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。

带钢冷轧机大多为四辊或六辊轧机，其板形调控装置或手段有：倾斜轧辊、弯曲轧辊（液压弯辊）、横移轧辊（轴向窜辊）、分段冷却轧辊等。装备板形测控系统的作用目的，就是要科学充分发挥这些调控装置的作用，提高板形质量，将工人和工程师从复杂繁重的体力和脑力劳动中解放出来，实现板形检测和控制的自动化和智能化。板形测控系统由板形检测系统（板形仪）和板形控制系统组成。板形仪由板形检测辊、板形信号传输装置、板形信号处理计算机组成。板形控制系统由控制计算机、可编程控制器、板形调控装置组成。本项目板形测控系统的技术原理就是，通过安装在轧机出口或入口侧的板形仪实时检测在线板形，通过板形控制系统实时控制在线板形。

为了提高烧结机的效率，在产学研合作下，开发了基于调控烧结料层收缩的低负压低风量点火技术。提出了料面收缩(y，mm)和风箱(x，个)的曲线关系公式：y=k1*ln（x）+ k2，揭示了烧结负压与烧结时间对曲线参数(k1和k2)的影响，发现了烧结机点火段是料层收缩的核心区域，开发了低热值煤气的低风量低负压点火技术，显著降低了煤气消耗。研发和集成了系列风量优化技术。通过实施风箱开度差异化调配、料面无动力打孔、双水分烧结、高效侧密封等一系列风量优化的关键技术，实现了烧结机长度方向和宽度方向有效风量的合理分配。最终，成功开发并实施了国内首台套返矿分流工艺。改变了传统烧结返矿全部参与制粒甚至提前润湿的理念，率先开发和应用了基于粒级精准控制的烧结返矿靶向投加技术，优化了制粒过程原料粒度和制粒水分的分布，突破了过湿带恶化料层透气性的瓶颈，实现了高效烧结生产。

钢铁工业经历三十年节能技术革新，能耗下降幅度趋缓，新形势下其能源结构高碳化、集中供能柔性不足、数据模型技术开发不够等问题愈加突出。为探索钢铁企业节能新方向，以钢铁多流耦合分布式能源技术理论研究与架构设计为先导，选择关键技术实施开发与应用。主要创新成果如下： 1、研究揭示了钢铁生产与分布式能源的耦合关系，提出“源-网-荷-储”钢铁多流耦合分布式能源理论并完成架构设计：以可再生能源开发、清洁能源多能互补优化传统能源结构；以余能就地极限回收利用与区域能源自平衡提升能源效率；以数据驱动和需求侧响应能力提升增强源荷互动能力；以多网互融和网储一体优化钢铁能源系统调整能力。 2、形成钢铁低碳清洁能源与传统能源高效多能互补技术,包括：攻克光伏屋顶组件动态清洗运维技术难关，建成世界最大屋顶光伏发电并网工程，使之成为钢厂低碳清洁能源重要组成；发明高炉冲渣水乏汽与烟气余热热电冷联供系统及方法，开发余热用于高炉煤气碳捕获、协同处置有机废弃物制备生物质能技术，建成兆瓦级涌动型烧结余热有机朗肯循环发电机组，构建余热资源分布式能源微网。 3、形成流体网络建模和能量储存优化等组合式节能技术，包括：开发管网和煤气柜储气数值模拟技术，为电厂大流量和宽幅波动使用高炉煤气解除安全顾虑；对热力系统不同效率汽源给出基于等效电算法的多目标优化方法；发明循环水组合节能方法及系统；开发适用于南方钢厂移动供热模式，以规模化移动热网丰富钢厂能量输配网络。 4、形成模型支撑、数据驱动的源荷交互柔性调控用能技术，包括：开发六大工序三层多阶极限能耗模型，为工序能耗从理论、技术、生产层逼近极限提供定量判据；开发电力负荷预测方法，控制关口电量和制定分时电价响应策略；以燃气互换性理论指导典型炉窑燃烧效率和煤气调配；用数据挖掘结合热工理论确定加热炉能效关键指标及操作模式。 以“多能互补、数据驱动、网储一体、源荷交互、极限能效”为主线的钢铁多流耦合分布式能源技术研究与应用使宝钢节能水平显著提高：近三年节能8.87万吨标煤、减排二氧化碳22万吨，经济效益4.7亿元,对传统钢铁工业能效提升、绿色低碳转型发展提供实践示范。本项目申请国家发明专利24项（已授权15项），实用新型专利授权8项，国家标准1项，企业标准1项，软件著作权3项，企业技术秘密20项，发表论文25篇，编著和参编专著2本。

超薄不锈精密带钢生产难度极大，特别是宽度≥400mm的宽幅薄带生产中存在板形及厚度精度难以控制、钢质纯净度低导致的轧制穿孔等技术难题和长线退火过程中的抽带、断带及折印等生产难题，无法满足用户对高平整度（不平度≤0.1mm/m）、高表面质量使用需求和稳定生产。围绕上述难题，项目组在板形、张力控制、钢质纯净度等方面进行研究开发，实现了以下创新： （1）首次基于边界积分的压扁计算方法，耦合辊系变形和金属塑性成形特性，开发出以复合性多曲线锥度辊系配置、高强韧钛合金轧辊设计和多轧程板形动态控制为核心的成套轧制技术，实现了宽幅超薄不锈精密带钢的高精度稳定轧制，厚度0.02mm、宽度640mm的产品国际首发。 （2）开发出多点转矩平衡补偿、螺旋芯轴型展平辊设计、非线性卷取张力动态调整的热处理线张力精准控制技术三大关键技术，解决了宽幅超薄不锈精密带钢长线退火过程中断带、折印及塌卷等世界性难题，实现了大卷重（2吨以上）超薄带高效连续稳定生产。 （3）开发出超薄带钢高表面系列控制技术，包括高纯净度塑性化夹杂物控制、无磷Na2SiO3高活性环保清洗（残留物≤3mg/m²）、同步接触辊式密封等技术，解决了超薄带钢轧制穿孔、表面划伤、清洗不良等问题，产品表面精美，覆膜性好。 （4）开发出软态、高硬高弹、去应力TA等性能调控技术，形成了20余种特殊功能的系列产品。 申请发明专利11项，授权5项，起草行业标准3项，发布2项，论文发表18篇，并形成一整套具有自主知识产权的宽幅不锈钢超薄料关键生产工艺技术，厚度0.02mm且宽度600mm以上国际独有。项目总体技术达到国际领先水平。

钢的均质化问题已成为质量提升的技术瓶颈，控制凝固过程是实现均质化的最重要环节。细化金属凝固组织是实现凝固均质化的最有效手段，许多有色金属可以通过化学法（变质处理、添加形核剂等）获得理想的凝固组织，但是钢铁材料一直缺乏便捷有效的细晶技术。 PMO-EMS组合调控高均质化矩形坯连铸技术根据脉冲磁致振荡（PMO）和电磁搅拌（EMS）技术特点，创新性提出综合利用PMO促进形核并形成结晶雨和EMS的搅拌作用，将PMO形成的结晶雨均匀分布于铸坯心部，从而大幅提高铸坯均质化效果及其稳定性。PMO-EMS组合调控高均质化矩形坯连铸技术处理的220×260矩形坯均质化水平显著优于未处理铸坯，GCr15轴承钢、20CrMnTi齿轮钢和ZTM-S2高碳工具钢等轴晶率均明显增加，铸坯中心碳偏析指数不高于1.04。PMO-EMS组合调控高均质化矩形坯连铸技术可应用于矩形坯、方坯和圆坯连铸，特别适用于品种多、批量小，且对质量要求高的特殊钢连铸坯的生产。对连铸坯凝固组织及宏观偏析有显著且稳定的改善效果，优于末端电磁搅拌和轻压下技术。该技术推广应用将极大地提高钢铁产品品质和竞争力，具有巨大价值。

该项目突破大厚度临氢Cr-Mo钢板合金设计、高洁净度冶炼与均质化控制、轧制-热处理工艺技术与装备、一体化组织性能调控等关键瓶颈，形成了具有自主知识产权的系列专利技术与专有技术诀窍，打通了“研发-生产-应用-评价”全链条，取得如下创新： （1）针对石化反应装备安全、稳定、高效的需求，创新提出高品质临氢Cr-Mo钢高洁净度、精细化合金成分设计路线与控制方法，显著提高钢材抗回火脆化、抗氢腐蚀和抗高温蠕变性能。 （2）针对临氢Cr-Mo钢苛刻性能需求，创新开发出高渗透性轧制、析出物稳定控制等系列高强韧、均质化组织性能调控技术与生产技术，全面提高钢板综合力学性能和使用性能，满足设计院和用户需求。 （3）针对大厚度临氢Cr-Mo钢板传统热处理冷速低、均匀性差等弊端，研制出国际首条300mm级连续辊式热处理线和高强度均匀化热处理技术，突破国际上钢板辊式热处理厚度上限，冷速、温度均匀性、板形、表面质量等主要指标显著改善。 （4）建立系统完整的临氢Cr-Mo钢板产品体系、质量检验体系和应用体系，牵头制定《临氢设备用Cr-Mo合金钢板》国家标准（GB/T 35012-2018）。

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。

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。

全面革新现有红土镍矿冶炼镍铁与不锈钢的工艺流程：（1）开发红土镍矿高选择性固相还原-磁选制备镍铁新方法，实现在低温条件下制备优质镍铁产品；（2）开发红土镍矿还原熔炼制备镍铁的渣系调控和优化新技术，以降低现有工艺的冶炼温度和生产能耗；（3）开发镍铁水直接热装AOD炉生产不锈钢新流程，简化流程，提高生产效率；（4）开发镍铁冶炼渣制备镁橄榄石型耐火材料新技术，实现镍铁冶炼渣的高效增值利用。