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。

转炉烟气超低排放是实施钢铁企业超低排放全面达标的要求。转炉一次除尘超低排放新工艺（BP-AWDA工艺）为钢铁企业转炉烟气超低排放改造提供了一种新的技术路线，该工艺具有多种除尘技术耦合布置方式，布置紧凑 ，不额外占地，设备可以利旧。具体布置方式可以根据企业现有的除尘系统工艺特点和占地情况进行灵活选择。该工艺运行稳定，可大大减少热停工时间，为炼钢生产的顺行保驾护航，为钢厂创造可观的经济效益。 采用该工艺改造，每座湿法除尘的转炉（以100t转炉为例）烟气除尘改造费用至少可以节省400万元，100座转炉改造就可以节省4亿元。同时，该工艺可以实现超低排放的要求，吨钢可减少粉尘排放量4~5g，具有非常重要的环保意义。并且该工艺还可以推广到其他行业，更是将取得不可估量的社会效益。

高效、清洁的渣处理工艺和规模化渣产品技术的开发应用对促进渣处理技术的进步和发展钢铁工业的循环经济具有重大意义。该项目技术开发了以滚筒粒化工艺为核心的系列成套工艺和装备，实现了不同类型钢渣的清洁高效处理及其资源化利用。获得授权专利40件（其中发明专利 24件），制定国家标准2项，行业和地方标准2项，发表论文55篇，并成功应用于国内外几十家钢厂钢渣的处理及其资源化，促进了钢铁工业的绿色发展，经济、社会和环境效益显著。

宽厚板作为钢铁材料的一个主要品种被广泛的应用于国民经济建设的各个领域，尤其是近年来，随着微合金化技术的应用，高强度微合金化宽厚板正逐渐替代传统用钢，起到提高钢材强度和寿命、节约资源等重要的效果。然而，在高强度微合金化宽厚板生产中，铸坯和板材表面缺陷一直是困扰国内各大钢厂的关键技术难题，据统计各类缺陷的发生率约50%以上，甚至国际一些世界先进水平的生产企业也不例外。传统的处理方式就是对铸坯进行冷态切角、对宽厚板进行裁边，由此造成大量的能源、资源消耗和成材率的降低。也有少数企业和研究工作者为了消除边直裂，在立辊轧制阶段通过对立辊的孔型进行改造以达到优化铸坯角部形状的目标，但由于轧制过程下表面是固定不动的，带孔型的立辊只能进行一道次的轧制，加上轧制前以及轧制过程中的角部冷却降温，因此立辊孔型无法达到预期的效果，该技术也只是停留在试验研究阶段。尽管近年来倒角结晶器技术的应用较好的解决了连铸坯角部横裂纹的问题，但是带倒角的连铸坯并没有解决红送裂纹的问题，甚至采用倒角结晶器有时还会造成边直裂会进一步延伸到距板材边部更远的内部，使得宽厚板裁边量的增加。 为解决制约钢铁行业实现低成本、高效化宽厚板坯绿色制造的技术难题，开发板带材边直裂控制技术、连铸坯红送裂纹控制技术以及连铸坯表面无缺陷生产技术，实现连铸坯热送直轧，便成为企业降低能源消耗和生产成本、提高钢的成材率和市场竞争力核心关键。 基于上述背景，2015年2月，河钢邯钢与钢铁研究总院以合作研发的形式立项，拟对宽厚板坯边直裂、发纹及铸坯红送裂纹等缺陷的形成机理进行深入研究，在此基础上，从连铸、铸坯精整和轧制工序出发，开发宽厚板坯边直裂控制新技术、红送裂纹控制技术及具有自主知识产权的关键装备，有效的控制或消除边直裂、红送裂纹缺陷的发生，同时大幅度提高毛边板合格率，为钢铁企业降低生产成本、提高产品表面质量和成材率提供重要技术保障。

双相不锈钢板材的制备过程非常困难，应用环境非常苛刻，此前多项核心技术一直掌握在新日铁、奥托昆普等国外少数钢厂，且严格保密，国内需求只能依赖进口。为此，国家科技部进行了“973、863、科技支撑”的持续支持，太钢作为上述项目的负责单位，联合钢铁研究总院、东北大学，一直进行了系统深入研究，依靠自主创新，突破了冶炼、热塑性、高效酸洗、热处理、表面粗糙度控制、焊接等多项技术瓶颈，实现系列双相不锈钢板材的高质量、低成本、规模化生产。

目前，国内外三座热风炉都在采用“两烧一送”的操作制度。此种操作制度只能单炉送风，无法降低换炉排放能耗；人为安排的燃烧时间过于浪费，影响热风炉的效率；发挥不出小孔格子砖换热面积大的优点。中冶京诚工程技术有限公司开发的“三座热风炉采用一烧两送热并联技术”，针对不同的热风炉设计参数，选择适当的送风时间和燃烧时间，可以达到提高风温、节能减排的目的。 一．技术特点  保持原有拱顶温度条件下，可以提高风温；  保持原有风温一定的条件下，可减少换炉排放次数，达到节能减排的目的；  可以使高炉接收的风温更加稳定；  能够充分发挥小孔格子砖加热面积大的优势；  用在新设计热风炉上，在满足相同风温的条件下，可以减少格子砖的总重。 二．控制系统组成 1、多变量参数热风炉数字模型；2、神经元矩阵模型推演机；3、具有专家知识库的热风炉自适应智能调节算法；4、数字式高精度冷风流量调节阀；5、热风炉PLC 系统。 三．主要技术参数 送风方式：一烧二送 热风温度控制范围：900-1350℃ 热风温度控制误差：+/-5℃ 冷风调节阀直径：适合用户冷风管道尺寸 冷风调节阀精度：0.00001度 三座热风炉如果采用“一烧两送热并联”创新工艺，可以取得的效果有多条。 1、可降低同等设计条件下热风炉系统的一次性建设投资5~10%。 2、原有拱顶温度不变时，既可以提高风温，同时可以降低换炉排放能耗，而且可以自定分配份额。 以某钢厂1为例，可提高风温25℃、同时减排50%；以某钢厂2为例，可提高风温40℃，同时减排38.3%。

氧枪是氧气炼钢的关键设备之一，目前钢铁企业使用的氧枪多为直管氧枪（即标准氧枪）。随着钢铁企业冶炼技术的提高，普遍采用了溅渣护炉工艺技术，由于造渣工艺的改变，直管氧枪不能满足工艺要求，经常造成粘枪，有时粘枪非常严重，达到5～6米长，重达2～3吨，一个助手一个班别抠枪、割枪7～8次，面对高达700～800℃的高温，作业环境恶劣，劳动强度大，存在较大安全隐患。同时由于处理氧枪粘钢需要一定时间，每炉钢将会浪费5～10min，对生产顺行造成影响，极大地限制了产能。 转炉冶炼过程中粘枪是困扰炼钢厂多年的顽症，既缩短了枪龄，增加了喷头的消耗，更增加了炉前工人的劳动强度，是钢厂和氧枪制造厂家多年来未能解决的一大难题。中钢热能院历经多年的潜心研发，开发出拥有自主知识产权的氧枪更新换代产品——大锥度氧枪，该产品集吹氧、溅渣护炉、避免粘枪等功能于一体，有效地解决了氧枪粘枪和溅渣等问题，对提高转炉炼钢的效率，实现高效、快速炼钢具有重大的现实意义，同时极大地减轻了炉前工人的劳动强度。

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。

目前国内常用的传统狭缝型钢包透气砖结构单一、材质单一，内部存在较大的热应力，在使用中经常出现层状断裂，既影响吹通率和精炼效果，又扰乱了钢厂正常的生产节奏，为此我们研究设计了通过不同材质热膨胀失配，以及不同透气结构使内部应力释放等来提高透气砖抗热震性，由此生产出的复合结构透气砖，由热应力数值模拟分析和现场实际应用，热应力降低50%，流量稳定，吹通效果显著改善。