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低碳和氫冶金
為應對氣候變化,國外冶金行業制訂了低碳技術路線圖和低碳煉鐵研究項目。中國也在低碳煉鐵技術作了大量工作,并取得初步成果。
歐洲超低CO2排放技術(ULCOS)
項目分3個階段實施。
ULCOS Ⅰ(2004年~2010年):理論研究和中試試驗階段。4個有前景技術:高爐爐頂煤氣循環(TGR-BF)、新型直接還原工藝(ULCOSRED)、新型熔融還原工藝(HIsarna)和電解鐵礦石(電解冶金法ULCOWIN、電流直接還原工藝ULCOLYSIS)。
ULCOS Ⅱ(2010年~2015年):工業示范階段,通過對歐洲幾個綜合型煉鋼廠的設備進行改造,建立中試裝置,并對這些方案的工藝、裝備、經濟和穩定性等因素進行了檢驗和完善。
ULCOS Ⅲ(2015年~):建設條工業生產線,終實現噸鋼CO2減排50%。
日本創新的煉鐵工藝技術(COURSE50)
COURSE50目標是通過開發CO2吸收液和利用廢熱的再生技術,實現高爐煤氣的CO2分離和回收,進而通過與地下、水下CO2貯留技術革新相結合,將向大氣排放的CO2減至小。其主要研發的技術包括用氫還原鐵礦石的技術開發,焦爐煤氣提高氫含量技術開發,CO2分離、回收技術開發,顯熱回收技術開發等。減排目標如果能夠實現,即可使CO2減排30%(使CO2排放從1.64噸CO2/噸粗鋼降低到1.15噸CO2/噸粗鋼)。但考慮此時需要以某種形式補充焦爐煤氣的能量,因此考慮是否可應用核電等不產生CO2的能源。
1903年德國和美國相繼生產含Si1.0~4.5%的熱軋硅鋼片。1906年代替低碳鋼用來制造電機和變壓器鐵芯。1934年美國戈斯(N.P.Goss)采用兩次冷軋法制成 (110)[001]晶粒擇優取向的含 Si3%的冷軋硅鋼片。1968年日本田口悟等采用硫化錳和氮化鋁綜合抑制劑并使用一次大壓下率冷軋法,制成(110)[001]高磁感取向硅鋼,這種材料的晶粒取向更加準確,鐵損和磁性進一步改善。歷年來,硅鋼的鐵損值下降示意曲線見圖1。
1949年美國制成厚度小于 0.1mm的冷軋(110)[001]取向薄硅鋼帶,用于電子工業。1957年聯邦德國制成了(100)[001]立方取向硅鋼片,其縱橫向磁性都高,但因工藝復雜,至今未正式生產。如下圖是(110)[001]和(100)[001]取向硅鋼片中晶粒排列示意圖。含硅6.5%的Si-Fe合金的磁致伸縮約為零,磁導率高、鐵損低、制成的變壓器無噪聲但因加工困難,未得到廣泛應用。70年代采用液態快冷技術制成6.5Si-Fe晶薄帶,研制了更薄的取向硅鋼片和(100)面織構(晶間無取向)的硅鋼片等新品種。
中國于1953年開始生產熱軋低硅硅鋼片(Si1~2%);1955年開始生產熱軋高硅硅鋼片(Si3.0~4.5%);1962年開始生產冷軋取向薄硅鋼帶。70年代開始生產冷軋取向硅鋼帶。
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