第三部分：2021096-2021143
基本情况
项目简介(申报单位提供)
2021096
低成本原料条件下大高炉低燃料比冶炼关键技术开发及应用
完成单位：本钢集团、辽宁科技大学、东北大学//
本项目属于高炉炼铁领域，涉及煤化工、高炉造渣技术、高炉喷煤技术。卧式螺带混合设备有哪些种类以开发低成本原料条件下大型高炉低燃料比冶炼技术，降低高炉原燃料成本和减少生态环境污染为目标。由于原料限制我公司焦化工序配加了高硫煤，导致冶金焦炭硫含量达到0.91%，这就导致高炉脱硫压力及冶炼成本升高，2018年开始本钢与高校联合研发通过炉渣性能改善及煤粉燃烧率的提高以达到即降低炉渣镁铝比又降低燃料比效果，通过本项目开展解决了开发低成本炼铁资源与原料变差的矛盾。
项目主要研究内容：
运用Factsage软件利用本钢低铝渣特点，降低炉渣镁铝比的同时保证了炉渣能力。项目进行高炉初、终渣性能研究，通过XRT、XRD分析手段，分析炉渣结晶过程的物相转变规律，结合Factsage软件结合本钢低铝渣特点，研究不同镁铝比及二元碱度条件下炉渣化学性质及FT-IR微观结构对炉渣综合性能影响，表明本钢高炉炉渣镁铝比降至0.55的可行性，可降低炉渣镁铝比的同时保证了炉渣脱硫能力。
2、利用有机官能团结构分析理论，建立单种烟煤和无烟煤有机官能团结构与混合煤粉燃烧过程中挥发分与固定碳燃烧反应间耦合性的关系，指导配煤混合喷吹。以高炉喷吹使用烟煤和无烟煤中C、H、O等元素之间构成的有机官能团结构为基础，构建了利用烟煤对无烟煤进行高效助燃的配煤技术，适度提高煤粉挥发分和改善煤粉，能起到提高高炉煤粉喷吹效率，降低焦比(燃料比)的作用。
以上两项研究经教育部科技查新工作站(L24)查新“除项目组成员外，未见有该方面研究”。
本项目在本钢板材6号高炉(2850m3)应用，入炉焦炭S达到0.91%的情况下(生铁[S]0.024%)，取得了成功降低镁铝比至0.54及控制二元碱度1.20的双控制效果，在同级别相近焦炭条件的高炉中该指标达国内领先水平。
该技术在新1号高炉(4747m3)推广近1年，由于其炉缸测温电偶温度升高，高炉被迫控制冶炼强度及堵风口护炉，但是镁铝比仍降低至0.59，与喷煤技术结合使焦比降低2kg/t，这是历次控制冶炼强度护炉的最好成绩，本项目2019～2020年创经济效益1.4亿元。
项目实施过程申报专利7项，其中授权专利5件(发明专利1项、实用新型专利4项)，受理新申请专利2件，发表学术论文8篇。该项目研究成果对辽宁地区钢铁企业及国内其他钢铁企业炼铁系统的节能降耗、降低CO2排放方面具较高的推广和应用价值。
2021097
先进高强钢-汽车用冷轧相变诱导塑性钢系列产品开发及应用
完成单位：本钢集团//
先进高强钢-汽车用冷轧相变诱导塑性钢系列产品开发一直以来是汽车行业的研发热点，对汽车的轻量化、降耗、节能、减排、环保和安全等至关重要。本钢自主研发的冷轧相变诱导塑性钢系列产品有HC380/590TR、HC400/690TR和HC420/780TR，该系列产品具有高的强度、优异延展性、高碰撞吸收性能、优良的高速性能和抗疲劳性能，能满足车门撞击横梁、保险杠加强件、前纵梁等结构件及加强件的使用要求。
该项目的系列产品采用独特的成分设计，引入微合金元素Nb和Ti，通过热轧“高温终轧+低温卷取”工艺制度、冷轧压下率和冷轧“低温退火+贝氏体等温过时效”工艺制度控制，使材料获得更好的综合性能，综合技术复杂且难度较大，主要有以下创新点。
创新点1：在传统C-Mn-Si系相变诱导塑性钢基础上，引入微合金元素Nb和Ti，采用“高温终轧+低温卷取”热轧工艺制度，改善组织的均匀性，发挥微合金元素的相互作用，通过细晶强化和沉淀强化作用细化原始奥氏体晶粒，为后续退火工艺获得更加稳定的残余奥氏体创造便利条件，最终获得更加均匀、细小的晶粒组织。
创新点2：基于冷轧模型自学习控制技术及不同厚度的轧制数据反馈，在保证冷轧轧机高速稳定生产的前提下，通过对不同冷轧压下率对产品综合性能的影响，确定了窄范围冷轧压下率50%～60%的制度。
创新点3：基于C-Mn-Si-Nb-Ti成分体系，采用“低温退火+贝氏体等温过时效”工艺制度设计，减少组织转变的不利影响，增加了钢的残余奥氏体比率和残余奥氏体的稳定性，提高钢的强度和塑性。
该项目申报发明专利2项，撰写论文2篇。
先进高强钢-汽车用冷轧相变诱导塑性钢系列产品成功应用于一汽、上汽通用和东风汽车等汽车厂，近三年累计供货1.16万吨，创造经济效益2475万元。该项目填补了本钢冷轧相变诱导塑性钢系列产品的空白，极大的提升了本钢汽车板产品的品牌竞争力，带动了本钢汽车板整体技术和管理水平的提高。
2021098
石油开采井控设备系列用钢开发
完成单位：本钢集团、济南恒远百瑞石化设备//
本项目属材料开发领域，涉及冶金工程技术、材料学、轧钢学科。通过转炉矩形坯流程开发石油开采井控设备系列用钢，通过外标引用，自主创新钢种，连铸替代模铸，达到模铸生产石油开采井控设备系列用钢的质量要求。针对石油开采设备用钢的特殊性，开发符合中石化、中石油及国外知名企业的石油开采设备系列用钢，主要研究内容如下：
1、成分原创设计，石油钢4140A-1在美标石油钢4140成分基础上，通过添加Mo和Ni等合金元素，满足用户新调质工艺下-46℃低温冲击性能。根据用户油气钻采防喷管件使用要求，吸收美标石油钢4140成分体系，通过理论和实践相结合，研究、优化冶炼工艺、完善轧制制度，从化学成分控制，低P、S控制，O、N、H含量、晶粒度和组织控制等角度出发，成功开发自主知识产权的新钢钟，并起草1个企业技术标准。
2、国内首创连铸替代模铸，采用“铁水脱硫→180t转炉→LF+RH精炼→矩形坯连铸→连轧”工艺路径替代模铸生产石油开采井控设备用钢E4340、4715，产品满足模铸生产质量要求，并推广开发石油用钢系列化。采用美国ASTM标准技术要求，并吸收推广应用了相关ASTM检验标准，通过理论和实践相结合，从化学成分控制，低磷、硫控制，氧、氮、氢含量、晶粒度和组织控制等角度出发，申报一项冶金行业团体标准《油气钻采防喷管用热轧圆钢》。根据石油钢E4340、4715及4141A-1开发经验，开发了石油开采井控设备用钢系列产品。
3、采用矩形坯动态模拟技术与实际生产相结合，匹配大压下量轧制技术开发石油开采井控设备用钢。
矩形坯连铸过程中结晶器电磁搅拌、末端电磁搅拌及动态轻压下过程采用动态模拟技术与实际生产相结合，研究、优化冶炼工艺，保证石油用钢铸坯致密度及稳态浇筑生产，形成了一系列具有自主知识产权的核心技术诀窍。
项目研发过程授权技术发明专利2项(受理技术发明专利1项，实用新型专利20项)，申报冶金行业团体标准1项，形成企业技术标准16项，产品先后获得美国石油协会API认证和欧盟CE认证，公开发表论文3篇。近三年累计销售量4.87万吨，新增产值2.37亿元，成功开发石油开采井控设备系列用钢E4340、4140A-1、4715、E4140、4140、43400、EX30、SN2025、AISI4145H等，累计16个品种，终端产品直供中石油、中石化，并出口国外市场，助力“国家队”在新能源页岩气领域的开发。
2021099
超宽幅高质量冷轧板生产稳定关键技术开发及应用
完成单位：本钢集团//
本项目属于钢铁材料及加工制造工艺领域。
世界最宽幅2150mm连续退火机组投产后，本钢具备了全流程生产2150mm超宽冷轧板的能力，填补了国内2050mm以上宽度冷轧产品的空白，超宽幅产品的开发可替代部分激光拼焊产品，为下游用户端的物料供应和降低加工成本提供强有力的支持。超宽幅产品存在各工序宽度接近设备极限，生产初期冷轧综合合格率不足50%。在全工序生产过程中，从生产稳定性控制、板凸度和板形控制、性能和表面质量均匀性控制等方面均存在问题，且无外方的技术支持，需要本钢技术人员自主开展研发工作。项目涉及到冶炼、轧制、热处理、自动化等多个领域协同研究。
针对上述问题，结合用户需求，经过5年技术攻关，取得了如下突破：
1)超宽幅产品冷连轧通卷板形稳定控制技术；
2)超宽幅产品炉内冷瓢曲控制技术；
3)热平衡动态控制炉辊热凸度技术；
4)超宽幅产品表面清洁性过程控制程序优化；
5)窄规格倍尺高精度质量稳定控制技术；
6)各工序极限宽度产品质量一贯制控制技术。通过以上6项关键控制技术的实施，最终突破了超宽幅板带工业化技术的瓶颈，形成了具有自主知识产权的成套关键技术，实现了超宽幅高品质板带的高效稳定工业化生产，并可以推广应用于窄规格倍尺生产提高超宽机组设备利用效率，具有重大的市场前景和意义。
项目的主要技术创新如下：
研究出超宽规格产品稳定板形控制技术，制定了热轧板凸度和冷轧板板形控制标准，实现了板形高精度控制，超宽幅产品冷硬板形控制在10I以下；
自主开发出超宽幅产品连退机组炉内冷瓢曲的关键工艺控制技术，建立了超宽幅带钢退火炉内张力模型，实现了炉辊热凸度动态控制，冷瓢曲缺陷显著下降，冷轧工序综合合格率达到90%以上。
开发了超宽幅产品表面过程控制工艺技术，提高表面清洗均匀性，实现了产品表面形貌均匀一致控制。
创新成果获得授权专利13项(其中发明专利7项)，发表论文8篇，形成企业技术诀窍17项。开发出的厚度0.8mm、宽度2100mm规格产品独家成功应用于乘用汽车内外板，超宽幅汽车板成功替代部分激光拼焊产品，同时解决了高精度桶料窄规格倍尺高效生产，成为国内最大桶料供应商，市场占有率达到40%以上，近三年累计新增利税10395.08万元，经济效益和社会效益显著。中国金属学会组织了本项目的成果评价，认为该项科技成果达到国际先进水平，其中超宽幅冷轧产品连退炉内冷瓢曲控制技术达到国际领先水平。
2021100
基于大数据分析技术提升发电能效管理的实践
完成单位：本溪钢铁(集团)信息自动化有限责任公司//
系统依托于工业大数据平台基础上对本钢发电厂相关业务需求进行加工，整理。最终提炼出相关数据模型，为客户的功能应用服务。
基于大数据分析技术提升发电能效管理的实践可实时合理调度指挥生产、为电厂排布合理的生产计划、制定合理的成本考核指标、根据设备运行劣化状态编制合理的检修计划和检修项目、精确评价耗能系统及单机设备的能耗水平等诸多功能。
创新调度模式，根据阶梯电价、燃料、外供汽，结合机组运行情况，进行经济调度。
创新班组考核模式，根据采集上来的数据，对班组指标控制情况进行精准考核，提高职工效益意识，尽职尽责，提高质量，降低成本。
减轻管理人员的工作强度，根据采集的数据，系统自动计算出锅炉效率、汽耗电等经济指标。根据设备运行情况，安排设备检维修，节省维修成本。
本系统基于本钢发电厂多个典型场景，通过深入结合发电厂的业务需求，设计出具有行业通用特性的基于成本最优或供需平衡等多规则能源调度模型优化体系、结合专家知识库的设备能效分析体系及设备运行的经济评价体系。未来可推广到全国重点耗能企业，社会效益不可估量。
本钢集团公司对本技术成果大力支持，通过参加展会、分行业制定特定的宣传册、安排客户走访、对目标客户技术交流等多种方式进行企业推广，目前该系统在除在本钢发电厂应用外，在本钢焦化厂、本钢二冷轧等厂矿也成功上线使用，均取得了很好的应用效果，目前正在与多个本钢内外部多个客户洽商，扩大应用范围。
2021101
本钢ERP系统兼容改造升级
完成单位：本钢集团//
本项目属于计算机应用技术领域，本钢ERP系统已上线运行十余年，系统功能包含销售、质量、生产、财会、成本、采购、粉体气力输送设备设备、工程及人资等多个领域，业务流程高度集成的平台，覆盖本钢全集团公司。目前各单位业务对系统依赖非常深。但随着信息技术的发展，系统与当前主流浏览器、操作系统版本存在不兼容的情况；同时由于多年的历史数据积累，数据量增长导致本钢ERP系统执行响应速度下降。为了保障系统平稳运行，势必要对系统硬件部署架构升级和前端程序进行跨浏览器改造升级。主要技术创新点如下：
1、完成ERP系统硬件平台由IBM P系列服务器迁移到国产PC服务器，结合VMWare软件的虚拟化技术应用，使得ERP系统的硬件平台成为更加强大、更具弹性、更富有活力的架构，可以实现真正的不间断运行，最大化的保证业务的连续性。
2、完成Java虚拟机由JDK1.4到JDK1.8的跨版本升级，突破了JVM对内存使用的限制瓶颈，提升硬件资源利用率，升级后的虚拟机提供了几乎无限制的内存配置选项，让需要海量内存的应用，在足够内存的主机可以不用修改程序逻辑直接运作。
3、完成中间件平台的WebSphere应用服务器由5.1升级到8.5.5，使得JavaEE标准提升，开发人员可以直接使用新的软件框架、套件，降低业务需求研发时间，提升开发效率，同时采用新版WebSphere的ORD功能，保障ERP系统在进行程序更新时的连续运行。
4、完成应用程序框架前端技术规范升级，透过JQuery与Bootstart技术来处理不同浏览器javascript的整合性问题，达到用户可以跨浏览器与跨平台使用。
5、完成ERP数据交换整合平台高可用(HA)、高负载(LB)的架构升级。升级后的平台采用RabbitMQ技术作为底层技术，为ERP集成进行二次开发封装，支持Full HA的集群架构，多节点不只避免单点故障，也发挥多结点的并发消化，提升系统整合的吞吐率。
本项目的成功实施，使得ERP系统能够更合理地动态分配系统资源，提高系统响应速度(系统的3秒响应率由94.07%提高到97.81%)、增强系统的稳定性和安全性。有效解决了系统运算速度慢、锁表、大量历史数据无处安放等问题，同时规避了因软件版本低和硬件过于老旧导致的不可控风险点。鉴于本钢ERP兼容性改造实施取得良好效果，现已推广到北营ERP、电子采购、国贸分公司、人资等系统平台，可协助本钢信息化系统顺利的与最新技术接轨，为下一步的大数据应用与数字化转型升级提供了前置条件。
2021102
基于连续热处理技术的商用车轻量化用薄规格超高强钢研发与应用
完成单位：本钢集团、辽宁衡业新材高科股份、东北大学//
本项目属于材料开发领域，涉及材料学、轧钢、冶金工程学科。商用车轻量化的发展使薄规格超高强钢得到广泛应用，传统热处理方式造成板型不良和内应力大等缺陷是制约国内超高强钢发展的主要问题。本钢与辽宁衡业、东北大学联合，结合本钢装备优势、东北大学理论研究优势、衡业现有产线，开发系列薄规格超高强钢产品和关键制造技术，解决了薄规格超高强钢连续热处理技术、板型控制、消除内应力等关键问题，实现了本钢生产薄规格超高强钢的技术突破。
主要研究内容及特点如下：
1、实现薄规格超高强钢产品设计、冶炼、轧制工艺技术的突破。在成分设计上充分利用细晶强化、沉淀强化、相变强化的综合作用，在保证开平强度需求的同时，发挥2300产线优势，在厚度和宽度规格上实现超高强钢产品规格上的突破。最薄规格2mm，最宽1900mm。在轧制过程中采用高温加热抑制化合物析出，缩短加热时间避免奥氏体晶粒长大。利用热模拟计算确定相变点，选取适当卷取温度和冷却速度，解决板型和超高强钢开平矫直等问题。
2、实现了商用车轻量化用薄规格(2～12mm)超高强钢连续热处理生产技术的突破，研制开发的Q960E超高强钢产品，抗拉强度达到1100MPa，延伸率≥15%，耐磨钢NM400/450/500强度均达到标准要求，超高强防弹钢BGFD抗拉强度达到1800MPa，延伸率≥10%，薄规格(2～12mm)超高强钢热处理后不平度≤3mm/m，达到国际先进水平。该工艺流程实现开平、矫直、加热、淬火、回火、等工艺环节在一条生产线上连续完成，提高生产效率，降低生产成本，实现对于产品的性能的精准控制。为获得低成本，薄规格超高强钢板材生产提供一种新工艺解决途径。
项目共申请专利20项、授权发明专利1项，实用新型专利16项，3项发明专利实审，发表论文5篇；形成企业技术秘密10项，制定企业标准3项，获得辽宁省科技进步三等奖1项，企业科技进步三等奖1项。
近三年累计生产各类薄规格超高强钢27.8万吨，新增产值15.01亿元。其中960MPa级超高强钢，制造半挂车、自卸车车厢、专用车大梁和支撑结构件实现整车减重400公斤以上。2019年，研发NM400/450/500系列超高强耐磨钢用于制造城市渣土车车厢，实现减重20%～40%，使用寿命延长2倍。2020年，1700MPa高强防弹钢等产品已成功应用于某企业特种车辆，枪击测试未击穿，达到用户使用要求。薄规格超超高强钢板的使用，实现了本钢超高强产品和技术的突破，也为商用车轻量化整体解决方案提供了新思路，实现经济和社会效益共赢。
2021103
高炉液压设备维修操作法及应用
完成单位：本钢集团//
本项目属高炉炼铁设备领域，涉及液压设备，维修方法，创新。
钢铁工业是国民经济的脊梁，高炉炼铁在钢铁工序中处于关键环节的中心地位，液压设备是高炉炼铁中最关键的设备，其性能的优劣直接影响到高炉的生产。由于高炉液压设备工作环境恶劣，都处在高温、高压、高粉尘条件下，液压元件劣化速度快，故障频繁，如果维修不及时，将导致高炉生产线长时间的停机，严重制约着高炉生产运行。
针对上述存在的问题，一线工人张守喜同志把高炉液压设备维修做为研究对象，首先，对液压元件的结构原理到每个零部件的功能，从结构尺寸标准到安装标准都能熟练掌握，进而对液压控制回路和零部件进行维修创新，发明出一套独特的、行之有效的维修方法。
1：发明了液压系统溢流阀差动增速方法及压力补偿器缓冲控制方法；发明了一种液压系统蓄能器站及利用蓄能器站充氮气的方法。实现了液压缸快速运动，保证了液压缸运动平稳，避免了液压系统冲击和振动造成管路破裂以及液压元件损坏；补充液压系统泄漏和保持恒压，提高了液压系统效率。
2：发明了一种自动补偿式活塞结构；发明了高炉销孔螺栓连接组件及使用方法；发明了高炉液压泥炮泥缸法兰快速连接方法。解决了打泥活塞漏泥和“卡死”的难题；提高维修工效3倍以上；检修人员由5人减至3人，节省人力40%；提高检修效率，有效降低备件和维修成本，解决了难于拆安的难题，避免安全事故的发生。
3：发明了一种高炉液压凿岩机弯头及双密封防松方法；发明了一种液压开铁口机吹扫、冷却及油雾润滑方法。解决了液压凿岩机断水以及烧毁钻杆和钻头，甚至无法打开铁口难题，同时，将钻杆吹扫、钻头冷却及开口机各个部件油雾润滑形成集中控制，加快钻杆进尺，液压开口机始终在低温、润滑条件下工作，有利于提高开口机使用寿命。
项目已获得授权实用新型专利8项，发明专利5项进入实审，核心技术形成企业标准3项；发表相关学术论文5篇。该操作法使高炉维修人员能用最简便的技术手段，在最短的时间内，准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理，恢复正常运行，降低维修成本。通过科技查新，认定本项目具有新颖性，经鉴定，整体技术指标达到了国内先进水平。
项目已在本钢集团高炉得到应用，并推广应用至国内宝武集团、河钢集团、鞍钢、包钢等高炉，为本企业创造经济效益4985万元。为国内高炉液压设备维修提供了成功的经验，对国内各大钢铁企业高炉液压设备维修起到促进和示范作用。
2021104
罩式退火炉介质用量优化研究
完成单位：本钢集团有限公司//
1、所属科学技术领域
本项目属于金属材料加工制造技术领域。
2、主要内容
本项目根据德国洛伊(LOI)HUGF220-520HPH型罩式退火炉退火工艺特点，利用氢气的特性和冷轧轧制油挥发的特征曲线，从氢气流量控制段位入手，对退火氢气吹扫工艺制度进行重新构建，研发出了具有科学意义和应用前景的不同于原设计的氢气吹扫工艺技术。同时，与橡胶生产厂合作研制国产炉台密封胶圈，控制了紧急吹扫；纳米高温节能涂料的喷涂提高了加热罩热量传递效率；对流盘参数的统一改善了气氛的流动性。达到降低罩式退火过程中氢气、氮气、煤气的消耗，减少高温气体大气排放，提高产品表面反射率，降低成品缺陷量，提高退火机组产能，降低生产工序成本的目的。
3、特点
1)科技创新点的创新性：氢气用量优化，重建了德国洛伊罩式炉退火氢气吹扫工艺，实现了氢气吹扫核心技术的工艺创新；密封胶圈国产化和高温纳米涂料实现了材料和加工工艺创新；运用计算机辅助设计(SolidWorks)进行对流盘材质、规格和外形的整体改造创新。
2)先进性：采用氢气工艺新技术突破了原设计的束缚、胶圈技术实现国产化、对流盘的整体改造，均已达到了国内领先、国际先进水平，加热罩纳米晶材料技术的应用，也达到了国内同行业先进水平。
3)对行业科技进步的作用：该项目可在国内、外同型号洛伊退火炉上进行推广应用，在节约能源方面具有广泛的实际意义和可持续发展的特点，可有效推动金属材料加工制作工艺、橡胶和纤维、纳米晶材料、机械设计在冶金热处理行业的技术进步和学科发展。
4、应用推广情况：重建的氢气吹扫新技术、新研制的控制紧急吹扫的国产炉台密封胶圈、提高加热罩热量传递效率的纳米高温节能涂料、统一尺寸和材质的新型对流盘，在本钢冷轧厂德国洛伊36座退火炉上全面推广应用后，在不影响罩式退火机组产品的机械性能和表面质量的前提下，有效降低了热处理机组吨钢氢气消耗和高温废氢气排放，节约了大量的资源，保护了自然生态环境，在节约能源方面发挥了重要作用。同时，使退火后产品表面反射率提高，锈蚀、乳化液斑缺陷降低，冷轧板卷的浪形和瓢曲缺陷量下降，单炉产品退火用时减少2小时，生产运行周期缩减4.65%，机组产能得到了有效提升。
2021105
预裂孔穿凿线-角定位操作法
完成单位：本钢集团//
该项目属于矿业科学技术领域，主要研究方向是应用控制爆破技术中的预裂爆破来确保露天采场边坡稳定，减少矿山岩石的剥离量，降低采矿成本。
预裂爆破是一种成熟控制爆破技术，长期应用在露天矿开采保护边坡爆破中，能有效控制爆破震动和冲击波等实现保护边坡。预裂穿凿施工的好坏直接关系到预裂爆破效果的形成，而预裂孔穿孔线-角定位操作法操作简单，既能同时增加施工速率和效率，又能形成比较好的预裂面。
歪头山铁矿上盘最终边坡线长2.6km，边坡绝对高度310m，最终边坡38.2°～45°，边坡倾向与岩体倾向逆向。采场边坡与土场边坡邻近，土场设计排土绝对高度115m，采场上盘边坡与土场边坡合计高度425m。采场上盘固定边坡和土场边坡上均设置有固定公路和铁路，要求边坡稳定可靠。歪头山铁矿现在已经形成列比较完善的预裂爆破工艺参数和施工规范。上盘扩帮边坡的稳定既满足生产质量的需要，同时也为下部相邻台阶的生产施工创造较好作业条件，最终形成良好了循环作业条件和爆破效果。
2021106
焦炉煤气脱硫废液及硫磺制酸技术开发与应用
完成单位：中冶焦耐(大连)工程技术//
焦炉煤气脱硫是粉体输送设备厂家冶金焦化行业不可缺少的重要工艺，对于生产精制煤气及环境保护具有重要意义。氨法湿式催化氧化脱硫工艺具有脱硫脱氰效率高、不需外加碱源、运行成本低等突出特点，在国内得到广泛应用，但副产硫磺纯度低、脱硫废液缺乏有效后处理工艺，导致产品滞销、资源浪费、环境污染，严重制约了其应用及发展。解决上述技术难题，对于推动冶金焦化行业技术进步，实现资源循环利用、节能减排、保护环境具有重要意义。
将低纯硫磺及脱硫废液中的含硫副盐转化为工业硫酸，用做焦炉煤气脱氨、生产硫酸铵的原料可有效解决氨法湿式催化氧化脱硫工艺存在的技术难题。中冶焦耐从2006年开始将研发低纯硫磺及脱硫废液制酸工艺技术及装备作为研发目标，2009年正式列入国家863高技术发展课题研究计划。在深入研究、借鉴国内外各种原料制酸工艺技术及生产实践的基础上，于2015年成功研制开发出具有完全自主知识产权的以“浆液进料、富氧燃烧、两转两吸”为主要技术特征的脱硫废液制酸工艺及装备，获得重大科技创新如下：
1)研发出以焦炉煤气氨法湿式催化氧化脱硫工艺副产低纯硫磺及脱硫废液为原料、采用“浆液进料、富氧燃烧、两转两吸”制取硫酸的工艺新技术，有效解决了国内焦炉煤气脱硫副产低纯硫磺产品滞销、资源浪费及脱硫废液环境污染技术难题；
2)研发出制酸工艺关键设备—两段控制燃烧卧式焚烧炉，用于将送入炉内的低纯硫磺及含硫副盐进行高温氧化分解，制取制酸用SO2工艺气
项目成果为国内、外首创，同国内、外同类技术相比，具有高效、稳定、安全、环保、自动化水平高等突出特点，技术、经济指标达到国内、外先进水平。
项目成果获得国家授权专利6项，其中发明专利2项；发表学术论文3篇；形成行业设计标准1项；获2016年中国焦化行业科技创新成果一等奖；通过了国家863高技术发展研究计划课题验收及中冶集团科学技术成果鉴定。
项目成果于2015年首次应用于南钢低纯硫磺及脱硫废液制酸示范项目中，并于2017年成功建成投产。2017年以来，项目成果得到快速推广应用，经济效益及社会效益显著。截至目前，中冶焦耐总包制酸建设项目已达9项，其中已投产项目5项，在建项目4项，正在设计项目3项，总计为集团贡献了约6.1亿元销售额，创造了约3115万元利润，处理低纯硫磺约14500吨、脱硫废液约105800吨，生产工业硫酸约72600吨，折合减排二氧化硫约46400吨，为推动我国冶金、焦化行业技术进步，实现资源循环利用、节能减排、保护环境做出了突出贡献。
2021107
冷轧不锈钢带轧退洗一体化柔性生产关键技术研发及应用
完成单位：广西北部湾新材料、北京科技大学、山西太钢工程技术、普锐特冶金技术(中国)、武汉凯奇冶金焊接设备制造//
该项目所属科学技术领域为金属材料加工制造工艺及自动化技术，主要应用于冷轧不锈钢带轧退洗一体化柔性生产。
不锈钢不仅在家装、厨卫、家电、汽车等领域应用，在化工、轨道、造船、核电、海洋等领域也广泛应用。但近年来，随着原材料价格不断上涨，资源、能源的短缺及环境保护的压力加大，不锈钢带钢高端产品市场供给能力稍显不足。如何通过装备集成创新，以工艺创新、精准控制、节能环保等集成为特征的高端不锈钢轧制成为了目前业界亟需解决的问题。该项目针对上述问题，将“连轧机、退火、抛丸、破鳞、电解、酸洗、平整”等单一的生产机组集成在一条线上，研发了冷轧不锈钢带轧退洗一体化柔性生产关键技术并投入应用。主要内容与创新性成果如下：
(1)开发了多品种多规格冷轧不锈钢带柔性生产模式，实现一条联合作业线可以自由切换生产NO.1、2E、2B、2D等不同表面等级、0.8～6.0mm厚度、200系和300系的冷轧不锈钢带。
(2)针对联合作业线轧制能力不足的共性技术问题，开发出可用于黑、白皮兼用的涡轮蜗杆型侧支撑的18辊轧机，使得黑皮卷压下率由45%提高到50%，白皮卷压下率由55%提高到60%。
(3)首次开发应用激光切割和偏角焊缝形式的激光焊接技术，确保厚规格(最大厚度8.0mm)焊缝可全压下轧制，使综合成材率提高约3%。
(4)针对现有废混酸采用中和法产生酸洗污泥不易处理、喷雾焙烧法中镍资源回收不高的难题，研发出从不锈钢废混酸中提取碳酸镍的技术，提取出的碳酸镍可以用于直接生产镍铁合金，实现了镍资源的厂内循环利用。
该项目获得发明专利7项、实用新型专利3项、软件著作权6项，发表论文8篇。在广西北部湾新材料成功应用，替代了以芬兰奥托昆普和中国广州联众为代表的黑皮轧制退火酸洗线、以美国J&L和法国Ugine为代表的白皮轧制退火酸洗线，实现冷轧带钢一体化、多规格、绿色生产，对带钢高效生产、节能控本起到十分重要作用，取得了良好的应用效果。该项目为突破国外技术封锁及提高关键核心装备国产化率及推广应用起到了良好的示范作用。中国金属学会组织的成果评价认为：“项目成果总体达到国际先进水平”。
2021108
循环物料综合利用工艺实验研究
完成单位：天津铁厂烧结厂//
循环物料综合利用试验研究项目属于冶金工业废物处理与综合利用、固体污染防治工程和冶金原料与处理技术领域。其主要内容是：由于天津铁厂冶金集团炼铁、炼钢、热轧等单位积累了大量的各类除尘灰、微粒渣钢、瓦斯灰等多种循环物料。而这些循环物料大部分属于工业废物，在严峻的环保形势下，这些循环物料若要集中处理需要出资进行环保处理，而这些循环物料均不同程度的含有30～50%铁，会造成巨大的浪费。
针对这一情况，开展循环物料综合利用工艺试验研究攻关活动，通过多种措施，综合利用，科学消耗，既保证了烧结矿质量的同时，又消耗的积存的循环物料，现在循环物料综合利用工艺试验研究已经完成，循环物料已经达到平衡，稳定消耗。
其特点包括：解决了过剩的循环物料无序外排和混乱堆放使用的难题，为环境治理工作提供了极大的支持，最大限度的控制了循环物料成分波动，可以使烧结工艺大量的消耗循环物料，降低烧结矿成本。
应用推广情况，目前烧结厂的对循环物料综合利用工艺试验研究的课题适用于通用的烧结工艺，可根据现有条件进行选择合适的方案，可以稳定的消耗循环物料，降低循环物料对烧结造成的不利影响，同时有效的降低了烧结矿的成本。取得了良好效果，该技术对于烧结系统全部适用，具有良好推广应用价值。目前利用混合机混匀提高原料成分稳定性已在邢台借鉴使用，目前效果良好。
2021109
炉前设备智能制造技术
完成单位：中钢集团西安重机//
炉前设备智能制造技术包括大型高炉炉前机电液集成技术、炉前先进辅助技术和炉前无人化技术。
一、大型高炉炉前机电液集成技术
机电液集成技术主要针对大型高炉炉前，开发设计大型液压泥炮、开铁口机、揭盖机，并配置遥控和一键操作的液电自动控制技术。我公司大型液压泥炮已在国内获得市场认可，而大型开铁口机、揭盖机及自动控制技术被国外垄断。
公司成功开发出YPE/T型液压泥炮、KJT/X型开铁口机、JGX/Z/Y型揭盖机和XZ600型炉前液压电控系统，能够完成2000m3以上高炉炉前所需的自动堵口、开口、移动沟盖、无线遥控、智能报警等功能，是炉前自动化和智能化技术发展的核心设备。公司成功掌握了泥炮、开铁口机、揭盖机和液电的自动控制及系统集成技术，并成功应用于多家客户，炉前机电液集成技术达到了国际一流、国内领先的水平。
二、炉前先进辅助技术
炉前先进辅助技术可提高设备的工作效率和质量，实现自动检测和辅助无人化作业。其包括以下技术：
炉前自动润滑技术：运用PLC系统、采用IO总线技术，为润滑点分布较广的机械设备开创了一种安全可靠、检修维护方便、性价比高的全新智能润滑系统。
炮泥恒温技术：具有高温时自动冷却炮泥和低温时自动加热炮泥的功能，能够提高炮泥堵口性能、延长高炉使用寿命、提高高炉生产效率。
雾化动力技术：集水雾、油雾和吹扫于一体，具有提高开口效率，增加凿岩机寿命，减少开口扬尘污染等功能，现我公司已形成三种系列产品，适合各炉容的开铁口机使用。
打泥量检测技术：具有精确检测和精确控制能力，可实现打泥量的实时显示及记录，能够节省炮泥减少污染，提高堵口成功率，同时可辅助实现炉前无人化自动堵口功能。
开铁口机钻进深度检测技术：可精确测量开铁口机钻进深度，同时自动判断铁口打开的瞬间，通过自动控制实现设备退出，减少钻杆烧损和消耗，提高开口的成功率和自动化，并可辅助实现炉前无人化自动开口功能。
三、炉前无人化技术
自动装泥机：代替人给液压泥炮添加无水炮泥，通过泥箱及装泥机智能机械手，完成炮泥的计数、运送与装泥，实现机械自动化装泥。
自动换杆机：代替人给液压开铁口机更换钻杆，通过控制系统控制自动换杆机中的选取、运送及夹紧三大机构，完成对废钻杆的卸杆与新钻杆的安装，实现机械自动化换杆。
本项目已获得40项国家专利，发表论文18篇，自动装泥机和自动换杆机为最新技术，达到国际领先水平，尚在进行推广应用，其余技术已经为公司获得近3亿的产值，得到了普遍应用。
2021110
基于耦合协同的钢铁冶炼渣增值利用关键技术
完成单位：河北科技大学、遵化市中环固体废弃物综合利用、河北百乘建材、河北晶磊防水防腐工程//
技术领域：属于冶金固废资源化利用，无机非金属建筑材料领域。
主要技术内容、特点：针对钢铁冶炼渣水化活性差，钢渣安性不良，利用率低以及用于生产建筑材料时经济效益差等难题，围绕钢铁产业链中废渣活性激发、钢渣安定性处理和活性化利用、不同材料组分的耦合互补效应等关键技术进行攻关，形成“基于耦合协同的钢铁冶炼渣增值利用关键技术”成果，开发了高活性复合微粉、固废基专用胶凝材料、粘结防水砂浆和钢渣-尾矿蒸压建材制品新技术，实现冶炼渣增值利用。主要内容和取得的科技创新如下：
(1)高效助磨与原料协同优化制备复合矿渣微粉与专用胶凝材料。发明了利用增塑剂厂废酸渣生产冶金渣助磨剂技术，提升难磨物料节能粉磨能力，生产效能提高12%～15%；提出“部分超细工艺”，并通过不同废渣的协同增效作用，制备高性能复合矿渣微粉和专用胶凝材料，节能利废，大幅度减少二氧化碳排放。
(2)基于钢铁渣、铁尾矿的低环境负荷型粘结防水砂浆制备关键技术。发明了以钢渣粉、铁尾矿和功能性聚合物为原料制备干粉砂浆生产技术；研究并运用钢渣的“微膨胀”与水泥基材料的“微收缩”之间互补效应，以及无机材料的“刚性”与聚合物的“柔韧性”之间的协同作用，通过调控聚合物种类和用量，实现砂浆产品兼具粘结和防水性能，废渣用量≥70%。
(3)钢渣-铁尾矿蒸压水化过程强化与协同利用关键技术。提出利用助剂激发、游离氧化钙与硅质材料的耦合作用，实现蒸压条件下钢渣安定性问题的活性化利用思想，利用机械磨细、化学活化、热激发和材料协同效应，强化水化反应，发明了“在蒸压建材生产中实现钢渣安定性处理”技术，实现钢渣、铁尾矿的协同利用。大幅度减少蒸压砖中水泥或石灰用量，废渣用量达96%。
授权专利、制定标准、论文发表情况：取得国家发明专利授权14件(现有效12件)，实用新型专利3件；制定河北省地方标准1项；发表中文核心期刊论文和SCI、EI收录论文共计19篇。
应用推广情况：在国内20多家企业推广应用，产品用于建筑施工以及道路、市政和防水工程。近三年累计生产复合矿渣微粉66万吨、固废基胶凝材料7.1万吨、砂浆1.4万吨、建筑用砖85万块(折标)、蒸压加气混凝土砌块31.1万m3，利用废渣127.88万吨，CO2减排14.3万吨，SO2减排0.44万吨，NOx减排0.21万吨，新增产值36739.8万元、新增利税5969.7万元。钢渣-尾矿蒸压建材生产技术获中国工业固废网2019年度“全国工业固废综合利用最具投资价值创新技术奖”。
2021111
热风炉壳体不锈钢与碳钢复合板安装技术
完成单位：中国二十二冶集团//
项目名称：热风炉壳体不锈钢与碳钢复合板安装技术
所属学科领域：金属结构；实体结构；冶金工厂、金属加工厂建筑
主要内容、特点：
目前国内使用的高炉、热风炉等炉壳均为碳钢所制造，经过研究发现，上述炉体在经过一定的使用年限后，炉壳内部会发生不同程度的损坏，统计发现，发生损坏的部位多集中在炉壳的第10～17带，经分析，发生损坏的原因为炉体燃烧时发生的硫化反应对高温区炉壳造成的破坏，为解决这一难题，首钢京唐项目二期炼铁工程(二标段)热风炉工程在第10～17带高温区中使用了“不锈钢与碳钢复合板”成功的解决了这一难题。本项目复合板厚度40mm～60mm，不锈钢厚度3mm。目前不锈钢复合板已经被广泛的应用于石油、化工罐体、桥梁工程，本工程在热风炉壳体上的使用，在我国尚属首例。首钢京唐二期二标段1200m3热风炉工程，共4座，炉壳共划分为23带，第10～17带材质为Q345R+904L，施工综合运用了“不锈钢与碳钢复合板焊接技术研究+不锈钢与碳钢复合钢板的焊缝检测技术+不锈钢与碳钢复合钢板曲面壳体结构的安装控制技术”，解决了以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板的焊接方法，大大减少了焊接裂纹的产生；综合运用了多种焊缝检测方法MT(磁粉探伤)+UT(超声波探伤)+PT(渗透检测)+TOFD(超声波衍射时差法检测)+RT(射线探伤)，使焊接缺陷大大降低，提高了焊缝质量；采用三维整体建模，整体布控，在每带炉壳的曲面上设置控制点，通过全站仪实际测量坐标值与模型理论值进行比对，调整偏差来实现对安装的控制，使精度大大提高。
在首钢京唐二期二标段热风炉的施工过程中，具有合理的施工工艺及严密的施工质量管理系统，选派素质优良的焊接操作、检验人员。为保证热风炉“不锈钢与碳钢复合板”(Q345R+904L)的焊接质量，针对其结构形式、坡口尺寸、焊接材料，并结合我公司多年来在炉壳方面的施工经验，我公司进行了大量的焊接试验，检测合格后，对数据进行总结整理，形成焊接工艺评定报告。经实践，本项目施工技术的应用，提高了施工效率，有效的保证了施工质量。
本项目的施工技术创新成果可广泛的应用高炉、热风炉、预热炉、混风炉及石油、化工建设的罐体类项目。
2021112
高端刹车盘用不锈钢短流程绿色制造技术开发与应用
完成单位：山东泰山钢铁集团、北京科技大学//
本项目属炼钢工艺技术领域，是一种生产刹车盘用马氏体不锈钢钢带的新工艺。
随着国民经济的发展，刹车盘用钢需求量越来越大。刹车盘在高温、高速的极端条件服役，要求极高的耐磨、硬度特性以及抗热衰减性能，普遍采用马氏体不锈钢制造。为了获得稳定的组织，刹车盘用马氏体不锈钢一般需经罩式退火后使用。但罩式退火周期长、能耗高，不利于产品的市场竞争力。
本项目针对刹车盘用马氏体不锈钢的特性，充分发挥TSR炉冶炼不锈钢的优势，使用脱磷铁水直接入炉内并进行初炼和精炼，形成一种冶炼马氏体不锈钢短流程新工艺，提高生产效率，深化节能减排；结合对马氏体不锈钢轧制工艺与钢带力学性能的研究，开发免退火工艺，改变了马氏体不锈钢热轧钢带必须经罩式退火的传统流程；此项新工艺的应用可节约能源、提高生产效率，为刹车盘用马氏体不锈钢开创了新的工艺路线，对不锈钢新产品领域技术开发和工业应用起到了良好的示范作用。
项目主要技术创新内容：
(1)研究刹车盘用不锈钢产品的成分设计和工艺路线，创新性地开发了脱磷预处理铁水直入TSR炉的“一步冶炼法”并首次应用于生产，提高生产效率，降低生产成本同时节能降耗，吨钢综合节约电耗50.0kW·h。
(2)针对高合金钢进行了一系列高洁净度、细晶化、均质化的工艺改进，首次将去夹杂长寿命中包塞棒、防偏流湍流耗散长水口、结晶器外加纳米粒子细化晶粒等多项技术应用于不锈钢连铸，形成高效、低成本的洁净不锈钢连铸新方法。
(3)综合运动夹杂物、析出物固相调控与控轧控冷技术，开发了一种免退火轧制工艺，实现轧后钢带硬度在时空尺度的双窄波动，波动范围控制在82～91HRB，媲美罩式退火效果，仅在能源方面，免退火工艺吨钢可节约能耗53㎏标煤，同时大大提高了生产效率。
(4)研究氧化结构和厚度，开发400系不锈钢酸洗新工艺，使用超低HF浓度(＜1g/L)在提高酸洗板表面质量的同时避免过酸洗，重洗率降到1%以下，金属损失减少10%，生产效率提高20%。
本项目成果具有流程短、效率高、绿色环保等优点，具有较强的市场竞争力。所生产的刹车盘用不锈钢钢带的技术和经济指标处于国际领先水平，所加工的刹车盘远销印度、印尼等国家，获用户一致好评，具有广阔的市场前景。
本项目获发明专利授权7项、实用新型专利授权7项，发表论文11篇，累计新增产值86057.5万元、新增利润8591.2万元，新增税收1460.4万元，具有较高的推广应用价值。
2021113
矿井典型尘源产尘特征与控除尘关键技术开发
完成单位：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份、安徽马钢矿业资源集团姑山矿业、华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心、金属矿山安全与健康国家重点实验室//
本项目属采矿环境工程技术领域，主要包含矿井粉尘污染治理技术、矿山安全技术。
目前，我国金属矿山已进入了深部开采，井下粉尘污染问题的解决变得非常困难。井下采场、掘进巷道、放矿溜井等主要产尘作业岗位通过湿式作业及通风系统排尘等技术手段使粉尘得到了有效的控制，但是井下粉尘污染仍然非常严重，目前还未形成有效的治理技术和装备。本项目围绕金属矿井下无组织粉尘防治开展创新研究，建成了通风除尘改造系统示范工程，实现了适合金属矿井下特殊环境的无组织粉尘防治关键技术和装备的重要突破，为科学采矿、绿色矿山开采提供理论和技术支撑。
研究的主要内容及形成的关键技术有：①典型无组织尘源产尘特征：采用理论分析、数值模拟和现场实测，揭示了掘进巷道和放矿溜井等矿井典型作业场所无组织粉尘分布扩散规律；②放矿溜井防尘技术：研发了过滤风速高、阻力小、除尘效果好的新型高压喷雾湿式振动纤维栅净化装置，同时开发了放矿溜井无组织粉尘复合除尘净化技术，该技术对溜井粉尘除尘效率达到了95%以上，彻底解决了溜井卸矿过程中粉尘污染问题；③掘进巷道和采场降尘技术利用水膜捕捉、吸附原理等理论，研发了掘进巷道和采场新型通风隔尘净化技术，有效地控制粉尘向其他作业场所扩散并进一步污染井下风流，达到了彻底解决掘进工作面和采场粉尘污染的难题；④回风井污风除雾降尘技术：研发了地下矿山回风井污风除雾降尘系统，该系统集回风井除雾和降尘功能为一体，能够有效减少回风井外排污风粉尘浓度，实现粉尘超低排放，减少高达97%的粉尘排放总量。
该技术成果2020年7月通过了中国冶金矿山企业协会组织的科技成果评价，本项目研究成果整体达到国际先进水平。
本项目累计授权专利19件，其中发明专利9项、实用新型专利10项，出版专著1部，累计发表论文20余篇，其中被SCI、CSCD等检索论文10余篇，认定安徽省高新技术产品2件。
项目研究成果现已在马钢姑山矿业公司等矿山得到应用。研究成果在马钢(集团)姑山矿业公司井下通风除尘改造系统应用后，各产尘点粉尘得到有效控制，岗位粉尘浓度大大降低，岗位工作环境得到了极大改善。2018～2020年，马钢姑山矿新增产值5.47亿元，新增利税0.61亿元，共增收节支总额0.70亿元。
本项目研究成果不仅在金属矿山的井下通风除尘系统具有广阔的推广应用前景，同时自主创新的无组织粉尘防治技术装置在非金属矿行业也有很好的应用和借鉴价值。
2021114
滨海深部高热湿矿井通风及局部降温技术研究与应用
完成单位：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份、山东黄金矿业(莱州)三山岛金矿//
“滨海深部高热湿矿井通风及局部降温技术研究与应用”项目属于矿山工程技术(440)学科矿山安全领域，是山东黄金矿业(莱州)三山岛金矿2018年重点科技攻关计划项目(编号18ZG054-KKN-61-0514)。项目为解决滨海大型硬岩矿山深部多机站复杂通风遇到的深部高温热环境、通风量不足、中段风量分配不合理、斜坡道风流紊乱、回风井巷工程欠缺、通风设施设备运行性能偏低、系统风压不平衡等问题，研究深部多中段风量调节控制技术、风压平衡技术、多机站风机优选技术及局部制冷降温技术。利用计算机多机站通风模拟解算手段验证深部通风技术合理可靠性。
为期数月的井下踏勘，获得井下通风路线风速分布、风温分布、风阻变化，风机运行参数、井巷规格及作业中段分布等一手资料，集成了井巷风阻原始数据、网络节点分支原始数据、风机参数原始数据、机站参数原始数据等通风网络数据库。
建立西山分矿、新立分矿及西山分矿三维立体深部复杂多机站通风网络模型，根据网孔风压平衡理论，节点风量守恒定律，风机特性曲线，采用非线性Hardy-Coss迭代法解算出三山岛深部复杂多机站通风系统各条巷道风量，风压及风阻值，为深部通风机站设置、风机选型、风量分配、新增井巷工程设计、通风构筑物设置与优化及深部降温技术提供理论依据。
在完善的通风系统基础上研究以蒸气压缩式水冷机组制冷技术为核心的深部局部降温技术，根据黑箱法原理计算出深部中段降温至28℃所需制冷量，再为制冷机组的定制提供依据的同时，保障了掘进作业面温度。
项目成功解决了三山岛金矿深部通风所遇到的难题，并利用局部制冷降温技术控制了深部中段热害问题。随着国内开采向深部的延伸，所面临的通风难题和热害问题将越来越来严重，本项目提出的通风技术方案及局部降温技术的各项研究指标均达到了国内先进水平，为深部通风及降温技术研究提供了一条可行的研究思路，旨在为井下生产提供安全保障，为工人改善井下作业环境，以提高生产效率。
2021115
固废基超细全尾充填绿色胶凝材料制备关键技术及应用
完成单位：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份、华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心、金属矿山安全与健康国家重点实验室、国家金属矿山固体废物处理与处置工程技术研究中心//
1、项目所属科学技术领域：尾矿是矿山最主要的固体废物之一，根据2016年的相关统计，我国尾矿堆存量达到150余亿吨，但综合利用率却不足30%。尾砂浆体一般送至尾矿库存放，引发环境污染、生态破坏和溃坝安全问题。项目根据尾矿胶结充填对胶凝材料需求，研究出高性能、低成本固废基超细全尾充填绿色胶凝材料，属于在矿山充填采矿中应用的新材料领域。
2、主要内容：项目针对矿山全尾砂特别是超细尾砂难固化、充填强度不高等问题进行研究，以钢渣、矿渣、粉煤灰等工业固废为主要原材料，研制出固废基超细全尾充填绿色胶凝材料，实现了提高全尾砂固化性能及降低充填成本的目的。
本项目先后被列为：①国家转制科研院所创新能力专项资金项目“高泥及超细尾矿高吸水胶凝材料得制备和应用”(中国工程院王运敏院士主持，2014EG284)、②国家重点研发计划“深部集约化开采生产过程智能管控技术”(2017YFC0602905)、③国家重点研发计划“典型重金属尾矿胶凝活性激发及激发剂研究”(2018YFC1801702-03)、④国家重点研发计划“西南典型重金属尾矿安全处置及侵蚀土壤修复技术体系规模化示范”(2018YFC1801706)、⑤安徽省重点研究与开发计划“可用于PRB介质材料的铁尾矿陶粒制备技术研究”(202004g01020006)、⑥“马鞍山市科技‘小巨人’(培育)企业创新能力培
3、本项目特点：
(1)研发出一种适用于全尾矿胶结充填用绿色胶凝材料配方。可使各类全尾矿作为充填骨料用于矿山的矿房充填和露天采坑的回填复垦。
(2)研发出一种适用于超细尾矿胶结充填用的绿色胶凝材料配方。该项创新可大幅度提高尾矿的充填利用率，降低充填采矿成本。
(3)研发出一种胶凝材料的助磨剂配方。解决了复合矿渣激活剂在研磨时出现的易糊球、难磨细问题，提高激活剂制备效率，大大降低能耗。
应用推广情况：
(1)项目成果中的2项核心技术分别于2016年、2019年经科技成果鉴定总体达到国际先进水平；
(2)获已授权发明专利8项，发表学术论文10余篇，申请1项黑色冶金行业标准、2项团体标准；
(3)成果逐步应用于铜陵有色金属集团铜山铜矿、马钢罗河铁矿、宣城全鑫矿业公司等，成果完成单位累计实现销售额4000万以上，新增利润659万；成果应用单位累计新增销售额3亿以上。目前，该研究成果和相关产品仍在进一步的推广应用中。
2021116
岩体工程灾变机制与预警控制技术
完成单位：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份、河海大学、沙洲职业工学院、金属矿山安全与健康国家重点实验室、西北农林科技大学//
1、项目所属科学技术领域
项目属矿山安全、地下工程、地质灾害等应用领域。
2、项目主要内容
针对矿山和水利水电工程中高边坡、深井和深埋隧洞、地下厂房等岩体工程安全的关键问题，在国家“十一五”科技支撑计划、“973”计划及教育部研究项目等支持下，开展了岩体工程失稳理论、岩体变形预测、岩块坍塌分析、安全预警技术研究，实现了岩体工程安全性的预测、评估、预警和控制。主要研究内容有：
(1)岩体工程灾变机制理论研究
1)考虑进水隧洞内水压力，修正了Fenner公式，克服局限性。
2)考虑衬砌条件，完善了圆形隧洞围岩应力的弹塑性理论解。
3)建立了岩体工程系统失稳破坏的熵突变准则，为其安全性评估提供了整体性量化判据。
(2)岩体工程灾变安全预防、控制技术研究
1)提出了基于位移反分析与统计分析模型相结合的工程岩体变形的联合预测评估方法。
2)开发了块状岩体坍塌的快速预测和加固控制技术，实现了岩体变形和坍塌的快速评价、精准预测及有效控制。
3)构建了岩体工程施工期最佳支护时机的数学模型，研发了分层多次高压注浆预应力锚固优化施工技术，提出岩体支护加固效果评价的最小变形能原理，为边坡失稳控制提供了科学指导。
(3)岩体工程灾害监测预警、应急救援系统研究
研发了具有知识库和自学习功能的岩体工程灾害智能预警技术，建立了实时功能的“边坡灾害监测预警和应急救援系统”，研发了集安全分析、预测评估、预警、控制为一体的“地下工程安全性智能反馈与预警系统”。
3、技术特点
1)岩体工程灾害监测预警系统由监测、预警拓展到安全分析、预测、预警、控制。
2)实现岩体变形的评价-预测-验证的闭环控制，灾变预测的精确性和可靠性提高了3～5%。
3)最佳支护时机的优化数学模型、分层多次高压注浆预应力锚固优化工艺、岩体支护加固的最小变形能原理，为边坡失稳控制节约支护成本5%。
4、应用推广及效益情况
成果在国内多个大型矿山及水利水电工程项目推广应用。近三年，示范基地产值85327.2万元，利润25003.28万元，增收节支50959.16万元，经济效益显著；成果编入国家标准《金属非金属矿山安全规程》(GB16423-2006)、《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB51016-2014)，研究论文被SCI、EI收录多篇，获得3项省部级科技奖，社会效益显著；成果预防了高陡边坡滑坡、复杂洞室垮塌，对维持周围生态性至关重要，环境效益良好。
2021117
高效小方坯连铸系统的研究与应用
完成单位：阳春新钢铁有限责任公司//
连铸机拉坯速度是反映铸机设备及工艺水平的重要指标之一。随着连铸技术的发展，该项指标也在逐渐提高。应用高效连铸技术可以大幅度提高连铸机的生产率，从而带动整个炼钢厂生产效率提升。基于市场驱动及技术进步的需求，炼钢厂在2016年与中治连铸高效化项目组就开始研发一种新型的结晶器，目的是为了提高结晶器的冷凝能力。
炼钢厂通过铸机断面150mm×150mm改155mm×155mm，铸机产能在拉速不变的情况下因断面扩大取得了一定的提升，转炉车间及铁钢生产效率进一步提升，但连铸仍是炼钢厂产能提升的短板。中治连铸与炼钢厂连铸作业区在详细调研及大量现场试验的基础上，进行了方坯连铸高效化技术的自主研发，完成了关键设备的研制、监测设备的开发、关键生产工艺的确定、设计标准的制定、现场生产管理制度的建立等等，拉速提升试验，确定以后铸机产能再次提升的方向和技术手段，确定现有铸机的生产潜力及以后铸机拉速提升的方法。
通过新技术高效结晶器铜管的研究，提出了以高效化连铸核心技术为主导，全面高效管理为保证的铸机高拉速理念。我们通过三年自主开发，创建了方坯高效连铸生产新模式，缩小了与国外先进技术之间的差距，在保证产品质量与铸机作业率的同时，提高了铸机拉速水平。
2021118
外购焦炭中微量金属与高炉稳产低耗关系研究及应用
完成单位：阳春新钢铁有限责任公司//
焦炭在高炉冶炼过程中起发热剂、还原剂、渗碳剂、料柱骨架四大作用。随着高炉大型化、富氧喷吹、高炉强化冶炼等措施不断实施，软熔带的“焦窗”越来越小，焦炭骨架作用显得越来越重要。高炉冶炼过程中焦炭与CO2发生的溶损反应是造成焦炭在炉内粉化的重要因素之一。
阳春新钢铁两座1250m3高炉分别于2009年、2010年投产，入炉焦炭全部外购。外购焦炭品种保持5～8家，质量参差不齐，波动大，尤其热态性能波动大，导致高炉炉况不稳定。2014～2016年两座高炉频繁出现炉况波动乃至失常现象，共计发生悬料78次，利用系数维持在2.676t/m3·d～2.920t/m3·d的较低水平。
阳春新钢铁针对炉况波动展开分析与研究，最终得出外购焦炭质量波动是引起高炉炉况不稳顺的主要原因之一，且表现在两个方面：1.阳春新钢铁采购的外购焦中水熄焦占比高达95%以上，由焦化厂内的生产循环水或全厂污水处理循环水等构成复杂的熄焦水中含大量的K+、Na+、Ca2+、Mg2+，在熄焦池内循环富集，最终被焦炭表面大量吸附；2.外购焦炭碱金属含量普遍保持0.20%以上，个别厂家达到0.35%，而一般钢厂的自产焦碱金属仅为0.10%～0.15%。
焦炭热反应是焦炭溶损反应程度，热强度是焦炭溶损反应后的强度也反映了溶损反应造成焦炭在炉内粉化的程度。阳春新钢铁通过生产实践经验总结及开展相关基础性实验，确认以上两个方面是造成高炉冶炼过程中焦炭溶损反应得到正催化后反应加速，从而使焦炭在炉内粉化，骨架作用严重被削弱，炉况稳定顺行遭到破坏。
阳春新钢铁两座高炉自2017年起，一方面建立进厂焦炭碱金属、焦炭表面吸附K+、Na+、Ca2+、Mg2+离子含量等技术要求或采购技术标准，另外通过收集大量生产数据对比和工业试验，对外购焦炭碱金属、焦炭表面吸附K+、Na+、Ca2+、Mg2+离子等加速焦炭在高炉内的溶损反应、影响高炉燃料比、破坏高炉炉况顺行等进行科学论证，从而不断完善焦炭采购技术标准和高炉入炉有害元素负荷控制标准、持续优化焦炭配煤方案、改进焦炭生产和熄焦工艺，降低焦炭碱金属含量、最大限度减少焦炭表面吸附离子型碱金属与碱土金属，实现两座1250m3高炉自2017年4月起连续45个月无崩座料、最高达到3.52t/m3.d、利用系数持续稳定在3.1t/m3.d以上的高水平、炉况稳定顺行的骄人业绩。
2021119
高强钢筋氮、铌、钒微合金化技术开发与应用
完成单位：陕西龙门钢铁有限责任公司、中南大学//
所属科学技术领域：钢铁冶金领域，高强钢微合金化及控轧控冷技术。
主要内容：针对高氮+铌或高氮+铌钒复合微合金化高强钢筋冶炼、连铸、轧制与轧后冷却过程存在技术难题及其碳氮化物析出规律未系统揭示等问题，通过三年多系统研究和攻关，发明了高氮+铌或高氮+铌钒复合生产高强钢筋新工艺，实现了采用高氮铌或高氮铌钒复合微合金化减量化生产高品质高强钢筋，为使用廉价氮元素，减少铌、钒及硅和锰合金量生产高强钢筋开拓了新途径；进行氮+铌或氮+铌钒复合微合金化成分与组织设计，开发了成分和组织设计与调控、减量化、批量生产关键技术；针对氮+铌或氮+铌钒复合高强钢连铸裂纹敏感，拉速高时极易漏钢问题，进行热模拟试验，掌握了高氮铌或高氮铌钒复合钢的高温力学性能，开发出高拉速无缺陷连铸工艺技术；针对氮+铌或氮+铌钒复合微合金化高强钢筋性能波动大、时常出现无屈服平台、需采取高温轧制工艺等难题，开发了加热、控轧及控冷的关键工艺(温度制度、变形制度及控制组织结构和二相粒子析出)技术；进行了冶金过程碳氮化物析出规律研究，开发了控制铸态组织长大、铁素体晶粒细化和二相粒子弥散析出及均匀分布稳定控制技术；通过氮+铌或氮+铌钒复合微合金化技术，降低了高强钢筋合金元素和微合金元素用量，实现了氮铌和氮铌钒复合微合金化高强钢筋规模化、减量化生产，产品性能稳定。
特点：根据冶炼、连铸及轧制工艺条件，优化氮、铌、钒微合金化元素与硅、锰、碳元素的匹配和组织设计；采用中南大学发明的微氮合金专利产品，精准控制钢中氮含量，确保钢筋成品中超过90%的氮以不同种类、弥散和细小的析出状态存在，游离氮含量小于10%；依据该类钢高温特性，优化连铸冷却工艺参数，确保在较高拉速条件下，铸坯坯壳生长均匀，铸坯裂纹敏感性降低，工艺稳顺，铸坯无缺陷；钢坯在较低温加热条件下，控制氮铌或氮铌钒微合金化钢变形及诱导析出、相变等特性，确保控制多种二相粒子析出，以获得满足钢筋综合性能的最佳组织，突破了氮和铌不能同时作为微合金化元素生产高强钢筋的技术瓶颈。
推广应用情况：项目成果自2019年07月开始在陕西龙门钢铁有限责任公司棒三线得到规模应用，随后在各条轧线推广应用，至2020年12月，该成果技术生产的高强钢筋超345万吨，合格率达100%，累计新增效益超10000万元。项目成果在国内外同类高强钢筋生产企业中具有广泛应用前景，按50%计算，将实现年成本节约超48亿元。
2021120
基于三元相图的高碳钢夹杂物控制技术研究
完成单位：陕钢集团汉中钢铁有限责任公司//
项目名称：基于三元相图的高碳钢夹杂物控制技术研究
科学技术领域：该项目属于材料及冶金技术领域。
项目研究主要内容：
1、研究利用扫描电镜和能谱仪对钢中夹杂物进行定性定量的技术研究，确定夹杂物的化学成分及形貌结构。
2、研究高碳钢在冶炼过程中从转炉、精炼前、精炼后、连铸四个不同生产工艺环节夹杂物的变化情况，有效的对钢中夹杂物进行全面布控。
3、研究采用三元相图分析技术对钢中夹杂物进行系统的分析，直观明了的掌握夹杂物的情况。
4、为保证高碳钢的拉拔性能，研究不同大小、不同种类夹杂物的影响。
5、研究铝、钙等脱氧工艺对夹杂物生产控制的影响。
6、通过控制钢中氧含量，减少氧化物类夹杂物的形成。
7、研究在拉拔使用过程中出现异常质量试样的分析。
8、针对公司的脱氧、精炼工艺，建立属于汉钢公司的夹杂物分析数据库。
9、研究高碳钢拉伸断口形貌与钢中夹杂物的关系。
10、研究在同一生产环节工艺参数调整优化过程中，夹杂物的变化，确定最后的生产工艺参数。
主要特点：
1、对钢中夹杂物的研究，采用对不同生产环节、不同种类、不同大小的夹杂物进行分类整理分析研究的技术思路，从而全面分析研究钢中夹杂物，精准地指导生产
2、根据汉钢公司不同产品及生产工艺的特性，建立了不同产品的夹杂物分析数据库
3、对中高碳钢中夹杂物的分析研究采用全自动夹杂物分析方式，只需要按照金相法制样，设定好需要分析的位置、技术参数，就能完成样品的自动分析，同时会按照建立的分析数据库自动分析整理
4、应用三元相图对中高碳钢中夹杂物进行分析，能直观明了的掌握夹杂物的种类、大小、数量等相关信息，有效的指导生产，钢中夹杂物得到了有效控制，夹杂物级别控制在1.0级以下。
应用推广情况；
2019～2020年，汉钢公司以SWRH82B为首的高碳钢的产品质量实现了质的飞越，SWRH82B盘条累计生产近8万吨，累计销售7万吨以上，在使用过程中未出现一起拉拔异常断裂的现象，以其稳定、优良的质量已得到客户的认可，建立了良好的市场口碑，为实现公司产品结构转型升级提供了有力的支撑，为公司高质量发展奠定了坚实的基础。
2021121
超厚料层均质化烧结关键技术研究与应用
完成单位：陕钢集团汉中钢铁有限责任公司//
一、项目名称
超厚料层均质化烧结关键技术研究与应用，本项目属于钢铁冶炼领域。
二、主要内容及特点
(一)项目主要内容
陕钢集团汉钢公司烧结厂从2018年四季度开始，以数据化、智能化烧结为支撑，实施“超厚料层均质化烧结关键技术研究与应用”的科学技术研究，以研究料场混匀矿质量提升、超厚料层烧结中存在的成分指标偏差、物理指标偏差等技术难题为核心，逐步实现超厚料层下的均质烧结，达到提升烧结矿质量指标，降低工序成本的目的。
(二)技术特点
超厚料层烧结主要利用料层自动蓄热的原理，主要是通过上层物料的气流对下层物料进行加热，更多地利用料层物料燃烧产生的热量，实现低温烧结、低耗烧结，能促进复合铁酸钙的生成、改善烧结矿质量、提升技术经济指标。
但料层厚度提升后存在如下弊端：
1.料层透气性降低，影响烧结生产效率。
2.料层蓄热导致料层上下部烧结温度不同，影响质量偏析。
1.改善透气性的措施
针对料层厚度提高后透气性降低的情况，通过匹配烧结混匀矿粒度及冶金性能、合理使用生石灰粉、使用制粒机导流技术、料面喷吹蒸汽、增加料面打孔机、改良炉篦条设计、高效使用蒸汽等措施，提升料层透气性，确保超厚料层烧结的顺利实施。
2.实现均质化烧结的措施
(1)通过调整含铁料堆取料方式、建立全新堆料机制、规范料场作业标准等措施，提高含铁料混匀效果。(2)通过优化加水方式，调整布料设施，稳定混合料粒径，减少粒度偏析产生的成分波动。(3)通过对烧结机台车边缘压料操作，稳定焦末平均粒径，优化蒸汽加入等措施，抑制边缘效应，解决热量差异造成的烧结矿物理性能指标偏析。
三、应用推广情况
汉钢公司超厚料层均质化烧结关键技术研究与应用成功实施后，首钢、安钢、建龙、重钢、酒钢、龙钢、泰钢等企业来我单位参观交流，并在龙钢公司、泰山钢铁得到推广应用。
2021122
含碲高端特殊钢冶金工艺技术的开发和应用
完成单位：上海大学、芜湖新兴铸管有限责任公司、南京钢铁股份、攀钢集团江油长城特殊钢、宝钢特钢韶关、广东韶钢松山股份、承德建龙特殊钢、中天钢铁集团、鞍钢集团北京研究院、浙江青山钢铁//
本项目属钢铁冶金领域，是碲冶金技术在高端特殊钢领域的工艺技术开发与应用。碲(Te)为元素周期表第VI族52号元素，国外约85%碲消耗于冶金工业，美国甚至达到90%；中国则90%以上的碲应用于电子及半导体行业，冶金行业鲜有应用及报道。
2013年开始，上海大学付建勋教授及项目团队成员，从自选课题入手开展了碲在特殊钢领域应用研究，八年研究过程陆续得到博士后科学基金、国家自然科学基金、国家重点研发专项等多个纵向课题的资助，共有19名博士后及研究生投入课题研究。通过碲对含硫钢改质实验，寻找碲在钢基体中赋存形式及转变规律，解析碲与硫化物伴生关系，摸索碲对材料性能的影响；基于枝晶生长热模拟实验，寻找含碲相在凝固前沿的析出顺序，探索影响硫化物生长行为的关键因素，开发出两个硫化物凝固析出计算软件，用于解析含硫钢凝固规律；借助共聚焦原位观察实验，寻找含碲相在不同热履历下的转变特性，总结温度控制对含碲相固溶、分解行为的规律，探索含碲钢的关键控制参数。目前，项目组发表碲冶金相关论文占同领域SCI论文70%，有效完成了碲冶金理论的积累。
项目团队还致力于推动碲在特钢领域的应用，与国内十多家钢厂签署开发合同，将碲冶金技术应用于高品质特殊钢的开发实践。在工业生产中，开发了碲的添加工艺(载体、时机添加、方式)；摸索碲收得率与工艺参数的关联性，总结出碲对材料性能的影响规律，优化了碲在不同特钢的添加量；解析了碲在冶炼-连铸-轧制不同过程的赋存形式与转变规律，为含碲高品质特殊钢开发奠定技术基础。
目前，碲冶金技术已成功应用于高端易切削钢、非调质钢、齿轮钢、不锈钢和热作模具钢等领域。高硫易切削钢/不锈钢在碲含量仅为铅1/10条件下，可使钢中硫化物形态及产品的切削性能显著改善，在远低于国外企业添加量情况下，取得与含铅易切削钢相同的切削效果，为无铅环保型易切削钢的开发提供切实可行的替代方案。含碲非调质钢、齿轮钢在碲含量小于0.008%情况下，能有效改善硫化物形态，有效消除磁痕缺陷。目前，含碲非调钢已成功取代进口及模铸材料，大批量应用于系列重卡商用车；含碲高端模具钢及超易切削钢正在中试，有望大规模应用。
本项目还开发出夹杂物原位三维腐刻技术，对钢中夹杂物的研究具有普遍的借鉴意义。
据统计本项目新增产值46433.77万元，新增利税5040.72万元。
2021123
稀土耐蚀普碳钢原理与技术创新
完成单位：上海大学、钢铁研究总院、上大新材料(泰州)研究院、江苏集萃冶金技术研究院、江苏沙钢集团、安阳钢铁股份、盐城市联鑫钢铁、广西盛隆冶金、唐山百工实业发展有限公司、河北龙凤山铸业、冶金工业信息标准研究院//
针对量大面广的普碳钢(占钢产量的70%左右)容易被腐蚀的问题，应用我国高丰度镧铈稀土资源，通过多形合金化原理和技术，形成了一类新型钢铁材料：稀土耐蚀普碳钢。
由于我国庞大的钢材生产量与应用量，防止钢材的腐蚀是一个耗资大和污染大的问题，需要寻找绿色化低成本的解决方案。高丰度镧铈稀土积压严重影响后续稀土资源开采，需要寻找量大面广的应用出路。
本项目研究发现了稀土镧铈元素在钢中的作用机理为：(1)镧铈稀土改变夹杂物性态，降低夹杂物与基体的电极电位差，减小点蚀发生倾向；(2)镧铈稀土偏聚于界面，降低了界面能，避免了局部腐蚀发生；(3)镧铈稀土元素促进(-FeOOH稳定锈层形成，形成致密的表面锈层组织，有效减缓腐蚀速率。
创新了高效稳定的稀土镧铈多形合金化工艺技术。根据钢液硫氧含量和连铸坯型，制定了镧铈稀土合金化的工艺规范，控制钢中镧铈含量在100～400ppm范围内精细调整，保障稀土收得率不小于70%。辅以镧铈稀土合金的纯铁包裹保护层，避免了较低熔点的活性镧铈元素进入渣层，提高镧铈元素收得率。有效地避免了连铸水口的积絮结瘤，稳定实现一个浇次多炉连铸顺行生产。在连铸钢坯中获得了均匀的镧铈元素分布。为普碳钢的镧铈稀土多形合金化奠定了生产工艺技术基础。
开发了Q195RE线材、Q235BRE热卷、Q355BRE热卷与中板、HRB400ERE螺纹钢、HRB500ERE螺纹钢等新型稀土耐蚀普碳钢系列钢材品种。其耐大气腐蚀性能相比普碳钢提高30～50%，达到传统耐候钢的水平。在全国11家钢企生产了各类稀土耐蚀普碳钢近万吨，示范工程应用在轻钢结构民居、钢结构厂房、钢筋混凝土建筑、集装箱、地螺丝、装饰装修外挂件和龙骨等方面，充分展现出了新型稀土耐蚀普碳钢的工程价值优势。
稀土耐蚀普碳钢可免除涂装镀锌处理，降低成本和环境污染。吨钢稀土合金化成本为30～50元，仅为传统耐候钢合金化成本的1/10左右。在大量生产和应用的基础上，形成了《稀土耐候结构钢》团体标准。稀土耐蚀普碳钢是一类新型钢铁材料，是中国特色资源利用、社会钢材应用减量化发展、钢铁科技和生产技术进步相互结合的产物，是历史的必然。稀土耐蚀普碳钢有力促进中国钢铁工业与稀土工业的共同高质量发展。
2021124
冶金工业建筑锈损钢结构诊治关键技术
完成单位：西安建筑科技大学、中冶建筑研究总院、宝武装备智能科技、山东钢铁股份莱芜分公司、西安建筑科大工程技术、福建三钢闽光股份//
项目属于冶金建设工程领域。冶金工业建筑是支撑冶金工业生产的重要基础设施，其服役环境具有腐蚀介质种类多、腐蚀性强、局部环境温湿度高等特点，服役于冶金工业环境的钢结构工程很难通过防护和构造措施避免锈蚀。长期以来，人们更多关注冶金工业建筑安全性与适用性，忽视了其耐久性，引发了许多灾难性事故，造成巨大经济损失。研究冶金工业建筑锈损钢结构检测？评估？提升技术，延长其服役寿命，是保障冶金工业可持续发展的重大需求。然而，冶金工业建筑锈损钢结构诊治技术一直存在“耐久性检测技术与评价方法落后”、“锈损钢结构服役性能评估理论缺失”、“锈损钢结构服役性能提升技术缺乏针对性”等问题。鉴于此，项目组历时16年，在7项国家级项目与3项省部级项目资助下，围绕冶金工业建筑锈损钢结构诊治技术开展系列研究，形成如下创新成果：
1)开发了冶金工业建筑钢结构锈蚀检测新技术并提出耐久性综合评价方法。建立了冶金工业环境钢结构耐久性评价指标体系，研发了钢结构锈蚀检测新技术并提出以形貌参数为基础的钢结构腐蚀程度表征方法，建立了冶金工业环境防腐涂层寿命终结标准和预测模型，构建了冶金工业环境钢结构耐久性综合评价方法，解决了冶金工业建筑钢结构耐久性检测与评定的技术难题。
2)建立了冶金工业建筑锈损钢结构服役性能评估理论与方法。研究了冶金工业环境腐蚀对钢材静/动力本构关系及疲劳寿命的影响，揭示了锈损钢构件在静力、地震、疲劳作用下的破坏机理与性能退化规律，建立了锈损钢构件静力承载性能计算方法与地震恢复力模型，提出了锈损钢结构疲劳寿命评估方法，解决了冶金工业建筑锈损钢结构服役性能评估的技术难题。
3)研发了CFRP加固锈损钢结构性能提升新技术并提出设计方法。建立了CFRP-锈蚀钢板粘结-滑移本构模型、界面极限承载力及有效粘结长度计算模型，揭示了CFRP加固锈损钢构件承载性能提升机制，提出了CFRP加固锈损钢结构静力与疲劳性能设计方法，解决了冶金工业建筑锈损钢结构服役性能提升的技术难题。
项目研究成果获国家授权专利19项，其中发明专利4项，发表论文108篇，其中SCI检索33篇，EI检索51篇，ESI高被引论文3篇，主编国家、行业、协会标准10部，参编标准4部。研究成果应用于宝武集团宝山基地、山东钢铁、福建三钢等25家大型钢铁企业的100余项冶金工业建筑锈损钢结构诊治项目，取得直接经济效益约5.51亿元，社会效益显著，应用前景广阔。经专家委员会鉴定，项目研究成果达到国际领先水平。
2021125
汽车动力系统关键高品质高强高韧典型产品增材制造技术开发及应用
完成单位：西安建筑科技大学、石家庄钢铁有限责任公司、西安理工大学、西安朗悦智能科技//
本项目所属学科为钢铁材料加工制造工艺领域。
汽车轻量化最有效的方法之一是提高汽车先进高强钢的应用比例，通过结构薄壁化、优化零件结构等方法实现车身轻量化。然而，汽车动力系统用高碳铬轴承钢(GCr15)和优质碳素结构用钢(45号钢)的含碳量高，材料延展性降低，对材料的成形性和焊接性造成不利影响，提高了汽车制造企业的加工难度和制造成本。围绕着汽车动力系统用钢及系列产品轻量化设计加工的发展趋势，通过引入增材制造技术来加速汽车行业向个性化、轻量化、短流程的研发设计变革，具有广阔的市场需求。
项目团队依托西安建筑科技大学和石家庄钢铁集团等高校及企业，围绕汽车动力系统用高碳铬轴承钢(GCr15)和优质碳素结构用钢(45号钢)开展研制，历经3年时间，突破了粉末原料、设备成形等关键技术，实现了全流程自主制造。创新点如下：
1、掌握了高碳铬轴承钢(GCr15)和优质碳素结构用钢(45号钢)窄成分控制、超纯净的球形粉末制备技术，实现了粒径分布在50～78um的高球形度控制，填补了国内增材制造GCr15和45号钢专用粉末的空白，达到国际领先水平。
2、自主开发了可替换式加工平台、可变缸径(140mm×140mm×300mm、120mm×120mm×145mm、100mm×100mm×145mm、80mm×80mm×145mm)、上/下联合送粉、多相可变换磁场、开源控制系统等多功能集成的LYZN-L1型激光增材制造专用设备，打破了进口的设备+工艺+原料的捆绑销售模式，实现国内首台上下混合粉末供给和缸径可变的粉床增材制造装备的开发，填补了现代化多功能集成装备的空白。
3、探究出最佳高碳铬轴承钢(GCr15)和优质碳素结构用钢(45号钢)的打印工艺窗口，精准避免球化、翘曲等打印缺陷，实现了精度可控、力学性能各向同性，突破了轴承、连杆和螺栓等汽车动力系统零部件的一体成形技术的难关，填补了中、高碳钢增材制造领域的空白，处于国际领先水平。
开发出满足粉床增材制造技术需求的GCr15和45号钢合金粉末，通过自主研发增材制造设备生产低成本、短流程、绿色环保极具市场竞争力的汽车轴承、连杆等零部件。整个研发过程已实现核心技术自主可控，从制粉设备到打印设备，充分实现安全可靠自主可控国产化。
项目申报专利10项(发明8项)，发表论文2篇。现已实现年产球形钢铁粉末50吨及批量高效生产汽车动力系统用GCr15和45号钢零部件的能力，为我国钢铁自主化和“走出去”战略提供了核心技术保障，带动了我国钢铁整体技术水平和制造能力的提升。
2021126
高品质海洋、风力发电及页油岩开采钢制造技术和应用
完成单位：江阴兴澄特种钢铁、西安交通大学、江苏曙光集团股份、江苏和信石油机械、上海申光高强度螺栓//
本项目属钢铁冶金新产品、新工艺研发及应用。
能源工业在国民经济发展中起着举足轻重作用，我国能源储备丰富，其充分开发与利用在经济发展中意义重大。海洋、风力发电、核电及页油岩开采等能源装备作为能源工业核心部件，主要涵盖：页油岩开采钻井、完井工具，海洋及风力发电齿轮、紧固件，深海钻井平台用采油树，核电蒸汽发生器等。
能源装备核心材料工作中受力复杂，常有交变及复合载荷，且服役环境气候极端、地质条件恶劣甚至H2S腐蚀地区，因此高品质能源钢要求：高纯净度、低偏析、组织均匀致密、强韧性能配合好、耐腐蚀、抗疲劳及氢致开裂等性能。长期以来我国高端能源钢因质量无法满足工装长寿命及安全性能严苛等要求，一直依赖进口。
本项目经十余年的冶炼技术探索与研究，实现能源钢冶金技术升级，产品质量达到国际先进水平，同时兴澄特钢也跻身为国内外能源钢生产和研发领军型企业，其自主品牌能源钢在行业中起到了不可替代作用。
本项目主要研究内容和创新点包括：
1.系统开展能源钢制造过程中元素成分与组织、性能之间规律性研究，为不同使用环境需求能源钢材料成分优化设计奠定了理论基础。2.深入开展了超纯净钢冶炼技术研究，构建非金属夹杂物及气体含量在钢的冶炼全流程控制技术平台，稳定实现钢的非金属夹杂物及气体含量达到国际先进水平。3.突破了大断面连坯铸锻、轧制控制技术研究，通过自主研发连铸电磁搅拌、轻压下及锻、轧制工艺参数集成制造，保证钢材成分、组织及性能均匀稳定，内部质量达到国际先进水平。4.分钢种、规格进行连续式辊底炉正火、调质处理等工艺技术研究，淬火系统以水为介质，实现温度场、流场精确环保控制技术，研究热处理过程钢的组织、晶粒及性能变化机理，保证了钢的高强韧性能。
采用本项目技术生产的高品质能源钢，全面供货Schlumberger、Baker Hughes、Halliburton、NOV、Weatherforr、FMC等世界顶级油服及流体控制公司，世界风机巨头GE、Gamesa、Siemens、Vestas、Eordex及国内霞浦核反应堆项目等，完全满足能源材料恶劣工作环境使用要求。
近年来产品定位瞄准国内外高品质能源钢，获授权发明专利8件，实用新型12件，发表论文11篇；市场占有率达80%以上，2018年至今产品销售95.41万吨，创产值58.89亿元，大量替代进口并出口国际高端能源制造企业，摆脱了国内高品质能源钢长期依赖进口局面；生产技术引领国外内同类产品质量水平，提高中国钢铁在国际市场品牌形象与竞争力。
2021127
100mm以上特厚低裂纹敏感性超高强钢板关键技术研究及产业化
完成单位：江阴兴澄特种钢铁有限公司、钢铁研究总院//
1.所属科学技术领域
本项目针对100mm以上连铸特厚超高强钢板品种开发与质量升级，属于钢铁冶金新产品、新工艺研发及应用领域。
2.主要内容和特点
100mm以上特厚超高强钢板(抗拉强度≥800MPa)主要应用于铁路道岔、特种车辆车架、大梁、旋转台等大型工程特种设备的关键零部件，主要依赖于进口。我国在特厚超高强钢板的生产技术方面与SSAB等国外标杆企业存在很大差距。主要表现在：1)厚度规格小，最大厚度100mm左右，限制了下游企业重大装备国产化进程；2)特厚钢板低温韧性低，氢致开裂现象十分明显，主要表现在钢板切割下料过程，甚至是之后设备在使用过程中发生延迟开裂，严重影响了工程机械设备的安全运行；3)特厚钢板厚度方向成分、组织不均匀，性能的不稳定。为此，江阴兴澄特种钢铁联合钢铁研究总院组织科技人员成立项目组，开展100mm以上连铸特厚低裂纹敏感性超高强钢板制造及应用技术研究，取得重大技术突破和成果，主要内容及创新点如下：
1)明确了特厚超高强钢板切割裂纹临界氢含量，国内首创“源头控氢+板坯控冷控氢+钢板扩氢退火”的生产工艺及装备，形成特厚超高强钢板超低氢集成控制技术；解决了特厚超高强钢在生产及应用过程中的氢致延迟裂纹问题，钢板切割开裂率≤3.0%，国际领先；
2)国内首创450mm特厚超高强板坯正反交替电磁搅拌S-EMS控制技术，大幅减轻或消除传统EMS工艺白亮带缺陷，提高特厚连铸板坯均质性；
3)针对特厚板传统热处理工艺难以兼顾成分均匀性和组织细化的技术难题，提出了扩散正火+调质(DN-Q-T)多级热处理新工艺，结合铸态组织调控，差温高渗透轧制方法，实现特厚超高强钢板成分组织性能的均匀性，120mm特厚超高强钢板NM400低温冲击韧性(-40℃)≥30J，国内首创；
4)突破极限特厚超高强钢连铸生产技术瓶颈，190mmNM400、150mmNM450、mmNM500等连铸特厚高强耐磨钢板厚度规格世界第一，实现产业化应用。
3.应用推广情况
本项目授权发明专利15件，实用新型5件，论文7篇。产品质量达国际先进水平。世界最厚190mmNM400、120mmQ890E批量出口国际知名企业Danieli，打破国外垄断；国内首创铁路道岔用160mm特厚NM400批量应用于中国中车铁路道岔、城市轻轨等重大工程中；150mm特厚超高强钢板SX780首次应用于世界单机容量最大的国内第二大水电站“白鹤滩”水电站中。近三年累计生产40969万吨，产值3.85亿元，创汇1.01亿元，对推动我国特厚超高强钢板国产化具有重要意义。
2021128
超高强度耐久型桥梁缆索绿色高效成套技术研究与应用
完成单位：江阴兴澄合金材料、江苏法尔胜缆索、上海交通大学、江阴兴澄特种钢铁//
本项目属于新材料开发领域，主要涉及材料学、钢铁冶金、金属压力加工、结构防腐、桥梁工程学。
超高强度耐久型桥梁缆索是斜拉索-悬索桥梁的主要承重构件，是制约超大跨径桥梁发展的“卡脖子”难题。项目基于“创新、绿色”发展理念，开展了超高强度桥梁缆索全产业链成套技术攻关，成功突破了：1)超高强度缆索合金设计和组织调控；2)抗疲劳和延迟断裂；3)绿色制造等关键技术，解决了桥梁缆索超高强化、稳定性及耐久性等难题，实现了2000MPa级超高强度缆索的绿色、高效化生产和广泛应用，取得的主要创新成果如下：
1.自主开发出适于超高强度桥梁缆索钢的绿色、高效、智能XDWP(Xingcheng Direct Water Patenting)水浴冷却、均质化控制技术，实现大直径盘条索氏体含量≥92%，同圈强度波动≤50MPa的高水平组织调控和性能稳定控制。生产效率是传统盐浴、铅浴等工艺的20倍以上，且避免了污染问题。
2.研发出超高强缆索钢成分体系，合理匹配了在线水浴韧化处理工艺，并防止高强钢氢致延迟开裂的危害，同时通过全过程控氢，提升了抗氢脆敏感性。开发的2000MPa级钢丝达到：扭转≥12次、缠绕≥8次、弯曲≥8次，氢含量≤0.80ppm。
3.率先研发出超高碳钢盘条双模拉拔工艺和无接触复合抹拭高速热镀技术，开发了新型改性磷化处理技术，开发出桥梁缆索专用大直径、高强、高韧、耐久性锌铝合金镀层钢丝。
4.基于超高强度锚具结构设计和过共析超高碳钢丝镦头工艺优化，解决了局部应力不均匀导致的早期疲劳失效和镦头开裂难题，开发了超高强度、抗疲劳、耐久型2000MPa级缆索，显著提高了缆索的寿命。
项目获得国家授权专利18件(其中发明5件)，制定ISO标准2项、ASTM标准1项、团体标准1项，修订行业标准1项；获江苏省交通学会特等奖1项，认定企业技术秘密23项，成功开发的超高强度桥梁缆索系列产品经中国金属学会科技成果鉴定，评价为国际领先水平。
采用本项目技术研制的缆索产品成功应用于世界首座跨千米的高速铁路(公铁两用)斜拉桥-沪苏通长江大桥、世界首座跨千米的高速铁路(公铁两用)悬索桥-五峰山长江大桥等国家重大工程，实现了我国桥梁缆索技术从跟跑到领跑的跨越。国内市场占有率高达50%，有力推动了桥梁缆索全产业链协同发展，提升了我国桥梁的国际影响力和竞争力，促进了一带一路连通和内循环畅通，经济和社会效益显著。
2021129
高炉大修安全快速高效停开炉技术
完成单位：江阴兴澄特种钢铁//
该项目所属科学技术领域：钢铁冶金
主要内容：
高炉大修项目中停炉及开炉操作是整个项目的关键所在，停炉后料面的位置对大修炉缸工作量及作业的安全性影响巨大，开炉操作对高炉正常生产时技术经济指标以及下一道工序炼钢，甚至对一代炉役寿命都至关重要。而且，停开炉操作过程中涉及生产技术、安全及环保等多方面内容，所以停开炉操作对焦炭等消耗、节能减排以及安全生产都息息相关。为此，本项目利用现代冶金与热能理论，结合工业试验，以研究高炉大修安全快速高效停开炉为目标，开展项目研发，取得创新性成果并应用于工业生产。
1.开发了大修停炉末期准确判断炉内料面位置进而决定休风时机的技术：建立基于高炉炼铁炉内料柱压头损失形成原理的模型，揭示了大修降料面末期炉内压力变化的规律，并利用此规律来判断炉内料面下降的具体位置，根据料面位置决定高炉降料面过程的休风时机。
2.开发了高炉大修开炉时软熔带形成过程避免发生悬料的技术：建立基于高炉炉内还原机理及传质传热原理的模型，揭示了炉内形成软熔带过程的规律，并通过空间及时间上错开使软熔带形成时始终保持气流的通畅，避免悬料形成。
3.提出了炉内料面不断减薄过程中稳定气流的模型，规范了炉内气流控制操作，实现降料面过程中炉内气流稳定通畅，杜绝爆震及管道行程等异常现象出现。
主要特点：
1.本技术适用性强，能适用各种炉容及炉型的高炉。
2.本技术成功率高，抗其他影响因素干扰强。
应用推广情况：
项目研究成果2020年5月～8月应用于兴澄特种钢铁3#高炉大修项目中，停炉过程用时15.27小时全程无任何爆震快速将料面降至风口下沿，开炉过程用时3天实现全风全氧，各操作参数恢复至正常水平，第4天起高炉利用系数达2.5t/(d·m3)，实现快速达标达产。同年10月份，该技术应用于兴澄特种钢铁1#高炉中修项目，3天内实现快速达标达产，各指标均处于国内领先水平。
2021
高品质汽车外板与高强度汽车钢用高精度冷轧辊关键技术开发及应用
完成单位：中钢集团邢台机械轧辊、邯钢集团邯宝钢铁、燕山大学//
《高品质汽车外板与高强度汽车钢用高精度冷轧辊关键技术开发及应用》项目属于冶金工业专用工艺设备制造技术领域，由中钢集团邢台机械轧辊(以下简称中钢邢机)、河钢邯钢公司、燕山大学自主研发。
我国正处于汽车工业高速发展时期，冷轧汽车钢板已成为轧线效益增长点。冷轧汽车外板表面质量、板形要求高；随着汽车轻量化发展，汽车用钢的强度越来越高。板形、表面粗糙度是衡量冷轧带钢质量指标的重要指标，不仅是带钢外观质量指标，而且对带钢冲压时的变形行为和涂装性能有很大影响，甚至对喷漆后表面的映像清晰度也有影响。从深加工冷轧产品的质量发展来看，带钢表面粗糙度被用户用来衡量冷轧钢板等级的一个重要依据。
冷轧辊是冷轧板带成形的工具，辊面形貌直接复制到钢板表面。轧辊在工作过程中承受高的轧制载荷、弯曲与扭转载荷，承受轧件及轧辊之间的强烈磨擦。冷轧辊对板形的影响因素主要有：轧辊的弹性弯曲变形使辊缝中部尺寸变大；轧辊热膨胀，轧制过程中轧辊中部比两端的热膨胀大，从而使轧辊产生热凸度，影响板形；轧辊沿长度方向的磨损不均匀，直接影响轧制板形。冷轧辊的性能不足直接影响冷轧汽车外板质量或降低轧制效率。例如，工作层不均匀磨损及磨损过快均影响带钢表面质量、粗糙度；辊身表面精度、均匀性差或保持性差会造成板面色差、断带。轧辊轧制过程中磨损形式主要有粘着磨损、磨料磨损、化学磨损，同时，轧制过程中的局部摩擦、磨辊时轧辊表面磨痕效应、残余应力以及轧辊热膨胀等将会造成应力不均匀分布、残奥转变等，从而诱发疲劳磨损并使之扩展。冷轧辊对板带轧制具有重要影响，辊型的选择直接影响着冷轧产品的板形质量，对其他工艺参数有着决定性的影响。因此，高品质汽车外板和高强度汽车钢用冷轧辊要求具有高的耐磨性、粗糙度保持性、强度和接触疲劳性，以及尺寸稳定性和均匀性等综合性能。
本项目从高精度冷轧辊制造和应用方面进行攻关。通过开发新材质、新的制造技术，优化磨削及毛化工艺，开发了一种新材质冷轧辊产品，新产品的淬透性、耐磨性等基础性能优于常规Cr5材质，磨削性能、毛化性能等表面加工性能优于锻造高速钢材质，并且具有高的表面精度及保持性能。通过应用技术攻关，开发了一种提升轧辊耐磨性毛化控制方法，保障了带钢粗糙度的稳定性，满足了高品质汽车外板、汽车用高强度钢等冷轧板带质量需求。同时大大提高了轧制效率，为冷轧高等级板材带来巨大效益。
2021
高性能轧辊随形功能解构与绿色高效多元复合制造技术的开发和应用
完成单位：中钢集团邢台机械轧辊//
《高性能轧辊随形功能解构与绿色高效多元复合制造技术的开发和应用》科研项目属于冶金工业专用工艺设备制造技术。由中钢集团邢台机械轧辊自主研发。
高性能轧辊是提高轧机的轧制效率和钢材质量的保障，轧辊性能的提高依赖更高的合金。对于结构特殊类轧辊，如辊身与辊颈直径相差较大的热轧板带轧机立辊、板带轧机支承辊、型钢万能轧机轧辊以及使用条件特殊的夹送辊等，现有生产技术通常为整体制造或复合铸造，受轧辊结构及工艺限制，高性能材料应用存在工作层成分偏析、制造工艺性差、制造成本高、辊颈强度低、使用成本高等问题。为解决该问题，中钢邢机基于轧辊使用过程中不同部位性能需求的差异性，针对短粗型、细长型、辊身悬空型等不同结构轧辊开发随形功能解构和多元复合制造技术。
该技术成果优势和特点明显，打破了常规制造方法难以生产高性能轧辊材料的限制，实现了轧辊按不同使用部位分别设计材质和工艺，并综合运用已有的离心复合制造技术、锻钢技术、机械复合技术并将其有机的组合应用，发挥各技术的优势，实现高速钢及工具钢等高性能材料在立辊、支承辊、万能轧机轧辊、夹送辊的全面系统应用。该技术方案生产产品可实现轧辊外层高耐磨、内层高韧性、芯部高强度的良好组合，使轧辊材质有了质的提升。较常规材质使用效果相比，EC100立辊可提高2倍以上，EC200立辊可提高3倍以上，高速钢万能轧机轧辊可提高1倍以上，处于国内领先水平；高速钢夹送辊在辊役延长一倍周期下，消除了常规材质的搓板印问题，处于国际领先水平；锻钢复合支承辊和轧边辊解决了常规工艺断裂问题。
截至2020年12月，中钢邢机批量生产并应用715支高性能轧辊：其中EC复合立辊459支，在宝钢0、1880、2050，宝钢湛江2250，武钢0、2250，马钢0、2250，梅钢1422、1780，首钢京唐0、2250，鞍钢2150，台湾中钢、澳大利亚博思格公司等国内外大型钢厂和轧线广泛应用，成为热轧板卷边部质量保障的最佳解决方案；锻钢复合支承辊和轧边辊195支，在宝钢德盛、吉林建龙1450、攀钢、包钢等轧线应用；高速钢万能轧机轧辊58支，在攀钢轨梁厂、土耳其Kardemir等轧线应用；高速钢夹送辊3支，在日钢ESP、响水德丰1450、首钢京唐0等轧线应用，新增产值1.4亿元。
高性能轧辊在特殊结构轧辊应用，能够极大提升轧制品种及质量、降低轧线辊耗及优化成本构成、降低运行成本，对于提高轧线效率、实现钢铁行业绿色高效发展具有重要意义。
2021
基于新能源汽车白车身轻量化的高强、高塑、低密度钢研发及应用
完成单位：鞍钢股份//
项目属于金属材料领域，涉及新材料开发和应用技术。按照新能源汽车国家发展战略及轻量化技术路线图要求，进一步提高新能源白车身高强钢应用比例及综合性能，鞍钢依托国家科学技术部等四部委支持的国家战略性创新产品项目，结合新能源新车型不同安全结构件的成形、焊接等要求，开发了高强、高塑、低密度等系列高强钢，其中TWIP钢最高强塑积达到79.6GPa%、DP-LITE钢最低密度达到7.28g/cm3、DP钢最高强度级别达到1180MPa。将高强钢应用到新能源汽车白车身轻量化设计中，轻量化效果显著提高，获得重大科技创新：
1)针对高强钢成形难等关键技术问题，鞍钢率先开发出了全球首发产品高强塑积TWIP1180钢，解决了成形、焊接、涂装、模具开发等一系列技术难题，针对某新车型A柱原设计采用热成形件导致碰撞吸能不足的问题，成功用高强塑积TWIP1180钢冷冲压生产出A柱零部件，提高了能量吸收，满足了碰撞要求，显著降低了制造成本。鞍钢是Q&P钢国家标准的起草单位，在开发出常规QP980产品后，创新生产工艺，领先开发出高延伸AQP980、高强度AQP1180和AQP1400产品，其中AQP1400产品实现全球首发，应用于汽车B柱加强板、纵梁加强板等零部件。
2)为提升白车身零部件轻量化效果，鞍钢突破高铝钢连铸世界性技术难题，率先开发出低密度DP980-LITE钢，密度相对于传统钢铁材料降低约5%，实现全球首发，在解决成形、焊接等关键技术问题后，替代780MPa、980MPa级别产品，实现替代部件减重15%。
3)为提高新能源白车身整体轻量化效果，开发出性能、结构、材料多维度迭代的轻量化结构设计新技术，将590～1180MPa级双相钢、Q&P钢、低密度DP-LITE钢、高强高塑TWIP钢应用到新能源白车身，设计出轻量化效果显著的6款白车身，高强钢应用比例最高达到65%，其中一款B级白车身实现减重13kg，轻量化系数2.85，车型已量产上市。
项目通过国家验收，全球首发产品3项，其中TWIP1180钢研制开发入选“2017年世界钢铁工业十大技术要闻”，《基于白车身轻量化设计的高强钢及应用技术开发》项目获得全国发明展览会金奖，《一种高强度冷轧热镀锌双相钢板及其制造方法》荣获中国专利优秀奖，《基于白车身轻量化设计的个性化系列高强钢及应用技术开发》辽宁省科学技术进步奖一等奖，授权专利13项，形成国家标准1项，企业专有技术3项。开发的高强钢系列产品及轻量化技术应用于中国第一汽车集团、广州汽车集团、比亚迪汽车等新车型轻量化设计开发中，推广量达到340204.07吨，经济和社会效益显著。
2021
极寒环境用高强韧易焊接海洋装备用钢关键技术创新及工程应用
完成单位：鞍钢股份、北京科技大学、辽宁科技大学、广州航海学院、烟台中集来福士海洋工程//
本项目属于金属材料加工领域。
海洋工程装备及高技术船舶作为《中国制造2025》十大重点领域之一，是支撑我国“海洋强国战略”的重要基础。极地船舶、超深水海工装备建造所需的高强韧性、易焊接、服役安全性高等综合性能优异的钢铁材料则是极地装备安全性的重要保障。高端海洋材料的国产化对支撑我国战略性产业安全具有重要意义。
依托国家和企业重大项目，申报单位开展“产-学-研-用”攻关，历经10余年研究，建立了全系列高强、耐低温、大厚度极寒环境海工装备用钢生产技术体系，形成满足耐冰凌磨损、高抗断、易焊接的极寒环境用海洋装备用钢的轧制、显微组织调控等关键技术。取得如下创新成果：
1、针对355MPa～400MPa强度级别，采用低碳及低碳当量合金体系，在物理冶金原理及模拟仿真的指导下，利用多阶段控制轧制技术，通过板坯全厚度截面温度场与应变场耦合控制，充分实现奥氏体再结晶细化，获得低碳-细铁素体-少珠光体组织，其耐冰磨蚀指标优于普通AH36产品4倍以上；裂纹尖端张开位移CTOD(-20℃)≥2.8mm，满足极寒与超低温船舶材料设计服役要求。
2、针对420～550MPa钢级TMCP厚规格钢板，揭示了合金成分和原始奥氏体尺寸对协变相变变体选择的规律及其对低温韧性的影响，发展了TMCP工艺下的全厚度截面奥氏体细化技术，获得表层组织超细化、内部大角度晶界密度均匀一致的F级超高强度钢，心部断裂韧性NDT≤-70℃，FATT＜-80℃，屈强比≤0.86，实现了高端海洋用钢国产化、系列化、高品质化。
3、创新发展了基于异构(Heterogenous)马氏体/贝氏体组织调控原理及强韧匹配的热处理技术，通过马氏体、高温退火马氏体/贝氏体的比例调控、分布调控以及晶体学取向调控，开发出屈服强度700MPa，抗拉强度不低于820MPa，最厚达到86mm海洋平台用钢，满足了超深水和极寒海域海洋工程装备特殊设计需求。
该项目形成三大系列58个牌号产品率先通过船级社认证，制修定国家标准1项，授权专利10项。经省级鉴定，项目总体达到国际领先水平。首发产品应用于第一条材料国产化军用破冰船、“蓝鲸1/2号”等国内外重大海洋工程。
2011年至今，生产极寒环境海洋用钢75.0万吨，销售收入45.63亿元，新增利润52196.6万元，经济和社会效益显著，促进了我国高端海洋装备制造业技术进步与发展，市场应用前景广阔。
2021
高品质模具钢中厚板关键制备技术与产业化
完成单位：鞍钢股份、东北大学、宁波宁兴特钢集团//
本项目属于钢铁制造领域，涉及冶金、连铸、复合、轧制、热处理。
模具被誉为“制造业之母”，模具材料及先进制备技术的进步，对我国制造业转型发展意义重大。我国模具钢长期因性能稳定性差、生产流程长等局限受制于日本、欧美。“转炉+连铸+轧制”制程具有钢质纯净、质量稳定、高效、低成本等优势，但受连铸缺陷，坯料规格等瓶颈制约，难以实现合金更高以及超宽、超厚模具钢开发。
2007年以来，鞍钢依托省、集团重大项目，率先开展模具钢中厚板谱系化攻关，实现“工艺理论-关键制备技术-材料”的全链条自主创新，具体如下：
1、国际上率先突破系列高碳高合金模具大板坯连铸及板材生产技术
突破新制程下连铸裂纹控制、低偏析控制、不对称变形下高等向轧制以及多路径碳化物控制四大关键技术；突破立弯式连铸极限，实现最大250×1650mm断面H13等连铸坯稳定生产；开发出满足NADCA超级钢标准的4000mm超宽H13厚板，韧性和等向性能优于世界先进企业日本高周波，效率是“电炉+模铸+锻造”制程的12.9倍。
2、国际上独家掌握高碳当量模具钢全真空电子束复合组坯及关键生产工艺
攻克了模具钢全电子束复合焊接裂纹、再热裂纹，高磁性材料电子束磁偏吹、低圧缩比约束下界面冶金复合等行业共性难题，建立了模具钢复合热源焊接模型，误差≤10%。国际上首次开发出FH45、FH50、FH2311及FH40Cr13等复合模具钢，最高碳当量达3.28，实现批量应用。使得采用连铸坯为原料，大批量生产高质量、高稳定性200～1000mm特钢产品成为可能，前景广阔。
3、形成具有自主知识产权的全系模具钢“低偏析-超低压缩比-短制程”制备技术
基于铸坯数字化识取技术、均质化连续处理工艺理论体系，及高渗透性超低压缩比轧制技术的开发，采用1.43倍压缩比开发出满足锻件探伤要求的412mmFH45，效率较“锭+轧”制程提高25%以上；开发出短制程、高均质的五大系列30余种模具厚板产品。
王国栋院士为组长的行业专家鉴定意见：“高合金模具连铸及产品开发技术，复合模具钢技术填补了国内外空白，达到国际领先水平。”
项目申请发明专利51项(授权40项)，实用新型26项(授权26项)，形成技术秘密12项，制定国家标准1项、企业标准5项；获鞍钢集团科学技术一等奖和专有技术一等奖等荣誉。
近三年，实现高品质模具钢产品供货122.45万吨，新增产值44.86亿元，新增利税5.97亿元，新增纯利润4.47亿元。满足了高端制造业对于模具钢宽、厚板的需求，推动了行业的技术进步，具有较好的示范作用和推广价值。
2021
高端钢材生产用智能电磁控制关键技术集成开发与应用
完成单位：鞍钢股份、东北大学//
项目属于冶金工程学科中的钢铁冶金技术领域，包括连铸技术、电磁冶金工艺、电气装备等。在连铸机上合理运用电磁冶金技术，可以显著改善钢材的表面质量，提高拉速和生产效率，但如果工艺参数配置不当，将起到效果不稳定甚至相反的效果，目前，行业电磁冶金技术应用过程中存在的主要问题是冶金效果不稳定、使用条件受限、装置稳定性不高等，限制了电磁冶金技术在生产中的应用，本研究针对当前行业高端钢材使用电磁冶金技术难点及生产实践中的各类问题，在国家自然科学基金项目、国家“万人计划”中青年科技创新领军人才、中国博士后基金等项目支持下，历时十余年攻关研究，取得了如下自主创新的成果：
(1)自主开发了国内首例具有自主知识产权的连铸电磁制动智能控制系统全套技术，能够随着现场铸机浇铸条件的变化实时自动调整电磁冶金参数，得到最佳的流动状态和铸坯质量；开发了低拉速条件下的电磁控流模式，突破了电磁制动技术使用条件的局限性；设计了新型的结晶器电磁制动端子结构；解决了开启电磁制动带来的液位漂移这一世界难题；开发了板坯裂纹事前防控技术；电磁控流的作用效果得到充分发挥。
(2)通过对比二冷区电磁搅拌3种布置方式和5种搅拌模式，提出新型布置方式使电磁搅拌效果提高了46%；自主设计新型电磁搅拌接线方式使装备检修时间降低了50%；结合钢液凝固机理开发出电磁振荡自动控制工艺，通过使电流和频率以一定周期震荡变化，精确控制凝固前沿速度，大幅降低了白亮带的影响，无取向硅钢的等轴晶率由40%提高到86%的历史最好水平。
(3)自主开发了方坯电磁搅拌集成控制工艺技术，将方圆坯结晶器电磁搅拌工艺与连铸二冷工艺和凝固末端轻压下工艺联合控制优化，开发出国内首台套螺旋电磁搅拌装置，高碳钢和冷镦钢拉速由1.3m/min提高至1.8m/min以上，实现了冷镦钢从大方坯到小方坯的移植，大幅降低了生产成本。
本项目解决了电磁冶金技术在生产中应用的多项技术瓶颈，项目成果入选2014年度中国钢铁工业十大创新技术，获得中国专利优秀奖、全国“冶金青年创新创意大赛”特等奖、辽宁省科技进步奖等各级奖项50余项，获发明专利授权15项、企业技术秘密15项，软件著作权登记2项，发表论文70余篇，项目成果已在鞍钢多台板坯、方坯铸机推广应用，部分成果推广到唐钢、首钢等，为国民经济建设的多个重点工程用钢提供了可靠的制造保障，近三年累计创效3.12亿元，在国内同类铸机推广应用的潜力巨大。
2021
高品质无取向硅钢热轧板形与表面质量关键控制技术研究与应用
完成单位：鞍钢股份//
1.项目名称：高品质无取向硅钢热轧板形与表面质量关键控制技术研究与应用。
2.项目所属领域：金属材料加工制造工艺。
3.项目主要内容、特点及应用推广情况。
本项目针对无取向硅钢热轧生产过程板形和边裂缺陷率高的技术难题，对生产工艺进行优化改进，大幅提高了硅钢热轧板形和边部质量。本项目包含以下关键技术创新点：
(1)应用响应曲面分析技术建模优化硅钢轧制工艺
通过响应曲面分析方法建立硅钢边裂发生率与轧制工艺的数学回归模型，通过模型优化设计改进生产工艺，大幅减少硅钢热轧边裂缺陷率。
(2)开发基于遗传前馈和监控反馈的凸度自学习自动控制程序
设计应用针对0线轧机刚度系统的CVC轧辊辊型，根据离线数据建立CVC轧辊窜辊量、弯辊力等工艺与硅钢凸度的数学模型，设计基于遗传前馈和监控反馈的凸度自动控制系统，并具有自学习修正功能，设定数据可随带钢实际凸度进行动态优化，提高硅钢凸度控制精度。
(3)设计应用硅钢热轧非工艺温降控制设备系统
创新设计应用粗轧立辊挡水板、轧机入出口气喷装置等设备系统，及时清除钢板表面残留积水，大幅减少非工艺温降，提高钢板温度均匀性，避免硅钢钢板因局部温度低影响钢板塑性不足产生的轧制撕裂问题。
(4)设计应用多维指向的卷取机导尺压力二级自动控制技术
设计应用基于钢质成分、轧制厚度等多维指向的卷取机导尺压力自动控制技术，二级数模系统自动检索钢质成分与规格，系统自动优化计算卷取导尺压力，大幅减少轧制硅钢热轧钢带边部刮伤质量缺陷。
本项目研究成果在鞍钢股份0热轧线实施应用，经大生产验证效果良好，无取向硅钢热轧钢卷质量水平达到国际先进水平，热轧边裂缺陷率≤0.65%，凸度合格率≥98%，产品销往鞍钢冷轧硅钢厂、广东中山中圣金属材料公司、德国威尔斯公司，用户使用良好。2018年～2020年0线共生产销售无取向硅钢28.04万吨，实现技术增值创效6580.30万元。
2021
炼焦物料智能输配全流程关键技术研发与协同构建
完成单位：鞍钢股份//
该项目为炼焦行业技术，属冶金原料与预处理技术领域。伴随《中国制造2025》国家“制造强国”战略纲要实施及工业4.0互联网+热潮，国内工业企业建设智能工厂需求日益增长，尤其是钢铁、化工、有色等传统工业企业均有探索和实践。
自2015年，作为中国焦炭产量最大单体一地炼焦企业及鞍钢集团重要冶金原料厂的鞍钢股份炼焦总厂，践行“信息化、智能化”两化设顶层规划，开展炼焦物料(包括炼焦煤、冶金焦炭等大宗物料)的接收、存贮、运输、配合等物料自动化输配基础上的智能化开发，形成了全流程、全链条关键技术，实现每年1010万吨炼焦煤、750万吨焦炭等大宗炼焦物料输配全流程智能、安全、环保、精准、高效运行。2018～2020年累计增产冶金焦炭29289吨，增产干熄焦蒸汽15552吨，多用低价高硫煤11.88万吨；专职岗位人数由689人减少至人，劳动生产率提高80%，助推炼焦稳质增效，累计创效1亿4918万元。授权专利6项、论文5篇、企标6项、专有技术4项，获全国设备管理与技术科技创新成果奖一等奖1项，全国发明展览会·项目奖1项。
该项目产生4项创造性关键技术，特点如下：
①基于炼焦贮煤筒仓卸煤小车精确定位的智能卸煤寻仓技术的创建。针对炼焦煤备煤系统存在上错煤、卸错煤、配错煤等影响焦炭质量问题，通过贮煤筒仓卸煤小车精确定位创建智能卸煤寻仓技术，从根本上解决备煤工序配煤失真行业共性难题。
②炼焦物料设备状态在线检测分析与诊断技术集成与创新。围绕粉碎机、皮带电机等炼焦物料关键环节，开展振动数据、温度等参数在线采集，搭建关键物料输配设备状态在线检测与诊断平台，降低设备故障率。
③炼焦物料输配本质安全管控技术的协同构建。集成备煤解冻库高效安全技术、运输皮带通廊内人体视觉安全识别技术、关键部位智能机器人巡检技术，实现各分散操作室HMI的整合，消防、烟气报警设施联网管理，达到本质安全管控。
④炼焦关键物料输送环保管控技术的开发。通过对物料转运溜槽控流抑尘、翻车机喷雾抑尘等技术的优化，系统全部202个点位完全达标，实现炼焦物料输送环保管控达最新最严要求。
该项目在鞍钢炼焦总厂全部3个备煤、8个炼焦、4个生产部室等15个单元实施，并部分在鞍钢鲅鱼圈、朝阳钢铁推广。项目技术成果对推动冶金行业实现“智慧制钢”打通炼焦物料输送环节，为钢铁联合企业焦化厂、独立焦企及矿山开采等物料输送单元均有借鉴。
2021
钢铁企业中低温余热高效回收利用工艺与装备集成技术
完成单位：鞍钢股份//
本项目从2014年开始立项，隶属于冶金企业节能环保技术领域。
1.主要技术内容及特点：(1)用系统分析法厘清鞍钢本部各工序中低温余热种类、资源量，通过能级计算及供暖能级匹配系数分析明确中低温余热利用途径。(2)开展冲渣水水质分析、挂片实验、腐蚀物XRD分析、冲渣水垢样成份分析、模拟供暖期腐蚀、结垢速率实验等一系列研究，分析腐蚀、结垢机理；在此基础上研发冲渣水间接清洁供暖技术，解决冲渣水在换热设备中的结垢、腐蚀问题。(3)研究能源管控发电分厂北部6号机组降低凝汽器真空度的合理范围，实现供暖季与非供暖季不停机无扰动切换。
(4)研究二发电3#机组实际情况及热负荷需求，制定发电机组供热改造的工艺路线。(5)建立供暖系统能效评估体系，对以上四个供暖系统进行能效评估。
特点：(1)冲渣水间接清洁供暖技术：研发精细过滤换热技术和宽流道换热技术分别应用于鞍钢2、3和4、5高炉冲渣水余热回收系统，实现高炉冲渣水间接清洁供暖。(2)低真空供暖深入研究与拓展技术：将供暖机组传统运行真空度‐65KPa至‐75KPa拓展至‐60KPa至‐50KPa，并研发余热发电机组不停机切换技术，实现发电机组供暖季与非供暖季的无扰动不停机切换。(3)低压蒸汽供暖技术：确定低压蒸汽供暖提供蒸汽流量的合理范围，实现了低压蒸汽供暖技术在鞍钢的首次应用。
2.应用推广情况：厘清鞍钢余热资源种类、利用途径，为鞍钢余热资源利用提供有效的解决方案，指导下一步利用鞍钢余热对鞍山主城区3000万m2住宅进行供暖，为鞍钢内部充分挖掘、利用中低温余热资源，指导利用鞍钢余热替代鞍山供暖小锅炉奠定了理论基础；将精细过滤换热技术和宽流道换热技术分别应用于鞍钢新2、3和新4、5高炉冲渣水余热回收系统，实现了高炉冲渣水间接清洁供暖技术在鞍钢的应用；低真空供暖深入研究与拓展技术在能源管控发电分厂6#机组余热利用系统上实施。低压蒸汽供暖技术在二发电3#机组余热利用系统上实施。该项目的实施实现了对鞍钢企业内部中低温余热资源的充分挖掘和利用；即可增加企业效益，又可大大减轻供暖燃媒锅炉给空气和环境造成的污染，造福一方，形成地企联合控污制污的双赢格局。
2021
转炉高废钢比条件下低碳含硼冷轧基料用钢若干技术的研发与应用
完成单位：鞍钢股份、东北大学//
本项目属于钢铁冶金技术领域。
在鞍钢股份和东北大学的共同努力下，该项目历时五年，使朝阳钢铁彻底从单高炉生产瓶颈中解放出来，充分发挥了品种优势和流程优势，在不增加设备投入的情况下，研发出适用于整个鞍钢集团的高废钢比、低铁耗、高质量生产冷轧基料钢的一系列关键技术。从2017年开始，转炉高废钢比高效冶炼技术、全程铁素流-物质流-能量流管控技术、ASP铸机高效连铸技术、含硼钢铸坯角裂/钢板边裂控制技术及相关品种残余元素利用技术等陆续被应用于鞍钢股份三地生产线，使生产成本持续降低，产品质量稳步提高，为冶金行业探索出了一条环境友好、低成本高质量的经济降本路线，成效显著。主要创新成果为：
1.在国内首次实现了“转炉添加预熔废钢”的工业化生产，使铁水单耗降至700kg/t以下；在铁水罐添加废钢的工业化生产中，铁水单耗降至790kg/t以下；无任何外加热源条件下，铁水单耗稳定控制在860kg/t以下，其中连续三个月控制在830kg/t以下，为行业领先水平。
2.通过改进石灰质量、用轻烧镁球和生白云石替代轻烧白云石及开发新型非均相高效脱磷剂等技术使转炉在高废钢比冶炼条件下实现了少渣冶炼。结合钢水过程保温、钢包和中间包采用纳米保温材料和提高钢包周转频率等技术，形成了冶炼-连铸全流程的铁素流-物质流-能量流管控技术，有效降低了铁水单耗和全流程钢铁料消耗。
3.开发了ASP薄板坯铸机高效连铸关键技术，通过数值模拟研究水口结构和工艺参数对结晶器内流场、温度场及坯壳厚度的影响，优化水口结构，形成高效布流技术。结合射钉试验，修正了ASP铸机二冷工艺模型，使模型精度明显提高，铸机单流通钢量提高至3.96t/min，达到国内同类铸机的领先水平。
4.开发了低碳含硼冷轧基料钢裂纹控制技术，在鞍钢集团内首次实现了“低碳沸腾出钢、精炼调铝”的冶炼制度。结合钢水中残余元素含量，协调控制转炉终点碳含量和精炼窄成分，有效抑制了低碳含硼钢铸坯角裂和钢板边裂，使低碳含硼钢质量缺陷率由100%降至0。
项目获授权发明专利3项，受理发明专利6项，授权实用新型专利2项，发表论文13篇，获全国发明展览会金奖1项。该项目降低了铁耗、提高了炼钢连铸生产效率且解决了含硼钢的缺陷难题，产品质量得到国内外用户的一致好评。该项目仅在朝阳钢铁创效已逾2.66亿元，项目成果成功推广至鞍钢股份炼钢总厂和鲅鱼圈炼钢部后总体创效也很显著，已成为鞍钢在炼钢领域降本增效的关键手段，也为全行业经济降本提供了重要思路。
2021140
酸轧联合机组轧制高强钢工艺装备自主集成创新
完成单位：鞍钢股份//
鞍钢1676mm酸轧联合机组于1989年移建投产，1999年改造一次，截止目前生产线已经连续生产运行了25年，随着设备的老化，运行状态不稳定，而且西门子硬件设备S5，SIMADYN-D，及传动装置等早已停产，使得备件问题突出。同时为满足汽车，轻工，家电等高端市场的需求，鞍钢冷轧厂通过对工艺及设备都比较陈旧的1676mm联合机组进行升级改造，新建一条装机水平先进，能够生产高强汽车及家电板的联合机组。
项目实施包括工程管理，设计、编程、调试、优化，完全由鞍钢组织完成。通过借鉴国内外的先进工艺技术，结合鞍钢产品定位，同时兼顾生产能力和设备配置的特点，优化生产工艺设备，节约投资，达到改善设备装机水平，有效规避设备运行风险，提高机组作业率，提高成品轧制的厚度精度和板形精度，增加产能的改造目的，另外电控系统的改造也为产品开发和产品结构升级提供有效的功能支持。生产实践证明，该机组生产工艺先进、合理、设备运行可靠。
项目主要内容如下：
(1)三电系统研发自主集成的升级关键技术，解决设备老化，备件停供，运行存在高风险的问题。自动化系统升级为主流控制系统；二级硬件更新，软件升级；关键检测仪表(板形仪、测厚仪、激光测速仪及对中等)设备升级与优化。
(2)主传动升级为主流全数字控制系统，采用交直流混合配置，解决模拟系统响应速度慢，运行精度慢，控制精度低的问题。
(3)轧机4#机架由四辊改为六辊，采用四、六辊混合配置机型，有效改善板形控制能力和提高轧制精度。
(4)支持辊油膜轴承升级为主流滚动轴承，解决支持辊偏心，油膜厚度变化影响厚度控制精度问题以及油膜轴承易对乳液系统造成污染，从而影响产品表面质量。
(5)焊机改为激光焊机，更换现有的闪光焊机为激光焊机，解决宽料、薄料及高强钢焊缝断带率较高的问题。
(6)乳化液系统更新立式泵为卧式泵，增加提升能力，新制备用箱，将提升站迁址，解决立式提升泵故障率高，能耗大，提升箱能力不足，易冒乳，无备用箱，清理费时，不利于离线调整的问题。
(7)研究并应用工程实践管理技术，缩短施工和调试工期。
该项目实施后授权专利17件，形成技术秘密17件。仅2016年全年实现销售量112.18万吨，创效1.4亿元。甩机架、厚度控制系统优化技术正在推广到冷轧厂其他联合机组上进行应用。
2021141
GB/T1-2018《低合金高强度结构钢》等系列国家标准研制与推广应用
完成单位：鞍钢股份、首钢集团(原首钢总公司)、冶金工业信息标准研究院、江阴兴澄特种钢铁、江苏沙钢集团、中信金属股份//
GB/T1-2018《低合金高强度结构钢》等系列国家标准研制及推广应用
低合金高强度结构钢是我国三大结构钢中最具发展前途的钢系，以其量大面广的特点，广泛应用于建筑结构、桥梁建筑、风电、水电、交通运输、能源输送等领域，在国民经济建设中占有极其重要的地位。
作为低合金高强度结构钢基础性标准GB/T1《低合金高强度结构钢》曾先后经历了四次修订，标准部分钢牌号和性能逐渐向国际标准靠拢。但现行的GB/T1-2008仍然存在着牌号体系、成分、性能指标未按交货状态进行细化，屈服强度采用下屈服等一系列不足，与国际、国外先进标准差距较大，与工程建设需求也存在较大的差距，使标准的使用受到极大的限制；同时我国没有与国际标准一致的低合金钢系列国家标准，在产品进出口贸易中受到限制。为此，根据国标委的国家标准项目修订计划，经过6年多的努力，项目组完成了GB/T1-2008《低合金高强度结构钢》的修订，对标准结构进行了重大调整、按不同的交货状态分别制定了相应的牌号及成分和性能指标、将主要钢级Q345调整为Q355、将下屈服调整为上屈服，标准水平和国际化程度有了显著提升，极大地增强了标准的适用性，满足了建筑工程的需要；同时，在与国际标准接轨的同时，保留我国先进合理的内容，制定了GB/T34560《结构钢》六项国家标准，技术指标超过国际标准及国外先进标准，在国际贸易及“一带一路”基础设施建设中发挥重要作用，为我国标准走向国际创造了条件。
本项目顺应国家标准走出去的战略目标，主导完成了国际标准ISO630-3的修订，将中国先进技术纳入国际标准，大大提高了国际标准水平，引领了国际标准的发展，增加了我国在国际标准中的话语权。
本项目开展了卓有成效的推广应用，通过大规模、有针对性的宣贯，推动了结构钢标准纳入“钢结构规范”，为标准的实施奠定了坚实的基础；制定的结构钢专用标准修订规划，已用于指导30余项结构钢专用标准的研制，开创了由单纯的标准制修订向标准研究转变的先例。
本项目推广实施以来，仅鞍钢股份推广量达65.67万吨，新增产值23亿元，新增利税14亿元，经济效益显著。
本项目的实施对钢铁工业品种结构调整、技术进步和产品升级具有重要作用，为中国标准走向世界创造了条件。本项目研究成果已应用于国内生产厂在结构钢品种方面的研发和技术论证，应用前景广阔。
2021142
热轧控制设备标定技术的研发与应用
完成单位：鞍钢股份//
本项目属于冶金工程技术中的热轧轧制工艺控制技术领域。应用于热轧生产线控制设备的标定技术应用领域。
随着科技进步，自主创新能力的提高，钢铁企业为了生存与发展，在未来几年，工艺技术进步、产品结构优化、智能化制造、高效节能与绿色发展等是钢铁行业发展的重要方向，而提升产品质量水平、推进智能制造和坚持绿色发展作为科技发展的重点。本项目主要秉持以人为本、注重效率、提高产品质量的原则，遵循热轧产线控制设备的固有特征，通过对控制设备结构分析，综合运用轧钢学、机械原理等学科知识，自主研发控制设备标定工具及应用方法，彻底解决对控制设备标定时误差率高、作业效率低、安全性差及产品边部质量粗糙等问题。通过对热轧控制设备标定技术的研发与应用，不仅提升了标定精度、提高作业效率，而且大幅度提升标定时人员的安全系数，产品的边部质量也得到了显著的提高。热轧控制设备标定的关键技术创新与集成综合运用轧钢学、机械原理等学科知识。
主要内容及特点：
(1)首创在线板坯测宽技术。在不增加设备的基础上，彻底解决同类机组板坯无法在线测宽的共性问题，避免板坯精度异常造成的成品宽度缺陷和设备的损害，填补了在热轧产线上板坯在线无法测宽的国内空白；
(2)自主研发水平辊、立辊、定宽机的标定工具等三个控制设备实用新型，降低初始辊缝和校验辊缝对带钢厚度、宽度的决定性影响，彻底解决了标定时的安全隐患，提升了标定精度、提高作业效率，同时提升产品的轮廓精度，提高下游工序的轧制稳定性，避免了事故的发生；
(3)自主研发精轧活套辊标高的标定工具实用新型专利，活套标定偏差控制在0.018rad以内，该技术不仅提高了带钢在精轧内穿带的稳定性，而且避免精轧堆拉钢、甩尾、卡钢等事故的发生，同时标定的安全性也大幅度提高；
(4)自主研发精轧入口导轮的标定方法发明专利，入口导轮标定精度控制在2mm以内。该发明不仅提高了精轧入口导轮的标定精度，而且保证带钢在轧制时的稳定性及良好的卷形，同时也防止带钢刮碰导尺造成的边部质量缺陷。
项目成果已成功应用于鞍钢股份鲅鱼圈0热轧线，具有完全自主知识产权，获得发明专利2项，实用新型4项，企业专有技术1项，本项目投入使用后，不仅彻底解决了控制设备在标定时的安全隐患，而且标定精度、作业效率也大幅度提高，同时提高了产品质量。技术成果整体上达到国内领先水平，部分技术达到国际水平，填补了国内空白，具有重要的推广价值。
2021143
一种基于双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统
完成单位：鞍钢股份//
甩尾问题是所有热轧带钢生产企业在生产轧制过程中非常典型的一种生产事故，是由带钢轧制过程中跑偏所造成。轧制过程中带钢跑偏严重会导致卡钢事故，带钢尾部跑偏会直接造成甩尾。两种情况都是严重威胁企业产品质量与产量的关键性问题，也是热轧行业的普遍性问题。引起带钢跑偏的因素很多，如板坯加热的均匀性、板坯在轧制过程中的存轧时间长短与自然温降程度、轧制过程中的带钢冷却方式、带钢本身的塑性特性、轧制负荷的高低、整个轧线各个部分相关机械设备的间隙与控制精度、生产操作人员的操作手法与反应灵敏度等等，都与带钢跑偏的发生密切相关，而且大多数带钢跑偏问题都无法归类到某一个因素，因为其属于多因素共同作用所引发的生产事故，具有很强的不确定性。长久以来甩尾与带钢轧制时跑偏问题一直是困扰热轧带钢生产企业的难题，所谓的有效控制方法仅仅是依靠精轧生产操作人员的经验与反应，手眼并用的去调整，劳动强度很大，效果却不尽如人意。
所以带钢的跑偏与甩尾是众多相关专家与工程技术人员所高度关注的一个课题，解决的方案也是各种各样层出不穷，但大多数的方案还都是加大基础设备的投入来保证设备精度，密集增加检测设备与控制设备，相关的设备投入巨大。不过无论是那种方案最后的实际效果还是很微弱。因为即使保证了设备精度但带钢本身的塑性特性变化还是无法预料，即使密集增加了检测与控制设备，但轧制过程中的工况环境比较恶劣，干扰因素很多，很难保证检测设备的检测结果是准确的，这也就无法保证控制是有效的。所以目前国际上的热轧带钢生产企业中带钢跑偏与甩尾问题还是一个顽疾。
本项目通过自主研发的双动态死区控制技术，突破了制约辊缝水平自动控制技术始终无法解决的技术瓶颈，达到行业领先水平，填补了国际热轧自动控制领域的空白。项目在鞍钢股份热轧厂1780热轧线投入使用后减少甩尾事故50%，大大降低了带钢跑偏与甩尾的机率，提高了轧机的稳定性与适应能力，同时减少了轧制时需要人工干预的机率，减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。为真正意义上的全自动轧钢奠定了良好的基础，取得了较高的经济效益与良好的社会效益。目前，鞍钢股份热轧厂1780热轧线与2150热轧线投入使用，已累计创效1600多万元。鞍钢本部1700热轧线正在进行技术转化，鲅鱼圈0热轧线与朝阳钢铁意向引进此技术。全国有80多条同类热轧产线，且项目本身几乎为零投资，所以推广空间很大。
(责任编辑：探索)