连铸在钢铁制造流程中具有中心地位，目前我国超过98%的铸坯母材均采用连铸生产。然而，实际生产过程，微合金钢铸坯频发表面裂纹缺陷、大断面铸坯中心偏析与疏松控制不理想，已成为钢铁行业的共性技术难题，制约了高端钢材的高质、高效与绿色化生产。针对该共性技术难题，立足于连铸坯表面组织高塑化控制和高温连铸坯断面逆向温度场分布特性，开发了曲面结晶器及二冷控冷的铸坯表面裂纹控制技术和凝固末端重压下的铸坯高致密均质化技术，从根本上改善/消除铸坯凝固缺陷，实现连铸高效与绿色化生产的关键。 针对微合金钢连铸坯表面裂纹频发难题，立足于微合金钢表层组织析出与组织生长行为，研发形成了基于连铸结晶器角部快冷以弥散化析出碳氮化物和连铸二冷高温区循环相变以超细化晶粒实现凝固组织高塑化的裂纹控制新工艺，并研制出了角部高效传热曲面结晶器和结晶器窄面足辊横向3喷嘴超强控冷装备与工艺技术。 针对大断面连铸坯的中心偏析、疏松等凝固缺陷难题，从理论、工艺、装备等方面入手，研发了适用于我国“一线多产”特点的连续、动态重压下关键工艺与装备技术，形成了以基于溶质非均匀分布“软测量”与压力压下量实时反馈“真检测”的凝固末端位置形貌高精度在线标定、同步控制中心偏析与疏松的两阶段连续重压下工艺、精准控制驱动扭矩提升铸坯心部变形的高效挤压工艺、避免压下裂纹与滞坯风险的实施保障措施等为代表的“准确、高效、稳定”压下的连铸凝固末端重压下集成技术，并开发了宽厚板连铸用增强型紧凑扇形段与大方坯连铸用渐变曲率凸型辊，突破了常规连铸机无法稳定实施大变形压下的装备瓶颈。

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。

M3组织可有效避免裂纹形核与阻止扩展，改善载荷-位移曲线，提高钢材强度和塑韧性。实现方法是：（1）将基体组织由单一铁素体型调控为多型相+亚稳奥氏体相；（2）亚稳相调控由相变冷却过程扩展到生产与服役全过程；（3）组织调控尺度由微米级发展到10-5-10-8m范围。 开创性地提出亚稳超细奥氏体提升强塑积的第三代汽车钢技术路线，通过中锰合金化和逆相变热处理工艺，获得了含大量亚稳奥氏体的亚微米多相组织，发明了抗拉强度范围600-1500MPa和强塑积不小于30GPa%的第三代汽车钢。引领国内外高强塑积汽车钢的研发与生产。 发明的中锰钢温成形技术，减少了对传统热压成形涂层材料22MnB5和热成形工艺的依赖，丰富了未来汽车超高强度钢板选材的空间，简化了超高强钢板成形技术难度和工艺要求，降低了生产成本。 创新了屈服强度500MPa-700MPa级低合金钢M3组织调控技术，在低合金钢中成功调控出多相（铁素体+贝氏体）、稳定的残余奥氏体和纳米析出的M3组织，实现了低屈强比（≤0.85）、高均匀延伸（～10%）、屈服强度500-700MPa级高强度低合金钢。

主要技术路线是不改变原有上升管结构，利用插入式取热管在狭小空间通过除盐除氧水的相变吸热，瞬间产生蒸汽导出热量，经过6年的艰苦攻关，克服了腐蚀、结焦、夹带等一系列难题，技术已经成熟并获得了国家发明专利。该项目研究焦炉荒煤气上升管插入式显热回收利用工艺及装备具有以下特点： 1、不需更换上升管：插入式取热器不需要更换上升管，安装、生产及维护期间不会影响焦炉的正常生产； 2、插入式取热管采用特殊材质、结构及特有的处理工艺：具有结构设计独特巧妙、耐高温腐蚀、防结焦等特点； 3 、特有的安全处理方式 ：每个上升管的取热管都为单独的一套控制单元，能够实现自动检漏和干烧报警连锁； 4、有效防止热管壁结焦：插入式取热管独有的单管温控调节，使岀汽稳定，通过温度变化微变形技术，有效防止管壁结焦； 5、投资小、运行成本低 ：插入式取热管价格低、一次性投资低，安装及更换方便、运行费用低； 6 、可以完全替代管式炉的使用：插入式取热管系统通过压力控制产生稳定的高温高压蒸汽用于加热富油，部分取热管产生稳定的过热蒸汽供脱苯使用。生产的高温高压蒸汽和过热蒸汽可根据过热蒸汽产量及温度互相切换。

通过开发CSP过程控制系统在线改造关键技术，实现了多品规轧制和产品厚度、板形、温度、性能等指标的高精度控制，并成功进行示范应用，主要研究内容和创新性如下： （1）基于工况动态感知的辊底式隧道加热炉智能燃烧系统。通过建立考虑氧化铁皮及上下表面换热差异的多维快速板坯温度场在线预报模型、基于工况动态感知技术和改进精英策略的遗传算法板坯最佳升温曲线模型、板坯加热质量及隧道炉能效评估智能决策模型，集成了CSP隧道炉智能燃烧系统，实现了加热质量、能耗等指标的整体优化，大幅提升了板坯温度的FET、模型、同板差、同炉坯间差、交叉坯间差命中率，自动烧钢率由0%提高到90%以上，能耗下降19%以上。 （2）适应CSP流程的高精度轧制过程控制模型。通过建立基于相变动力学和位错密度理论的两相区轧制统一变形抗力模型、基于自学习参数动态分区拟合算法和自学习速度在线优化算法的多种自学习策略模型、基于物理冶金和工业数据混合驱动的组织性能在线预报及工艺优化模型，满足了多品规、双流交叉、品规快速过渡的高精度轧制需求，厚度、FDT、CT的命中率分别由97.57%、93.83%、87.34%提高至99.60%、98.10%、97.87%，碳钢产品实现了“免取样”。 （3）兼顾全幅宽和多目标的板形综合控制技术。在开发边部变凸度工作辊辊形及其控制技术、考虑温度-相变-应力多场耦合的全幅宽机架间板形传递模型的基础上，集成上下游机架多辊形灵活配置策略及下游机架变参数异步窜辊策略的、兼顾多目标的板形成套控制系统，实现了全幅宽板形与轧制稳定性的协同控制，凸度C40、平坦度命中率分别由98.46%、96.64%提高到99.08%、99.80%，且凸度C25命中率能达95.97%，薄规格生产能力由2.00mm扩展至1.20mm。 （4）基于数据网关的过程控制系统在线升级改造技术。通过开发基于数据网关的新老系统并行调试技术、基于通信中间件的高性能电文实时解析与分发技术、功能模块级别的系统无缝双向一键软切换技术和采用自主研发的中间件平台和模块化设计方法，搭建了具有开放、可配置、免维护等特点的、稳定可靠的过程控制系统，实现了低风险的、无需专门停机时间的过程控制系统在线改造。

宝凯科技自 2012 年开始研发上升管余热利用装置，主要技术路线是不改变原有上升管结构，利用插入式取热管在狭小空间通过除盐除氧水的相变吸热，瞬间产生蒸汽导出热量，经过 6 年的艰苦攻关，克服了腐蚀、结焦、夹带等一系列难题，技术已经成熟并获得了国家发明专利。该系统的主要优点是投资小、传热效率高、换热量大、可以同生产同步施工不影响正常出炉，投用后对原有工艺没有影响等。

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。

本项目属金属材料加工制造科学技术领域。 随着油气资源开采逐步向高寒地区进军，极地等高寒地区对热轧H型钢等的需求日益增加。北极等气候条件恶劣的高寒地区使用的结构钢要求在-60℃以下具有高的强度、良好的韧性和焊接性能，普通结构钢不能满足要求。热轧H型钢由于其复杂的断面结构和厚度规格范围宽而具有更大的技术难度。马钢自2011年起瞄准该领域开展了关键制造技术研究，取得了技术突破并实现了工程应用。 主要技术创新点为： 1）突破国内外Nb-Ni、V-Ni和Ti-N等微合金化设计技术的限制，首次设计了-60℃条件下低温韧性和焊接性能优异的大H型钢V微合金化与中小H型钢Nb-V复合微合金化经济型合金体系，实现了工业化应用。 2）开发了V和Nb-V微合金化异型坯表面裂纹控制技术，解决了含Nb、V、Al的亚包晶钢异型坯表面裂纹问题，实现了铸坯无清理轧制，形成了高效稳定的异型坯连铸技术； 3）通过有限元模拟、实验室和中试试验，研究了加热、变形与冷却等工艺对晶粒长大、变形渗透、再结晶及相变的作用机制，开发了大H型钢的低温轧制+弛豫-析出-控制相变与小H型钢的高温轧制及超厚规格的变形渗透控制技术； 4）研究了焊接材料强韧性匹配、焊接方法、焊接工艺参数等对热轧H型钢焊接接头微观组织和性能的影响，揭示了焊接工艺、组织和性能间的规律，首次开发了满足-60℃低温韧性要求的V与Nb-V微合金化热轧H型钢焊接技术。 项目申报国家发明专利6项，授权4项，形成企业技术秘密9项，发表科技论文7篇，制定企业标准3项，形成了完整的具有自主知识产权的高寒地区热轧H型钢制造与应用技术，总体水平达到国际先进。 应用该技术，马钢在国内率先开发出-60℃条件下低温韧性和焊接性能优异的高强度系列热轧H型钢，其碳当量为0.34~0.38%，-60℃低温V型冲击功达280J。于2014年6月国内率先取得欧盟CE证书，8月国内首家通过法国Technip公司认证并获得法国道达尔公司全球油气项目供应商资格，实现批量供货，填补国内空白。已开发52个规格的H型钢，翼缘厚度覆盖4.5~50mm，实现了国内最厚规格50mm高低温韧性H型钢的突破。为全球最大的油气结构工程Yamal项目供货近5万吨，成为国内海洋工程龙头企业中石油海工、中海油海工等首选供应商。实现新增产值2.9亿元，新增利税1.7亿元。经济效益和社会效益显著。

国家自然科学基金委员会关于发布“十三五”第二批重大项目指南及申请注意事项的通告 国科金发计〔2017〕80号 　　重大项目面向科学前沿和国家经济、社会、科技发展及国家安全的重大需求中的重大科学问题，超前部署，开展多学科交叉研究和综合性研究，充分发挥支撑与引领作用，提升我国基础研究源头创新能力。 　　国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）根据《国家自然科学基金“十三五”发展规划》优先发展领域和委党组战略部署，在深入研讨和广泛征求科学家意见的基础上，现发布“十三五”第二批39个重大项目指南（见附件），请申请人及依托单位按项目指南中所述的要求和注意事项提出申请。 申请注意事项 　　1.申请报送日期为2017年8月14日至18日16时。 　　2.申请书由自然科学基金委项目材料接收工作组负责接收，材料接收工作组联系方式如下： 　　通讯地址：北京市海淀区双清路83号自然科学基金委项目材料接收工作组（行政楼101房间） 　　邮　　编：100085 　　联系电话：010-62328591