输氢管线钢中氢脆行为研究现状

摘要:氢能作为未来能源结构中的关键组成部分,其高效输运方式对能源转型至关重要。目前,管道运输因具安全性和经济性,成为氢气长距离输送的首选方式。然而,输氢管线钢的氢脆现象是影响运输安全的主要因素之一,其涉及氢原子行为、位错运动等多尺度机制,现有的表征技术难以全面揭示其机理。本文综述了输氢管线钢中几种常见的氢脆机理,主要介绍了氢增强脱聚、氢促进局部塑性变形、氢吸附诱导位错发射等理论及其之间的相互作用,从化学成分、微观组织、析出相、夹杂和偏析等角度探讨了氢脆的影响因素。同时,针对氢在输氢管线钢中的跨尺度行为,总结了从宏观力学测试到微观结构表征的多维度表征方法。随着能源转型的需要,提高输氢管线钢的抗氢脆性能已成为氢能规模化输送领域的关键和研究焦点,针对这一问题,介绍了机器学习和跨尺度研究在开发抗氢脆材料设计中的创新应用,这种逆向设计思路为开发高强韧抗氢脆输氢管线钢提供了解决方案。最后,结合输氢管线钢现阶段研究现状,对未来输氢管线钢研究的重点进行了总结和展望。

CO2在炼钢-连铸中的应用机制研究现状与未来展望

摘要:为缓解全球“碳中和”目标下钢铁工业的减排压力,在炼钢-连铸流程中进行CO2的资源化利用已成为关键低碳路径。系统研究了CO2作为反应介质、搅拌气体、冷却剂及保护气氛的应用机制与作用原理,重点分析了其在转炉吹炼、电炉炼钢、二次精炼及连铸等环节应用的工业效果,涵盖了降尘控温、节能降氮、去除夹杂物及提升铸坯质量等关键技术。然而,这些技术的规模化与高质量推广仍面临3 大瓶颈。机理层面,多相多场耦合下的反应动力学与传输机制不清,制约工艺精准优化;经济层面,高昂的捕集成本与设备改造成本使其经济性欠佳;材料层面,CO2对炉衬及输送系统的强腐蚀性严重影响设备寿命与安全。为此,提出未来需从基础研究、技术开发与产业应用3 个维度协同突破,通过融合原位观测与数字孪生技术,构建全流程反应动力学数据库;着力研发低成本捕集(目标小于150 元/t)及二氧化碳与绿氢、可再生能源的耦合利用技术,并开发长效耐蚀材料;最终推动从“单点示范”向“全流程集成”转型,建立标准化体系与经济模型,为钢铁工业绿色低碳转型提供可复制、可推广的整体技术方案。

我国油气埋弧焊管技术与产品发展及展望

摘要:回顾了我国油气管道用埋弧焊管工艺装备发展历史,介绍了螺旋埋弧焊、直缝埋弧焊管生产工艺、装备发展进步情况。围绕油气管道代表性工程,介绍了近40年来我国油气输送埋弧焊管国产化及工程应用方面取得的技术进步,以及在新产品研发储备方面的工作。结合当前我国油气管道高质量发展需求、新能源及数智技术发展趋势,就油气输送埋弧焊管技术及产品发展趋势进行了探讨及展望。

炼钢用合金减量化技术进展

摘要:炼钢合金化过程中的合金减量化技术旨在减少合金元素的使用,降低生产成本,同时确保最终的钢材仍然具有所需的性能和特性。介绍了铁合金的理化特性,利用转鼓实验定量评价铁合金粉化性能。在使用过程中应根据合金粒度和密度进行梯级存放,确保其吸收率,且在存储、转运和使用过程中应尽量减少碰撞,避免入炉前的粉化损失。利用神经网络及大数据模型建立炼钢合金减量化智能控制系统,已应用于国内10 余家钢铁企业。基于现场操作数据及过程分析,给出定制化合金循环替代方案,降低钢铁企业铁合金使用成本。在冶炼特定钢种时应注意合金中有害元素含量,同时针对合金主成分变化做出精细化选择,减少因合金成分波动引起的成本增加。通过分析当前炼钢用合金减量化技术,提出了未来铁合金减量化方法的改进方向和趋势:一是注重铁合金品质的提升,减少不必要的合金元素使用,避免资源浪费;二是提升数字化和自动化技术水平,以监测和控制合金化过程,提高炼钢工艺的稳定性和可控性。

超高强度(fy>690MPa)钢材钢结构研究进展

摘要: 目前各国(地区)主要钢结构设计规范均未涵盖屈服强度超过690 MPa 的超高强度结构钢材钢结构的设计,限制了超高强度结构钢材钢结构的工程应用。从材料、截面残余应力分布、构件、连接与节点、结构体系等五个层面出发,总结了近年来国内外学者针对超高强度钢材钢结构的研究成果。主要包括:材料的静力拉伸力学性能、循环本构、韧性、抗火性能;截面残余应力分布;轴压构件、受弯构件和压弯构件的力学性能;焊接接头、螺栓接头、梁柱节点的力学性能;钢结构相关设计方法及结构力学性能等。对超高强钢结构的进一步研究工作进行了展望,为超高强钢材的计算方法、设计理论提供借鉴,推动其在工程领域的应用。

宝钢0.18mm取向硅钢产品在高能效变压器上的应用

摘要:随着国家能效新标准的实施和国家政策的推动,要求变压器制造企业提高变压器能效等级,也促使取向硅钢生产企业提高产品等级。宝钢目前已形成六大系列-70余个牌号取向硅钢产品系列,可以满足不同客户的使用需求,近年来宝钢开发出0.18mm系列取向硅钢新产品,磁性能优异,目前已经实现批量化生产。本文对宝钢0.18mm取向硅钢产品及应用进行介绍,可为变压器制造厂家选材起到参考作用。

结构功能一体化高锰减振钢研究发展概况

摘要:阻尼材料主要通过内耗把振动能转化为其他形式的能量而减少振动和噪声,这种从材料本身入手来实现减振降噪的方法最为直接和有效。作为一种新兴的结构功能一体化钢铁材料,高锰减振钢依靠其大量的ε马氏体和层错等作为阻尼源而呈现突出的阻尼特性,在力学性能、成本以及适用范围等方面也具有独特的综合优势。结合团队前期取得的研究结果,本文主要对高锰减振钢的国内外研究和发展情况进行综述。首先,对高锰减振钢的微观组织特征进行介绍,分析热与变形诱导条件下奥氏体、ε 马氏体和α'马氏体间的相互转变行为;其次,总结了高锰减振钢的力学行为与加工硬化机制以及阻尼性能和机理,对比几种强化机制对于力学性能的影响规律,并阐明了影响高锰减振钢阻尼性能的关键性因素;最后,指出了高锰减振钢研发过程中存在的问题,并对未来的研究进行展望。

数字孪生技术的发展及其在钢铁冶金方面的应用

摘要: 本文聚焦数字孪生技术在冶金工程领域的创新应用与发展趋势。作为工业4.0 的核心组成部分,数字孪生在钢铁行业展现出巨大的应用潜力和广泛的前景。首先,本文回顾了数字孪生技术的定义、背景与核心发展技术,阐述了其在冶金领域的重要意义。其次,结合钢铁制造体系的生产流程,系统梳理了数字孪生技术在冶金领域的实践路径和应用场景。最后,基于多维视角剖析了钢铁数字孪生工业化实施进程中的技术瓶颈,并结合行业特点及技术发展,展望了其未来发展方向。值得注意的是,本文追踪了生成式人工智能算法、大语言模型及智能代理等前沿技术的最新进展,分析了它们与数字孪生技术在不同层面的融合潜力,为构建具备智能认知的下一代冶金数字孪生系统提供理论方向。

基于稳定性的第三代先进高强钢设计

摘要:第三代先进高强钢(TG-AHSS)是近年来材料科学与汽车工业领域的研究热点。本文针对TG-AHSS的成分设计、热处理工艺及强韧化机制,基于热力学稳定性阐明了第三代先进高强钢成分设计的宗旨,基于广义稳定性对几类代表性热处理工艺进行了诠释。在此基础上,从广义稳定性与热-动力学相关性形成的热-动力学贯通性入手,对第三代先进高强钢的强韧化机制进行了总结和归纳。从热-动力学角度,对第三代先进高强钢的设计策略进行了展望。

轧钢产线智能装备的研发与应用

摘要:依托基于先进检测与智能装备支撑的少人/无人化操维集控,以及基于工业互联网平台的多业务协同数字化业务管控,形成了“双智控”的轧钢智能工厂建设架构。然而,在研究与应用领域,对于智能装备的概念,并没有建立起清晰明确的定位认识。结合具体的技术模块描述与案例介绍,探讨了智能装备对智能工厂的作用效果与价值体现。首先,通过依托全流程表面检测的表面质量数字化管控、融合“平台+装备+视频AI+跟踪”的物料逐支跟踪、原料库与加热炉区域坯料检测与异常识别校核、智能化视觉检测装备辅助运维管理等案例,提出了先进检测增强感知支撑数字化业务管控的智能装备建设模式;其次,通过介绍多类工业机器人应用、热轧运行非对称检测与自动纠偏控制、中厚板轧机自动转钢、加热炉智能改造和直接轧制技术,展示了建设主生产流程设备控制系统协同的“测控一体化智能装备”,提升产品质量稳定性与生产自动化水平的发展趋势;还有,介绍了长材平面智能无人库技术、棒材轧后区域少人化技术,提出了针对缺乏自动控制、人工操作密集且工作环境恶劣的区域,通过多类型智能装备应用,实现生产效率、成材率等关键运行指标提升的发展模式。最后,展望了智能装备的发展趋势,即与主生产设备、关键质量控制更加紧密融合,实现面向高效化、高质化生产的“智能轧机”,并支撑数字化业务管控应用的完善,推动双智控“智能钢厂”建设水平的持续提升。