钢材氧化在热轧过程中贯穿始终，并受到合金元素及诸多工艺参数的交互影响，国际先进企业虽积累一定经验诀窍，但也未很好解决，实现结构、厚度、均匀性的精准控制是一项世界性难题，而我国在此方面更是缺少理论研究、技术落后，产品因此常被高端用户拒绝，已成为我国制造业转型升级的原材料瓶颈。综上所述，构建钢材热轧氧化控制理论体系，形成具我国有自主知识产权的成套技术，实现热轧氧化调控由经验试错向数字化、智能化控制的转型，是全面提升钢材表面质量，保证我国钢材产品走向高端，保障下游制造业转型升级的必由之路。

针对国内板带材生产中能耗高、成材率低、生产效率低的实际情况，以国内典型微合金化钢板带材流程为依托，开发了系统完整的关键工艺与装备技术，包括：1）以倒角结晶器技术为核心，开发了具有优化弧形曲面形状的倒角结晶器和不同结构组合的侧面支撑足辊，有效控制了裂纹敏感性钢种铸坯的角部横裂纹和纵裂纹，使微合金化钢连铸坯表面缺陷率降低到0.5%以下，实现了微合金化钢连铸坯生产由冷态下线切角清理到550℃热装的转变；2）突破微合金化钢铸坯红送裂纹形成机理，开发了连铸坯表面快冷工艺与装备技术，通过铸坯表面快冷，使铸坯表面温度迅速降低至600℃以下，表面层8-10mm厚度铸坯完全实现奥氏体向铁素体转变，有效避免热送过程中红送裂纹的发生，同时，又可保证铸坯芯部900-1000℃的高温，使铸坯断面平均温度达到750℃-800℃，实现了连铸坯由冷装到550℃温装、再到750℃以上高温直装轧制的两个飞跃；3）以连铸坯二次倒角及角部形状优化控制为核心，开发了板带材边直裂或翘皮控制装备和技术，使低碳、超低碳带钢边直裂及翘皮缺陷发生率降低90%以上，使宽厚板边直裂发生位置距离边部小于10mm的比例达到85%以上，提高宽厚板成材率1～2%；4）集成优化了倒角结晶器技术、板带材边直裂控制技术和铸坯表层快冷技术，形成了低成本、高效化板带材绿色制造成套技术，并实现工业化应用。 同时，为了进一步提高铸坯质量和铸机的生产效率，还配套开发了包括凝固末端轻压下技术、高拉速技术、连铸坯热态在线调宽技术、连铸坯质量专家系统、结晶器漏钢预报技术、二冷动态控制技术、中间包快换技术、保护渣系列技术等多种技术作为该集成技术的支撑。上述技术的集成应用，实现了从铸坯到轧材对产品各个环节的质量控制，提高了钢的成材率、节约了能源消耗、大幅缩短了生产时间，减少了钢厂的车间场地和资金占用，其生产线关键技术指标达到国际领先。

电渣重电熔钢组织和性能优异，应用于各类高端装备制造领域。但传统电渣重熔技术耗能高、氟污染重、生产效率低，产品质量差无法满足高端装备的材料需求。东北大学特殊钢冶金课题组提出了电渣重熔过程“洁净度控制”和“均质化凝固”2个原创性理论，形成了高洁净高均质电渣重熔成套技术与装备、特厚板坯和特大型钢锭电渣重熔技术、半连续电渣重熔实心和空心钢锭的成套技术及装备、电渣重熔过程节电和除氟技术等原创新技术，开发了系列高端材料，节能减排和提效降本效果显著，实现我国电渣技术“从跟跑、并跑、到领跑”的历史性跨越。 本项目技术可以为企业提供电渣重熔成套装备、工艺和新产品开发整体解决方案。也可以就企业单项技术提供服务。如新建电渣炉、老旧电渣炉升级改造、节能降耗技术、质量提升和新产品开发等。

长期以来，国内钢铁企业无法批量生产热轧薄规格超高强钢板，特别是2-8mm的超高强钢。为占领薄规格超高强钢这一高附加值利基市场，打破国外企业垄断，本项目从用户需求出发，开发了具有高强度、高疲劳、高耐磨、高防护、高耐磨蚀和抗高温软化等一系列超高强钢产品。同时，开展了关键装备技术、工艺技术、以及用户使用技术等成套技术研究。 提出了热连轧TP钢概念及其组织设计原则，开发全球首发产品TP系列先进耐磨钢BW300TP和BW400TP，成功解决了易加工和耐磨性的矛盾，成为该行业标志性产品，引领了搅拌车行业的升级换代。开发热成形桥壳钢、耐磨蚀钢、超高强结构钢、耐磨钢、防护钢等五大类17个牌号产品。热轧产品的强度水平从700MPa提高至2000MPa，全面替代进口，与国际先进水平保持同步。开发的全球首发产品高强度热成形桥壳钢BQT800成为商用车热成型桥壳高强轻量化有效途径。开发了强度级别最高的耐磨蚀钢BMS1400，用于大国重器“天鲲号”和“天鲸号”配套海水输浆管。 自主集成了一套薄规格专业热处理线，并开发了关键工艺技术。首次开发了薄规格钢板多路径柔性淬火系统，包括淬火机新的设计以及淬火机模型创新等。首次开发了采用风机搅拌均匀化的低温加热炉技术；集成了一套在线平直度检测与智能判定装备，开发了具备自动反馈控制的矫直模型。开发了一整套薄规格超高强钢全流程板形控制成套技术，成功解决薄规格超高强钢的板形控制世界难题，极限不平度≤1mm/m。关键装备技术创新和工艺技术创新实现了薄规格超高强钢高效、稳定生产，最薄规格从3mm设计极限突破至2mm。 开发了以超高强钢选材、结构仿真设计、焊接和服役寿命评估为核心的6类关键用户服务技术，建立了热轧超高强钢的用户服务技术体系，提出并制定热轧超高强钢焊接接头性能评价标准，被工程机械行业用户广泛接受并应用。 本项目成果获得2019年中国宝武技术创新重大成果奖一等奖。开发成功宝钢全球首发产品3个，共11个牌号获得上海市高新技术成果认定。受理发明专利34项（5项国际专利），授权13项。授权实用新型专利5项。认定企业技术秘密18项，登记软件著作权1项，制定企业产品标准二项，发布论文33篇。 本项目总经济效益2.56亿元，其中装备创新效益3746万元，2017-2019年产品销售量28.5万吨，产品经济效益21807万元。

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。

本项目属于冶金节能减排领域。 我国钢铁产量大，污染物排放高，颗粒物、SO2、NOX分别占工业的30.1%、13.7%、15.7%。现有排放标准已无法满足“打赢蓝天保卫战”要求。2017年政府工作报告提出：推动钢铁行业超低排放改造。结合目前钢铁行业环保水平，钢铁行业实现超低排放还存在以下难点：（1）无组织排放点位多、排放量大，排放底数不清，缺乏治理有效路径；（2）高炉煤气用户SO2排放末端治理难度大、缺乏源头控制技术；（3）转炉一次除尘、高炉料罐均压煤气等重点工序颗粒物治理技术不完善；（4）球团烧结稳定达标排放难度大。（5）污染物一体化管控难度大。针对上述难点，首钢股份公司开展了无组织排放管控治一体化技术研究，有组织达标排放成套技术研究。项目取得了以下创新成果： （1）首次建立了迁钢钢铁生产全流程超低排放技术体系，研究了钢铁生产全流程污染物排放特征及规律，开发了有组织排放稳定达标的成套技术，搭建了全流程污染物管控治一体化智慧环保平台，使首钢股份公司吨钢颗粒物、SO2、NOx排放绩效指标分别达到了0.17kg、0.21kg、0.4kg。 （2）开发了有组织排放长期稳定达标的成套技术，在综合分析高炉煤气有害成分的基础上，首创了高炉煤气喷碱控硫技术；在系统研究了煤气防爆技术和污水处理技术后，首次将湿式电除尘器技术与转炉煤气OG除尘有机结合；对料罐煤气放散特征系统分析技术上，首创了全量回收料罐均压煤气技术；在系统性地研究了球团烟气特点后，创造性地将SCR脱硝技术引入到球团烟气治理领域；通过上述技术的应用使迁钢公司有组织排放远低于超低排放要求。 （3）建立了无组织排放综合除尘控制技术体系，首次研究了无组织排放产尘机理和扩散规律，开发了卸料行为图像智能识别技术、超细雾炮抑尘技术、双流体干雾抑尘技术、生物纳膜抑尘技术、Y型双层密闭导料装置等，实现对无组织排放污染物管控与治理。 （4）首次建立钢铁企业超低排放智能管控平台，开发了以网格化综合管控模块为核心，以大数据技术及机器学习自适应算法为驱动，以机器管理代替人员管理，实现污染源点精准化、治理技术智能化、治理过程信息化、决策反馈一体化、污染应对数据化、操控管理无人化的“黑灯工厂”。 项目环境效益显著：2019年比2017年颗粒物减排3122吨，SO2减排1531吨，NOX减排2344吨，减排比分别达69%、47%、42%。

转炉烟气热回收作为转炉烟气回收和综合利用的重要环节，是国家产业政策的要求，也是节能降耗、降本增效以及实现转炉负能炼钢的需要。汽化冷却烟道是炼钢系统中转炉烟气热回收的核心设备，其使用寿命直接影响炼钢的生产效率。本项目针对国内外现有复合循环冷却方式的重大工艺缺陷，攻克系统节能与烟道长寿无法兼顾的核心技术难关。发明了转炉烟道汽化冷却优化用能关键工艺技术，创建了安全可靠的转炉烟道优化用能复合循环系统关键工艺技术体系，有效解决了系统耗能大、蒸汽产量低等共性技术难题，大幅度提升了转炉热回收系统的安全性与经济性。针对国内外活动烟罩结构的重大设备缺陷，攻克了圈梁易过热变形和氮气消耗量高的核心技术难关，发明了以随动密封和新型圈梁水冷结构为核心的长寿节能型活动烟罩结构，有效解决了活动烟罩密封效果差、氮气消耗量高、升降不畅等共性技术难题，大幅度提升了活动烟罩的安全性与经济性。

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。

构建印染、造纸、皮革、食品加工、钢铁、石化、制药和有色等行业的典型过程水污染全过程综合控制策略，形成指导应用的技术指南，引领行业水污染全过程控制技术与装备的智能化和现代化发展；构建钢铁行业多尺度水污染全过程控制成套技术，推动示范园区耗水、污染物排放、废水排放及综合生产成本的降低；构建大型综合石化工业聚集园生产链的废水全过程控制技术，推动石化行业水污染控制从末端治理向全流程控制转变；构建典型原料药制造行业大宗原料药全流程污染控制的整体方案，支撑典型重化工行业的可持续发展；上述典型行业全过程污染控制成套技术在大型企业得到工程实证或综合工程示范。同时，开展水环境治理与应急处理关键设备标准化及产业化，研究开发整装成套化的应急检测和应急处理的方法、技术装备和综合管理系统，为环境保护部门提供应对典型突发性水污染事件的技术支持

本项目结合我国核电工程实际需求，历时10年先后研发了压力容器大锻件用SA508-3Cl1、蒸发器大锻件用高强SA508-3Cl2、铸造及整体锻造主管道用316LN、堆内压紧弹簧大型环锻件用Z12CN13\AISI403改\AISI403及F6NM、堆内构件用304\304L\304H及304NG、蒸汽发生器传热管用690合金等，形成了上述材料包括最佳成分配比、最佳热加工工艺、最佳热处理工艺在内的面向工程应用的系统成套技术，直接支撑了近年我国核电工程大锻件和产品的研制和生产，上述材料涵盖了压水堆核电站核岛主设备材料，已形成的上述材料技术整体处于国际领先水平。在材料技术支撑下研发的核电工程大锻件及产品的技术指标与国外进口实物水平相当。项目运行过程中，获授权专利46项（发明专利25项），软件版权5项，修订国家标准2项、行业标准11项，发表技术论文50篇，参与出版学术专著3部。