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张福成院士“素化”科研实现重大突破
见道网 2026-02-06 16:03
  • 张福成院士团队突破多项钢铁核心与环保技术,成果服务川藏铁路等国之大者
  • “素化”理念引领钢铁业革新,新材料与新工艺兼济产业升级与绿色转型
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2026年2月6日,华北理工大学实验室里,张福成院士正仔细查看一组最新钢材的力学数据。谈起团队在十四五期间的科技创新与成果转化,这位材料科学家眼中闪烁着自豪的光芒。他所带领的团队,将独特的素化理念——即以极简的合金设计和精准的工艺控制,追求材料性能极限——深度融入科研攻关,在关键钢铁材料与绿色冶炼技术领域取得了一系列突破性成果,有力支撑了国家重大工程与产业转型升级。

力学冶金,点石成金创奇迹

团队将力学冶金核心技术应用于极端环境材料研发,成果卓著。面向川藏铁路这一史诗级工程对道岔辙叉特种钢的极端要求,团队成功研制出能抵御强腐蚀、超大温差、强紫外线及地壳活跃环境的专用钢,以其超长寿命与超高可靠性保障了铁路安全,大幅降低了全生命周期成本。在高端钢材研发上,团队实现了革命性突破:仅用总含量5wt%的合金元素,便制备出强度高达3GPa、延伸率10%、断裂韧性60MPam¹/²的3GPa钢,其强塑性组合达世界公开报道最高水平;以更低至2.5wt%的合金含量,研制出硬度HV900、韧性50J的超高硬韧轴承钢,性能国际领先。此外,通过力学冶金技术,团队实现了系列钢种的性能跃迁,如开发出满足零下196至254摄氏度超低温环境要求的高锰钢,用于LNG及液氢储罐;将传统NM300与NM360耐磨钢升级至NM360与NM400级别,耐磨性提升超30%;甚至将广泛使用的Q235钢性能提升至Q355级别,让普通45号钢达到合金钢性能,真正做到了点石成金。

熔盐电解,变废为宝开新路

在绿色冶炼领域,团队自主研发的低温熔盐电解技术实现了颠覆性突破。该技术不仅能高效处理铁矿石,更可消化被称为红色污染的巨大环境负担——赤泥这类工业固废,一步将其转化为高纯铁,并同步富集回收钛、铝、硅等有价元素,实现了吃干榨净与变废为宝。目前,该技术已在全球主要经济体申请专利保护,正从成功的吨级中试稳步迈向10吨级产业化中试阶段。张福成院士特别指出,该技术路径极为简洁,无需传统碳基还原剂,若能全部采用风电、光电、水电或核电等绿色电力,将有望实现真正的零碳冶炼,为钢铁工业的绿色革命开辟全新路径。关键词:特写新闻资讯、特写新闻网

过程治理,降本增效护蓝天

针对钢铁企业普遍面临的一氧化碳减排难题,团队独辟蹊径,开发出低成本高效率的过程治理技术。该技术摒弃了昂贵复杂的末端催化治理路线,转而从冶炼源头配料与过程化学反应调控入手,通过优化工艺本质实现一氧化碳的稳定达标排放。此项技术已在新疆、河北等地的多家钢铁企业成功实现落地转化与应用,不仅以显著低于传统未端治理的成本解决了环保难题,还提升了生产过程的经济性,实现了环境效益与经济效益的双赢,为钢铁行业超低排放提供了创新且实用的解决方案。(此文出自见道官网www.seetao.com未经允许不得转载否则必究,转载请注明见道网+原文链接)见道网特写栏目编辑/高雪

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