基于国内转底炉直接还原炼铁在起步阶段亟待解决的热工系统问题，分别以系统分析、热模拟实验和数值模拟为手段，对转底炉分段热工参数进行了研究.建立了转底炉冶金模型和热模型（涉及变量83个、参数20个），模拟计算结果表明，每生产1t金属化球团，需铁精粉1213kg，消耗煤粉283kg、煤气615kg.基于转底炉分区域系统分析，分别进行了预热段、加热段、还原段条件下的热模拟实验研究，确定出不同工况下（nC：nO=0.8~1.2）含碳球团于各段的实时还原进度，并依据含碳球团自还原吸热与热工参数的匹配，确定出各段燃料供应参数.使用Fluent模拟软件对分段热工参数进行了验证，结果表明分段热工参数设计合理，能有效实现转底炉的分段职能，为转底炉的优化设计提供了基础

本溪精礦粉因粒度甚細而比一般礦粉更難燒結,但在適當的配料、加水和燒結條件下仍可得到質量很好的燒結礦和很高的燒結速度。試驗結果表明:最好的混合乾料應含水7.5～8％,固定碳為4～4.5％,返礦20～25％,製造高堿度自熔性燒結礦除石灰石外應該用一部份白雲石,最好同時另加少量石灰（如混料不勻應以石灰水代之）,加一部份錳礦能提高燒結速度（加錳礦後燃料應相應提高）,用熱返礦預熱混合料可以提高燒結速度很多,在上述條件下,可以得到堿度（$\\frac{{CaO + MgO}}{{Si{O_2}}}$）到1.5以上而強度甚好的燒結礦,使在高爐內甚至完全不需加石灰石,燒結速度可以到達20公厘/分以上,比本溪現在情況高一倍,碱度愈高,燒結礦的還原性愈好

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出\U形\曲线和\阶梯形\曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用

为发展和深入认识转底炉直接还原工艺技术,建立了转底炉综合数学模型,该模型由转底炉本体热化学平衡、转底炉区域热平衡计算模型、余热回收模型、生球干燥模型、炉膛温度校核与尾气露点校核模型和转底炉流程模型组成.采用综合模型计算了该工艺流程的基本工艺参数.计算结果表明:煤气热值、废气排放温度和余热回收利用方案对整体能量消耗有不同程度影响,煤气发热值每增加50kJ·m-3,理论燃烧温度提高22~25℃,煤气用量减少41~47m3·t-1;空气预热温度平均每增加100℃,理论燃烧温度提高35~40℃,煤气用量减少90~103m3·t-1.此外,应用此模型还可以计算任何原料和燃料等条件下的直接还原工艺参数,研究不同余热回收方案条件下的各个工艺参数的变化规律

铬酸镧（LaCrO3）陶瓷材料在高温热电和固体氧化物燃料电池（SOFC）等领域具有广泛的应用价值，然而其烧结性能差、导电率低等不足却限制了LaCrO3陶瓷的高性能应用.针对上述问题，采用放电等离子烧结（SPS）方式制备致密的LaCrO3块体.同时，通过A位掺杂Ru元素，以期实现高电导率的掺杂态铬酸镧（La1−xRuxCrO3）致密陶瓷

探究了菌渣的水热液化转换成生物油燃料的过程。结果表明，抗生素菌渣在260 ℃、保留时间是135 min时，获得最大的生物油产率（28.01%）。通过6种不同的催化剂进行催化，加入催化剂后，生物油产率最大的是Na2CO3（36.06%）和NaOH（36.31%）。碱催化的生物油的含氮化合物的质量分数在41.16%～49.74%之间，而酸催化产生的生物油含氮化合物的量在57.62%～59.32%之间。通过调节催化剂Na2CO3、NaOH的添加量发现，在投加量为8%时，生物油含氮量均最低，Na2CO3和NaOH催化产生的生物油组分的含氮化合物质量分数分别为29.12%和35.67%。在催化剂投加量为10%时，对氧的脱除效果都最好，分别为32.12%和29.02%，此时产生的生物油的热值达到最大（达到33.3220和34.7320 MJ?kg?1）

氧还原反应(ORR) 是碱性燃料电池和金属-空气电池的重要阴极反应.由于常见的铂基氧阴极材料存在价格昂贵、稳定性较低等问题, 因此, 开发低成本、高效率的非贵金属基氧阴极材料具有重要的研究意义和应用价值.氮掺杂碳材料是目前氧阴极材料研究的热点, 炭黑中碳原子的排列方式类似于石墨, 由于其价格低廉、来源广泛, 在碳材料的研究中具有独特的优势.本文基于炭黑, 采用化学法制备了氮掺杂炭黑氧阴极材料, 研究了其氧还原反应催化活性, 并进行了相关表征.结果显示炭黑-吡咯复合材料具有极好的氧还原反应活性, 700℃热处理后性能最优, 在1 mol·L-1KOH中其起峰电位约为0. 9 V, 极限扩散电流密度为2. 6 m A·cm-2, 转移电子数高于3. 5, 这些特性使得这类材料具有广阔的应用前景

从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术。从基础研究出发，提出了目前最具有潜力的炼铁新技术；然后在国家碳中和战略的大背景下，综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展，为我国低碳炼铁发展提供依据；最后从最新微观研究手段出发，介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展，多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理，为未来低碳炼铁发展方向提供思路

以高超音速火焰喷枪为研究对象，采用计算流体力学软件Fluent对高超音速火焰喷涂(HVOF)过程中的焰流流场以及粒子飞行过程进行数值模拟。HVOF系统以氧气为助燃气体，煤油为燃料。研究了加入粒子前喷枪内火焰焰流温度、速度和压力分布规律，采用离散相模型计算喷涂粒子的动力学飞行行为，探究了粒子大小、注入速度、球形度对粒子飞行行为的影响。发现最佳粒子粒径范围应为30～50 μm，在此范围内粒子均匀的分布在焰流中心，且为熔融状态，更易形成结合强度较高的涂层；小粒径粒子最佳注入速度为10～15 m·s?1，中等粒径粒子最佳注入速度为5～10 m·s?1，大粒径粒子最佳注入速度为1～5 m·s?1；与球形颗粒相比，非球形颗粒具有较高的阻力系数，在飞行过程中获得更大的动能和更少的热量

氧化物弥散强化（Oxide dispersion strengthened，ODS）FeCrAl 合金由于加入一定量的 Al 元素，使合金表面可形成一层薄而致密的 Al2O3 保护膜，使得合金即便在 1400 ℃ 的水蒸汽下也不会因为腐蚀导致失效. 同时，大量超细氧化物粒子的弥散强化作用使其具备优异的高温强度. 这种兼具高温强度和耐腐蚀的特性使得 ODS−FeCrAl 合金成为非常有前景的事故容错燃料（Accident tolerant fuel , ATF）包壳候选材料，也是快堆等其他工作于高温强腐蚀环境的先进反应堆包壳的重要候选材料