白云鄂博矿是全球罕见的特大型铌、稀土、铁等多金属共伴生矿床，铌资源储量居世界第二位、全国第一位。以该矿铌、钛资源为原料制备的铌钛铁合金，具有成本低、有价元素利用率高等优势。然而，由于钢材中铌钛铁合金的微合金化机理未被系统揭示，制约了铌钛资源在钢材中的高效开发与规模化应用。

“立足白云鄂博矿特色资源禀赋，着力破解铌资源‘多、细、贫、杂’的利用难题，推动含铌钢等先进材料高质量发展。”包头稀土研究院副院长刘玉宝说，基础研究是科技创新的源头先导，既要为技术突破提供理论支撑，也要为产业升级注入持续动力。

2023年，刘玉宝团队在内蒙古自治区自然科学基金重点项目支持下，联合内蒙古包钢钢联股份有限公司和内蒙古科技大学，围绕“围绕铌钛铁合金中各元素的赋存特征，针对炼钢过程中的物理化学行为及铌钛在钢中的物理冶金行为规律开展研究”，首次将我国铌钛资源在钢中实现应用，搭建了低品位铌钛资源全流程利用技术范式，解决了白云鄂博低品位复杂铌钛资源高效利用难题，促进含铌、钛高强度微合金钢产业高质量发展。

“铌钛铁合金中各元素的赋存状态，影响其在钢中的应用实效。”刘玉宝介绍，为精准摸清铌、钛合金元素在BT700L钢热机械加工过程中各阶段的存在状态和存在量，团队采用化学分析手段对铌钛铁合金中的组成元素进行定量分析，借助场发射电镜、高温显微成像系统等得到各物相的熔点、密度、溶解焓和化学活泼性等物理化学性质参数，为该合金在钢中的实际应用提供科学依据。

在此基础上，利用Miedema热力学模型，运用基于密度泛函第一性原理、X射线衍射、电子显微等技术手段，明确了铌、钛与钢中其他合金元素的交互作用行为和铌钛元素在钢中的微观作用机理；同时引入人工智能方法，构建了AI驱动的微观组织组成对钢材强韧性贡献评估模型。

依托重点项目，首创了“白云鄂博铌钛矿制备低品位铌钛铁合金关键技术及应用”成套技术，揭示了铌、钛元素在炼钢和热机械加工过程中与其他合金元素的交互作用机理，阐明了铌钛铁复合合金中各元素赋存状态的形成机制，突破了人工智能研究低品位铌钛铁合金在钢材热机械加工过程中物理冶金行为技术，共获得国内、国际专利17件，发表论文18篇。填补我国铌冶金工业利用空白，保障国家战略资源安全，并入选2025年度“中国好技术”项目库（A类），铌钛铁合金获评2025年度内蒙古自治区新材料首批次产品。

“通过源头创新，团队原创‘选择性还原—电炉熔分—碳热/金属热还原冶炼铌钛铁合金’关键技术，整体技术水平达到国际领先。”刘玉宝介绍，目前铌钛铁合金产品正在加速走向市场，为我国含铌钛钢等先进材料的高质量发展注入新动能。未来，团队将继续深耕白云鄂博铌资源精深提取与利用，持续开发金属铌、稀土铌钛铁合金等多样化产品，加快推进我国自有铌钛资源在在更多高端钢种和重大工程领域的规模化应用，让白云鄂博资源优势加速转化为发展优势。