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中国钢铁制造流程发展与关键问题

钢铁 2024年

作者：刘清梅张福明首钢集团有限公司技术研究院首钢集团有限公司

近年来，推动中国钢铁行业高质量发展和助力实现“双碳”目标是中国钢铁产业发展的总体思路，在此背景下，中国钢铁工业特征发生了显著变化。描述了当前钢铁工业的主要特征，分析了2000—2023年间中国钢铁粗钢产量和年度粗钢增长率，结... 详细信息

近年来，推动中国钢铁行业高质量发展和助力实现“双碳”目标是中国钢铁产业发展的总体思路，在此背景下，中国钢铁工业特征发生了显著变化。描述了当前钢铁工业的主要特征，分析了2000—2023年间中国钢铁粗钢产量和年度粗钢增长率，结合发达国家粗钢产量的演变模式，预测中国钢铁产量所处的发展阶段。以2000—2023年间中国不同钢铁制造流程所占比例为依据，测算各年钢铁制造全流程CO2排放值，论述中国实现“双碳”目标的紧迫性和必要性。选取主要产钢国钢铁制造流程演化进程及现状为研究对象，重点阐述了美国、日本和中国以确保钢铁产品质量最佳和钢铁制造效率最优为需求的钢铁制造流程特点，理清当前不同钢铁制造流程的作用和效果。结合上述分析，以工程哲学的视野和全局性战略思维对中国钢铁制造流程结构调整的应对策略进行研究，并且提出了适应新特征下的“BF-BOF”长流程、“全废钢-电炉（EAF）”短流程和“100%氢基还原DRI-EAF”流程的结构调整方案。研讨了钢铁制造流程调整过程中的三大关键问题，包括：实现电炉炼钢需要的废钢基准保障数量，能源脱碳化进程中的钢铁全流程电力消耗量，以及消除废钢电炉冶炼过程残余元素富集所造成的钢材品质缺陷的新思路，解决好这些关键问题将有助力中国钢铁制造流程的结构优化调整和高质量发展。

关键词：钢铁工业特征减量化发展 “双碳”目标钢铁制造流程结构调整优化

中国石油工业上游前景与未来理论技术五大挑战

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石油学报 2024年第1期45卷 1-14页

作者：贾承造中国石油天然气集团有限公司北京100007

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,... 详细信息

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,分析中国石油工业上游面临的理论技术挑战,展望了未来中国石油工业的发展前景。中国油气勘探开发已全面进入深层、深水、非常规领域。预测直到2035年中国的原油产量将在2×10^(8)t稳产,天然气产量将在3000×10^(8)m^(3)稳产。中国石油工业上游的发展面临着来自深层、深水、非常规、老油气田提高采收率以及碳捕集与封存(CCS)/碳捕集、利用与封存(CCUS)五大领域的理论与技术挑战。未来石油工业的发展将更多地依靠深层、深水、非常规领域的油气地质理论和技术创新。形成新一代适应深层、深水、非常规油气勘探开发的理论、技术、装备与高效施工作业队伍是目前实现油气高效益、低成本开发的关键。先进的适应深层、深水、非常规油气勘探开发,以及老油田提高采收率和CCS/CCUS业务的技术与装备是未来一段时期发展的关键。

关键词：石油工业上游油气勘探开发前景理论技术挑战深层深水非常规油气提高采收率碳中和

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给水厂典型工艺碳排放特征与影响因素

环境科学 2024年第1期45卷 123-130页

作者：张翔宇胡建坤马凯高欣慰魏月华韩宏大李克勋天津水务集团有限公司天津300042 南开大学环境科学与工程学院天津300350 天津市自来水集团有限公司天津300040 天津市自来水集团有限公司凌庄水厂天津300381

基于实际运行工况和数据监测基础,对天津市给水厂典型工艺的碳排放特征进行研究.给水厂总碳排放强度(以CO_(2)-eq计)为0.254 kg·m^(-3),其中电耗和药耗碳排放占比分别为81.76%和9.15%.给水厂的关键电耗碳排放环节为送水泵房、超滤膜工... 详细信息

基于实际运行工况和数据监测基础,对天津市给水厂典型工艺的碳排放特征进行研究.给水厂总碳排放强度(以CO_(2)-eq计)为0.254 kg·m^(-3),其中电耗和药耗碳排放占比分别为81.76%和9.15%.给水厂的关键电耗碳排放环节为送水泵房、超滤膜工艺和进水泵房,分别占总电耗碳排放的50.99%~73.51%、17.64%~20.70%和17.97%~22.40%.次氯酸钠对药耗碳排放的贡献率为89.12%~90.30%,其余依次为三氯化铁、聚合氯化铝和硫酸铵.传统净水工艺单元的电耗碳排放强度依次为:进水泵房>快滤池>沉淀池,在深度处理工艺线中依次为:进水泵房>超滤膜>机械混凝>澄清池.快滤池工艺线和超滤膜工艺线的碳排放强度分别为0.0709 kg·m^(-3)和0.1090 kg·m^(-3).超滤膜工艺能节约23%的药剂用量,而电耗碳排放是传统处理工艺的2倍.对关键环节的碳排放影响因素分析结果表明,浊度、pH、氨氮和温度等原水水质参数与次氯酸钠碳排放强度显著相关;出厂水压力、日送水量与送水泵房碳排放强度呈显著的线性回归关系,相关水质和水压调控措施可以有效减少给水厂碳排放.

关键词：碳排放给水厂超滤膜快滤池电耗药耗

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搭接长度等对Ⅱ型APC接头拉伸性能的影响

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：余琼敖晟瑞唐子鸣郭霖谢青海张志陈振海同济大学土木工程学院山西建筑工程集团有限公司山西二建集团有限公司

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响，对63个该接头进行单向拉伸试验，分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明：钢筋直径相同时，随搭接长度增加，平均黏结应力降低，试件强度、延性、最大力... 详细信息

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响，对63个该接头进行单向拉伸试验，分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明：钢筋直径相同时，随搭接长度增加，平均黏结应力降低，试件强度、延性、最大力总伸长率明显提高，残余变形整体呈下降趋势；钢筋拉断破坏试件强度、延性、最大力总伸长率和残余变形满足规范要求；加载过程中，套筒中部截面短边纵向和长边环向始终受拉；极限荷载下，随搭接长度增加，套筒中部截面短边侧环向压应变先转变为拉应变再向压应变发展，长边侧纵向压应变转变为拉应变；相对搭接长度相同时，极限承载力随钢筋直径增加而提高；提出的极限黏结强度及临界搭接长度计算公式与试验值吻合较好，可为实际工程应用提供参考。单拉工况下，钢筋直径不大于18 mm时，建议接头搭接长度大于12d。

关键词： Ⅱ型APC接头拉伸性能搭接长度黏结强度

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一种新型登机门开启限速装置的设计

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1532-1540页

作者：智文静李建刚张晨刘冬平杜秀军航空工业集团庆安集团有限公司航空设备研究所西安710077

登机门是民用飞机舱门中的一个重要部件,其直接影响民用客机结构、功能的完整性和安全性。根据项目研制的需要,针对MA600飞机登机门无阻尼式自由下落导致登机门转轴及舱门损坏的问题进行原因分析,设计了一种限制登机门下落速度的新型开... 详细信息

登机门是民用飞机舱门中的一个重要部件,其直接影响民用客机结构、功能的完整性和安全性。根据项目研制的需要,针对MA600飞机登机门无阻尼式自由下落导致登机门转轴及舱门损坏的问题进行原因分析,设计了一种限制登机门下落速度的新型开启限速装置。在CATIA中建立了包括登机门、登机梯、开启限速装置在内的虚拟样机模型,在MSC/ADAMS中对安装和未安装开启限速装置的登机门自由坠落进行动力学仿真分析,分析了产品不同设计参数对登机门自由坠落时间的影响,确定出了最优的结构参数,仿真结果表明:所设计的限速装置能够将登机门的坠落时间限制在6 s,有效减少登机门坠落对门体结构冲击,为后续的样件产出和试验提供理论依据。

关键词：登机门开启限速装置 ADAMS 动力学仿真超速保护

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面向6G的网络架构建模、评估及优化

通信学报 2024年第7期45卷 235-249页

作者：王晓云陆璐刘超施南翔张童潘筱涵中国移动通信集团有限公司北京100053 中国移动通信集团有限公司研究院北京100053

针对未来6G网络场景多样化、网络要素多元化等带来的网络架构设计和部署复杂度升高的难题,提出了一种基于数字孪生的6G网络架构建模、评估及优化方法。首先,对网络架构中的复杂要素进行系统分类,据此在数字孪生空间内建立包含业务域、... 详细信息

针对未来6G网络场景多样化、网络要素多元化等带来的网络架构设计和部署复杂度升高的难题,提出了一种基于数字孪生的6G网络架构建模、评估及优化方法。首先,对网络架构中的复杂要素进行系统分类,据此在数字孪生空间内建立包含业务域、逻辑域和物理域的三域模型;其次,利用超图理论对模型中的各域及其之间的复杂关系进行详细建模;再次,提出了网络架构熵的概念,并将其用于量化评估6G网络架构设计和部署方案的合理性;最后,提出了一种6G网络架构熵的构建方法,推导并形成了6G网络架构熵减的设计思路。仿真结果表明,所提架构熵减理论能够在不同场景下针对6G网络架构的设计和部署方案优劣进行量化评估,并给出优化设计的方向。

关键词： 6G网络架构数字孪生网络超图理论网络架构熵

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盾构隧道底部注浆抬升模拟试验研究

岩土力学 2024年第S1期45卷 371-381页

作者：黄大维刘家璇谭满生邓翔浩黄永亮翁友华陈升平华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室中铁第六勘察设计院集团有限公司江西省交通工程集团有限公司中交一公局集团有限公司江西赣榕地方铁路开发建设有限公司

针对盾构隧道底部注浆时浆液扩散及隧道周围土压力影响不明的问题，开展了注浆单元体试验及盾构隧道底部注浆抬升模拟试验。注浆单元体试验分析表明：注浆过程浆液呈现劈裂扩散后最终发生了跑浆现象，而在发生跑浆后注浆附加土压力基本... 详细信息

针对盾构隧道底部注浆时浆液扩散及隧道周围土压力影响不明的问题，开展了注浆单元体试验及盾构隧道底部注浆抬升模拟试验。注浆单元体试验分析表明：注浆过程浆液呈现劈裂扩散后最终发生了跑浆现象，而在发生跑浆后注浆附加土压力基本不再增加，甚至有所减小。在隧道注浆抬升模型试验注浆过程中，浆液发生了挤密扩散和劈裂扩散等；浆液劈裂扩散的方向具有一定的随机性，随着劈裂扩散浆液在土层中固结，其流动性逐渐降低，最终停止扩散；浆液由挤密扩散转为劈裂扩散后，挤密扩散所形成浆泡的周围土压力显著减小；完成注浆后，因浆液固结收缩，注浆导致的附加土压力将再次减小；模型盾构隧道在底部注浆导致的附加土压力作用下发生了横椭圆变形与纵向挠曲变形，模型盾构隧道与其周围土体形成相互作用的附加荷载。因此在实际施工中，除遵循少量多次的注浆原则外，应提高浆液稠度而避免发生跑浆。

关键词：盾构隧道不均匀沉降注浆抬升浆液扩散隧道变形

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杭州湾铁路大桥钢轨伸缩调节器设置纵坡研究

铁道工程学报 2024年第8期41卷 57-60,66页

作者：张建李大成张志超中国铁路设计集团有限公司天津300308

研究目的:高速铁路采用大跨度斜拉桥和长联连续梁的工况越来越多,钢轨伸缩调节器对确保行车安全发挥了重要作用。钢轨伸缩调节器对线路纵坡比较敏感,为保证线路安全、提高动车组列车平稳性并降低工程投资,本文对南通至宁波高速铁路杭州... 详细信息

研究目的:高速铁路采用大跨度斜拉桥和长联连续梁的工况越来越多,钢轨伸缩调节器对确保行车安全发挥了重要作用。钢轨伸缩调节器对线路纵坡比较敏感,为保证线路安全、提高动车组列车平稳性并降低工程投资,本文对南通至宁波高速铁路杭州湾跨海大桥钢轨伸缩调节器设置坡度进行研究,为项目技术决策提供支撑。研究结论:(1)静动力学分析表明,线路纵坡对钢轨伸缩调节器的尖轨纵向位移影响较小,12‰坡道条件下轨道、桥梁各项动力指标均满足规范限值,设置钢轨伸缩调节器可行;(2)建议设置实时在线监测系统,为科学维护钢轨伸缩调节器提供依据;(3)本研究结果对优化铁路大跨桥梁伸缩调节器设置方案、降低工程投资具有积极意义。

关键词：跨海大桥钢轨伸缩调节器线路纵坡静力分析动力分析

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地铁区间运行列车火灾早期烟气特性研究

铁道工程学报 2024年第8期41卷 111-115页

作者：江崇旭那艳玲中国铁路设计集团有限公司天津300142

研究目的:探明区间运行列车火灾早期烟气特性是火灾快速精准探测、定位、预警的基础。本文通过建立运行列车火灾数值仿真计算模型,计算120 km/h区间运行列车车顶、车底、车头、车中、车尾6个工况火灾早期不同时刻空气温度、烟气浓度的... 详细信息

研究目的:探明区间运行列车火灾早期烟气特性是火灾快速精准探测、定位、预警的基础。本文通过建立运行列车火灾数值仿真计算模型,计算120 km/h区间运行列车车顶、车底、车头、车中、车尾6个工况火灾早期不同时刻空气温度、烟气浓度的变化规律。研究结论:(1)地铁区间运行列车火灾烟气呈非对称分布,烟气主要向车尾传播蔓延,火点前方1 m处已检测不到明显温度、烟气浓度变化;(2)测点温度和烟气浓度实时监测值与火源间距呈负相关规律,距火点相同距离处车底火灾空气温度较车顶火灾高100%,烟气浓度高500%;(3)相对速度差对绝对温度比影响较小,在5 m/s和10 m/s速度差下,距火点1 m处绝对温度比均大于0.45,在距火点3 m处绝对温度比均大于0.75;(4)本研究成果可为地铁防火标准完善和防排烟设计提供参考。

关键词：地铁区间运动列车火灾早期烟气特性