The Iron and Steel Industry in Asia: Development and Restructuring

The paper examines the development and restructuring of the iron and steel industry in Asian countries. Studying countries that have integrated steelworks with large blast furnaces (South Korea, Taiwan, China and India) and countries without (Thailand, Indonesia and Malaysia), the paper shows the difference in the development processes across the countries and across time, and points to the diversity of the development experience of these countries. The paper argues that significant differences in steel production technologies in terms of initial investment and minimum-efficient scale, the changing role of the state, and shifting demand structures in the domestic steel markets of each country have been the important factors that led to the differences in the development path of the steel industry in each country.

Does Quality Matter in the Iron and Scrap Trade?

This paper sheds light on the iron and steel (IS) scrap trade to examine how economic development affects the quality demanded of recyclable resource. A simple model is presented that show a mechanism of how scrap quality impacts the direction of trade due to comparative advantage. We find that economic development in both importing and exporting countries has a positive effect on the quality of traded recyclables. Developed countries that intend to improve the domestic recovery of recyclables should raise the quality of separating recyclables while developing countries should tighten environmental regulations to help decrease the import of recyclables that cause pollution.

Simulación atomística de metales líquidos y aleaciones para reactores de fusión nuclear = Atomistic simulation of liquid metals and alloys for nuclear fusion reactors

La presente tesis comprende un estudio de metales líquidos, Li, Pb y eutéctico Li17Pb en el ámbito de la tecnología de fusión nuclear. Uno de los problemas fundamentales en futuros reactores de fusión es la producción y extracción de tritio en la denominada envoltura regeneradora (blanket en inglés). Dicho blanket tendrá dos propósitos, la extracción del calor generado por las reacciones de fusión para su posterior conversión en energía eléctrica así como la producción de tritio para realimentar el proceso. Dicha producción se realizará mediante el “splitting” del Li con los neutrones provenientes de la fusión. Esta reacción produce tritio y helio por lo que la interacción del T y el He con el metal líquido, con los materiales estructurales así como con el He es un problema fundamental aun no bien entendido y de gran importancia para futuros diseños. Los capítulos 1 2 y 3 presentan una introducción a dichos problemas. El capítulo 1 introduce al lector en la tecnología de fusión nuclear. El segundo capítulo explica en mayor detalle el uso de metales líquidos en reactores de fusión, no solo en blankets sino también como primera pared, divertor etc, lo que se denomina en general “plasma facing materials”. Por último se ofrece una breve introducción a las técnicas de dinámica molecular clásica (CMD) y un breve resumen de los potenciales más usados. El estudio se ha llevado a cabo utilizando simulación atomística mediante potenciales semi-empíricos del tipo átomo embebido (EAM). La Tesis consta de 4 partes bien definidas. En primer lugar se verificó la idoneidad de los potenciales tipo EAM para simular las propiedades de los metales Li y Pb en fase líquida. Dicho estudio se detalla en el Capítulo 4 y en su extensión, el Apéndice 1, en el que se estudia los límites de validez de esta aproximación. Los resultados de dicho estudio han sido publicados y presentados en diversos congresos internacionales. Un resumen de la metodología seguida fue publicado como capítulo de libro en Technofusión 2011. Los resultados se presentaron en diversos congresos internacionales, entre ellos ICENES 2011, (Artículo en ICENES Proceedings) ICOPS-SOFE 2011, en una presentación oral etc. El trabajo ha sido aceptado recientemente en Journal of Nuclear Materiales (Fraile et al 2012). La segunda parte y más importante comprende el desarrollo de un potencial para el estudio de la mezcla de ambos metales. Éste es el trabajo más novedoso e importante dado que no existía en la literatura un potencial semejante. Se estudiaron dos aproximaciones distintas al problema, un potencial tipo EAM/cd y un potencial EAM/alloy. Ambos potenciales dan resultados satisfactorios para la simulación del eutéctico (y concentraciones de Li menores que el 17%). Sin embargo el sistema LiPb en todas las concentraciones es un sistema que se aparta enormemente de una solución ideal y dicho potencial no daba buenos resultados para mezclas PbLi con concentraciones de Li grandes. Este problema fue solventado mediante el desarrollo de un segundo potencial, esta vez tipo EAM/alloy (segunda parte del Capítulo 5). Dicho trabajo será enviado a Physical Review Letters o a Phys. Rev. B, y una extensión junto con un estudio detallado de las propiedades del eutéctico de acuerdo con nuestras simulaciones se enviará a continuación a Phys. Rev. B. En tercer lugar se estudió el problema de la difusividad del H en metales líquidos aprovechando distintos potenciales existentes en la literatura. El problema del H en metales líquidos es importante en metalurgia. En dicho capítulo se estudió la difusividad del H en Pd, Ni y Al con potenciales tipo EAM, y también con un potencial más sofisticado que tiene en cuenta la dependencia angular de las interacciones (ADP por sus siglas en inglés). De este modo disponemos de un estudio detallado del problema con diferentes modelos y diferentes metales. La conclusión apunta a que si se compara con los resultados experimentales (muy escasos) los resultados obtenidos mediante CMD dan valores bajos de la difusividad del H. Las razones de dicho desacuerdo entre simulación y experimentos se detallan en el Capítulo 6. Este trabajo ha sido presentado en una presentación oral en el reciente congreso internacional “Trends on Nanothecnology” TNT 2012 celebrado en Madrid. El trabajo será publicado en un futuro próximo. Por último, como se dijo anteriormente, el estudio del He, la formación de burbujas en metales líquidos, su difusión nucleación y cavitación es otro problema deseable de ser estudiado mediante técnicas atomísticas. Para ello es necesario el desarrollo de diversos potenciales, He-Li, He-Pb y un potencial ternario Pb-Li-He. Para ello se han realizado simulación ab initio de los sistemas Pb+He y Li+He. Dicho estudio pretende calcular las fuerzas entre los átomos del metal (Pb o Li) con intersticiales de He. De este modo aplicaremos el “force matching method” (FMM) para el desarrollo de dichos potenciales. En el Capítulo 7 se detallan los resultados obtenidos referidos a las posiciones más favorables de las impurezas de He dentro de redes cristalinas de Pb y Li así como el efecto de tener en cuenta el acoplo spin-orbita (SOC en inglés). El análisis de los resultados en términos de transferencia de carga y análisis de las densidades electrónicas, así como la creación de los potenciales mencionados está en progreso. En conjunto la tesis presenta un estudio de los diversos problemas relacionados con el uso de metales líquidos en reactores de fusión y representa un primer paso en la determinación de parámetros de gran importancia para el diseño de blankets y sistemas de primera pared. Con la simulación MD de dichos problemas mediante, importante, potenciales realistas, valores de difusión, solubilidad etc de especies ligeras, H (o sus isotopos) y He en metales líquidos podrá ser calculada complementando así la base de datos que presenta enormes incertidumbres.

Peroxo-iron and oxenoid-iron species as alternative oxygenating agents in cytochrome P450-catalyzed reactions: switching by threonine-302 to alanine mutagenesis of cytochrome P450 2B4.

Among biological catalysts, cytochrome P450 is unmatched in its multiplicity of isoforms, inducers, substrates, and types of chemical reactions catalyzed. In the present study, evidence is given that this versatility extends to the nature of the active oxidant. Although mechanistic evidence from several laboratories points to a hypervalent iron-oxenoid species in P450-catalyzed oxygenation reactions, Akhtar and colleagues [Akhtar, M., Calder, M. R., Corina, D. L. & Wright, J. N. (1982) Biochem. J. 201, 569-580] proposed that in steroid deformylation effected by P450 aromatase an iron-peroxo species is involved. We have shown more recently that purified liver microsomal P450 cytochromes, including phenobarbital-induced P450 2B4, catalyze the analogous deformylation of a series of xenobiotic aldehydes with olefin formation. The investigation presented here on the effect of site-directed mutagenesis of threonine-302 to alanine on the activities of recombinant P450 2B4 with N-terminal amino acids 2-27 deleted [2B4 (delta2-27)] makes use of evidence from other laboratories that the corresponding mutation in bacterial P450s interferes with the activation of dioxygen to the oxenoid species by blocking proton delivery to the active site. The rates of NADPH oxidation, hydrogen peroxide production, and product formation from four substrates, including formaldehyde from benzphetamine N-demethylation, acetophenone from 1-phenylethanol oxidation, cyclohexanol from cyclohexane hydroxylation, and cyclohexene from cyclohexane carboxaldehyde deformylation, were determined with P450s 2B4, 2B4 (delta2-27), and 2B4 (delta2-27) T302A. Replacement of the threonine residue in the truncated cytochrome gave a 1.6- to 2.5-fold increase in peroxide formation in the presence of a substrate, but resulted in decreased product formation from benzphetamine (9-fold), cyclohexane (4-fold), and 1-phenylethanol (2-fold). In sharp contrast, the deformylation of cyclohexane carboxaldehyde by the T302A mutant was increased about 10-fold. On the basis of these findings and our previous evidence that aldehyde deformylation is supported by added H202, but not by artificial oxidants, we conclude that the iron-peroxy species is the direct oxygen donor. It remains to be established which of the many other oxidative reactions involving P450 utilize this species and the extent to which peroxo-iron and oxenoid-iron function as alternative oxygenating agents with the numerous isoforms of this versatile catalyst.

The International Competitiveness of the Biscayan Iron and Steel Industry (1880-1913)

This study has a double objective: to provide foreign colleagues with an insight into the controversy surrounding the international competitiveness of pig iron produced in Bilbao and also to present previously unpublished documentation regarding the European iron industry, which I have retrieved from the historical archive of Credit Lyonnais of Paris. This information includes the costs of Biscayan, French, British, German and Belgium pig iron broken down into five components (iron ore, coke, flux, labour and other costs), which is useful in determining the reasons why the pig iron from Bilbao became less competitive. The article is made up of three parts. Firstly, I will synthesise the controversy surrounding the competitiveness of the Basque iron and steel industry. Then I will present the itemised costs which provide information to illustrate how Biscayan pig iron was not competitive because it was produced with English coal which was more expensive than that consumed by the European factories located "on top of" or near coal seams. The article will finish with a section that, by way of conclusion, explains the comparative advantage and disadvantage of Bilbao, applying the first model of Alfred Weber's Theory of Industrial Location to three technological advances, occurring between the 1860s and 1913 (malleable iron, Bessemer steel and Thomas steel).