硫除了在易切削钢中能起到积极作用外，作为有害元素必须在冶炼过程中去除。为了得到表面质量高的连铸坯，避免铸坯产生内部裂纹，要求普通钢中的含硫量小于0.02%；为了使结构钢具有均匀的力学性能，减少各向异性，要求钢中的硫含量小于0.01%；为了使石油和天然气输送管道、石油精炼设备用钢、海上采油平台用钢、低温用钢、厚船板钢和航空用钢等具有抗氢致裂纹性能、更均匀的力学性能和更高的冲击韧性，硅钢具有良好的导磁性，薄板钢具有优良的深冲击性能等，要求钢中的硫含量小于0.005%（甚至小于0.002%～0.001%）。 要求以低硫含量钢水为条件的连铸技术的迅速发展，使得目前大多数钢种都要求平均含硫量在0.015%以下，对某些超纯净钢硫的含量要求降到0.001%。传统的高炉-转炉工艺难以满足连铸工艺发展的需要。铁水预处理工艺也显得日益重要。

钢液加镁可以生成尺寸细小、分布弥散的尖晶石，尖晶石常被MnS-MgS包裹，具有一定的变形能力，从而改善了钢的性能。钢中加镁还能促进Ⅱ类硫化物转变为Ⅲ类硫化物。但金属镁比重轻，极其活泼，且蒸气压极高，加入钢液非常困难，制约了镁在钢中的大规模应用。此外，镁在不同钢种的作用机理还不明确，对某些特殊钢种（如轴承钢、硅钢等），钢液加镁的风险尚未系统评估。苏州大学与宝钢股份合作实施了“镁洁净钢新产品开发与技术集成”项目。其技术原理是：开发炼钢用镁合金包芯线，实现了镁向钢中高效、安全、稳定加入；开发适合梅钢炼钢产线的钢液镁处理新工艺和新品种；开发镁-钛协同夹杂物控制新技术，改善钢的凝固组织；开发以镁部分代替Nb、Ti、Mn的新方法，降低生产成本；形成钢液镁处理新技术集成，并实现工业化稳定应用。项目实现了如下目标： 1）乘用车车轮钢平均氧含量从18ppm降低至12ppm，夹杂物尺寸细小、分布弥散，车轮钢高周疲劳寿命从106增加至107；同类钢种的疲劳寿命在国内钢企中处于领先水平； 2）镁处理后，低碳微合金钢中Nb可以降低0.01%，Mn可以降低0.1%，吨钢降低成本10元以上； 3）镁处理后，含钛包晶钢的高温热塑性（700-900℃内断面收缩率）从20%提高到60%以上，包晶钢板坯角部质量显著改善。钢的高温热塑性接近新日铁-住金SSC技术获得的高温热塑性值（断面收缩率超过60%）； 4）镁处理后，430铁素体不锈钢等轴晶比例由37%提高到89%，443铁素体不锈钢等轴晶比例高达100%。比较新日铁生产的430不锈钢平均等轴晶率仅为60%。 该成果已经在上海梅山钢铁股份有限公司工业化应用，共涉及两大类钢种，共生产新产品73.77万吨。采用新技术后，低碳微合金钢力学性能显著提升，降低了合金成本；含钛包晶钢板坯质量显著改善，成品热卷废次降降低减少的质量损失。板坯角部裂纹减少，基本取消下线和清理，实现板坯热送，减少了能源消耗。新技术应用产生的直接经济效益6920万元/年，之前因夹杂物控制不稳定引起的乘用车车轮钢用户质量异议基本消除，困扰含钛包晶钢板坯裂纹缺陷的问题也基本得到解决，梅钢产品质量获得用户的极高评价。项目申请国家发明专利14项（授权3项），发表论文11篇。新技术还将在高强钢、管线钢、汽车板钢、不锈钢上推广应用，具有极好的应用前景，是洁净钢生产中一项重要的创新性成果。

项目首次提出极低损耗取向硅钢广义复合抑制剂理论，创建了极低损耗取向硅钢制造核心工艺技术体系，自主设计集成专用功能装备及全套高效产线，确立了复杂工况下特高压输变电变压器选型设计原则。项目开发技术成功应用于宝钢取向硅钢三期、四期工程，推广应用于一期、二期产线升级改造；项目研制的10个极低损耗高磁感取向硅钢产品全球首发，8个极低损耗新产品填补国内空白。其中，B30R090、B27R080、B23R070、B20R060、B18R060为所有常规厚度规格世界最高等级产品；除0.23mm规格外，其余规格均领先日、韩等国际一流企业同规格产品一个牌号以上，实物质量达到国际领先水平。在大型特高压电力变压器上，自2014年成功应用于灵绍±800KV直流特高压工程以来，已累计制造1000kV交流、±800KV等特高压工程变压器560台套，国内市场占有率71.7%，性能指标全面优于进口同类产品的实绩水平；2018年，B23R075率先成功制造出1100kV直流换流变，并在世界首条、全球最高电压等级的1100kV特高压直流输电（昌吉-古泉）工程示范应用。在高能效配电变压器上，薄规格极低损耗取向硅钢制造S15型配电变压器800多台套，空载损耗较目前国家一级能效降低约30%，节能降耗示范效益显著。2013年以来，累计制造极低损耗取向硅钢新产品近百万吨，新增产值120多亿元；其中，2017-2019年，制造新产品40.29万吨，新增产值49.15亿元，新增利润10.18亿元，新增税收7.46亿元。极低损耗取向硅钢新产品出口欧、美、日、韩高端市场，近三年出口总量17.16万吨，2018年出口占比30%，创汇3.01亿美元。

项目完成单位通过分析和摸索在线激光刻痕技术的特点和难点，自主集成连续退火线上全套激光刻痕装备。全球首次将光纤式激光器应用于取向硅钢激光刻痕，利用不同波长对不同性质材料吸收率差异的机理，将基板热吸收效应提升5倍，实现更好的磁畴细化效果、提高改善率。设计出扩展式多振镜扫描盒光路系统，采用分时并行扫描技术实现全球最高的150mpm激光刻痕速度。通过关键参数交互联动设计以及采用大包角三辊聚焦稳定系统等，实现更精准的参数匹配和控制。

（1）项目开发出一种圆形上升管-椭圆下降管的RH新型真空槽装置，循环流量显著提升，脱碳效率大幅提升，RH脱碳至30ppm的时间缩短3分钟，RH脱碳至13ppm的时间缩短4分钟，并开发模型实现了RH精炼过程脱碳反应的准确预报，为RH高效化提供了保障。 （2）建立了RH精炼过程渣-钢-夹杂物反应热力学和动力学精准控制模型，开发了RH精炼氧含量控制和深脱硫技术，实现了IF钢铸坯全氧稳定控制在15ppm以下，高牌号无取向硅钢[S]≤15ppm的比例由30%提高至80%。 （3）建立了精炼过程“钢液-渣相-夹杂物-合金-耐火材料-空气”多元反应耦合成分预报动力学模型，搭建了RH精炼钢液窄成分控制大数据平台，取向硅钢产品[Al]±15ppm和[N]±5ppm的命中率从90%提升至98%以上，显著提升了RH精炼过程钢液成分的稳定控制，为RH成分精准稳定化生产提供了技术支撑。

针对西南地区冷轧取向电工钢生产的空白，项目通过与国内钢铁企业紧密合作，建立了符合环保要求的冷轧取向电工钢后工序生产线。主要技术创新点： ①通过合理控制工作辊辊型和支撑辊系统，有效改善了冷轧钢带板形； ②CP、CA、CT等生产工序均利用烟气余热，以节约能源，降低烟气排放温度； ③罩式炉外罩吸风口安装了冷却风机，提高了冷却速度，缩短退火周期10小时，大大提高了罩式炉生产效率。

冷轧高牌号无取向硅钢作为一种重要的软磁合金，广泛应用于大中型电机、精密电机、高频电机、压缩机电机以及汽轮发电机、水轮发电机等制造。其生产工艺窗口窄，工序长，装备复杂，其生产和装备技术是一个国家钢铁产业与装备制造业发展水平的重要标志之一。2005年左右，我国在高牌号无取向硅钢相关领域的理论研究不够深入、完善，且关键工艺装备技术等都尚属空白。国内冷轧高牌号无取向硅钢年产量仅能满足表观需求量的约15%，大量需要进口，因此迫切需要建设新的高牌号无取向硅钢冷轧生产线。本项目突破了高牌号无取向硅钢冷轧各生产线（包括常化酸洗机组、工作辊无偏距小辊径六辊冷轧机、退火涂层机组）关键技术及装备，形成了具有我国自主知识产权的成套装备及工艺技术，在多个企业获得了广泛应用，效益显著。

电工钢分取向和无取向电工钢，它是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，广泛应用于电力和电讯工业，用以制造发电机、电动机、变压器、互感器、继电器等设备。本项目开发了新型的高磁感取向硅钢高温退火用隧道式退火炉装备研发 及生产工艺，产品获得了良好的性能，获得了市场的认同。

国内热镀铝钢板的生产一直处于空白，国内需要的镀铝板全都依靠进口，年进口量达30万吨。本项目对热浸镀铝的高电流密度电解清洗技术、控制气氛的退火技术、炉鼻子加湿技术、镀锅成分控制技术、长寿命沉没辊技术、铝渣控制技术等一系列关键工艺技术进行开发与系统集成，在国内率先开发出了自主知识产权的连续热浸镀铝板成套生产工艺技术；对连续热浸镀铝生产线上的关键设备进行了自主研制开发，在国内自主集成工艺与装备，设计建设了目前国内唯一的连续热镀铝生产线。以此生产线为基础，开发了热浸镀铝硅钢板、单面镀铝钢板、热镀铝硅铜镁钢板、热成形用镀铝钢板等多种热镀铝钢板品种，替代进口，填补国内空白，满足了不同行业的需要。

研究内容 1、工业化设备与单体技术的研发、集成和实施：铸辊寿命提高技术；侧封板长寿技术研究；水口结构优化设计； 铸轧过程保护浇注设计；在线热轧机设计； 温度控制设计等关键技术设备的研发。 2、全线控制系统的开发：熔池内钢水液面控制技术开发；铸轧过程工艺参数检测与控制系统、薄带铸轧过程计算机控制系统、热轧厚度控制及板型控制系统以及侧封、浇口机械手安装系统的建立。 3、高品质硅钢铸轧相关工艺技术开发：硅钢成分设计、铸轧硅钢薄带坯初始组织和织构的控制技术开发及铸带在线热轧的组织和织构控制技术的设计开发，铸轧流程取向硅钢的抑制剂控制技术，及后续配套冷轧及热处理工艺的技术开发和高硅钢铸轧薄带成形及工业化塑性控制技术的研究。 考核指标 （1）研究和建立具有自主知识产权的薄带硅钢铸轧生产示范线；硅钢铸轧薄带产品规格：铸带硅钢厚度1.0-2.5mm，宽度规格：1050 -1250mm；硅钢薄带包括1-3.5%Si的硅钢。 （2）薄带铸轧工序与传统流程相比节能50%。 （3）硅钢薄带铸轧生产示范线实现稳定浇注300吨以上。 （4）在硅钢铸轧工艺技术方面申请发明专利5项以上、获得企业技术秘密10项以上、申请软件著作权5项以上，发表学术论文40篇。