钢材的氧化在热轧过程贯穿始终，由于热轧流程长，影响氧化因素多且相互耦合。而对于“轧制+气氛+温度”强耦合氧化理论，国际未见报道，由此造成氧化界面演变及氧化皮相组成控制技术开发方向不明确。同时，考虑到热轧氧化过程无法在线检测，属于典型黑箱过程，仅凭工程师经验控制势必试错量大、稳定性差。因此，实现热轧氧化精准、稳定控制是一项世界性难题。综上所述，构建多因素耦合的热轧氧化控制理论，形成具我国有自主知识产权的热轧氧化控制成套技术，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，保障制造业转型升级的必由之路。

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。

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。

项目在基于罩式退火工艺路线上进行含磷冷成形钢的多次成分及工艺优化设计，通过磷元素的偏聚控制及含磷冷成形钢的强韧化机制研究，解决了含磷高强IF钢罩式炉生产二次加工脆性较差的问题，通过残余元素对含磷高强钢力学性能、酸洗质量、磷化质量的影响研究，提高了材料冲压性能，解决了酸洗表面质量差，汽车涂装磷化膜晶粒粗大影响耐蚀性问题；通过优化P成分以及严格控制Cu、As等残余元素，解决了冷轧集装箱板罩式退火后强韧性偏低以及热轧过程中容易边裂的问题；通过优化P、B成分，解决了冷轧搪瓷钢的鳞爆缺陷问题；通过含磷高强IF钢热力过程的析出行为及织构控制研究，提高产品综合性能，尤其是r值，进而保证得到良好的冲压性能；通过热力析出行为研究，并通过成分优化，解决了罩式炉退火晶粒异常长大而导致的冲压凹坑缺陷的问题；通过表面活性元素富集研究，优化成分设计及退火工艺，解决了罩式炉退火边部易氧化而形成的白边氧化色缺陷问题。通过以上的对含磷冷成形钢罩式炉工艺路线的设计开发，成功研制出了适合罩式炉生产的成分体系及生产工艺，高效利用了罩式炉生产不受规格、生产量的限制，排产灵活等优点，给公司带来了较大的经济效益。

本项目开发出了用于计算复杂变温情况氧化层厚度演变的理论方法，实现了热轧过程中氧化铁皮演变的"软测量"，降低热轧氧化铁皮厚度，明确热轧全流程过程中氧化铁皮结构演变机理，测定了FeO先共析和共析转变的动力学规律，根据现场实际工况制定出了一整套工艺参数控制方案，形成了调控氧化铁皮结构、组分与厚度的专有技术，根据下游用户不同的使用需求，实现了钢材氧化铁皮的柔性化控制，从而实现热轧钢材减酸洗和免酸洗。