为了全面展示科技创新成就和科技战疫成效,弘扬科学精神,普及科学知识,根据科技部、中央宣传部、卫生健康委、中国科协统一部署,结合北京科技大学疫情防控有关工作,钢铁冶金新技术国家重点实验室于8月26日举办了2020年线上公众开放日科普活动,活动主题为“科技战疫,创新强国”.
▲ 公众开放日当天实验室主任郭占成教授向大家介绍实验室科研工作
1 冶金工程——支撑我国经济发展
冶金工程在中国可以追溯到商周时期的青铜器时代。那时,丰富的冶铜技术就成为了中国冶金行业的源头,并迅速把整个青铜技术推到更高的阶段,建立了世界上最为光辉灿烂的“青铜文明”。
新中国成立以来,国家一直非常重视冶金工业的发展,特别是改革开放之后,钢铁工业快速发展,自1996年以来,我国钢铁产量一直居世界第一,足见国家的重视和其在国民经济建设中的重要性。诚然,现代科技的进步催生了一些高科技新材料的诞生和应用。但是,钢铁材料在未来相当长的一段时期内,其优势和特性依然是其他材料所不可比拟和替代的。
2 冶金学科——北京科技大学最具特色的专业
北京科技大学的冶金学科历史渊源可追溯至1895年北洋西学学堂创办的中国近代史上第一个矿冶学科。在第四轮学科评估中,北科大的冶金工程排名全国第一;2020软科世界一流学科排名中,冶金工程排名世界第一!
学科定位:成为享誉世界的冶金教育科研中心和冶金专业人才的培养中心之一,成为未来冶金学科发展的重要领导者。
培养目标:培养适应国内、国际人才市场需求的卓越人才。
师资队伍:实验室现有固定研究人员82人,其中教授、研究员56人(博士生导师57人),副教授、高工9人,讲师和工程师等18人。
3 研究方向——瞄准我国钢铁工业急需解决的重大问题
实验室以钢铁工业发展重大需求为导向,紧密围绕碳素能源高效转化、冶金资源高效利用、高端钢铁材料高效生产及冶金智能化与装备等我国钢铁工业急需解决的重大问题开展相关研究工作。
▲ 位于北京科技大学冶金楼内的钢铁冶金新技术国家重点实验室
3.1研究方向一:高温反应机理与动力学
矿相结构与熔体物性决定复杂铁矿资源提取过程铁和有价元素迁移,钢液杂质元素和有害夹杂物去除的驱动力大小和平衡限度,以及工艺设计和操作参数。针对我国特有复杂铁矿资源高效利用、低碳高效炼铁工艺和钢的高纯净化,进行矿相结构和熔体物性系统研究,特别是高温过程多介质因素对其矿相结构演变和重构的影响规律,以及复杂多相冶金熔体的结构和黏度、界面张力等熔体物性的研究,为冶金新工艺、新技术的研发提供科学依据。
3.2研究方向二:能量高效转化与链接
在钢铁生产流程各工序中,高炉炼铁系统占据了钢铁生产总能耗的70%以上,因此钢铁工业节能减排的重点是在炼铁系统,同时应注重钢铁冶金全流程能量的整体优化。以碳素能源品位对口、梯级转化、过程耦合为理念,构建未来钢铁冶金及相关能源过程的低碳排放技术路线,研发富氧甚至全氧高炉、以煤代焦、煤气循环、能量流网络优化等关键技术,达到节能减排目的。
3.3研究方向三:铁矿资源高效利用
针对劣质化铁矿与复杂共生矿高效利用,在高温矿相演变与重构、熔体结构与物性和多相反应机理与速率研究的基础上,建立高温复杂多相体系组元相互作用及元素迁移和高效分离的机制,揭示劣质铁矿固结机理、掌握复杂共生矿选择性还原与熔融分离规律,明晰二次资源转化特性,形成劣质化矿、复杂共生矿及二次资源高效综合利用关键技术
3.4研究方向四:钢的纯净化与夹杂物控制
钢的高洁净度是钢铁材料具有优良使用性能和长久服役寿命的先决条件。结合渣、钢熔体物性、熔体组元间相互作用规律和相间元素化学势的研究,采用激光共焦高温显微镜、ASPEX专用扫描电镜、阴极电极发光显微镜、高频率超声波检验仪等先进检测手段,研究夹杂物的形成、去除、变性过程,建立钢中杂质元素和有害夹杂物去除的热力学限度和夹杂物性态的控制机制,揭示钢液去杂过程的限制性环节,掌握温度、气氛、搅拌、介质等因素对传质的影响规律,获得高洁净度钢液的高效经济冶炼关键技术。
3.5研究方向五:冶金智能化与装备
在钢铁工业转型升级的过程中,如何提升钢铁生产运行控制水平、全流程管控智能化水平,实现工序工艺控制与生产组织管控的协同优化,是冶金行业以及石油化工等流程工业领域亟待解决的问题。因此,为促使钢铁行业可持续性发展,在国家智能制造战略层面,提出钢铁行业需着力开发基于大数据、云计算以及人工智能等信息技术,实现企业生产与经营的深度感知、智能决策和精准协调控制。
4 实验室设备仪器
实验室拥有一批先进的高温特色的大型仪器设备,并对国内外开放共享,例如:高温激光共聚焦显微镜、高温矿相解离分析仪、扫描电镜、分压综合热分析系统、高温拉曼光谱仪、高温X射线衍射仪、金属原位分析仪、高温环境气体质谱分析仪、热模拟试验机等各种高温实验炉等大型仪器设备。
在共享仪器设备管理方面,实验室大型仪器设备全部加入 “北京科技大学仪器设备共享管理系统”,完全对校内外、国内外开放和共享。截至2019年底,实验室仪器设备完好率达到100%,设备的使用率达到90%,为各科研项目的顺利完成提供了支持和保障。
▲ 实验室主任郭占成教授等主持的“国际钢铁研究论坛系列公益讲座”第三讲:高强钢与晶界工程
本次开放日活动,主要服务于校外冶金工程领域大学生、研究生和科研院所及企业工程技术研发人员。实验室主任和部分骨干教师参加了线上讲解和科技咨询活动。据统计校内外400多人参加了线上活动。此外,实验室在疫情期间举办了“国际钢铁研究论坛系列公益讲座”,每两周星期六晚上举办一次,每次中方和外方各有一位主讲嘉宾,目前已进行到第五讲。据统计,每次线上300人左右参会。
入会链接地址:
https://meeting.tencent.com/s/Rjy5FCP411jO
会议 ID:573 717 869 ;
会议直播:
https://meeting.tencent.com/l/gNeQrZe9tJ3h
实验室欢迎国内外冶金科技工作者参加!