中厚板产品广泛应用于油气输送、船舶海工、桥梁建设，压力容器、高强工程机械、建筑结构等行业领域，中厚板产品是国家工业建设、城市建设、经济发展和国防军工的重要支撑材料。而高品质厚板作为中厚板产品中的明珠，主要应用于国家重大工程和重大装备的承压、承重等关键承力部件，如盾构机的刀盘、风电塔筒及门框、风电安装船的桩腿、高层建筑的箱柱底座等，高品质厚板产品质量直接影响国家工程的建设，但长期以来，高品质厚板长期依赖进口，立项之初，其制造技术一直存在三个方面的技术瓶颈，具体如下： 1、连铸坯生产保探伤特厚钢板技术。因铸坯内部缺陷和特厚钢板的压缩比受限等原因，保证特厚钢板的探伤性能要求一直是行业难点，同时此类特厚钢板往往应用于关键的承力部件，如重型装备的盾构机采用180mm以上的特厚板，对其探伤性能要求满足国标Ⅰ级要求。传统采用模铸工艺生产特厚钢板，因其能耗高、效率低，已无法满足绿色高效的制造要求。因此，迫切需要开发低压缩比连铸坯生产保探伤特厚板技术，实现连铸坯生产180mm以上保探伤特厚板。 2、高强韧易焊接厚板制造技术。高强韧易焊接特厚板是决定焊接钢结构服役安全性的关键，如建筑用承力柱、桁架等部位要求100mm以上460MPa级厚板，为了保证钢板的强韧性匹配，传统采用正火工艺生产，因碳当量高，焊接过程中易产生裂纹，对建筑结构的安全性产生较大的隐患。而采用TMCP工艺生产大厚度高强度钢板时，虽然采用低碳当量可改进焊接性，但TMCP工艺生产大厚度钢板组织控制难度大，低温韧性稳定控制的技术瓶颈尚未突破。 3、在线淬火生产高强韧厚板制造技术。在碳达峰、碳中和背景下，为了降低能源消耗并减少碳排放，同时提高产品竞争力，行业内普遍采用在线淬火工艺生产厚度≤50mm以下550MPa钢板，但海洋工程领域的风电安装船的桩腿等行业设计需求厚度≥60mm、强度≥690MPa高强韧厚板，随着世界能源结构调整和我国风电行业的快速发展，对此类产品的需求将更加迫切，但在线淬火工艺生产难以获得全厚度截面的马氏体组织，导致钢板韧性差一直是行业难题。 综上所述，为了满足重大工程对高品质厚板需求，迫切需要突破高品质特厚板生产的关键技术瓶颈！

国内现有船舶及海洋装备用钢无法满足极寒环境应用，其主要原因在于： 1、36-40kg高强船板，通常采用控轧、正火轧制或传统TMCP方式生产，常规组织的韧脆转变温度较高、防止结构脆性瞬断能力不足，无法满足极地船舶-60℃的设计服役要求； 2、极寒和超深水海洋平台用钢需满足超高强、大厚度、易焊接、厚向均匀等特性，传统上采用调质生产的钢板其高屈强比、高碳当量导致可焊性差；钢板厚度方向性能不均，心部强度和低温韧性易存在波动，无法满足超深水和极寒海工装备在高韧性设计和应用服役性能要求。 为满足国家重点领域关键材料亟需，鞍钢联合项目各完成单位开展“产-学-研-用”协同创新，针对不同海洋装备的设计选材要求，实施材料设计-制造-应用-服役评价等全链条集成化技术创新，探清低温韧化机制，开发出全系列极寒环境用高强韧易焊接海洋装备用钢，实现国内外重大海工装备示范应用，为海工装备产业技术升级、实现高端材料自主可控提供了重要支撑。 鞍钢作为国内海洋装备用钢的重要研发基地，率先完成F级极寒环境海洋装备用钢的船级社认证，与项目完成单位在极寒环境海洋装备用钢的合金体系设计、强韧化机理、服役性能评价等方面开展了合作，并积累了丰富的经验。鞍钢拥有国际一流的海洋工程用钢生产装备，5500mm轧机轧制力高达105000kN，最大板宽可达5200mm，完全可以满足极寒环境海洋装备用钢的轧制要求。鞍钢拥有强大的热处理能力，可进行淬火、回火、正火、退火等热处理，为本项目的研发提供了支撑。

我国基础件用钢年产量超过3000万吨，约占特殊钢总量的30%，是量大面广的特殊钢品种。基础件产品种类丰富、制造工序繁多且质量要求逐步提升，对原材料的组织和性能提出特殊要求，但目前中高碳特钢线材在线组织性能精准调控仍是突出的技术难题，典型代表有：1）弹簧钢51CrV4等淬透性较强，小规格线材常规工艺易出现M+B组织，直接深拉拔时材料心部易发生“人字型”裂纹；2）8.8级紧固件用免退火冷镦钢市场需求量大，但当前产品球化/退化珠光体比例小，变形抗力大，模具损耗高而应用受限；3）工具钢S2（67SiCrNiMoV）淬透性高，轧后易形成M组织，在储运及加工过程易发生脆断导致报废；4）因低温变形抗力大，轴承钢100Cr6传统工艺不利于碳化物网状控制，显著影响滚动体轴承疲劳寿命；5）高强帘线钢LX86A要求原材料具有高索氏体化率、无封闭网碳，以保证深拉拔及捻股及疲劳性能，因此通常采用离线热处理（球化退火、盐浴或铅浴）及二火材等工艺来解决，带来成本增加、成材率低、能耗高、环境污染等一系列问题。 中天钢铁集团特钢公司通过在线组织调控技术的持续创新是有效解决上述问题的有效途径。传统控轧控冷技术（TMCP）主要应用于板带及型材生产，相关研究及技术成果较多。相比之下，基础件用特殊钢线材的在线组织调控技术研究相对薄弱，缺乏系统性，应用受限。因此当前特钢厂亟需结合下游用户的需求，加强研究力度，加快推进我国特钢线材的高品质、绿色化、节约化发展进程。

利用国产精轧机+双机架MINI轧机及相应的“10+2“”，自主创新开发高品质特殊钢线材的TMCP技术以及该技术的应用，生产了（1）汽车悬架弹簧钢50CrVA ，获得了100%的准平衡态组织F+P组织，减少退火工序，满足用户直接拉拔加工；（2）高性能工具钢S2 ，获得了均匀的贝氏体组织，体积百分数≥90%，二次脱碳浅，便于用户加工及提升产品疲劳性能；（3）免退火冷镦钢SWRCH35K，在线获得球化组织，球化率达到80%以上，铁素体占比达到78%，冷加工性能好，成功用于直接拉拔冷镦生产多种紧固件；（4）滚动体轴承钢GCr15，有效控制网状渗碳体析出，网状碳化物≤2.5级，晶粒度达到10级以上，热轧面缩≥30%，可实现轻拉拔减少下游加工工序亦可缩短球化退火时间；（5）帘线钢LX82A，提高索氏体化率到90%以上，无网碳组织，同批抗拉强度波动控制在±25MPa内。 针对中碳到高碳的特殊钢线材品种，自主创新开发出系列的基于MINI轧机的TMCP工艺技术，实现下游加工工序、节约能源、减少排放、改善组织、提升品质、降低成本等，对特殊钢线材基于MINI轧机的轧制工艺优化起到明显的指导意义，达到了同类技术领域的先进水平

本项目“基于双机架MINI轧机的高品质特殊钢线材TMCP技术创新与开发应用”，围绕“10+2”流程创新、TMCP工艺创新、产品创新为核心，开展自主创新研究、开发及应用工作。通过产学研合作，基于“10+2”工艺流程，创新开发汽车用合金弹簧钢50CrVA、高性能手工具钢S2、免退火冷镦钢SWRCH35K、滚动体轴承钢GCr15、帘线钢LX82A等典型特殊钢线材品种的TMCP成套工艺技术，实现了高品质特殊钢线材的工业化生产，提升了产品的组织性能。产品实物质量达到国内领先、国际先进。实现下游加工工序减化、节约能源、减少排放、绿色环保、提升品质、降低成本等成效，取得良好的经济和社会效益。

为了满足超千米级公铁两用斜拉桥——沪通长江大桥建设需求，解决在选材用材上存在的关键技术难题，武汉钢铁有限公司在桥梁钢领域多年来的研发制造基础上，联合中铁大桥勘测设计院、沪通长江大桥建设指挥部、武钢集团鄂钢有限责任公司开展了Q500qE钢试验研究，并获得中铁总公司立项支持。 项目研制Q500qE钢及配套焊接材料和焊接工艺等可用于建造大跨度、重荷载、高行车速度的特大型铁路桥梁、特大型公路桥梁、城市立交桥、建筑场馆、海洋平台等大型钢结构。 Q500qE钢采用低碳多元微合金化的成分设计，按TMCP工艺组织生产，通过控制钢中软相（铁素体等）和硬相（贝氏体等）的大小、形态、尺寸、分布等，并使晶粒适度细化，使得钢具有较高的强度和较低的屈强比，同时低温韧性和焊接性能优异。 项目成套技术的开发与成功应用使得我国大跨度铁路桥梁钢强度级别由420MPa级提升至500MPa级，从而将我国大跨度铁路桥梁钢的制造及应用等成套技术推到一个崭新的 高度，实现了我国大跨度铁路桥梁钢的整体更新换代，被业内认为具有里程碑意义。

本项目属冶金科学领域。 本项目利用相变强化机制开发了540MPa~780MP级热轧双相钢/高扩孔钢；运用多种强韧化机制，开发了屈服300 MPa ~700 MPa细晶粒钢、抗拉420 MPa ~610 MPa大梁钢；运用微合金化及相应的TMCP工艺，开发了520MPa~750MPa级搅拌罐用钢；采用微合金化和TMCP及热处理工艺，开发了屈服强度大于960MPa级高强钢。 高强钢的应用是实现汽车“轻量化”的重要途径，围绕轻量化材料设计及流程减量化的“绿色制造”，本项目成果的主要创新性、先进性如下：（1）系列热轧双相钢/高孔钢及轻量化车轮制备：开发了540MPa~780MP级热轧双相钢/高扩孔钢，在国内率先实现了全双相钢/高扩孔钢车轮的制备，在部件减重15%的基础上，实现了疲劳性能翻番。 （2）车身结构用系列热轧高强钢及轻量化车身设计：开发了屈服300 MPa ~700 MPa细晶粒钢、420 MPa ~610 MPa大梁钢。采用上述产品可实现性能不降低车体减重5%。 （3）工程车辆构件用系列高强钢及轻量化应用：开发了520MPa~750MPa级搅拌罐用钢，产品的应用可降低自重系数30%。开发了屈服大于960MPa级高强钢，具有-40℃冲击功大于100J的优异韧性。 通过本项目的实施，开发了多系列热轧高强钢，共获5项省新产品、1项省名牌产品、2项省科技成果。近三年来累计生产12.7万余吨，新增销售收入约37.4亿元，新增加利润3.0余亿元，新增利税4.4亿余元，经济效益显著。 项目的实施，符合国家及安徽省相关产业规划，有很好的示范效应和社会效益。 项目取得的技术成果在马钢得到应用；所开发的产品在众多主机厂的车体结构件、搅拌罐罐体及液压支架等得到应用。随着中国汽车工业的发展，前述高强钢的应用范围必将更加广泛。

现代桥梁向大跨度、重载荷、全焊接、绿色环保方向发展，对结构用钢板提出低屈强比、优异的高强韧性匹配、良好的焊接性能和耐大气腐蚀性要求。项目实施初期，高强度钢板存在屈强比偏高，特厚板截面性能稳定性差、焊接效率低，耐候钢焊接适应性差，尚未形成成熟、稳定的高性能桥梁钢制造和应用技术。 从行业需求出发，首钢联合中铁山桥、中铁宝桥两大桥梁制造集团，基于TMCP工艺进行系统研究、技术创新和攻关，开发出新一代低屈强比易焊接高性能桥梁钢产品和配套焊接材料及工艺，解决了高性能桥梁钢制造和应用难题。

射流冲击换热是强制对流中具有最高换热效率的传热方式。热轧板带钢超快速冷却装置采用倾斜射流冲击冷却技术代替传统层流冷却技术。实现热轧钢板冷却强度大幅提升的同时，大大减少了不稳定的换热方式存在，有效提高了钢板冷却过程中的冷却均匀性。在此基础上，以超快速冷却技术为核心，建立新一代TMCP工艺体系。通过降低合金元素使用量、采用常规轧制或适当控轧与超快速冷却相结合，尽可能提高终轧温度，实现资源节约型、节能减排型的绿色钢铁产品制造过程。

开发出具有我国自主知识产权的大型热连轧机生产线新一地啊TMCP关键装备与技术--闸后超快冷系统成套技术装备，并针对热轧板带钢典型产品，如普碳、高强、管线等瓶中，研究开发并实际应用以超快冷却为核心的新一代TMCP技术。 主要包括以下三方面内容： 1、新一代TMCP超快速冷却装备开发 2、基于超快冷的新一代TMCP控制冷却自动化系统开发； 3、新一代TMCP条件下热轧带钢典型产品资源节约型生产工艺技术开发； 考核指标： 1、热轧带钢轧后冷却速度达到300度/秒（厚度规格为3-4mm），，命中率大于90%； 2、冷却出口温度控制精度为带钢目标温度的温差在20度以内；卷取温度控制精度为目标温度的20度以内，命中率大于90%； 3、在保持或提高板材塑韧性和使用性能的前提下 ，典型产品强度指标提高80-100MPa或钢中主要合金元素节约20-30%；