表面镀锌是提高钢铁材料使用寿命的最常用技术，其中90%以上采用热浸镀锌。然而，酸洗作为传统热镀锌板生产流程中的高污染环节，增本降效的同时带来一系列质量问题：一方面酸洗工序本身增加成本，同时酸液挥发和废酸排放还严重地污染环境；另一方面酸洗还会造成酸洗板的表面质量缺陷和氢脆等产品缺陷。而在含Si、Mn等合金元素的高强热镀锌板的生产工艺中，由于合金元素的选择性氧化容易出现露镀缺陷，为了解决这一问题，通常需要额外的预氧化、预镀等工序，这无疑将增加生产工序，降低生产效率，提高成本。热镀锌板工艺也面临着节能减排、降本增效的压力，需要进行短流程优化改进。如果可以利用热轧过程中产生的氧化铁皮，在还原性气氛中将氧化铁皮还原为纯铁，利用纯铁的良好润湿性进行在线连续热镀锌，即可消除酸洗的不足，也可解决由Si、Mn等合金元素选择性氧化造成的露镀问题。热轧带钢免酸洗直接还原退火热镀锌技术（以下简称免酸洗热镀锌技术）省去酸洗工序，按照吨钢减少废酸排放20 kg，环保效果明显，并且节约酸洗成本150元/吨。对于先进高强钢、超高强钢，由于取消了退火前的预氧化工序，吨钢成本可节约30~50元/吨，同时由于取消酸洗工艺和连续退火前预氧化工序，可使整个生产线生产效率提高10%～20％。 国外研究单位对于免酸洗还原热镀锌技术的研究已经开展了多年，Danieli已经建立了免酸洗工艺产线，POSCO也初步研发了免酸洗涂镀工艺原型技术。目前国内钢铁企业在该方面的研究主要集中在无酸除鳞技术方面，对于热镀锌板的短流程工艺研究较少。完成热轧带钢免酸洗还原热镀锌技术的开发，不仅可大大降低热镀锌板生产成本，提高产品竞争力，为企业创造巨大的经济效益，同时降低能耗、减少对于环境的污染。热轧带钢免酸洗还原热镀锌工艺的开发，将填补我国在该技术方面的空白，促进我国热镀锌短流程工艺的革新。

热轧板带材力学性能是用户关注的核心要素，组织性能预报与集约化生产受到普遍重视。然而在整个热轧生产过程中，加热和热轧、冷轧过程中轧件内部组织演变情况处于“黑箱”状态，无法直接测量、观察。想要控制钢材内部的组织，调整、改变其组织和性能，需精确感知轧件内部的信息，需要系统具有模型感知的能力。在工业大数据的数字感知的基础上，基于物理冶金学研究，通过ＡＩ（人工智能）和机器学习等现代信息技术，进一步赋予系统以感知、记忆、思维、学习能力以及行为决策能力等能力。同时基于热轧板带生产过程复杂性和用户个性化定制需求，构建跨系统、跨工序的钢铁工艺质量大数据平台，充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，融合物理冶金学和生产数据实现热轧全流程组织-性能-表面演变的数字孪生。以生产全流程工艺机理为基础，实时分析生产过程工艺、设备参数与产品质量的关系，满足用户的定制化需求并进行质量在线综合评判和异常原因追溯。结合设备过程控制能力给出工艺参数和制备工序流程的优化方案，以数据为基础提高机理不明或复杂工况下的数学模型设定和质量控制精度，通过多工序协调匹配提高产品质量稳定性和生产效率。现阶段，浦项、普锐特开发了在线组织监测与优化系统，实现了一材多品种生产和在线工艺调优；东北大学项目团队则采用人工智能预测了材料组织性能演变，开发了力学性能高精度预测、氧化铁皮控制、工艺逆向优化和钢种归并技术，在产品质量的稳定性控制方面效果显著。

控制轧制的核心思想是对奥氏体硬化状态的控制，即通过变形在奥氏体中积累大量的能量，力图在轧制过程中获得处于硬化状态的奥氏体，为后续的相变过程中实现晶粒细化做准备。控制轧制的基本手段是“低温大压下”和添加微合金元素。所谓“低温”是在接近相变点的温度进行变形，通常采用750~850℃。由于变形温度低，可以抑制奥氏体的再结晶，保持其硬化状态。“大压下”是指施加超出常规的大压下量，这样可以增加奥氏体内部储存的变形能，提高硬化奥氏体程度。增加铌微合金元素提高奥氏体的再结晶温度，使奥氏体在比较高的温度即处于未再结晶区，因而可以增大奥氏体在未再结晶区的变形量，实现奥氏体的硬化。为了进一步强化钢材的性能，在控制轧制的基础上又开发了控制冷却技术。控制冷却的核心思想，是对处于硬化状态奥氏体相变过程进行控制，以进一步细化铁素体晶粒，甚至通过相变强化得到贝氏体等强化相，进一步改善材料的性能。 采用低温大压下为特征的控制轧制工艺，与长久以来形成的“趁热打铁”的传统观念背道而驰，其改变了传统的高温连续轧制路线，不论对轧制装备能力还是在生产节奏的控制上都提出了更高要求。低温轧制必然受到设备能力等条件的限制，操作方面的问题也不容回避。为了实现低温大压下，钢铁行业长期以来致力于大幅提升轧制设备能力，为此投入了大量人力和物力资源。即便如此，对于一些特殊用途厚板产品，现有轧机仍无法很好的满足操作要求，对工艺方案的制定及实施均带来极大挑战。另一方面，钢板经过高温加热和在高温阶段粗轧后，需要经历较长时间的待温，以实现低温轧制，由此将对轧制节奏和生产效率造成不利影响。 在上述背景下，开发出热轧厚钢板本质细晶化高效轧制技术，通过化学成分和冶炼工艺的优化设计，使钢材本身具备晶粒细化能力，在大幅提高低温轧制温度甚至取消低温控轧的条件下，仍获得晶粒细化的显微组织以及良好的力学性能，显著提高轧制节奏和生产效率，对于高端厚板产品的开发以及钢铁企业生产能力和技术水平的提升具有重要意义。

传统控轧控冷技术需要“添加大量微合金元素”和采用“低温大压下”，在钢铁行业产品升级转型发展的需求背景下，这一技术思路愈发体现出难以克服的局限性。以超快冷为核心的新一代控轧控冷技术，充分利用细晶、析出、相变等综合强化机制，已成为高品质热轧钢铁材料绿色化生产制造的有效途径。热连轧生产线带钢运行速度高、轧制节奏快、自动化程度高，技术开发难度很大。日本钢铁行业热衷于节约型先进制造技术的开发，其在该领域研究及应用处于国际前列，但作为核心机密不对外输出。本项目技术意义在于自主研发出我国首台套热连轧超快冷技术装备，开发出系列高品质、减量化热轧带钢产品，推广应用于我国十余条大中型热连轧产线。

应用气雾冷却新工艺和新设备， 使得HRB400E、HRB500E、HRB600（E）产品质量在满足GB/T 1499.2-2018新标准各项要求的条件下生产成本最小化。 技术原理与工艺路线： （1）考虑全过程控冷，阶梯型分段冷却+中间返温+冷床控冷；通过控制水雾粒度分布提高汽化冷却比例和冷却效率，优化冷却路径，控制每个冷却段的降温、返温温度以及冷却速度，控制V（或Nb）的碳氮化物在γ~α 转变过程中的相间析出和在铁素体区的析出，并控制各冷却段的终冷温度，从而达到控制细晶强化和析出强化的目标。 （2）新型冷却工艺（Spray Evaporation Cooling ） ：根据水雾汽化特点，精细化控制降温返温温度和气化时间间隔； （3）控制铁素体珠光体组织比例和珠光体团块尺寸、片层间距； （4）析出物控制技术； （5）氧化铁皮结构精确控制工艺；考虑温度、氧化程度、应力状态、Fe-O激活能等因素，高温γ区（ FeO ）+相变过程（ FeO+少量Fe3O4 ）+后续冷床氧化（ FeO+Fe3O4 ）；Fe3O4+ FeO致密氧化膜 的比例。

本项目是大型钢铁企业、科研院所、检测机构等急需的产品。为了实现钢铁材料的高质量发展，通过对钢材尺寸、表面缺陷等进行在线检测识别，可以提高生产效率、降低废品率并降低劳动强度。本项目研究基于机器视觉的钢材尺寸、表面缺陷等在线检测识别技术与装备，包含以下四项技术：金属材料尺寸和外形在线综合检测仪；基于机器视觉技术的热轧高速线材表面质量在线检测仪；基于机器视觉技术的铁磁性金属表面微小裂纹在线检测和标识仪；热轧板带边部无定向边部链式毛刺检测技术

热轧强力卷取机包括卷取机本体、卷取机夹送辊、卷取机侧导等设备。该技术可用于国内热连轧生产线相关技术升级改造以及国外发展中国家大中型钢铁企业高端热轧生产线。

本技术包含高炉热风炉节能优化、热轧加热炉节能优化、燃气锅炉节能优化等三个课题，主要通过分析不同的炉窑特点，通过CAE仿真、优化模型、智能控制、自动寻优等技术实现炉窑的自动化运行和节能优化的目的。

连铸产生的切割渣（主要为连铸旋流井铁皮、热轧铁皮和连铸火焰清理产生的铁皮等）是连铸工艺生产的副产品，数量较大且在旋流井打捞出来后含水，不能直接使用，一般当做废物排除；个别企业将切割残渣经过煤气烘干后加入白灰、黏结剂经过压制工艺形成固定含铁料，回转炉当作降温冷料使用，但加工成本较高。本项目是将切割渣进行单独回收，加热去除水份后，在铁水预处理使用于高硅铁水中的脱硅，还可加入铁水罐将铁元素回收，增加钢水良坯量，还可以采用皮带上到高位料仓直接加入转炉内，做为转炉的脱磷剂使用，降低冶炼成本。 1.烘烤：切割渣烘烤时间为24小时，烘烤期间采用挖掘机翻面一次，保证烘烤效果，烘烤后含水小于0.5%。 2.KR脱硅使用：KR处理时按脱硫剂--切割渣的顺序加入，脱硫剂和切割渣的加入量执行加入原则。切割渣加入量大时，需要分批加入，脱硫剂随头批加入。在铁水脱硅的同时，随着脱硅后铁水中硅含量的降低，切割渣的脱磷量明显增加，尤其是铁水硅含量达到0.23%以下时，脱磷效果非常显著，且脱磷量也比较稳定。 3.切割渣在铁水罐中回收，在KR脱硫处理结束、扒渣结束后向罐内加入一定量的切割渣，并进行一定时间的下浆搅拌，然后正常兑铁使用，替代部分废钢使用。 4.切割渣转炉使用：在转炉冶炼前，加入一定量的切割渣与废钢一同加入转炉炉内，并配合补加一定量白灰助熔，实现转炉高效脱磷。

技术通过搅拌+气浮降低热轧油泥含油率，同时改善平流池水质。即在平流池入水端增加搅拌器对含有附有油膜的细铁鳞来水进行搓洗，在平流池内增加高压溶气水释放器使其释放微米级气泡将油分浮至平流池表面形成废油，废油经撇油刮渣机收集为有资质的厂家回收利用，除油后细铁鳞沉入平流池底部经撇油刮渣机刮入泥斗区被抓斗机抓出后作为烧结原料循环利用。 本技术可以利用热轧厂现有平流池进行在线改造，增加污水回流泵、气浮溶气装置和安装溶气水释放装置等，实现油泥和废水同时除油。也可以利用本技术新建一条油泥处理生产线，实现油泥除油目的。本技术成熟稳定，不仅从源头上解决热轧油泥堆存污染土壤、水源和空气问题，而且改善热轧浊环水质、降低水处理成本、提高钢板表面质量。其特点是投资少、运行成本低、无二次污染、减排二氧化碳、自动化程度高，不增加现场生产定员，经济效益、环境效益和社会效益显著。