在国家支撑计划项目课题和“863”项目、支撑项目和十三五重点项目等国家科技项目支持下，钢铁研究总院工程用钢研究所杨忠民教授团队联合马钢、永钢、石横特钢、长城特钢、西城钢厂等企业，开发了系列耐腐蚀钢筋品种：低合金耐腐蚀钢筋、高 Cr 系耐腐蚀钢筋、不锈钢-碳钢（低合金钢）复合钢筋、双相不锈钢钢筋等系列，可以满足不同用户的需求，为建筑耐久性设计提供更精准的解决方案。

近来中国钢产量迅飞发展，连铸是钢铁厂主要流程中的重要环节，连铸坯的质量也成为影响钢材质量的重要因素。连铸坯的表面裂纹、中心偏析、中心疏松等在各大钢厂均有发生，严重影响企业的生产和经济效益。针对上述问题，本项目展开立项研究，从连铸坯的主要缺陷入手，提出相应的技术措施，减少上述铸坯的缺陷，提高铸坯的质量。本项目属于钢铁冶炼技术炼钢领域。 连铸坯表面横裂纹及角部横裂纹在连铸过程中时有发生，特别是中碳钢、中碳合金钢及微合金化钢，该类缺陷与连铸的二冷工艺及压下位置有直接关系；而铸坯的中间裂纹、三角区裂纹、中心偏析、中心缩孔及中心疏松在中碳钢、中碳合金钢及高碳钢上表现得尤为突出，这类质量缺陷与连铸二冷及压下工艺有非常大的关系；目前这两种缺陷是制约连铸生产的主要因素。本项目的主要内容：结合钢水的凝固特点，采用更为接近实际的边界条件，建立新型数据库，开发出新一代二冷及可控压下软件，并在线投入使用，采用双目标温度确定冷却水量技术、可控单段压下技术等，大幅度降低铸坯表面横裂纹及角横裂纹发生率，减轻铸坯的中心偏析及中心疏松，提高铸坯的质量。 项目的特点如下：1）开发出新一代二冷和可控压下的软件；2）纳入复杂的更为接近实际的边界条件，通过横向温度分布不均匀、喷嘴喷水的不均匀确定横向热流量、通过测定铸坯的表面温度，来确定季节性、浇注周期的影响；3）采用双目标温度计算冷却水量、在具有幅切功能的连铸机上，可以计算边部的冷却水量；4）压下量、压下位置的合理确定，提出压下量、压下区间的确定原理；5）采用可控单段压下工艺，通过拉速优化将压下区间控制在一个扇形段内；6）非稳态压下控制，凝固位置跟踪，压下速率的合理设定；7）建立新型数据库，在线计算钢种热焓、导热系数的修正；8）混浇模式下配水及压下工艺，其成分在该状态下逐渐变化造成液固相线温度等参数的变化，确定混浇坯长度；9）凝固终点的W形状压下控制，采用加权平均压下结束点固相率，做为压下的结束位置，同时优化水量，减少W形状的程度，三角区裂纹。 该项目先后在鞍钢、五矿营口中板、唐山不锈钢、柳钢、宝钢、日照等企业连铸机上应用，项目应用后，微合金化钢及中碳合金钢铸坯角部横裂纹减轻得更为显著，明显减轻中碳钢、中碳合金钢及高碳钢中心偏析、缩孔及疏松。实施该项目后，提高铸坯质量、改善生产顺行，提高热送热装比率、降低劳动强度等方面取得重大成绩，取得显著的经济效益。

本研究从连铸坯主要缺陷入手，提出相应技术措施，减少上述铸坯的缺陷，提高铸坯质量。本技术早在2004年就开始研发，先后与鞍钢、宝钢、梅山钢厂、南钢等企业合作，逐步形成新一代连铸二次冷却及可控压下关键技术，实施在线应用，取得了良好效果。

炼钢厂生产调度问题具有多路径、多干扰、多约束、多目标等特征，传统的方法难以适应复杂多变的现场环境，本技术研发了一种基于多智能体技术的炼钢厂生产仿真优化模型，把复杂的钢铁生产流程抽象为一个多智能体系统, 对复杂物流系统进行建模与仿真优化，解决了炼钢厂智能排产及动态调度问题，具有灵活、可扩展、适应性强的优点。

无人天车及智能库管系统主要包括智能调度系统、天车管理控制系统、无人天车控制系统三部分，基于先进传感和无线通信技术收集行车、运输链、过跨车等设备的位置和状态等实时信息，并通过软件接口与工厂管理系统进行数据集成，贯通进料、上料、生产、下线、储存、发货等多环节信息流，以此实现生产信息与物流信息的实时交互。借助作业调度和路径优化算法，系统根据当前任务和设备状态自动生成最高效、安全的作业方案，并通过多级联动控制驱动行车的自动吊运。同时，在机器视觉等辅助技术的帮助下，行车可以实现更加精确的定位和稳定行驶。 该技术应用于国内多家大型钢厂，涉及20余部行车，无人化运行率达到99%以上，相关技术具有自主知识产权。

质量管控系统以工艺需求为导向，以信息化技术为手段，通过工业互联网平台的建设和全流程应用层功能的开发，实现了钢铁生产过程质量一贯制管理。质量管控系统通过工业互联平台建设，实现以物料为中心的高通量、多元异构、多维度数据采集，并完成数据的时空变换、匹配、判异等。以数据平台为基础，通过质量设计、过程判定、过程监控、数据追溯、质量分析、质量预测等功能设计和集成机器学习算法。同时，质量管控系统还提供定制化功能，该模块可以快速开发则验证质量管控系统的平台效应，为钢铁行业各类质量改进提供了有效工具和方法。该系统在国内多家大型钢厂均有成熟业绩，该系统的上线提升效率、降低成本、提高质量，同时，实施过程中，培养企业工艺技术人员的相关技术能力，提升了质量管理人员的管理水平。

钢铁工业产品线中热连轧、中厚板、连铸坯、棒材、冷轧板带等生产线具有复杂性、多变性等特点，其产品的质量好坏直接影响到生产 效率和企业效益。针对这种高温、高速、人工检测效率极低、工人强度大安全性难移保证等众多关键问题，我们开发钢铁工业非接触的、高速、高精度在线质量检测关键技术具有非常重要的现实意义。 该技术给出了基于机器视觉的高温高速成像，复杂背景缺陷库及模型建立，并行计算系统等关键技术的成套钢铁工业视觉检测方案，通过工业摄像机获取到的大量钢板图像数据，经过并行计算机系统综合计算、分析，使用深度学习卷积神经网络方法建立缺陷数据识别模型，这样在生产过程中若再次出现同类缺陷类型时实现将同类缺陷抓拍并检测识别出来，从而实现质量自动分析及缺陷报警。 应用该技术可以对钢铁工业板带钢生产减少废品率，减少开卷次数，减少翻板次数，降低工人劳动强度，改善工人质检作业环境，实现在线质量检测的同时可整体提高产线生产效率。从实际应用上看，可大幅度减少由于批量质量问题产生的损失，该技术已推广到多个热连轧、中厚板、连铸坯、棒材、退火酸洗等生产线应用，据有些客户热轧、中厚板钢厂使用该技术后实际数据对比可知，每年整体产生1000万以上的价值。

针对国内板带材生产中能耗高、成材率低、生产效率低的实际情况，以国内典型微合金化钢板带材流程为依托，开发了系统完整的关键工艺与装备技术，包括：1）以倒角结晶器技术为核心，开发了具有优化弧形曲面形状的倒角结晶器和不同结构组合的侧面支撑足辊，有效控制了裂纹敏感性钢种铸坯的角部横裂纹和纵裂纹，使微合金化钢连铸坯表面缺陷率降低到0.5%以下，实现了微合金化钢连铸坯生产由冷态下线切角清理到550℃热装的转变；2）突破微合金化钢铸坯红送裂纹形成机理，开发了连铸坯表面快冷工艺与装备技术，通过铸坯表面快冷，使铸坯表面温度迅速降低至600℃以下，表面层8-10mm厚度铸坯完全实现奥氏体向铁素体转变，有效避免热送过程中红送裂纹的发生，同时，又可保证铸坯芯部900-1000℃的高温，使铸坯断面平均温度达到750℃-800℃，实现了连铸坯由冷装到550℃温装、再到750℃以上高温直装轧制的两个飞跃；3）以连铸坯二次倒角及角部形状优化控制为核心，开发了板带材边直裂或翘皮控制装备和技术，使低碳、超低碳带钢边直裂及翘皮缺陷发生率降低90%以上，使宽厚板边直裂发生位置距离边部小于10mm的比例达到85%以上，提高宽厚板成材率1～2%；4）集成优化了倒角结晶器技术、板带材边直裂控制技术和铸坯表层快冷技术，形成了低成本、高效化板带材绿色制造成套技术，并实现工业化应用。 同时，为了进一步提高铸坯质量和铸机的生产效率，还配套开发了包括凝固末端轻压下技术、高拉速技术、连铸坯热态在线调宽技术、连铸坯质量专家系统、结晶器漏钢预报技术、二冷动态控制技术、中间包快换技术、保护渣系列技术等多种技术作为该集成技术的支撑。上述技术的集成应用，实现了从铸坯到轧材对产品各个环节的质量控制，提高了钢的成材率、节约了能源消耗、大幅缩短了生产时间，减少了钢厂的车间场地和资金占用，其生产线关键技术指标达到国际领先。

本技术适用于炼钢厂钢包转运环节的节能减排，可有效减少能源消耗，减少有害气体排放，改善相关岗位人员劳动环境，开发出两大类钢包加盖装置，分别适应新建钢厂及老旧钢厂，针对老旧钢厂的钢包加盖装置，特别能适应处理位钢包净空超低，且需要钢包带盖穿越处理位的场合。两类钢包加盖装置可适应几乎所有现有钢厂及新建钢厂钢包加盖的需求。

本项目研发的45m/s高速棒材生产线具有生产灵活、轧制速度高、尺寸精度高、成材率及作业率高的特点，以及能够实现低温精轧及轧后分级弱水冷，减少合金元素消耗，降低生产成本的特点，有效的满足了螺纹钢高效生产的需求。项目获得授权专利21项，发表论文2篇，参编书籍1本。经过生产实践验证，以45m/s速度稳定生产，成材率高，生产成本低，部分性能指标优于国外公司。本项目技术成果化推向市场后，不到3年的时间，已经为公司带来约4.4亿元合同额，新增利润约4000万元，创造税收600余万元。近期谈判的高棒项目预计合同额约21.5亿元。另外，高速棒材技术也走出国门，泰国Millcon、印度DSP钢厂等客户已与我公司商谈高速棒材项目。本研发项目的成功应用，解决了我国螺纹钢新国标政策下，钢铁企业在生产线工艺及装备面临的转型需求，能够实现螺纹钢棒材高质量、低成本生产，提升企业的竞争力。同时，本项目的成功打破了国外公司在高速棒材核心技术及装备的壁垒，降低了生产线建设投资。随着钢企生产线升级改造的需求，高速棒材生产线市场需求旺盛。本研发项目的成功应用，解决了我国螺纹钢新国标政策下，钢铁企业在生产线工艺及装备面临的转型需求，能够实现螺纹钢棒材高质量、低成本生产，提升企业的竞争力。同时，本项目响应了国家绿色、节能减排及降低资源消耗的号召，满足了钢铁行业对科技创新，引领中国长材高质量发展的要求，改变了钢铁产业主要依靠引进与消化、吸收国外技术，缺乏竞争力的现状，替代并优于进口产品及技术，打破了国外公司在高速棒材核心装备及技术的壁垒，降低了生产线建设投资。随着钢企生产线升级改造的需求，高速棒材生产线市场需求旺盛。