为他们的最终决定而欣喜。但方案一经媒体公布,舆论大哗。

　　二

　　其实从铁塔方案问世,埃菲尔就将面对创新技术难题和汹涌爆发的争议。应对前者他有充分信心,因为他的实力明摆着。至于后者,他当然知道这样一个前所未有的方案现世必会遭遇异议,但反对声如此激烈火爆还是令他始料不及。

　　诚然,对于19世纪末来说,这座高达300米的“通天之塔”的建筑构思也许用“超前”两字描述仍有距离,它在激发了人们浓厚的好奇心的同时,也在挑战人们的心理承受力。你能让所有人都跟得上他埃菲尔先生的思维吗?你能说反对者一派胡言吗?提出争议的人物都非等闲之辈。巴黎杰出的哥特建筑学派专家从数学角度论证了铁塔方案,得出的结论是“不可能”。而按计算公式推导,铁塔建造到228米时将会发生倒塌。谁也不敢轻视数学大师的警告,一部分在铁塔方案周围的居民反应极快,他们的选择是迅速搬离。一段时间后,当铁塔建造到一定高度时,许多人真的赶来聚集在铁塔周围,似乎想见证灾难的发生,也似乎盼望奇迹出现。此乃后话。

　　压力显而易见,即使有组委会和巴黎市政当局的强硬支持,拿主意的还是埃菲尔。后人评说,埃菲尔坚信铁塔的建造将完成一座人类理想的丰碑。这种叙述语汇绝对有歌功颂德和“马后炮”之嫌。实打实地讲,哪个建筑设计师不想留下为世人惊叹的作品,埃菲尔当然也如此。塔高300米就彰显了他的雄心。为什么是300米?埃菲尔解释说,巴黎当时的伟大建筑包括凯旋门、巴黎圣母院、巴黎歌剧院、七月纪念柱等加起来的总高度为297米,铁塔高度必须超过这个总和,这就是理由。更让他萦怀的是如何把自己的事业做大做强,何况又是全球关注的世博会。据传,埃菲尔报送方案的同时做了功课,现在也可以认为是“打招呼”。他曾请求一位政府大臣会见,提交了自己准备完毕的铁塔计划。这份附有铁塔外观、5329张机械制图和对18038块的使用部件的精确说明使大臣格外欣赏,于是暗中操纵设计大赛使其胜出。如果后来铁塔成为“豆腐渣”,那么这件似乎涉嫌暗箱操作的事肯定会被无限放大。但即使确有其事,埃菲尔和大臣要搞定铁塔方案也须承受巨大的压力。

　　面对自己花费了巨大心血的设计和努力,埃菲尔决不会轻易退出,但他承诺,铁塔可以在世博会后拆卸重新建到巴黎以外的地方去。这既是原定的规则,也是他这时唯一能采取的策略。

　　而对组办者来说,轰轰烈烈的争议却成了该届世博会最好的广告宣传。无人会对世界时尚之都将拥有一座高达300米“通天塔”的“事件”置若罔闻,它带来的激动和兴奋足以为世博会推波助澜。已有一些欧洲君主政体国家表示拒绝正式参加以纪念法国大革命百年为主题的世博会,那么,观赏新奇的铁塔对东道主来说岂不是最好的邀请理由?

　　1886年11月,法国贸易部长批准了埃菲尔团队的最后建塔方案。埃菲尔分别和法国政府、巴黎市政府签订合约,后者提供建筑造价总预算资金的五分之一。埃菲尔则抵押了他的建筑工程公司和全部财产,并设法筹足余下五分之四的资金。作为交换,埃菲尔将会获得在博览会期间和此后20年因铁塔而获得的各项收入。尔后,铁塔所有权转交至巴黎市政府,政府也有拆除的权利。

　　这叫风险共担,走的是合资建设的路子。在类似大型公共活动中,从招标、审议、确认、投资、建造到回报一整套程序中,法国在一个多世纪前就已经市场化运作了。

　　三

　　1887年1月26日,铁塔工程正式开工。铁塔工地就是一个超大的露天钢铁加工厂,每一段钢材都严格按照图纸精确制造,然后检验、编号、组装。现场并没有辅助脚架,全靠精密计算和严密管理,一根根沉重的钢材通过手动液压装置精确顶到位置,再用铆钉铆接固定。铁塔用去一万五千根钢材,用一百五十万个铆钉连接固定,塔楼在混凝土加固的基座上矗立起来。

　　2月14日是西方的情人节,也是铁塔开工后的第19天。这一天,巴黎的文学艺术和建筑界向铁塔扔掷了一枚重磅抗议弹,而参与抗议的几乎全是巴黎主流社会的精英人物。其中包括以《羊脂球》、《项链》而名扬天下的法国大作家莫泊桑。这份由著名人士签名加上联名总共300人的《反对修建巴黎铁塔》的抗议书言辞犀利而尖刻:

　　“我们深爱巴黎之美,珍惜巴黎形象,现在以法国色彩被蔑视、法国历史遭威胁的名义,义正辞严地抗议这座修建在我们美丽首都心脏位置的荒谬的怪物。请诸位设想一下,巴黎的美丽建筑怎么能与一个使人头晕目眩、怪异可笑的黑色大烟囱放在一起?黑铁塔一定会将它的野蛮破坏整个巴黎的建筑氛围,令巴黎建筑蒙羞,巴黎之美将在一场噩梦中彻底丧失。……巴黎受制于奢侈的商业主义还要多长时间?他们这些人只有对机器制造的想象,而造出的这些东西将给我们的巴黎――这个有着几个世纪积淀的优秀建筑的城市带来无法弥补的侮辱和破坏。这是滴在纯净白纸上的一滴肮脏的墨水,是魔鬼强涂在巴黎美丽脸庞上的可怕污点。”

　　这份抗议书被提交给巴黎市政府并在当日的巴黎《时代报》上公开发表。埃菲尔直面的人物简直令他厥倒:除了莫泊桑,还有小说家兼剧作家小仲马,作曲家古诺德,诗人、工程师、科学院院士波吕多莫,画家、雕塑家布格鲁,建筑大师克尔尼……几乎囊括了当时巴黎乃至法国文化艺术领域的领军人物。

　　抗议书发表前后,法国作家胡斯曼抨击铁塔是一个“空壳蜡烛台”;诗人科佩称铁塔是“变了形、未完工的铁桅杆”;象征主义代表人物魏尔兰发誓“宁愿绕道走,也不愿看到它的丑陋”;莫泊桑则撂下狠话:“巴黎如果建成铁塔,我要永远离开这个城市。”

　　名人抗议,市民也联名请愿:铁塔将会拉低巴黎的天空,压制巴黎著名地标圣母院、卢浮宫和凯旋门……强烈要求停止这一工程。

　　《时代报》同一天刊载了埃菲尔的答记者问,他用连续几个问号阐述了自己的建筑艺术理论:“铁塔将有它自身独特的魅力。我们是工程师,难道我们就不注重建筑物的美感吗?难道我们只关注牢固性和永久性而不尽心尽力去追求它的美感吗?难道力的因素与美的因素真的不能和谐与统一吗?……”埃菲尔已经没有多少时间了,他需要更多地投入建造。

　　铁塔在巴黎市民眼皮底下渐渐长高,反对的声音明显趋低。闻所未闻的新建筑元素一一现身铁塔,别致和独创的造型使天性浪漫的法国人开始对铁塔充满期待,甚至那些当初的“恐高症者”也希望早日见识高塔直冲天穹的形象,毕竟,这是发生在塞纳河边一件令人兴奋的事。

　　1889年3月31日,铁塔主建筑完工,埃菲尔与一些世博会官员一起登上了塔顶,并发射了21发礼炮以示庆祝。埃菲尔升起法国三色国旗骄傲地宣告:“现在,世界上只有法国国旗能飘扬在300米的高空。”巴黎新地标横空出世。赞美的声音出现了。1888年12月,法国著名的《灯笼》杂志发表世界音乐怪才萨丁的预言:“1889年巴黎世界博览会上,由于埃菲尔设计建造的巴黎铁塔,这次博览会的主题光泽将会暗淡。”不久,这一切都被证实,铁塔的确抢走了法国为庆祝大革命一百周年而举办世博会的所有光芒。

　　时至今天,埃菲尔铁塔已经证明了正是它使1889年巴黎世博会成为不朽经典,它对法国和全世界的影响,也是令人惊叹的。但同样不容置疑的是,我们从当年的“埃塔抗议”中可以真切体察到文化精英们对世界时尚之都的经典情怀和法国传统文化的情深意切。这是不能简单地以褒贬而论的。

　　四

　　1889年5月6日,埃菲尔铁塔上礼炮声响起之后,巴黎世博会正式宣布开幕。会议期间,每天早晨铁塔上的礼炮声和晚上铁塔的灯光成了世博会的景观,登上塔顶鸟瞰巴黎全景迅速成为新时尚。当时,共有300多万人登临铁塔,人们看到了一个从未见识过的巴黎,记者称其为“首都的望台”。巴黎都市浪漫生活也由此揭开新的一页。因为采用了爱迪生最新发明的白炽灯,铁塔顶端的灯光把半个巴黎城照耀得如同白昼,一届昼夜开放的世博会也随之诞生。这在世博会历史上也是破天荒之举。两位大师的合作堪称经典。

　　各种非议慢慢消失。巨大的A形钢筋铁骨既高大耸峙、又优美轻盈,无怪乎浪漫的法国人把“铁娘子”的爱称送给了它。铁塔逐渐与巴黎建筑景致磨合,和谐相处,最终成了巴黎乃至法国的象征。现代工业展示的新建筑美学征服了各界人士。

　　埃菲尔铁塔共有三层:第一层设餐厅、咖啡厅、商店;第二层设办公室、邮局、电话局、面包店和画廊,著名的《费加罗报》也荣幸地拥有一间办公室,负责为参观者办理登塔证书;第三层是服务区、气象台、实验室(物理、气象、生物)和埃菲尔的办公室,一般不对游人开放。

　　和其他公共纪念碑不同,埃菲尔铁塔的投资建造方式决定了它必须以赢利为目的。铁塔内的每一层平台都需支付费用,也能够同时容纳1万多名付费游客。

　　埃菲尔与巴黎市政府的铁塔合约在1889年5月世博会开幕起就开始获得回报。根据合约,20年中铁塔收益归埃菲尔所有。铁塔变身金矿,像一台不停息的造钱机器给埃菲尔带来滚滚财源。博览会三千余万的参观人次足以全部收回投资,还盈余颇丰。

　　20年后,铁塔移交给巴黎市政府。埃菲尔和巴黎市政府没有料到,铁塔收益仍不断延续。一个世纪后,仍然游人如织。铁塔成了法国至高技术的符号。由1889年巴黎世博会刮起的新一轮工业技术革命迅速席卷世界,并开掘了20世纪科学技术创新之新河。

　　有意思的是,当年曾激烈反对建塔的文化精英也经常光顾铁塔。莫泊桑是铁塔餐厅的常客,当然这并不表明他已改初衷,但招来的疑问是躲不过去的,莫老师就不失诙谐地回答:“因为在巴黎,只有在埃菲尔铁塔之中,才是唯一看不到这个破塔的地方。”铁塔已经拔地而起,好评如潮,推倒是绝不可能了,而且他莫泊桑先生也将被永久载入反铁塔主义“黑名单”中。尽管黑名单中已有很多人缴械投降,其中包括时任法国首相的蒂赫,他也曾是铁塔的反对者,但铁塔耸立之后他亲手向埃菲尔颁发了荣誉军团勋章。但别人是别人,他莫泊桑不干。捍卫自己的信念和理想有多种方法,莫老师就在他的小说中发泄自己的不满,让他笔下的人物代他继续嘲讽铁塔,这也不失为一种风范。

　　1889年11月6日,法国总统卡尔诺主持了盛大的世博会闭幕式,大发明家爱迪生用他在1878年巴黎世博会上获得金奖的留声机播放了埃菲尔宣布闭幕的声音,并在自己亲手制作的留声机上题词:“献给建造如此巨大、如此现代化建筑典范的勇敢建设者――埃菲尔”。

　　两位大师在这届世博会上留下了永远的印记。

　　世博会期间,巴黎最尖刻的评论家维克多・佛尔纳说道:“让我们在一天结束后问问参观者们,他们都看到了什么?他们从世博会又得到了什么?他们看到的是阿拉伯舞女、罗马餐馆、巴黎歌剧院、突尼斯集市等等。但是,所有的一切被埃菲尔设计的铁塔所掩盖,高高耸立的铁塔成为世博会最夺目的明星!”

　　法国人终于有理由扬眉吐气了,因为他们终于拥有了自己梦寐以求的标志物。从这届世博会开始,埃菲尔铁塔的风头显然盖过了水晶宫。但与水晶宫相同的是,铁塔从方案到实施成功一直大张旗鼓地诠释着世博的创新精神。

　　五

　　300米的埃菲尔铁塔是19世纪世界上最高的建筑。

　　1923年埃菲尔去世时,铁塔仍是世界上最高的建筑物,堪称世界建筑工程史上划时代的创举。铁塔保持了世界最高建筑45年的纪录,直到纽约帝国大厦的出现。至今仍与帝国大厦和东京电视塔共享“西方三大著名建筑”之美誉。

　　铁塔原名叫巴黎铁塔,但因其诞生时的争议而不凡,更因埃菲尔先生的杰出创造,法国人就渐渐地称它为埃菲尔铁塔(LatourEiffel)。

　　西方传说中早有人类建造通天塔的传说,结果都功败垂成,埃菲尔把这个美妙而执著的愿望做成了巴黎的现实版。钢材是铁塔的主要构件,而在埃菲尔手里,冷峻的钢材被赋予了律动的生命。埃菲尔恰似一个“钢铁诗人”,以他高超的建筑主旋律加上铁条和铆钉的音符,吟哦出一首创世纪的宏大的金属交响诗。若干年后,被铸成铜像的埃菲尔先生在塔下接受人们永远的缅怀,当人们说起埃菲尔时,立即就会联想到铁塔、巴黎、法国。哦,更须铭记的是世博会。

　　因为,归根寻踪,世博会才是埃菲尔铁塔真正的造物主。我相信,没有世博会,埃菲尔就是名声再大,也仅仅是埃菲尔,铁塔也无从谈起。正如他自己所说:铁塔“把我淹没了,好像我一生只是建造了她”。的确,从个人成就的角度说,如果埃菲尔一生真的只有铁塔这一件作品,也足以够得上永垂青史的级别了。

　　1989年3月31日,埃菲尔铁塔整整100岁。巴黎铁塔管理公司特地主持隆重纪念活动,以重现百年前埃菲尔率众登顶的历史场景:身着黑色礼服、头戴宽边礼帽、手持国旗的“埃菲尔”和30名“知名人士”、“建筑工人”在隆重的鼓乐声中拾级而上。当埃菲尔把三色旗插上塔顶时,21响礼炮齐鸣,群鸽绕塔飞翔,彩色气球飘上蓝天。铁塔二层平台围栏上悬挂着世界各国文字书写的“庆祝铁塔一百岁”的彩色条幅。无数游客翘首目睹了这一壮观场面。

　　21世纪到来之际,埃菲尔铁塔安装了20000个闪烁灯,换了新装。每当夜幕降临,铁塔通体透明宛若金塔,在巴黎夜空中绚烂生辉。至今,埃菲尔铁塔每年仍招揽游客300余万人,游客最多时一天多达1.7万人。所有来到法国的国际游客必然会把登临铁塔作为一个不可或缺的项目。

　　2004年1月16日,为申办2012年夏季奥运会,巴黎市政府特意选择在埃菲尔铁塔上介绍他们为申奥的各项准备。他们很明白,埃菲尔铁塔既是申奥广告背景,本身又极具广告效应。

　　现在,再回过头来看,埃菲尔铁塔诞生的一波三折十分耐人寻味。最初的反对和声讨之激烈既出乎意料却又在情理之中。一件闻所未闻的新事物将横空出世,况且又是一个完全悖于传统超常前卫的大铁塔兀自耸立于具有花都美名的巴黎。这里有太多的经典,太多的人文景观,太多的时尚地标,大铁塔带来的冲击显然超出了人们的心理承受能力。但随着铁塔的渐渐长高,人们开始从另一个视角去审视,这个视角就是世博的初衷和永恒理念――创新、现代化和城市的进步,此时反对声渐渐消弭,当300米的大铁塔完全现身于塞纳河畔,人们发现,它带来的视觉冲击和审美意趣已经代替了他们原先的担忧,它似乎以压倒一切的强势勾引着人们的眼球,人们看到的果真是埃菲尔先生承诺的技术与美的完美结合,这种“强强联手”的效应恰恰与巴黎时尚相映成趣,以至于再也无人提起要兑现该届世博招标的条件之一――拆除铁塔。因为铁塔折射出的工业和技术成就和独特的力学之美已经征服了巴黎和巴黎市民,它正以宏大与精美、奔放与沉静的独特韵味把传统花都的时尚魅力演绎到一种新的极致。

　　的确,埃菲尔铁塔代表了世纪性的建筑技术成就和建筑工程艺术,在埃菲尔的指挥下,大铁塔就像一支配备精良的乐队,将技术和艺术奇妙地融于一炉。

　　一位世博专家说过,当城市成功的时候,整个国家也会成功。因埃菲尔铁塔而声名大震的1889年巴黎世博会生动诠释了世博强国的内涵。

化工类毕业论文范文

改革开放以来，我国化工行业发展迅速，为国民经济发展做出了重要贡献。同时，我国化工行业经营环境也日趋复杂，面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文，供大家参考。

化工类毕业论文 范文 一：化学工程学科集群分析

一、我国化学工程与技术专业学科集群现象

经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。

二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势

本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。

三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式

山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。

四、我国化学工程与技术专业集群的路径

从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。

五、结论

第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。

化工类毕业论文范文二：生物质化学人才培训思考

一、生物质化学工程人才的需求分析

能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。

二、生物质化学工程人才的知识结构

生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。

三、生物质化学工程人才培养的探索与实践

(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围

2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。

(二)理论与实验课程体系

根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。

(三)实习、实践和毕业环节

生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。