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%。

整车涂装作为汽车制造环节中最大的污染环节之一，汽车工业界提出，到2030年，将VOC排放量降低70%。 免中涂工艺完全取消了中涂线全部工序，能耗和制造成本大幅度降低。预计到2015年底，在中国建成的各种先进的紧凑型涂装工艺生产线达到20条。采用水性涂料的涂装线的数量达到50条以上，产能达到千万辆以上。 与传统涂装工艺相比，新的环保涂装工艺使漆膜厚度减薄，漆膜流动性增大，使得漆膜对钢板表面缺陷和表面波纹的遮盖力减弱，涂漆外观质量下降，在同等条件下，涂漆外观质量下降，表面鲜映性难以达到汽车外板要求。 项目的主要研究内容有： （1）研究了锌锅内部锌液的流动、炉鼻子内部锌液流动规律以及炉鼻子内部气体流动规律，提出了抑制锌锭附近低温旋涡、提高炉鼻子内部温度均匀以及改造炉鼻子锌灰泵结构的控制措施，抑制了炉鼻子内部锌液表面锌灰形成，使得百米锌渣数大幅度降低80%以上。 （2）研究了涂装后表面鲜映性指标与钢板表面轮廓参数的对应关系，提出了优化光整辊磨削工艺消除粗糙度与波纹度相关性的工艺路线，在不改变粗糙度的情况下降低镀锌外板表面波纹度，实现波纹度Wa1-5的平均值减少50%。 （3）研究了薄钢板成形过程中的表面波纹度轮廓演变过程，提出了薄板表层析出物梯度分布的控制措施，通过冶金、热处理和光整轧制工艺措施优化，实现成形后的表面波纹度指标显著降低； 项目的创新点主要有： （1）首次开发了提高汽车用钢板在免中涂工艺下涂装鲜映性的完整解决方案，形成了高鲜映性系列汽车用钢板及“零”缺陷热镀锌板表面质量控制设备，突破了免中涂工艺下高鲜映性汽车外板生产和应用瓶颈，成功应用于国内汽车主机厂的免中涂绿色涂装产线。 （2）首次揭示了成形过程中表面波纹度演变与表层晶粒取向的关系，形成了以表层织构控制为核心的全流程关键工艺成套控制技术，实现变形5%时的表面波纹度指标Wa1-5不超过0.35微米，免中涂涂装后鲜映性指标DOI达到88以上 （3）首次提出Wa1-5波纹度参数及其测量方法，通过均匀快速磨辊技术降低了表面粗糙度参数与波纹度参数的相关性，攻克了粗糙度与波纹度协同控制的矛盾，实现钢板表面Wa1-5平均值从0.50微米降低到0.25微米 ，同时保证粗糙度不低于1.0微米。 （4）首创了低加热功率锌锅分区热流控制设备，集成开发了锌灰锌渣抑制清除设备，突破了热镀锌汽车外板表面细微点状缺陷的控制瓶颈。

⑴项目基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术研究。如何突破型材轧制孔型系统设计长期依赖经验试错、效率低、成本高的难题，实现钢轨及异型材孔型系统智能设计、智能化配辊以及轧辊加工NC代码自动输出，大幅度提高新产品研发效率并降低研制成本。 ⑵全轧程热力耦合三维模拟精准预测及生产过程质量稳定性控制技术研究。 结合建立完整的生产工艺与质量数据库,实现系列钢轨及异型材轧制全过程工艺优化和质量稳定性控制，显著提高产品内在质量稳定性和一致性,并使钢轨残余应力显著降低。 ⑶基于大数据及在线控制的钢轨轧制金属流动预测-补偿模型和全长尺寸精度智能控制技术研究。解决高铁轨,重轨全长尺寸在线高精度控制问题。 ⑷钢轨局部润滑轧制及表面质量控制技术研究。努力搞清高温高压轧制条件下金属流动、轧辊氧化皮粘结及局部磨损机理和规律，消除钢轨表面轧疤及通长“人”字轧痕等表面质量缺陷,并轧辊寿命延长。

该项目针对集装箱的绿色化发展要求，开发出高强度、绿色化系列集装箱钢板制造技术，主要创新点如下： 1. 针对传统冷轧高强退火产线水淬或超高氢退火工艺产线投资大成本高的问题，发明了低冷速条件下高屈强比冷轧高强集装箱钢板制造技术，实现了屈服700MPa级冲压成形和屈服900MPa级辊压成形集装箱钢板的柔性化、低成本制造。 2. 揭示了Ti、Nb对磷偏析、碳化铬析出的影响规律，通过Ti、Nb、P复合合金化使550MPa级集装箱钢板的耐腐蚀性能比传统SPA-H钢板提高了10%～15%。 3. 提出了通过精准控制层流冷却中间点温度和卷取温度，实现晶粒尺寸和析出相精准调控，保证了700MPa级热轧高强集装箱钢板性能稳定化生产。 4. 提出了通过Si、P协同作用在加热过程中抑制低温铜富集、促进高温铜扩散的方法，解决了集装箱钢板铜富集引起的表面裂纹的问题。

环保型圆珠笔头用超易切削不锈钢丝是一种不含铅的碲、磷、铋、硫复合的兼具超易切削性、耐磨性、耐墨水腐蚀性的超易切削钢丝。本项目开展了一下研究工作： （1）对日本的无铅型样品材料SF20E进行全面解析，分析了其化学成分、晶粒度、机械性能、夹杂物等所有技术指标。 （2）以三相有衬电渣炉作为冶炼基本手段，研究了三相有衬电渣炉不同阶段的温度控制及其对渣的影响，通过渣组分的分析，研究了渣碱度、炉渣及脱氧制度与硫元素回收率的关系。 （3）研究了Mn/S非金属夹杂物由铸态到冷拉态成品的加工过程中的演变规律，及其数量、大小、分布及形貌与笔头制造过程及笔头质量之间的对应关系。 （4）对比解析了日本材料和首钢吉泰安新材料有限公司研制的无铅型材料，比较了表层及材料内部夹杂物变化的基本规律，机械性能、晶粒度等所有技术指标。 （5）将本项目试验成果材料提供给客户试用，发现了碗口开裂、后外圆开裂、刀具磨损等系列问题，一一进行了研究和改进。

Hlsmelt工艺的开发相对经历了较长时间，从1980年开始研发，经历了初期的试验炉试验以及两个阶段的试验厂阶段（分别为10000吨/年的SSPP和100000吨/年HRDF），一直到西澳大利亚的奎那那地区兴建了年产80万吨的世界首家商业工厂。工厂于2003年1月动工建设，2005年4月建成并开始热调试，从2005年11月开始了为期3年的达产运行：2006年底实现50%，2007年实现80%，2008年实现85%。2008年12月，由于受世界金融危机影响，生铁市场低迷，HIsmelt奎那那示范厂2008年年底停产，关闭且不再复产。 山东墨龙石油机械股份有限公司一直致力于新炼铁工艺、技术、装备的研究，根据自身发展的需求，在2012年决定利用HIsmelt的技术及大部分奎那那工厂设备，并通过进一步优化工艺流程，在寿光市建设了新的HIsmelt熔融还原炼铁生产厂。墨龙公司目前拥有HIsmelt全部知识产权，在经历了九次工业试验后，目前已掌握HIsmelt熔融还原炼铁的生产规律，可实现稳定高效生产。

国家自然科学基金委员会现发布“多相反应过程中的介尺度机制及调控”重大研究计划2018年度项目指南，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。 过程工业涵盖能源和资源转化利用等重要基础产业，但效率低、污染重、资源浪费严重，多数过程的工艺技术开发周期长、风险和费用高，这些问题已成为可持续发展的瓶颈。多相反应是其中最普遍与最核心的过程，探索这些过程中介尺度结构的形成机理、实现其科学定量描述与定向调控已成为过程工业发展的前沿。 　　多相反应过程中的介尺度机制是指由大量单元组成的系统在个体单元与整体系统之间的尺度范围内复杂时空结构的形成与演化规律。主要包括两个层次的介尺度问题，其一，分子尺度到颗粒（包括气泡、液滴等离散单元）尺度间的材料结构或表界面时空尺度；其二，颗粒尺度到反应器尺度间形成的非均匀结构的时空尺度。本重大研究计划将阐明其机理，发展模拟计算与实验表征方法，进而建立相关模型与理论，重点揭示介尺度结构对流动-传递-反应行为的影响及其耦合规律，建立多相反应过程定量设计、优化和调控的方法，形成以介尺度科学为基础的过程工程学科新方向，服务于相关工艺和过程的开发。

通过对冶金粉尘的矿相结构、碳热还原规律，水浸制卤-钾钠分步结晶分离工艺等的研究，提出了冶金粉尘钾钠锌铅碳热还原与铁分离、富钾粉尘浸取制卤生产氯化钾的资源高效综合利用技术路线，发明了冶金粉尘转底炉碳热还原分离钾钠锌铅工艺技术、富钾粉尘生产氯化钾的工艺的技术，完成了产业化应用成套装备及工艺技术开发和示范应用。

iLance通过大数据分析的手段完成对操作工艺技能的挖掘； 通过机器学习的方法实现对转炉操作经验的积累、总结和传承； 利用智能数据采集技术、人工智能技术，识别和记录生产中的现象特征，挖掘生产中的数据规律，实现转炉操控规划、喷溅预防、冶炼监控等功能。 iLance适用于生产操作、技术管理等多个层面，可通过移动端、PC端多途径访问，为客户搭建转炉快速便捷的操作、分析、管理平台。

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。