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中国冶金
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洪及鄙

月刊

1006-9356

zgyj1234@yahoo.com.cn

010-65276837

100711

北京东城区东四西大街46号

中国冶金/Journal China Metallurgy北大核心CSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是中国金属学会主办的综合性期刊，是中国金属学会会刊，也是冶金行业唯一具有科技政策和技术导向性、多学科、多专业、实用性、国内外公开发行的科技期刊。
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    电解铝行业大气污染物与CO2协同控制研究进展

    陈远翔许瑞向珂仪瞿广飞...
    1-10,67页
    查看更多>>摘要：减污降碳协同是电解铝行业解决大气污染问题、实现深度降碳的重要路径.介绍了电解铝行业大气污染物和CO2排放特征以及烟气净化和碳捕集的末端治理技术,围绕近年来电解铝的减污降碳协同控制措施,对惰性阳极材料应用、低温铝电解工艺、余热利用技术3个方向的研究进展进行了综述,并分析了可再生能源对电解铝企业减污降碳协同的支撑作用.电解铝行业大气污染物与CO2排放具有同根、同源、同过程特性,但现行的末端治理技术在减污降碳方面的负协同特征正逐步显现.为实现减污降碳协同增效,在围绕源头控制、过程优化类技术开展深度研究和工业试验的同时,还需推动可再生能源与电解铝行业融合发展、实现可再生能源电力在电解铝行业的碳减排价值转化,为电解铝行业在"碳达峰""碳中和"背景下深化绿色低碳发展提供有力支撑.

    电解铝大气污染物二氧化碳协同控制可再生能源电力

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    管线钢氢脆的研究进展

    刘祎董福涛齐程伟代鑫...
    11-20页
    查看更多>>摘要：氢能是一种绿色低碳二次能源,提高氢能的利用率可以促进节能减排,减少环境污染.现阶段高效率的输氢方式主要为管道运输,管线钢的氢脆影响着运输安全,如何提高管线钢抗氢脆能力一直受到广泛关注,但目前没有合适的理论可以完整解释氢脆现象.从管线钢的发展和氢脆机理等方面分析了不同等级管线钢的综合性能和发展趋势,主要介绍了氢压力理论、氢增强局部塑性理论(HELP)和氢致弱键理论(HEDE)3种氢脆机理.从合金元素、微观组织、加工工艺、氢浓度和氢环境的角度探讨了影响管线钢氢脆的因素.最后结合现阶段研究现状,分析了管线钢发展中的重点难点,为抗氢脆管线钢的开发与应用提供参考,同时展望了管线钢未来需要关注的研究方向.

    管线钢氢脆氢陷阱合金元素微观组织

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    冷轧板形控制技术的研究现状及展望

    李旭金树仁王鹏飞李晓华...
    21-30页
    查看更多>>摘要：冷轧板形控制是一个复杂的系统工程,涉及轧制工艺、控制理论、应用数学、计算机通信及人工智能等多个学科领域.冷轧板形控制技术是钢铁工业的核心技术之一,是实现精品板带钢稳定生产的关键技术环节,代表一个国家在钢铁技术领域的最高水平,其相关技术一直是冷轧领域技术研究的难点和热点.分别对板形表征及检测技术、板形预设定控制技术、板形前馈控制技术、板形闭环反馈控制技术以及核心板形控制模型等方面的研究进展进行了概述,分析了各种控制技术的现状及特点.在此基础上,结合作者团队在冷轧板形控制领域多年耕耘积累的研究成果,提出了以数字孪生及信息物理系统(CPS)为技术架构的研究路线和发展方向.通过持续聚焦冷轧板形控制领域的关键技术问题,结合数据处理技术及人工智能等学科前沿知识,融合轧制机理及优化控制理论,提出冷轧板形控制技术的数字化研究方法,以提升薄带材冷轧生产的技术水平和产品质量,推动轧制行业从工艺技术到产品质量获得全面提升,促进钢铁行业向高精产品方向发展.

    冷轧板带板形控制控制策略控制模型智能优化

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    中国钢铁工业低碳发展路径优化

    杨玉桢刘智颖李杰韩阳...
    31-41页
    查看更多>>摘要：在全球低碳发展的背景下,选择走节能减排和低碳绿色发展之路已经成为中国钢铁工业发展的必由之路.为优化中国钢铁工业高质量发展路径,系统研究了 2000-2019年世界钢铁产量前5名的5个典型国家(中国、印度、日本、美国和俄罗斯)的CO2排放量、粗钢产量和电弧炉炼钢比例等数据,以期找出中国钢铁工业绿色低碳发展的优化路径.首先,采用孤立森林方法进行数据预处理,构建多元线性回归模型,研究世界CO2排放总量与5个典型国家钢铁工业CO2排放量之间的定量关系,结果显示模型拟合度R2=0.998,表明选取的5个国家CO2排放量在世界范围内具有很强的代表性.然后,利用多种回归模型基于粗钢产量、城市人口、钢铁工业贸易开放度、人均GDP、金融发展指数5大影响因素针对典型国家建立相应的钢铁工业CO2排放量计算模型;经过模型灵敏度和鲁棒性校验,对上述5大影响因素进行优化配置,可以有效降低钢铁工业的CO2排放量.最后,利用目标规划模型构建中国钢铁工业CO2排放的优化模型,以计算结果为依据,提出中国钢铁工业低碳转型与高质量发展路径的优化方案.

    低碳发展钢铁工业CO2排放孤立森林方法多元线性回归模型目标规划模型

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    回转窑内结圈物特性分析

    甄彩玲梁功庆潘建朱德庆...
    42-50页
    查看更多>>摘要：回转窑结圈现象是限制回转窑制备氧化球团矿发展的重要因素.采用XRD和SEM-EDS分析回转窑氧化球团和结圈物的化学成分、显微结构、矿相组成及元素分布,以揭示结圈物形成机理.研究结果表明,结圈物主要为赤铁矿,其次为石英、钙铁橄榄石、钙镁橄榄石、长石等硅铝酸盐.球团矿产生的粉末及煤灰在高温下形成低熔点化合物,并形成液相渗入球团矿.液相中的赤铁矿在球团矿表面重结晶、再结晶,形成稳定的结圈物.通过改善配矿结构降低硅及碱金属含量、优化燃料资源质量减少低熔点物质的摄入、提高各工序操作条件来减少粉末的摄入,可有效抑制结圈现象.

    回转窑结圈煤灰液相再结晶

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    高铌超纯铁素体不锈钢中铌的偏析行为及机理分析

    武敏付金柱刘春来李国平...
    51-57页
    查看更多>>摘要：超纯铁素体不锈钢是汽车排气系统领域的主流材料,铌(Nb)元素合金化能有效提高铁素体不锈钢的高温性能.以441高铌超纯铁素体不锈钢为研究对象,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子探针(EPMA)表征了冷轧退火板中带状组织的形貌、成分和结构,并依次对连铸坯、热轧板以及热轧退火板进行全流程分析,结合热力学软件Thermo-Cale模拟,阐明铌元素的偏析行为、形成机理和影响因素.结果表明,铌元素偏析在连铸坯凝固环节形成,连铸坯等轴晶比例为主要影响因素;铌元素偏析从连铸坯中遗传至热轧退火板以及冷轧退火板中形成带状组织,带状组织由铌元素偏聚导致Laves相聚集析出并钉扎晶界形成.研究结果可为高铌超纯铁素体不锈钢的工艺优化控制提供理论基础.

    高铌超纯铁素体不锈钢带状组织偏析Laves相等轴晶比例

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    460MPa极地船舶用钢及焊接接头低温力学性能

    王超逸洪晓莉严玲张红岩...
    58-67页
    查看更多>>摘要：极地船舶用钢及其焊接接头必须在低温环境下安全服役.为了研究极地低温环境对高强度极地船舶用钢及其焊接接头性能的影响,使用控轧控冷工艺(TMCP)生产了 54 mm厚的460 MPa强度级别极地船舶用低温钢,采用埋弧自动焊(SMA)工艺对钢板进行焊接试验,分析母材、焊缝中心及焊接热影响区(HAZ)的组织形貌,测试母材及焊接接头在低温环境下的强度、断裂韧性及疲劳性能.结果表明,母材的组织以多边形铁素体(PF)、珠光体(P)及粒状贝氏体(GB)为主;焊接接头中心组织主要由针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)构成,焊接熔合线清晰,热影响粗晶区(CGHAZ)组织以贝氏体(B)为主,晶粒较粗大,热影响细晶区(FGHAZ)则呈现正火态组织.温度直接影响着极地船舶用钢母材及其焊接接头的力学性能.随着温度的下降,母材及焊接接头的强度上升、冲击功下降,在-70 ℃极端低温环境下,母材的屈服强度可达500 MPa以上;-10 ℃时,母材、焊缝中心、热影响区裂纹尖端张开位移(CTOD)的断裂最大值δm分别为1.18、1.11、0.98 mm;随着温度的降低,材料抗断裂的能力显著下降,-40 ℃时,母材、焊缝中心、热影响区CTOD的脆性失稳值δu分别为0.62、0.70、0.32 mm;在-70 ℃极端低温环境下,热影响区试样发生脆性断裂.母材的疲劳性能优于焊接接头,低温能提升材料抗拉强度,同时也能提升材料的疲劳极限强度.对于极地船舶用低温钢,必须重视焊接工艺和焊接质量,进而提高焊接接头的实际低温应用性能.

    极地船舶用钢控轧控冷低温性能热影响区裂纹尖端张开位移

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    Er含量对Zn-Al-Mg合金组织和耐腐蚀性能的影响

    刘广会徐呈亮滕华湘蒋光锐...
    68-73页
    查看更多>>摘要：为了研究Er元素的添加对Zn-Al-Mg合金微观组织和腐蚀性能的影响,分别熔炼了 4种不同成分的合金,即 Zn-1.7％Al-1.1％Mg-0.1％Er、Zn-1.7％Al-1.1％Mg-0.5％Er、Zn-7％Al-2％Mg-0.1％Er 和 Zn-7％Al-2％Mg-0.5％Er.通过SEM观察合金的组织和析出相,采用EDS分析不同组织和相的成分,并利用XRD检测确定析出相的比例.通过EPMA分析,研究Er2Zn17在不同成分四元合金中的面积分数以及分布规律.测试了 Tafel曲线和Nyquist曲线,以研究不同成分合金的耐腐蚀性能.结果显示,Zn-1.7％Al-1.1％Mg-0.5％Er合金比Zn-1.7％Al-1.1％Mg-0.1％Er 合金的腐蚀电流密度低,Zn-7％Al-2％Mg-0.5％Er 合金比 Zn-7％Al-2％Mg-0.1％Er合金的腐蚀电流密度低,说明随着Er含量的增加,合金的耐腐蚀性能进一步提高.最终结果表明,Er元素的添加可以细化合金的组织,提高合金的耐腐蚀性能.

    含Er锌铝镁合金凝固组织耐腐蚀性Er2Zn17自腐蚀电流

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    南非铜尾矿球团氢基直接还原性能及优化配矿技术

    韩星张彩东王耀彬唐珏...
    74-81页
    查看更多>>摘要：为解决氢基竖炉还原用高品位铁矿粉成本高、供应不稳定的问题,河钢集团以自有南非铜尾矿作为氢基竖炉炉料结构开展研究,并在此基础上开展5 000 t铜尾矿工业应用试验.以特诺恩希尔(HYL)公司推荐的铁矿石使用要求为依据,实验室研究确定100％铜尾矿球团氢基还原的适合参数,并在模拟实际工况条件下给出铜尾矿适宜的配矿比例.当铜尾矿与高品矿配合使用且配比不超过60％时,球团氢基直接还原性能指标(还原性指数、还原膨胀率、还原黏结指数、低温还原粉化指数)满足氢基竖炉还原使用要求.为了保证竖炉平稳运行,采用"40％铜尾矿+60％高品矿"的配矿结构进行工业试验,结果显示,试验期比基准期(100％高品矿)直接还原铁(DRI)的金属化率提高0.97个百分点,达到95.45％,满足电炉冶炼要求.研究结果为优化氢基竖炉还原炉料结构提供了支撑.

    南非铜尾矿氧化球团氢基还原优化配矿工业试验

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    富氧焙烧炉炉温先进控制的研究与应用

    杨义磊魏发宏张飞虞垚...
    82-91页
    查看更多>>摘要：锌精矿富氧焙烧炉高效、安全、稳定运行的关键是控制好炉温.炉温控制受多个变量影响,存在回路难以投自动、炉温波动幅度大、劳动强度大的问题.基于工艺流程分析识别操作变量、干扰变量、被控变量和约束变量,以装置历史运行数据为数据集,通过子空间辨识算法构建模型预测控制器并验证其准确性,从而建立焙烧炉炉温先进控制系统.以炉床面积109 m2、炉床处理能力7.8 t/(m2·d)的焙烧炉为研究对象,对比系统投运前后数据,发现系统投运后焙烧炉炉温波动明显下降,炉温标准差下降了 36.64％;炉温实现了卡边控制,其控制范围从±25℃下降到±10 ℃.该系统可用性强,投运率为98.69％;操作员操作频次降低98.35％,劳动强度得以降低;抗干扰能力有所加强、装置处理量提升0.22％、经济效益增加190.98万元/a.研究表明,锌冶炼富氧焙烧炉炉温先进控制系统提升了装置自动化水平、提高了焙烧炉运行效能、降低了人员劳动强度,达到挖潜增效的目的,并为先进控制技术在焙烧炉炉温控制的工业应用和推广提供理论支撑,具有一定的实践意义.

    富氧焙烧焙烧炉炉温先进控制模型预测挖潜增效

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