为大幅度提高焊接效率，降低建造成本，大线能量高效焊接技术在现代钢结构制造业中应用日益广泛。在大线能量焊接条件下，热影响区组织急剧恶化，强度和韧性下降，并且随着钢板强度的提高，焊接裂纹敏感性增加，给大型钢结构的安全带来危害。开发适于大线能量焊接，同时具有高强度、低焊接裂纹敏感性的钢材是国内外钢铁研发领域的重要课题。 船舶、海工、原油储罐等立式结构多采用EGW气电立焊大线能量焊接方式，而桥梁隧道等平面结构焊接中气电立焊并不适用，一般采用常规多道次焊接工艺，严重制约施工进度。针对平面结构，工程上采用FCB焊接技术，可一道次成型，使施工效率成数十倍提高。但FCB焊接过程中上下表面同时被焊剂覆盖，导热性能极差，又缺少气电立焊采用的强制水冷，导致焊后冷却速度更为缓慢，热影响区的组织粗化、脆化问题更为严重，这对大线能量焊接用钢的性能要求更为苛刻。特别在重大工程的大规模应用中，对钢板大线能量焊接性能的稳定性要求极高，这又对高效批量化稳定生产提出特殊要求。 鞍钢股份有限公司、东北大学和广船国际有限公司等单位针对上述背景和问题，联合开展了大线能量焊接桥隧用钢开发及重大工程应用项目研发工作，取得了创新性成果。

针对固废资源再利用过程应“因材施法”，本项目经过近二十年的技术攻关，突破了传统的低效能、高污染、低附加值的利用方式，系统地提出了固废资源从源头利用的方法、针对一些特殊固废的利用开发了成套关键装备及技术平台，实现了上述固废整体绿色增值化利用。发泡陶瓷和微晶玻璃具有导热系数低、强度高、容重低、防火阻燃、生态环保等优点，且应用范围广、需求量大、生产工艺相对简单，对上述有价组元含量低难提取的矿冶固废具有较大的消纳能力。根据发泡陶瓷或微晶玻璃的组成特点，通过调整多种固废的组成及比例与目标产品相匹配可制备出性能优良的发泡陶瓷和微晶玻璃产品。而对于有价组元含量高且易实现有价组元提取分离的矿冶固废可根据其自身特性进行对有价组元有效回收及回收后产生的固废用于生产其他高附加值材料，较好地解决了矿冶固废整体化、高效化、绿色化利用难的问题。本项目针对含钛高炉渣、高硅铁尾矿、钢渣、赤泥等有价组元难有效回收的固废，采取了直接整体利用的思路用于制备发泡陶瓷和微晶玻璃；针对烧结机头灰、瓦斯灰、沉泥、二次锌渣、酸洗废液、炼钢干法除尘灰、轧钢铁磷、热镀锌渣等二次资源固废，采取了对其中的有害或有价元素进行提取或直接利用制备其它功能材料，经提取或功能化利用后产生的固体废可用作生产发泡陶瓷/微晶玻璃的原料。

主要研究内容包括：①气-固-液多相高效上升管换热器的研制与换热强化；②导热油负压脱苯工艺及其传热传质强化；③导热油回收上升管系统网络建模；④能量流网络智能化控制优化设计。 本项目通过低碳洁净能源流网络的构建，变革现有上升管余热的回收方式与焦化余热的利用方式，大幅降低焦化系统能耗、减少焦化过程CO2排放、推动焦化工艺技术进步；为焦化企业创造更好的经济效益和社会效益，加速实现焦化企业可持续发展、绿色转型升级和“双碳”奋斗目标。

近来中国钢产量迅飞发展，连铸是钢铁厂主要流程中的重要环节，连铸坯的质量也成为影响钢材质量的重要因素。连铸坯的表面裂纹、中心偏析、中心疏松等在各大钢厂均有发生，严重影响企业的生产和经济效益。针对上述问题，本项目展开立项研究，从连铸坯的主要缺陷入手，提出相应的技术措施，减少上述铸坯的缺陷，提高铸坯的质量。本项目属于钢铁冶炼技术炼钢领域。 连铸坯表面横裂纹及角部横裂纹在连铸过程中时有发生，特别是中碳钢、中碳合金钢及微合金化钢，该类缺陷与连铸的二冷工艺及压下位置有直接关系；而铸坯的中间裂纹、三角区裂纹、中心偏析、中心缩孔及中心疏松在中碳钢、中碳合金钢及高碳钢上表现得尤为突出，这类质量缺陷与连铸二冷及压下工艺有非常大的关系；目前这两种缺陷是制约连铸生产的主要因素。本项目的主要内容：结合钢水的凝固特点，采用更为接近实际的边界条件，建立新型数据库，开发出新一代二冷及可控压下软件，并在线投入使用，采用双目标温度确定冷却水量技术、可控单段压下技术等，大幅度降低铸坯表面横裂纹及角横裂纹发生率，减轻铸坯的中心偏析及中心疏松，提高铸坯的质量。 项目的特点如下：1）开发出新一代二冷和可控压下的软件；2）纳入复杂的更为接近实际的边界条件，通过横向温度分布不均匀、喷嘴喷水的不均匀确定横向热流量、通过测定铸坯的表面温度，来确定季节性、浇注周期的影响；3）采用双目标温度计算冷却水量、在具有幅切功能的连铸机上，可以计算边部的冷却水量；4）压下量、压下位置的合理确定，提出压下量、压下区间的确定原理；5）采用可控单段压下工艺，通过拉速优化将压下区间控制在一个扇形段内；6）非稳态压下控制，凝固位置跟踪，压下速率的合理设定；7）建立新型数据库，在线计算钢种热焓、导热系数的修正；8）混浇模式下配水及压下工艺，其成分在该状态下逐渐变化造成液固相线温度等参数的变化，确定混浇坯长度；9）凝固终点的W形状压下控制，采用加权平均压下结束点固相率，做为压下的结束位置，同时优化水量，减少W形状的程度，三角区裂纹。 该项目先后在鞍钢、五矿营口中板、唐山不锈钢、柳钢、宝钢、日照等企业连铸机上应用，项目应用后，微合金化钢及中碳合金钢铸坯角部横裂纹减轻得更为显著，明显减轻中碳钢、中碳合金钢及高碳钢中心偏析、缩孔及疏松。实施该项目后，提高铸坯质量、改善生产顺行，提高热送热装比率、降低劳动强度等方面取得重大成绩，取得显著的经济效益。

本项目应用于炼铁高炉长寿技术领域，是高炉长寿技术的集成和创新开发。针对高炉寿命短的现状，分析影响高炉长寿的因素，从高炉前期炉缸设计施工、高炉生产中设备维护及工艺操作和高炉炉役后期维护等方面开发创新一系列高炉长寿新技术、新工艺、新方法，延长高炉寿命，实现高炉长寿目标。 1、创新高炉炉缸设计长寿新技术，延长高炉寿命。通过优化高炉炉底、炉缸结构设计，加大死铁层深度，降低炉缸侧壁侵蚀速度。通过采用碳砖+陶瓷杯复合式炉底结构，减少铁水对炉底炭砖的侵蚀。通过选用优质抗铁水溶蚀和抗碱侵蚀、导热系数高等性能优良的耐材和泥浆，减少炉缸侵蚀速度。 2、创新高炉炉缸施工长寿新技术。创新铁口一体砌筑密封技术，开发和应用“一体式铁口框”，“铁口一体浇注技术”， “煤气导风管一体浇注技术”，防止铁口煤气喷溅。开发和应用热压小炭块与冷却壁的“顶砌技术”，降低陶瓷杯部位侵蚀的速度。开发和应用“热风导流烘炉技术” 延长耐材寿命。 3、创新高炉经济冶炼长寿生产操作新技术。稳定入炉料质量，分析小批量料种配矿难题，开发应用含铁矿粉预混匀技术，优化配矿降低ZnO和K2O有害元素循环富集；分析经济矿（高铝矿）冶炼难题，开发应用高铝矿高炉冶炼技术；优化装料制度，开发应用炉前新型喷吹装置，合理控制炉内气流分布。通过系列优化操作，稳定炉况，延缓炉缸侵蚀，进而确保高炉寿命有效延长。 4、创新炉役后期高炉长寿护炉新技术。针对炉役后期生产特点，建立炉缸侧壁残余厚度测算模型，掌握炉缸安全运行状态；开发应用堵风口局部强护炉技术，缩小进风面积，提高鼓风动能，保证炉缸均匀活跃；开发应用控制配吃钛化物护炉及休风凉炉技术。 5、创新高炉炉体冷却壁在线查漏、修复及更换技术。开发应用“高炉冷却壁定列查漏专利技术”，“冷却壁穿管修复专利技术”和“在线更换高炉铁口冷却壁专利技术”确保炉体的冷却强度，保证高炉的安全生产，提高高炉寿命。

钢板热冲压成形是最近三十多年发展起来的先进成形技术，成形后的冲压件抗拉强度可以达到1500 MPa以上，强度提高了250%以上。热冲压成形技术有着工艺轻量化和结构轻量化的双重优点，并且也可采用轻量化材料作为原材料从而可充分利用材料轻量化的优势，因此热冲压技术在欧美等地区的汽车生产厂和零部件企业得到了爆发性的普及应用，具有广阔的应用前景。 在项目立项之初，国外技术封锁、技术垄断严重，全球只有不到二十家的公司掌握着热冲压的核心技术，公开报道的研究成果也很少，而国内尚处于热冲压成形技术的引入期，产业的发展主要受制于原材料技术、零件设计技术、模具和工艺技术的全产业链各环节，因而尚未形成规模化产业群体，材料及相关部件基本主要依靠进口解决，发展总体较慢。国内没有一家公司具备热冲压模具的设计开发能力，没有一家单位开展过实际车身热冲压零件的设计开发工作。 本项目围绕热冲压材料、零件开展关键核心技术研发与技术难点攻关，主要研究成果： 1、国内首次成功开发热冲压成形专用硼锰钢产品系列，填补了国内空白； 2、国内率先开发热冲压汽车零件的正向设计与开发技术，攻克了热冲压过程高度非线性，成形预测难度大的问题，建立千余个热冲压零件分析案例库； 3、率先研发具有更高服役性能的先进热冲压产品技术，解决了先进热冲压由于分区温度或厚度不同引起的尺寸精度及性能均匀性差的问题； 4、全球首发高耐热高耐磨高导热（3H）热冲压专用模具钢材料，率先开发低成本、快节拍热冲压成形模具工艺成套技术，解决了热冲压模具复杂结构设计、冷却效果预测、模具寿命低易磨损等技术难题。 项目共形成专利20件、企业技术秘密19项，国家标准1项、行业规范1项，发表论文24篇、著作1篇。项目获得2018年宝武集团技术创新重大成果一等奖，2018年中国汽车轻量化设计优秀奖，累计实现经济效益6.3亿元。 本项目研究成果在合资品牌、自主品牌主机厂得到广泛应用。研究成果起到了示范引领作用，热冲压零件不仅应用于的奥迪、沃尔沃、丰田、本田等国外品牌，同时也实现了中国自主品牌车型从“无一采用”到“无一不用”的转变。项目研究成果对我国汽车安全性能的提升、汽车轻量化后能源的降低等方面作出了重大贡献。

焦炉荒煤气显热回收利用技术通过上升管内壁纳米导热层、外部纳米隔热保温层、耐高温耐腐蚀合金材料、上升管整体结构、水汽循环自动控制系统的研发与应用，开发出适合于焦炉上升管余热回收利用装置及配套系统，并且安全、稳定、高效、长周期的运行，继而将上升管逸出的荒煤气进行热交换，将荒煤气的余热得到充分应用，实现上升管余热回收，从而提高焦化企业的技术、经济、环保三重效益。 本技术的关键技术为上升管换热器，其克服了设备腐蚀、上升管套筒可能发生漏水、内壁结挂大量焦油、使用寿命及换热效果差等问题。

本技术在保证使用性能不降低的情况下尽量降低材料成本，一方面，在纳米微孔绝热板中以廉价工业烟尘为主要原料，结合白炭黑等原料，研制出了性能优异的高效微孔绝热复合板，性能指标与国外产品相当；另一方面，项目将隔热性优越的纳米复合材料与耐高温性能优良的纤维制品复合，形成耐高温超低导热复合材料，产品兼具纤维制品的耐高温性能，又具有纳米复合材料的绝热性能，这样既达到了高温热工装备的节能又节省了高温热工装备的空间的目的。该复合材料国内首创，耐高温超低导热复合材料板的整体制备技术达到国际先进水平。

项目针对剩余氨水蒸氨过程中存在的系统能耗高的问题，研究开发了负压蒸氨技术，是在原在原导热油常压蒸氨基础上，引入减压蒸馏原理，通过降低蒸馏压力和温度，实现降低蒸馏能耗的目标。项目开发过程中形成了负压蒸氨工艺、负压蒸氨加碱和负压蒸氨塔等核心技术，降低了蒸氨耗热量，节约了煤气消耗，减排了二氧化碳，实现了尾气回收利用，改善了环境。