首先介绍了氧气高炉的发展历程，早期的研究工作主要着眼于解决由于氧气代替空气鼓风而引起的“上冷下热”问题，并总结了各国研究者提出的氧气高炉流程及其主要特点。随后系统阐述了北京科技大学科研人员在氧气高炉工艺基础研究与工程技术开发方面所取得的主要进展。这些研究包括氧气高炉流程设计，含铁炉料还原与软熔，氧气鼓风及循环煤气喷吹条件下的煤粉燃烧，循环煤气加热过程中的物理化学变化等炉内反应与变化，以及在此基础上开展的回旋区及全炉数值模拟研究，为氧气高炉的工程化实施奠定理论基础。最后对氧气高炉的碳素流及节碳潜力进行了分析，并提出富氢碳氢循环氧气高炉将成为炼铁低碳化的重要发展方向

为提高单晶硅纳米切削表面质量的同时, 不影响加工效率, 以扫描电子显微镜高分辨在线观测技术为手段, 在真空环境下开展了单晶硅原位纳米切削实验研究.首先, 利用聚焦离子束对单晶硅材料进行样品制备, 并对金刚石刀具进行纳米级刃口的可控修锐.然后, 利用扫描电子显微镜实时观察裂纹的萌生与扩展, 分析了单晶硅纳米切削脆性去除行为.最后, 分别采用刃口半径为40、50和60 nm的金刚石刀具研究了晶体取向和刃口半径对单晶硅脆塑转变临界厚度的影响.实验结果表明: 在所研究的晶体取向范围内, 在(111)晶面上沿[111]晶向进行切削时, 单晶硅最容易以塑性模式被去除, 脆塑转变临界厚度约为80 nm.此外, 刀具刃口半径越小, 单晶硅在纳米切削过程中越容易发生脆性断裂, 当刀具刃口半径为40 nm时, 脆塑转变临界厚度约为40 nm.然而刀具刃口半径减小的同时, 已加工表面质量有所提高, 即刀具越锋利越容易获得表面质量高的塑性表面

金属管材是工业领域中结构承重、输送气体和液体的重要部件。自由弯管成形技术有助于实现管件生产的高精度、高性能、高效率和数字化，其精度控制理论和成形技术的研究具有重要的工业应用价值。本文选择直径 30 mm 壁厚 2.0 mm 的铝合金管材6061为仿真优化对象，通过相关基础实验获得材料的基本力学数据，用于仿真模型参数的表征。同时，结合管材压弯实验验证本构模型成形预测的有效性。在完成仿真模型表征和验证的基础上，对铝合金管材的自由弯曲成形过程进行仿真模拟，分析对比了影响自由弯曲成形的各工艺参数，确定了该工况下最优的移动模与管材间隙大小、摩擦系数和进给速度等。该研究有助于优化管材空间自由弯曲成形工艺，具有一定的工业应用价值

相变储能技术的发展对于促进新能源开发和提高能源利用效率具有非常重要的意义。相变材料由于具有高储能密度和小体积变化等优势引起了人们的广泛关注。然而，相变材料在固–液相转变过程中易发生液体泄漏而限制了其应用。因此，人们选择用多孔支撑材料来解决相变材料的泄露问题。介孔二氧化硅材料由于具有良好的物理化学稳定性、生物相容性、阻燃性能、低毒性、耐腐蚀性、尺寸可控、表面形貌可调和高比表面积等优点，其作为载体材料能综合提高相变复合物的各方面性能并拓宽相变储能材料的应用空间。对近年来国内外关于介孔二氧化硅载体的孔尺寸、孔结构和孔表面性质对相变材料结晶行为的影响等方面进行了综合分析，并对今后提高介孔二氧化硅相变材料储能效率的研究方法的前景做了展望

以硅锰脱氧的SWRH82B热轧盘条为实验钢种，研究增氮析氮法对硅锰脱氧钢中夹杂物的去除效果，并设置0.02、0.035、0.05、0.065和0.08 MPa五组增氮压力进行热态实验.实验结果表明：在1873 K的温度下，钢液经过增氮20 min、真空处理30 min后，不同炉次钢中T[O]均下降至1×10-5以下，最低为4×10-6，T[N]均下降至5×10-6以下，最低为2×10-6，夹杂物去除率均为40%以上，T[O]去除率均大于78%，表明该技术对硅锰脱氧钢中的夹杂物及T[O]有良好的去除效果.此外，随着增氮压力的升高，钢中T[O]与夹杂物去除率均有所升高，当充氮压力为0.08 MPa时，T[O]与夹杂物去除率分别达到89.2%和87.4%.理论分析表明，随着增氮压力的升高，气泡形核率增大、钢中生成气泡数量增多、钢中气泡的密度增加，从而提升气泡去除夹杂物的效率

提出基于管道流体信号的自振射流特性检测方法, 将压力传感器从高压罐内移至高压罐外, 布置在高压罐外的前端管路上, 从而避开高围压环境影响; 通过双压力传感器拾取管道流体压力脉动信号, 并运用信号处理技术有效抑制干扰噪声, 提高有用信号强度, 准确获取射流的压力脉动信息.试验表明, 管道流体压力信号的频谱特征与喷嘴腔内检测法具有一致性, 且与理论计算较为吻合, 充分表征了射流的压力振荡特性; 其声功率谱与高压罐内水听器检测结果相一致, 较好地表述了射流的空化作用特性.由此认为基于管道流体信号的检测法用于自振射流特性的检测是完全可行的, 具有先进性, 为高围压下自振射流的研究提供了新手段

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

以金山店铁矿充填采矿法优选为工程背景，将采矿方法优选视为多目标决策的系统工程问题来处理.综合考虑技术、经济、资源利用、劳动效率、安全、环境等多方面因素，构建了较为全面的采矿方法优选多目标决策指标体系.分别采用层次分析法、模糊判断矩阵及Delphi法对决策指标进行赋权，得到了三组单一权重.在此基础上，通过Kendall非参数检验及Spearman等级相关性分析，确定了各赋权方法的相关程度，得到了较为合理的采矿方法优选多目标决策指标的组合权重，并基于组合权重，采用模糊多目标决策确定了最优采矿方法为分段空场嗣后充填法.本文采用的组合权重赋权方法较好地解决了多目标决策时指标权重的分配问题，提高了采矿方法优选指标权重确定的合理性及科学性

休风时对COREX熔融气化炉进行风口取样，通过对风口试样的检测分析，用压差度的倒数表示炉内气相对料柱透液性的影响，用空隙度和温度强度的乘积表示炉内的渣铁液相对料柱透液性的影响，建立了表征熔融气化炉料柱透液性的公式.对两批风口试样的研究发现，熔融气化炉内不同位置风口试样的透液性指数与相应位置的滞留铁比呈现一致的对应关系.进一步分析了透液性指数的影响因素，发现在炉况不顺时，未反应完全的酸性脉石直接落入炉缸，导致沿风口径向部分位置的渣样熔化温度高于1500℃，影响了渣铁流动性.提出了增加料层厚度、采取合理的造渣制度、控制均匀的煤气流分布等技术措施，为改善熔融气化炉内料柱的透液性提供帮助

采用高精度显微CT技术及三维图像分析方法研究氧化铜矿石颗粒在酸浸前后内部微观孔隙结构特征及其演变,考察孔隙率、孔隙尺寸分布、孔隙连通度、孔隙分维等参数的变化规律.结果表明：酸浸后矿石颗粒的孔隙率明显增加,孔隙尺寸分布范围更广,出现一定比例的大孔隙,平均孔隙直径增加2~3倍;孔隙连通度在酸浸前基本为零,酸浸后明显增加,并在各方向上呈现空间变异性;孔隙分维数在浸出结束后也有所增大,且在一定范围内与孔隙率及平均孔隙直径呈指数增长关系.借助三维图像分析可实现矿石浸出过程中内部微观孔隙结构的定量描述,从而揭示矿石颗粒孔隙结构的演化规律