通过现有铁源利用及碳冶金流程分析,提出了太阳能光伏非碳冶金概念.太阳能光伏非碳冶金研究包括高温冶炼、非碳还原介质的选择及还原-熔融三个方面.自主设计制造了1kg容量的太阳能非碳冶金系统,进行了三类非碳冶金实验.实验结果表明太阳能光伏非碳冶金在技术上可行,自主设计制造的太阳能光伏非碳冶金系统均能满足冶炼要求.高温冶炼实验光伏电池转换率9.8%,钢水热焓占总能量消耗5%;非碳还原制铁实验电解法电流效率平均为85.1%,最高可达97.6%;氢还原Fe2O3还原度影响因素由强到弱依次为:气氛、温度、时间、粒度.根据实验结果,研究还需深化,以寻求太阳能光伏非碳冶金系统更好的经济性、稳定性及可操作性

根据我国铁水预处理的现状及发展趋势,论述了我国冶金企业采用冶金系统工艺决策的必要性和现实性。在叙述冶金系统优化方法的基础上,介绍了应用动态规划对“高炉炼铁-铁水预处理-转炉炼钢”系统最佳生产流程的研究

基于现有铝工业的生产流程结构特征及能源利用情况,对比分析铝、钢铁生产流程的冶金本质,划分铝生产流程工序区段,综合分析铝工业能源结构和能量耗散规律.参照钢铁节能技术的实践,指出铝工业在流程优化与改进、能源结构优化、废弃物资源化利用及余能回收综合利用等方面具有系统节能潜力,提出电解工序后高效、有序运行的生产流程结构模式

包头铁矿含有大量的铌,目前包钢提铌流程是钢铁冶金主流程的分支流程,其中高炉是火法还原富集铌的主要部分。实验研究发现,在高炉碳热还原过程中铌会被还原成碳化铌(NbC),并在渣铁界面形成NbC滞留带。由于滞留带的存在,阻碍了铌进入铁相,影响了铌的还原回收率。NbC在碳饱和铁液中有一定的溶解度,温度升高使溶解度增加,有利于提高铌的还原回收率

对液体稀土硅铁的粘度和表面张力进行了测定和分析;还对稀土硅铁的各种雾化工艺进行了实验研究,找出一种新的制粉工艺,采用“氩吹一空冷”联合流程,制得了适合喷射冶金需要的粒度范围在0.2mm～2.0mm、流动性能良好的稀土硅铁粉末。同时还对稀土硅铁制粉过程应用高速摄影技术进行了分析,对雾化制粉的机理进行研究

根据冶金过程工程理论,针对钢铁制造过程系统中制造过程最为复杂的炼钢厂系统的生产模式优化问题进行探讨,阐述了生产模式在炼钢厂系统运行过程中的地位及其逻辑关系,并结合四个国内高效连铸工厂实际进行了研究,论述了生产模式优化的三个效用:(1)车间平面布置趋向合理、简洁;(2)工序缓冲趋向合理、有效;(3)工序运行趋向高效、优化。此外,上述研究结果已经拓展到特殊钢流程的运行优化与控制研究中,并取得有益的效果

在冶金、化工等流程型工业领域,生产中的过程控制参数往往具有高维非线性结构特征.为了解决这类高维复杂数据的异常点检测问题,本文引入了软超球体的概念,采用非线性核函数将原始数据映射到高维的特征空间,并在特征空间中确定软超球体的边界.通过检测待识别样本映射到特征空间的位置信息来判定过程参数的设定值是否为异常点,从而避免出现批量的产品质量问题.以某类汽车用钢为应用实例,对实际生产数据进行检测,证明了所提出的基于软超球体的异常点识别算法对于高维的非线性数据具有良好的检测能力

综述了钨冶炼渣中有用金属回收利用现状与研究进展，介绍了黑钨和白钨的冶炼工艺、钨、锡、钽、铌、钪回收工艺与理论、钨冶炼渣的减量化处理研究进展.重选和浮选工艺可回收钨锡，得到钨锡精矿后再进行冶炼，选矿工艺流程简单易工业生产且成本低，但适应性较差，对于较细物料无法有效回收，湿法冶金工艺可回收钨、锡、钽、铌、钪，适应性强但流程复杂，酸碱废水对环境影响大；钨冶炼渣减量化是综合利用的根本要求，目前主要用来制做水泥辅料、建筑胶砂、多孔材料、微晶玻璃等，介绍了目前减量化处理的研究现状.最后提出了问题与建议，钪钽铌稀有金属提取工艺的进步依赖萃取剂和离子交换树脂的发展，可利用材料领域内第一性原理和化学配位理论，研发选择性强的萃取剂和交换容量大的离子交换树脂，解决萃取剂选择性差、离子交换树脂交换容量小、废水量大的问题，从原子层面研究出相互作用机理，最终筛选出高效萃取剂及离子交换树脂.指出选冶联合工艺，开发短流程绿色提取技术、冶炼渣高附加值材料研制技术可能是今后研究的重点

提出了一种可以制备冶金结合界面双金属复合板带的水平连铸复合成形新工艺，其具有短流程、高效的特点。采用该工艺制备了截面尺寸为70 mm×24 mm（宽度×厚度）的铜铝复合板，获得了可行的制备参数，研究了所制备板坯的组织形貌和性能。结果表明，铜铝复合板制备成形过程中，会形成由金属间化合物和共晶相组成的复合界面层。铝液和铜板表面接触，发生固液转变形成（II）层：θ相。随着铜原子不断的向铝液中扩散，当铜原子含量达到一定程度，θ相发生固相转变形成（I）层：γ相。达到共晶温度时，发生共晶转变形成（III）层：α+θ共晶组织。其中I层和II层均为铜铝金属间化合物，是裂纹产生和扩展的主要区域，因此界面层厚度是决定结合强度的重要因素。通过调整工艺参数可以优化凝固过程中铜铝复合板内的温度场分布，进而控制复合界面层的形成过程，因此工艺参数之间的合理匹配是改善复合层组织结构和增大板坯结合强度的关键

在阐述炼钢厂多尺度建模与协同制造技术架构的基础上，分别从单体工序尺度、车间区段尺度与炼钢厂运行尺度开展了炼钢厂协同制造的研究。从工序/装置过程控制系统（PCS）到炼钢厂制造执行系统（MES）进行了较为系统的建模研发，构建了包括转炉工序、精炼工序与连铸工序在内的工序工艺控制模型以及以生产计划与调度模型为核心的物质流运行优化模型，并通过工序工艺控制和生产计划与调度的动态协同，实现了炼钢厂多工序/装置的高效运行。研发了炼钢?连铸过程工序工艺控制模型、生产计划与调度模型同MES之间的数据接口，实现了MES与生产工艺控制、流程运行控制、生产计划与调度系统的有机融合，形成了以机理模型与数据模型协同驱动的工艺精准控制、多工序协同运行、基于“规则+算法”的生产计划与调度为支撑的炼钢?连铸过程集成制造技术，通过多层级的纵向协同与多工序的横向协同，实现了炼钢厂的协同运行与控制。研究成果是炼钢?连铸过程智能制造的有益探索与实践，对流程工业智能制造企业具有很强的参考价值，对冶金工业绿色化、智能化发展具有示范与借鉴作用。应用后，明显提升了炼钢厂的协同制造水平，取得了显著的经济与社会效益