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钒钛磁铁矿非高炉冶炼与钛渣综合利用技术研究进展

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中国冶金 2025年

作者：李兰杰张彩东刘洋赵素兴赵建琦徐坤河钢材料技术研究院之江实验室新型计算与智能传感研究中心

钒钛磁铁矿是中国特色战略金属资源。国内外现有主流高炉炼铁-转炉提钒工艺碳排放高、钒钛回收率低，含钛高炉渣累计堆存上亿吨，不仅浪费资源，也显著增加了环保压力。介绍了非高炉冶炼工艺，包括直接还原技术和熔融还原技术，概述了... 详细信息

钒钛磁铁矿是中国特色战略金属资源。国内外现有主流高炉炼铁-转炉提钒工艺碳排放高、钒钛回收率低，含钛高炉渣累计堆存上亿吨，不仅浪费资源，也显著增加了环保压力。介绍了非高炉冶炼工艺，包括直接还原技术和熔融还原技术，概述了其工艺流程和应用现状；总结了国内外含钛炉渣的提钛途径，如改性富集、碳化-氯化和湿法浸出等工艺的原理、应用现状和优缺点，评价了其资源化利用前景；认为钒钛磁铁矿氢基竖炉还原-电炉熔分-钛渣综合利用全流程技术极具发展前景，可有力支撑中国钒钛钢铁产业实现“双碳”目标实现。

关键词：钒钛磁铁矿非高炉冶炼氢冶金钛渣综合利用

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逆水煤气变换反应机理及催化剂研究进展

燃料化学学报(中英文) 2025年第1期53卷 1-14页

作者：李鹏阳王改荣牛佳星王小艾韩星张彩东田志强李兰杰河北河钢材料技术研究院有限公司河北石家庄050023 河北省氢冶金低碳技术重点实验室河北石家庄050023

逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)... 详细信息

逆水煤气变换(RWGS)反应是降低碳排放和实现碳资源利用的有效途径。CO_(2)经逆水煤气变换反应转化为CO,并通过费托工艺制得烯烃化产品和醇类燃料,对于改善环境以及改变未来能源结构具有重大意义。本综述总结了RWGS反应机理,依据CO_(2)转化为CO路径中H2是否直接参与还原反应,分为氧化还原机理和缔合机理,其中,缔合机理包括甲酸盐、羧酸盐以及碳酸盐三种路径,并介绍了近年来关于RWGS反应机理研究的最新发现;其次综述了RWGS反应中的CO_(2)和H2共进料热催化转化催化剂体系和化学循环催化剂体系的研究进展,分析讨论了Pt、Ni、Cu等金属基催化剂和金属碳化物、磷化物催化材料的RWGS反应性能,以及钙钛矿型储氧材料(OSM)在化学循环反应中的应用。最后,针对目前存在的问题和未来可能的解决方案进行了讨论与展望,以期为后续RWGS催化材料的研究提供一定的借鉴。

关键词：逆水煤气变换二氧化碳一氧化碳反应机理催化剂

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CO2还原合成甲醇反应器研究进展

低碳化学与化工 2025年

作者：李鹏阳张彩东王改荣田志强韩星牛佳星李兰杰河北河钢材料技术研究院有限公司河北省氢冶金低碳技术重点实验室

CO2还原合成甲醇是实现碳减排和碳资源利用的有效途径之一。反应器作为CO2还原合成甲醇反应系统的核心，其优化和创新至关重要。介绍了CO2还原合成甲醇3种催化途径（热催化、光催化和电催化），综述了CO2还原合成甲醇反应器研究进展及... 详细信息

CO2还原合成甲醇是实现碳减排和碳资源利用的有效途径之一。反应器作为CO2还原合成甲醇反应系统的核心，其优化和创新至关重要。介绍了CO2还原合成甲醇3种催化途径（热催化、光催化和电催化），综述了CO2还原合成甲醇反应器研究进展及其优缺点，并对后续反应器的研究方向和应用前景进行了展望。热催化反应器改进可采用原位冷凝、原位吸附和膜分离技术，旨在打破热力学平衡限制和解决副产水导致的催化剂失活问题，但膜在热催化条件下不具备长期稳定性，因此开发高热稳定性、高化学稳定性的膜材料是关键。光催化作为绿色路线应用前景广阔，但目前反应器效率较低且需要恒定光源，而系统稳定性不佳也制约了其规模放大，可通过改进反应器结构和研发新型光活化材料，提高反应器光利用、光捕获性能，以及改善传质。电催化途径反应条件温和，可以再生电力为驱动，工业应用潜力巨大，在反应器（电解槽）中应用气体扩散电极（GDE）可有效增强传质和提高电极效率，但存在气体扩散层堵塞、系统稳定性差和膜寿命短等问题。

关键词： CO 还原甲醇热催化光催化电催化反应器

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直接还原铁尺寸对电弧炉冶炼的影响

特殊钢 2025年第1期46卷 75-78页

作者：康旭曹震巍王强刘崇李双江张俊粉河钢材料技术研究院石家庄052135 河钢集团张宣科技宣化075100

以张宣科技Consteel电弧炉冶炼的40Cr钢为研究对象,通过开展电弧炉配加30 t不同尺寸直接还原铁(DRI)试验,研究了Consteel电弧炉配加不同尺寸DRI对电弧炉冶炼过程、钢铁料消耗、电耗和电弧炉终渣成分的影响。结果表明,电弧炉冶炼40Cr钢... 详细信息

以张宣科技Consteel电弧炉冶炼的40Cr钢为研究对象,通过开展电弧炉配加30 t不同尺寸直接还原铁(DRI)试验,研究了Consteel电弧炉配加不同尺寸DRI对电弧炉冶炼过程、钢铁料消耗、电耗和电弧炉终渣成分的影响。结果表明,电弧炉冶炼40Cr钢过程配加小尺寸DRI易导致冶炼过程溢渣量增大,且溢渣中FeO含量较高,钢铁料消耗和电耗升高,终渣碱度降低,终渣FeO含量升高。同时,电弧炉配加小尺寸DRI时排出的炉渣易在渣罐底形成“铁铊”。电弧炉冶炼40Cr钢配加DRI尺寸≤6.3 mm占比低于8.5%时冶炼效果较好。可对DRI进行筛分后使用,筛掉尺寸较小的DRI,同时,避免空料仓上料,尽量在半仓或高于半仓上料,避免落差较大DRI破碎使小尺寸占比升高。

关键词：电弧炉 DRI尺寸碱度渣中FeO含量钢铁料消耗电耗

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管线钢连续冷却相变行为及组织演变规律研究

热加工工艺 2025年

作者：武晓龙周玉青杨玉厚王娇娇石帅高云哲赵林林李继峰苏冬艳河北河钢材料技术研究院有限公司唐山钢铁集团有限责任公司河钢集团有限公司西部销售公司

利用Gleeble-3800热模拟试验机、扫描电镜、金相显微镜及硬度仪研究了X80管线钢在不同冷速下的相变行为，以及冷速对X80管线钢组织和硬度的影响规律，并结合热膨胀法及金相-硬度法绘制管线钢的连续冷却转变曲线。结果表明：热形变促进... 详细信息

利用Gleeble-3800热模拟试验机、扫描电镜、金相显微镜及硬度仪研究了X80管线钢在不同冷速下的相变行为，以及冷速对X80管线钢组织和硬度的影响规律，并结合热膨胀法及金相-硬度法绘制管线钢的连续冷却转变曲线。结果表明：热形变促进针状铁素体在10～20℃/s冷速范围内形成，而在静态CCT曲线中未出现针状铁素体区。热形变促进冷却过程中的相变，造成动态CCT的相变点比静态CCT高；而冷速增加会抑制冷却过程中的相变，冷速越大相变滞后越严重，相变温度越低。不同冷速下形成的组织类型不同，导致了硬度随冷速的增加而增加，而析出相不是影响硬度的关键因素。

关键词： X80管线钢冷速析出相相变行为 CCT曲线

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塑料模具用4Cr13钢的连续冷却转变分析

金属热处理 2025年第2期50卷 69-73页

作者：赵峥嵘张雲飞赵英利樊明强白丽娟刘丽君河钢材料技术研究院特种材料研发中心

采用真空感应炉制备了塑料模具用4Cr13钢，利用DIL805A型淬火热膨胀仪测定了其相变点及连续冷却转变（CCT）曲线，并结合组织观察及硬度测试对其连续冷却转变过程进行了分析。结果表明，4Cr13钢的相变点为Ac1=857℃、Ac3=937℃,CCT曲线... 详细信息

采用真空感应炉制备了塑料模具用4Cr13钢，利用DIL805A型淬火热膨胀仪测定了其相变点及连续冷却转变（CCT）曲线，并结合组织观察及硬度测试对其连续冷却转变过程进行了分析。结果表明，4Cr13钢的相变点为Ac1=857℃、Ac3=937℃,CCT曲线上只存在珠光体转变区和马氏体转变区。4Cr13钢马氏体转变温度区间为67～397℃,具有良好的淬透性。冷却速度为0.01～0.05℃/s时，4Cr13钢相变主要产物为珠光体，硬度较低，为172～193 HV;冷却速度为0.1～1℃/s时，组织为马氏体和未转变残留奥氏体，硬度提高为528～688 HV;当冷却速度≥1℃/s时，彻底完成马氏体转变。

关键词： 4Cr13钢 CCT曲线相变点组织硬度

基于专利视角的电弧炉炼钢智能化技术创新研究

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河北冶金 2025年第1期 87-92页

作者：王彦嫱王强张亚东知识产权出版社有限责任公司北京100081 河钢材料技术研究院河北石家庄050023

电弧炉炼钢智能技术以智能化炼钢和节能环保为中心,通过开发一系列先进的监测技术和控制模型,提高电弧炉炼钢过程的自动化水平。电弧炉炼钢智能技术在电弧炉炼钢领域的重要性日益突出。本文以中国(CN)、美国(US)、日本(JP)、欧洲专利局(... 详细信息

电弧炉炼钢智能技术以智能化炼钢和节能环保为中心,通过开发一系列先进的监测技术和控制模型,提高电弧炉炼钢过程的自动化水平。电弧炉炼钢智能技术在电弧炉炼钢领域的重要性日益突出。本文以中国(CN)、美国(US)、日本(JP)、欧洲专利局(EPO)四大区域的专利文献数据为依据,选取了10家企业和1家高校作为重点技术跟踪对象,采用定量分析和定性分析相结合的研究方法,借助智能化专利价值评估工具,重点研究了主要创新主体在电弧炉炼钢智能化技术领域较高价值专利的技术布局方向,从电极智能调节、供电(供能)控制、终点控制、供氧控制等具体方向进行重点专利技术解读,在此基础上提出技术创新和专利布局方向建议。在智能化技术方面,可考虑在电极智能调节、供电(供能)控制、终点控制技术、供氧控制等与“一键炼钢”相关的技术领域布局专利,开展高价值专利培育。在开展专利布局时,可重点跟踪达涅利集团、普瑞特冶金技术公司、北京科技大学等创新主体的相关专利。

关键词：电弧炉炼钢智能化专利分析电极调节终点控制供氧控制一键炼钢

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Mn基低温脱硝催化剂性能优化研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 142-157页

作者：许芸邬博宇庄柯张乾徐静馨张深根朱法华张柏林国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室南京210023 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良... 详细信息

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良的氧化还原性能,并具有极强的表面酸性,在催化还原NO_(x)反应中表现出良好的低温活性,但N_(2)选择性低、抗H_(2)O/SO_(2)性能差,难以实现长期的高效稳定脱硝.近年来,改性提升Mn基催化剂的研究十分广泛,加快了Mn基催化剂工业应用的步伐.本文从低温活性、N_(2)选择性和稳定性三个方面,总结了Mn基催化剂的脱硝反应机理、元素掺杂改性、催化剂结构设计等最新研究进展,指出了当前的研究重点和难点,可为下一步研究提供参考.

关键词：氮氧化物选择性催化还原锰基催化剂 N2选择性稳定性元素掺杂

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780CF钢表面裂纹形成原因分析

工业加热 2025年第1期54卷 68-71,78页

作者：刘宏春李杰付冬阳毛文文高宇郭恒斌河北河钢材料技术研究院有限公司河北石家庄052100 河钢集团舞钢公司河南平顶山462500

通过裂纹样品的光学显微组织观察,电子探针的方法,对780CF中厚板表面裂纹成因进行了分析研究。光学显微组织观察显示,钢板表层约303μm厚度存在粗大的铁素体、贝氏体等异常组织,裂纹多产生在异常组织区域内或与基体组织边的界处;电子探... 详细信息

通过裂纹样品的光学显微组织观察,电子探针的方法,对780CF中厚板表面裂纹成因进行了分析研究。光学显微组织观察显示,钢板表层约303μm厚度存在粗大的铁素体、贝氏体等异常组织,裂纹多产生在异常组织区域内或与基体组织边的界处;电子探针分析表明,裂纹两侧C元素分布均匀,钢板表层无明显脱碳特征,裂纹间隙存在轧制过程中压入的氧化铁,铸坯扒皮未发现明显裂纹,基本可以排除铸坯原始裂纹原因造成;同时在裂纹周边未检测到Cu元素的富集,钢中添加一定量的Cu元素并不是此种裂纹产生的直接原因;钢的表层出现了混晶组织,在粗轧阶段未能消除,轧制过程中粗晶区先于细晶区变形,不协调的形变导致了表面裂纹的产生,在随着加工变形比的增大及钢板的热连轧,裂纹不同程度的扯开或者黏合,从而逐渐演变成从外向内扩展的表面裂纹。热送热装过程中,控制好粗终轧温度是有效控制此种裂纹产生的关键。

关键词：混晶形变表面裂纹