项目摘要：针对我国钒钛资源提取冶金过程的反应体系，围绕钒钛资源有价组元强化迁移及分离的关键科学问题，以提高钒钛等有价组元回收率为目标，采用理论分析、实验研究和计算机模拟相结合的方法，开展从微观到宏观尺度的钒钛资源有价组元强化迁移规律及分离理论的基础性和战略性研究，主要包括：（1）钒钛资源冶金过程基础数据库及相关计算物理化学模型的建立；（2）多相反应中有价组元的相结构变化规律；（3）高温溶胶生成、演变的物理化学规律及在冶金过程中的作用；（4）钒钛等组元相际迁移的动力学规律及其影响因素；（5）外场对钒钛等组元迁移及分离的强化与协同作用。通过本项目的实施，将构建钒钛资源冶金过程有价组元强化迁移规律及有效分离理论体系，提出旨在提高钒钛资源利用率的新工艺和新方法，为我国钒钛资源高效利用与安全保障奠定坚实的理论和技术基础，提高我国在该领域的学术水平和国际影响力。

　　一、科学目标 　　阐明电磁场影响金属材料凝固温度点变化本质和内在机制及其对金属材料形核影响规律；在深入认识和掌握热电磁力和热电磁对流生成机制及其对凝固组织和偏析影响机理的基础上，建立热、电、磁、力协同作用下凝固组织和偏析演变模型；提出电磁场与温度场等协同控制凝固组织和偏析，以及电磁场控制应力作用下固态相变制备织构材料等技术原理；为提高我国高品质金属材料的生产水平提供理论和技术基础。 　　二、研究内容 　　（一）电磁场下相变形核机理。 　　研究电磁场下合金材料的凝固过冷行为和电磁场对材料过冷度的影响规律；研究电磁场对界面能的影响规律和电磁场下微结构演化规律，建立合金界面能与电磁场强度间的关系；研究电磁场下液-固、固-固、气-固转变形核机制，建立电磁场下凝固结晶分子动力学模型。 　　（二）电磁场下冶金相变动力学。 　　研究电磁场作用下原子扩散规律，并揭示其微观机制和建立基本模型；研究电磁场作用下相变过程位错和晶界生成和运动行为，建立电磁场与位错运动等的关系；研究电磁场下冶金相变速率变化规律、晶体长大行为及形貌演变、溶质分布规律，建立电磁场下晶体生长基本模型。提出电磁场下凝固组织和偏析控制方法和原理。 　　（三）热、电、磁、应力协同作用下相变界面行为与组织形态演变规律。 　　研究热、电、磁协同作用下凝固多尺度流动与溶质传输规律，及其对凝固枝晶形态等的影响规律并建立相应模型；研究热、电、磁协同作用下两相区及凝固组织演化规律；建立凝固两相区、晶粒组织和偏析变化模型；研究电磁场和应力共同作用时固-固转变界面行为及组织演化规律并建立相应模型。提出电磁场控制金属材料组织的新技术原理。 　　三、申请注意事项 　　（一）申请书的附注说明选择“电磁场作用下的冶金相变机理” ，申请代码1选择E0418（以上选择不准确或未选择的项目申请不予受理）。 　　（二）申请人申请的直接费用预算不得超过1500万元/项（含1500万元/项）。 　　（三）本项目由工程与材料科学部负责受理。

铸铁冷却壁作为重要的高炉冷却设备得到广泛使用。铸铁冷却壁的生产方法分为砂型铸造和消失模铸造两种方式。传统的铸铁冷却壁生产方法——砂型铸造存在铸造缺陷较多，工人劳动强度大，工作环境差等缺点。为了适应高炉冷却设备的发展需要，河北天宇高科冶金铸造有限公司与北京科技大学联合研制开发消失模工艺生产铸铁冷却壁项目。河北天宇高科冶金铸造有限公司为冶金冷却设备专业生产厂家，有雄厚的技术研发力量和很强的冶金冷却设备制造能力，北京科技大学科研实力雄厚，注重理论与实践的结合，在钢铁冶金等方面已经走在了国际前沿。根据行业发展要求及冶金冷却设备工作可靠、长寿、环保的要求，上述两个单位合作研发了采用消失模工艺生产铸铁冷却壁的相关设备和工艺。

中国金属学会与中国金属学会冶金环境保护分会拟于2016年10月在北京召开“2016年全国冶金能源环保生产技术会”。会议的主题是:“发展高效低成本节能减排新技术，加强协同治理与系统集成优化，推动钢铁工业绿色转型发展”。为开好此次会议，特征集与会议相关的问题、技术及建议，敬请关注。

中钢集团安徽天源科技股份有限公司具有多年冶金矿山选矿设备的研制、生产和销售的历史，在磁分离设备、高效脱水设备等方面具有较高的知名度。“高效节能金属矿用高压辊磨机”是以承担国家科技支撑计划项目“高效节能大型矿山成套设备研制”（课题任务书编号：2006BAB11B06）为契机，通过对金属矿用高压辊磨机中辊面、结构、控制等方面的研究，解决了高压辊磨设备的一些关键性难题，成功研制出GM系列金属矿用高压辊磨机并开始在国内冶金矿山进行推广和应用。

该项目是钢铁冶金领域重大装备和核心技术自主集成创新的一次突破性跨越，其成功实践在行业内起到了良好的示范效应，带动了异形坯生产技术在世界的发展。用近终型异形坯直接轧制大规格H型钢具有质优、节能、环保的优势，成为国际冶金技术的发展趋势，但存在以下技术难点： (1)"H"型异形坯因其断面复杂，容易出现各种质量缺陷，大规格、超薄异形坯质量更难以控制； (2)异形坯结晶器内流场复杂，对钢水洁净度要求更高； (3)异形坯冷却不均匀，以腹板裂纹为代表的铸坯质量控制等关键技术未取得突破，成为世界性难题。基于以上难点，国内外没有厂家建造大规格（高度>750mm）且超薄（<100mm）的近终型异形坯连铸机，其相关技术属于国际空白。

目前国内各钢铁企业使用的氧枪均为传统的法兰式连接，该连接方式更换氧枪繁琐，用时长，作业效率低，已经不能满足钢铁企业的实际需要。 氧枪快换装置是在充分消化吸收奥钢联氧枪枪尾快换技术的前提下，研制出的一种集氧枪升降装置和快换枪尾为一体的、高度集成的大型冶金用氧设备，其由快换氧枪、调整板、半球型支座、升降小车等部件构成。该装置的突出特点是将调枪、对中工作变得简单、方便，操作工人仅需用手轻轻推动即可完成。即使是300T转炉用大型氧枪，整个换枪、调枪时间最长仅为30～40min，非常方便、快捷。

半挂车的安全性的一个重要环节取决于连接车身与挂车之间车桥的性能。传统的半挂车后桥采用三段式焊接生产工艺，即用25mm左右的钢板弯成方管后，两头再焊接轴头，主要存在工艺过程复杂，且焊缝处质量难以保证等缺陷。“整体热成形车桥”突破传统的分段式加工工艺，与焊接式车桥相比，具有重量轻，刚性好，承载能力强等优点，较好地解决了车桥在使用过程中的易变形、易弯曲、易疲劳断裂和使用寿命低等问题。本研究主要应用于炼钢连铸技术领域，旨在开发一整套适合中小转炉高质量、低成本车桥用管20Mn2钢的成套关键冶金技术，最终能够达到在穿管过程中得到性能良好不同壁厚规格的20Mn2无缝钢管，供下游冷推和热处理生产整体式热成型货车车桥；在节约加工成本的同时满足车桥高强度、良好韧性和抗疲劳性能的要求，整体改善车桥的传动性能，提高车桥使用过程中的安全性。

钢水温度是冶金工业非常重要的工艺参数，钢水连续测温一直是冶金行业未能解决的难题。 在本发明前，国内所有钢铁企业和国外绝大多数钢铁企业均采用消耗型快速热电偶间断式测量钢水温度。由于人为因素和热电偶一致性差，难以准确和实时监测钢水温度，生产中不得不提高钢水过热度，从而导致钢材合格率下降，能耗与耐材损耗增加，生产事故率上升，设备利用率降低；温度信号不能参与自动控制。 国内外关于钢水连续测温的研究，几十年来，主要集中在铂铑热电偶加保护管方面；但因铂铑热电偶昂贵，测温成本高，企业难以承受而未能推广应用。为此，各国科技工作者一直努力探索钢水连续测温的新方法、新技术和新理论。

随着用户对冷轧带钢板形质量要求的不断提高，世界各国钢铁企业都将提高产品板形质量作为技术研发的重点。冷轧机板形控制核心技术是轧制工艺、轧制理论、测量系统、控制系统、过程控制数学模型和工业应用等多方面技术的结合，是冶金领域高科技产品的代表之一。 中国从上世纪70年初开始从事冷轧板形控制核心技术研究，40年来中国冷轧工业生产线的板形控制系统全部依赖进口。由于技术的复杂性和综合性，目前，世界范围内只有德国、瑞典等少数国家掌握冷轧带钢工业应用所需的全套板形测量、控制系统和相关板形工艺控制技术。这些国家的跨国公司只提供产品，不提供核心技术，昂贵的价格严重限制了板形控制系统在中国冷轧生产线上的应用，这不利于我国冷轧带钢板形质量的整体提升。 冷轧板形控制是当前轧制领域难度高、影响大的前沿技术，为满足用户需求，在国家重大科技计划支持下，鞍钢启动了冷轧板形控制技术研发与工业应用方面的一系列项目，开发板形测量系统、控制系统、板形控制机型、系统模型及相关理论和工艺新技术，以满足汽车、家电等用户高精度板形质量的要求。目前，国际上只有德国、瑞典等少数国家掌握冷轧工业应用所需的全套板形测量、控制技术。这些国家的跨国公司只提供产品，不提供核心技术。为了突破国外技术封锁，实现板形控制技术的国产化，需解决板形测量、信号处理、控制模型、冷轧机型配置等一系列关键技术开发和应用问题，形成冷轧带钢板形控制核心技术体系。