本项目针对首钢股份360m2烧结开展了废气循环技术研究，从理论计算、数值仿真、烧结杯试验和工业参数优化等环节入手，摸索出适宜的废气量、含氧量、废气温度等参数搭配模式，形成了料面利用废气温度300℃水平、适宜热风面积改善厚料层表层成矿效果的独创特点。最终成功开发了兼顾提高烧结矿质量、降低烧结固体燃耗和减少烧结污染物排放的废气循环技术。项目投入使用后，取得了平均粒径提高了12%，烧结综合返矿率下降了6.6个百分点，烧结固体燃耗降低3.39kg/t烧结矿，粉尘排放降低27.81%，SO2减排15.89%，NOx减排23.41%的良好效果。当前国内有烧结机有一千多台，烧结矿产能在9亿吨水平，项目的推广对于烧结提质降耗减排有显著意义。

项目摘要：针对我国钒钛资源提取冶金过程的反应体系，围绕钒钛资源有价组元强化迁移及分离的关键科学问题，以提高钒钛等有价组元回收率为目标，采用理论分析、实验研究和计算机模拟相结合的方法，开展从微观到宏观尺度的钒钛资源有价组元强化迁移规律及分离理论的基础性和战略性研究，主要包括：（1）钒钛资源冶金过程基础数据库及相关计算物理化学模型的建立；（2）多相反应中有价组元的相结构变化规律；（3）高温溶胶生成、演变的物理化学规律及在冶金过程中的作用；（4）钒钛等组元相际迁移的动力学规律及其影响因素；（5）外场对钒钛等组元迁移及分离的强化与协同作用。通过本项目的实施，将构建钒钛资源冶金过程有价组元强化迁移规律及有效分离理论体系，提出旨在提高钒钛资源利用率的新工艺和新方法，为我国钒钛资源高效利用与安全保障奠定坚实的理论和技术基础，提高我国在该领域的学术水平和国际影响力。

以压水堆核电站关键结构材料和焊接部件的主要失效形式为重点，研究现役和在建核电站国产材料在模拟核电高温高压水环境中微纳米尺度缺陷的损伤演化规律，并与国外材料对比。重点研究环境/力学/材料成分与微观结构对高温电化学的热力学、动力学的影响规律；研究材料微纳米尺度缺陷的腐蚀到应力腐蚀裂纹萌生的演化规律；研究裂尖纳米尺度的化学/结构/力学特征及其扩展机制；通过第一原理计算研究合金元素和残余应力对辐照导致元素团簇形成的影响，用辐照结合小试样试验研究析出原子团簇的交互作用及其与脆性转变温度的关系；研究材料/温度/水化学/载荷/位移/频率等多因素交互作用下的微动磨损行为；研究依据电化学方法的监检测系统，实现电化学探头长期可靠性和微纳级上的早期/无损/在线腐蚀损伤监检测；研究依据损伤机理的寿命预测模型和安全评估方法。在环境因素与材料交互作用的非线性耦合理论、材料在环境中损伤演化的微细观理论、材料环境行为的模型与寿命预测理论三个关键科学问题上有所突破。形成与基础理论紧密联系的若干关键技术基础和两项示范性技术—监检测与寿命评估，为材料国产化和科学使用、建立材料安全使用的评价准则和寿命预测提供基础数据和判据。

本重点专项总体目标是：围绕新材料“研发周期缩短一半、研发成本降低一半”的战略目标，融合高通量计算（理论）/高通量实验（制备和表征）/专用数据库等关键技术，变革材料研发理念和模式，实现新材料研发由“经验指导实验”的传统模式向“理论预测、实验验证”的新模式转变，显著提高新材料的研发效率，增强我国在新材料领域的知识和技术储备，提升应对高性能新材料需求的快速反应和生产能力；培养一批具有材料研发新思想和新理念，掌握新模式和新方法，富有创新精神和协同创新能力的高素质人才队伍；促进高端制造业和高新技术的发展，为实现“中国制造2025”的目标做出贡献。 本重点专项的主要研究内容是：构建高通量计算、高通量制备与表征和专用数据库等三大示范平台；研发多尺度集成化高通量计算方法与计算软件、高通量材料制备技术、高通量表征与服役行为评价技术，以及面向材料基因工程的材料大数据技术等四大关键技术；在能源材料、生物医用材料、稀土功能材料、催化材料和特种合金等支撑高端制造业和高新技术发展的典型材料上开展验证性示范应用。共部署40个重点研究任务，专项实施周期为5年（2016-2020年）。 2016年，本重点专项在材料基因工程关键技术和验证性示范应用方向启动了13个研究任务。2017年，拟在材料基因工程关键技术和验证性示范应用方向启动16个研究任务（其中，由于金属基、陶瓷基和高分子基复合材料的设计方法和制备工艺差别较大，故将任务16分成3个子任务列出，即指南16.1、16.2和16.3），拟支持18-36个项目，拟安排国拨经费总概算为3.24亿元。凡企业牵头的项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1：1。

随着高炉生产对烧结矿质量、产量要求的日益提高和设备大型化的发展要求，烧结过程控制的目标也越来越高。如何从以往简单的一级定值控制，转换为整个烧结生产的稳定的、优化的、复杂的、多目标的计算机智能闭环控制，成为一项重要课题。作为高炉冶炼的上游工序，烧结智能专家系统的研发和应用，是为5500m3特大型高炉提供高质量的稳定的原料供应的基础保障。烧结智能控制系统的应用可以使生产过程稳定，降低能耗，实现可持续性发展。国外的引进系统不仅成本高、技术封锁、优化升级困难，而且不能很好的适应工况。因此，开发和应用具有自主知识产权的智能控制系统，可以提升企业乃至整个行业整体竞争力。 550m2烧结机智能闭环控制系统将人工智能技术与烧结工艺基本理论结合，针对从配料开始的烧结全过程，应用数学方法建立模型进行控制。系统主要包括配料控制子系统、烧结过程控制子系统、质量控制子系统和生产信息管理子系统等四个子系统，实现了烧结生产的智能控制，保证了烧结生产过程节能降耗，提高了产品质量。该成果的应用，优化了烧结生产过程，实现了烧结生产的智能闭环控制，填补了首钢在烧结自动化控制领域的空白，使首钢京唐烧结生产达到了国际领先水平，提高了企业形象和竞争力；具有完全自主知识产权的烧结智能控制系统在行业内具有广泛的推广应用价值。

迁钢公司为了提高企业的竞争力，满足生产精品板材，开发高端产品的需要，实现科学炼钢，达到稳定操作、降低消耗、提高质量目的，在迁钢210t转炉建设的同时，决定采用炼钢自动化成套技术。 目前国内外转炉多数采用副枪自动化炼钢技术。截止到2005年，国内转炉使用的近70套副枪自动化炼钢技术全部由国外引进。到2007年，国内宝钢、武钢等十几个转炉炼钢厂的副枪自动化炼钢系统均引进国外技术。多数企业引进国外技术后，由于国内工厂条件与外方模型需求条件有差距，造成模型应用上存在一定的问题，如炼钢模型不能投运、模型计算不准确以及一、二级自动化间存在通讯问题等等，影响了副枪自动化炼钢技术应用水平的提高。 210吨转炉炼钢自动化成套技术是我国第一套完全由国内自主设计研发、制造的炼钢自动化成套技术，主要包括以下关键技术：⑴精确称量技术；⑵原料质量稳定技术；⑶工艺-物理模型；⑷副枪技术；⑸自动控制系统和装备；动态控制软件。通过以上关键设备和工艺技术，实现了转炉炼钢全自动控制。

热连轧自动化控制系统是一种大型复杂控制系统，它很大程度上决定了生产线最终的市场竞争力。国内在宽带钢热连轧自动化控制系统的新建或改造上多采用硬件和核心软件由国外供货并调试的方式，存在着核心技术掌握在外方手中不公开，不利于系统的后期升级和维护，不能满足钢厂再发展的需要。 热连轧计算机控制系统是一种大型复杂控制系统，长期以来，其核心技术掌握在外国公司手里。本项目自主开发出全套的宽带钢热连轧计算机控制系统，其特色在于：从传动控制级(L0)、基础自动化级（L1）、过程控制级（L2）、生产管理级（L3）全部使用自主开发的管理模型、数学模型和控制程序，所形成的技术均拥有自主知识产权，并且能够完成从系统设计﹑软件设计、系统集成制造、编程、培训、现场调试﹑服务﹑到开工投产的全过程。

本项目属于铁合金制备技术领域。针对红土镍矿的特性，以及现有红土镍矿火法冶炼镍铁合金技术存在的问题，采用中国钢研科技集团有限公司的发明专利 “用红土镍矿低温冶炼生产镍铁合金的方法”，由江苏大丰港和顺科技有限公司投资，与中钢研合作开发建设了全球第一条年产万吨级镍铁合金的红土镍矿低温还原+微波晶粒长大生产镍铁新技术示范生产线。该生产线处理红土镍矿原矿35万吨/年（干基），可实现年产镍铁合金5万吨（按含Ni10%计算），按金属镍计为5000吨/年。项目采用的红土镍矿低温还原+微波晶粒长大生产镍铁新技术是目前世界上技术最先进和最具挑战性的火法冶炼工艺。2014年12月该项目正式试产，标志着大功率微波设备冶炼技术已成功应用于高温冶炼行业，显著加强“中国制造”冶炼装备的影响力，极大地提升了中国铁合金冶炼工程技术在国际铁合金冶炼技术开发上的地位。

熄焦炉技术是我国当前大力推广的节能熄焦技术。与传统湿法熄焦技术相比，具有用水节约、大气污染物排放少、能源利用效率高、焦炭质量提高明显等优势，在我国发展潜力大。 干熄焦炉内衬特别是斜道区内衬工作环境苛刻，温度高，同时温度波动大，物料冲击磨损作用强，材料易损毁，该关键部位内衬材料是限制干熄焦炉寿命的最重要因素。在该关键部位材料选型和结构设计上，我国现仍主要采用国外材料技术体系，内衬材料普遍采用莫来石碳化硅材料，平均使用寿命一般不超过2年，造成干熄焦炉用户成本增加，较大程度上制约了我国干熄焦技术推广应用。 本技术根据现有内衬材料的技术不足，研制出具有抗热震、抗磨损、抗侵蚀等性能优良的氮化物结合碳化硅耐磨耐蚀材料，并借助计算机技术，优化材料结构设计，模拟衬体应力分布，实现了包括材料制备技术、材料结构设计技术、数值模拟技术等关键技术的完整的干熄焦炉长寿内衬材料技术体系。采用本技术的干熄焦炉平均寿命可达5年。

我国钢铁行业正处于从钢铁大国向钢铁强国过渡的关键时期，经过近几年的飞速发展，中厚板的下游产业如造船业、油气输送管线、石油平台、石油储罐、桥梁、高层建筑以及工程机械等行业都对中厚板的强度、韧性、综合性能、板形等性能提出了更高要求。 中厚板的发展已从追求产量转移到追求质量上来。对中厚板精整设备，尤其是矫直机，在强度、刚度、功能和自动化程度方面都提出了更高要求。我国从50年代起引进和消化前苏联矫直机设计制造技术，与国外先进矫直机技术相比，在矫直能力、功能、结构、矫直效果等方面都存在较大差距。国内在本世纪初开始引进国外矫直机设备，国内制造商通过合作制造，完成主要结构件的制造和装配。这种方式没有掌握矫直机核心设计理论，只能单纯仿制，产品与市场需求脱节，技术升级缺乏动力。 中冶京诚立项自主研发的中厚板预矫、热矫、热处理温矫、冷矫等系列高性能矫直机设计及制造技术，将矫直理论、结构设计体系与高强钢生产相结合，针对高强钢生产特性，自主研发系列专有结构和成套技术；在自动控制和过程控制方面实现计算、设定、控制、检测、操作一体化和简洁化操作模式；掌握独创的专有技术和自主知识产权的专利技术。