年冶金科学技术奖申报项目简介一
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基本情况
项目简介(申报单位提供)
输电铁塔角钢开发及应用
完成单位：北京国网富达科技发展有限责任公司//
输电铁塔角钢开发及应用项目，属于输配电工程及金属材料加工制造领域，本成果汇集了3个项目研究成果，其主要内容如下：
1.输电铁塔低温高韧性专用热轧角钢。本项目深入调研我国低温地区输电铁塔设计及材料应用情况，结合温度分布特点，批量开展低温环境下现有塔材的力学性能试验，探索了低温条件下角钢强度和冲击韧性的变化规律，深入开展了输电铁塔用角钢低温韧脆转变温度评价方法研究和试验验证工作，创新性的提出了低温地区使用Q级和Q级角钢的冲击韧性评价方法，为低温地区线路铁塔设计选材提供了科学的设计依据。项目提出冶炼轧制技术和工艺路线，并进行工业化生产，成功开发适合高纬度及高海拔低温地区输电铁塔用角钢。在国家电网有限公司多条特高压交、直流输电线路工程涉及的低温地区，应用输电铁塔低温高韧性专用热轧角钢约13.27万吨。
2.输电铁塔用热轧耐候角钢。项目采用理论分析、试验研究、现场试制等手段，开发出热轧耐候角钢并对其加工工艺展开研究。针对输电铁塔用热轧耐候角钢的成分设计、产品试制及耐蚀性评价、加工技术和全寿命周期经济性等方面，进行了系统深入的研究。项目又对国内耐候钢技术现状展开调研，确定了热轧耐候角钢、耐候钢螺栓及耐候焊条的成分，并成功试制出其产品，提出了热轧耐候角钢构件加工方式， 分析了耐候角钢铁塔全寿命周期的经济性。输电铁塔用热轧耐候角钢、耐候钢螺栓和耐候焊条均已经得到工业化生产，制造的耐候输电铁塔已在贵州电网新建工程开阳永温-干河kV线路中试点应用。
3.输电铁塔用特大规格热轧角钢(指肢宽mm、mm等边角钢)。项目针对特大规格角钢的关键技术之一孔型系统，进行了优化设计计算，采用中心线固定法完成了特大规格角钢典型产品∠××30mm的孔型设计，其中包括1个成品孔，5个蝶式孔，2个切分孔和1个箱形孔；针对特大规格角钢的产品需求，进行成分设计，提出TD3、TD4两种成分的特大规格角钢，并且通过控制不同终轧温度进行试生产；通过金相试验、拉伸试验以及冲击试验分析其机械性能，结果表明，TD3、TD4组织结构为条状带的珠光体与铁素体，屈服强度与抗拉强度符合国标要求，低温冲击韧性良好，符合特高压输电铁塔低温条件下的使用要求；完成对特大规格角钢构件加工能力的分析研究，并且提出特大规格角钢产品的技术要求。项目研究的特大规格角钢作为角钢塔主材已广泛应用于国家电网有限公司投资建设的多条特高压直流输电线路工程中。
转炉炼钢过程协同控制新工艺的研发与应用
完成单位：安徽工业大学、中天钢铁集团有限公司、天津钢铁集团有限公司、宝武集团安徽长江钢铁股份有限公司、河北永洋特钢集团有限公司、马鞍山市华东冶金科技发展有限公司//
本项目属于炼钢技术领域。
转炉炼钢是我国主要的炼钢方式之一，尽管目前转炉炼钢的辅助手段不断翻新，诸如：各种供氧加料静态模型、副枪测温取样并参与动态控制、烟气分析法动态控制、投弹式终点测量等等，但其结果大多不尽人意。依赖于操作人员经验炼钢的现状并没有根本改变，转炉炼钢仍存在渣量排放大、能量利用率低、冶炼时间长以及成本高等问题。随着我国经济逐渐进入高质量发展阶段以及对环保的日益重视，如何减少排放、降低成本，实现转炉炼钢的高质量绿色发展，已成为炼钢企业面临的一个重要难题。为此，课题组开展了转炉炉渣分阶段协同控制工艺等研究工作，建立了智能化炼钢模型，研发了转炉炼钢过程协同调控新工艺，提高了转炉能量利用率，降低了固体废弃物与气体排放，为转炉炼钢企业实现高质量绿色发展提供了新的重要方法，并取得了以下创新成果：1.提出了转炉内炉渣分阶段协同控制工艺，即在脱磷阶段采用复合相炉渣脱磷方法，利用2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固溶体颗粒脱磷，实现了中低碱度炉渣脱磷(碱度由原来的3.0～4.0降至2.5左右)；在溅渣护炉阶段，根据溅渣护炉对炉渣特性的要求，采用合适材料对炉渣进行调质，并将高碱度炉渣循环至下一炉使用；通过炉渣分阶段协同控制工艺的实施，使得渣量降低22kg/t钢以上；2.通过对转炉内铁矿石反应机理的深入研究，找到了不同阶段铁和矿石之间氧化和还原的协同控制方法，使得一部分铁矿石不需要采用烧结、炼铁流程，而被直接还原为铁，提高了能量利用效率，降低了气体排放；另一部分铁矿石中的Fe2O3根据冶炼进程的需求适量地存在于炉渣中，起到化渣和脱磷作用，因而有效降低了铁氧化造成的铁损4～5kg/t钢；3.开发了基于转炉智能化控制模型为基础的协同调控炼钢新工艺，通过对转炉内物料平衡、能量平衡以及反应均衡的解析，解决了转炉内物料合理供给、能量经济利用、合理供氧、高效脱磷、平稳吹炼、终点命中、炉体维护以及钢渣循环利用等一系列关键工艺技术的协同问题，实现了科学炼钢。
项目获授权发明专利11项，软件著作权1项，在中天钢铁、天津钢铁、长江钢铁以及永洋特钢等企业得到推广应用，有效减少了渣量和气体排放，降低了企业生产成本。实现了近3年可统计的直接经济效益合计达.28万元，减少固体废弃物排放92.39万吨，节约标准煤49.64万吨，减少CO2排放.86万吨。本项目形成的协同控制技术对我国转炉炼钢企业实现高质量绿色发展具有示范作用，促进了我国转炉炼钢技术的发展和进步。
高精度无缝 管形控制关键技术及应用
完成单位：天津 制造有限公司、天津商业大学//
本项目属于“金属材料工程”领域，重点解决了高精度热轧无缝 的几何尺寸误差无法满足用户需求问题。
主要内容及特点如下：随着核电和百万千瓦热电技术的不断升级，锅炉用无缝 使用条件越来越苛刻，对其几何尺寸精度提出了更高的要求，管形精度成为衡量无缝 质量的重要指标和决定其市场竞争力的重要因素。管形控制与板材轧制不同，管形控制是一个综合复杂的过程，生产中设备结构、工艺参数、金属坯料状态等方面都会影响管形精度，受到辊型、辊缝、温度、轧制力等多种因素影响，各因素之间还存在非线性、强耦合的关系。采用传统控制轧制工艺参数的方法难以得到理想的管形精度，尤其是高 的高压锅炉管用钢的韧性和粘性较大，使其管形控制成为轧制生产中公认的技术难点。本项目通过理论研究和数字模拟及实验相结合的方式，取得了如下创新性成果：研究了热轧无缝 的几何尺寸误差产生原因及影响管形误差的主要因素，建立了轧制设备、坯料误差及工艺参数等与管形误差的关系，从管坯的误差检测、设备调整、工艺参数优化及轧制状态监测等多方面入手对现有的轧制理论和方法进行完善，优化工艺流程。研究了壁厚误差的产生原因及控制措施，创建了壁厚误差控制系统以及厚反馈自适应控制流程。研究了直线度误差的产生原因及控制措施，对轧直辊的辊型曲线进行了创新性设计，优化了矫直轧制工艺以控制管形误差。研究了椭圆度和直径误差的控制措施，对轧辊的孔型进行了优化设计。通过建立管形设定控制模型以及动态管形控制模型，开发了管形控制系统。
取得的成果及推广情况：基于以上创新性成果，开发了基于七机架连轧机的管形控制关键技术，有效解决了高精度无缝 制造过程中长期存在的管体几何尺寸误差较大的技术难题，使产品的几何尺寸误差满足ASME及GB等标准要求，且明显低于JFE、Tenaris、VM及国内知名厂家等国内外同类知名企业。本项目形成了一套适用于制造高精度无缝 的管形控制关键技术，获得6项发明专利，发表论文7篇。利用该项技术开发的系统自年投入使用至今一直稳定运行，累计生产销售高压锅炉用高精度无缝 吨，相关产品应用于恒山、雷龙湾、甘肃常乐等百万千瓦级电站建设，部分产品出口印尼，获得国内外用户好评。实现销售收入5.23亿元，节支总额.64万元，经济和社会效益显著。本项目的开发大大提高了产品的尺寸精度，大大降低了 每米重量，从而为电力能源建设节约了大量钢材。
mm及以上酸性环境用高钢级抗腐蚀无缝管线管开发及应用
完成单位：天津 制造有限公司//
项目属于金属材料加工制造工艺技术领域，是针对石油天然气输送工程领域酸性环境使用的大口径(≥mm)、高钢级(X52QS及以上)抗H2S腐蚀集输、长输用管线管。
高品质抗H2S腐蚀管线管作为“工业血管”，担负着石油天然气等能源介质远距离输运和分配重责，是关系到国家战略安全和人民生活质量的重要基础材料。开发适应高压、高寒、深海和腐蚀等严苛服役环境的高性能抗H2S腐蚀管线管，对我国“西气东输”、“海洋强国”和“一带一路”国际能源合作等具有重大战略意义。随着石油天然气开发的日益增长，对于大口径无缝管线管的需求逐年增加。项目初期国内不能生产φ≥mm大口径高尺寸精度抗腐蚀无缝管线管，成为严重制约我国能源安全、用气安全的瓶颈。鉴于国家发展战略、国际市场需求和国内生产现状，项目组以大口径、高钢级、国产化为目标，通过装备进行了系统、全面的自主创新，发挥PQF机组优势优化REM旋扩机组的产品助力十二五规划，并在年建立了世界上 套大口径三辊轧机PQF机组配套大口径热处理线和大口径加工线并结合新材料设计、工艺完善优化，解决了mm及以上管线管的生产难题，并实现了Φ×28.3mm、Φ×16mm等单一规格过万吨的生产业绩。
创新点为：
(1)从源头解决为主，组织控制为辅，优化匹配强-硬-韧性指标，安全强度范围设计理论，开发钢液钙处理、二次钙处理、折渣工艺，攻克了夹杂物和抗腐蚀性能稳定控制的难题。
(2)首次采用PQF机组+新型辊式扩管斜轧REM机组实现mm及以上管线的开发，填补了国内外大口径无缝管高尺寸精度分工序控制的技术空白。
(3)首次采用PQF机组实现mm外径壁厚大于40mm高钢级管线管的直接轧制生产，及采用 旋转浸入式淬火，突破了大口径管线管高尺寸精度的关键技术瓶颈。
(4)创建了从坯到管的表面质量优化技术，实现了大口径高钢级抗腐蚀管线生产的表面质量一体化管控技术。
项目获授权专利10项(其中发明4项)、在审查发明专利4项，已发表论文8篇，累计开发23个规格、6万余吨产品，近三年实现产值2.1亿，利税万。实现国产化打破国外的垄断，为油气田安全高效开发提供关键材料，增强油气运输的安全性和高效性，参与承载中国华北地区冬季天然气保供重任的重点项目，助力国家“一带一路”建设，推动民族工业发展，增加中国制造业在国际市场上的地位和综合实力。
基于应变设计的长寿命耐高温热采井套管研发与应用
完成单位：天津 制造有限公司、中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司//
稠油是中国主要的非常规石油能源之一，以新疆、辽河、胜利三大油田为主要开采区域。稠油开采主要采用循环蒸汽吞吐、蒸汽驱、火驱等工艺方式，尤其以循环蒸汽吞吐工艺方式较多，循环变温引发的套损也最严重。近年来，国内稠油热采井的套损率一直在20％～30％，局部区块更高，平均单井修井费用超过万元，加上套损井产能下降，热采井套损给油田造成巨大的经济损失。稠油热采井套管损坏的形式主要有缩径变形、管体断裂、错位脱扣和腐蚀穿孔等，蒸汽吞吐热采套管损坏的主要集中在吞吐3～7周期内。
本项目结合稠油热采套管的损坏形式，全面研究了稠油热采复杂工况下，循环高温、出砂、腐蚀等因素对套管的破坏作用，以及套管出现损坏的形式和原因，深入分析了套管在受约束条件下热膨胀热应力状态、油层出砂对管柱完整性的影响、腐蚀对管柱材料性能的影响等，提出了套管优化选材的理论依据。
项目基于应变理论设计，开发了用于蒸汽吞吐的长寿命耐高温热采井套管，设计了钢种成分、常温高温性能、使用性能、蠕变速度、腐蚀速度等指标，使套管在℃注蒸汽开采的条件下，能够进行最少10轮次以上而不发生损坏。并结合实际井况条件，建立健全了一套实物试验评价平台，以及一种模拟预测套管使用寿命的方法。
项目开发的热采井套管产品已经成功应用于国内新疆、辽河、胜利、中海油渤海油田等各大区块，应用效果较好，得到油田用户的极大认可，累积供货40多万吨，销售额40多亿元，其中近三年供货量近7万吨，销售额5.2余亿元，经济和社会效益显著。
2026
热风炉零扰动换炉关键技术及应用
完成单位：天津天钢联合特钢有限公司、北京科技大学//
本项目属于钢铁冶炼技术领域，涉及热风炉、高炉等多方面。
热风炉是为高炉冶炼提供持续高温热风的重要设备。由于目前被广泛采用的是蓄热式热风炉，因此蓄热式热风炉换炉期间的扰动成为了造成高炉风压、风量波动的主要原因之一。目前一般采用定风压操作实现热风炉无扰动换炉，国内外定风压换炉技术能够降低风压波动至2～10kPa。稳定送风进一步提升难度较大，主要因为充压操作与送风操作均采用同一管线，热风炉内与冷风、热风风压的对比并不及时，存在风压、风量调节的滞后性难题。项目据此创新开发了采用独立气源进行换炉前期热风炉充压操作的技术，通过优化送风制度，在传统精料方针基础上，进一步拓展丰富，实现了高风温、高富氧、高喷煤量及零扰动的生产目标。
“热风炉零扰动换炉关键技术及应用”项目在技术和理论方面共取得了四个创新，分别是高炉优质送风理论基础创新、热风炉独立充压系统开发、零扰动换炉智能控制技术创新和高炉优质送风高效低耗冶炼技术。项目实施后达到了预期目的，热风炉压缩空气充压零扰动换炉技术填补了 ，是热风炉无扰动换炉技术研究上的重大突破。实现了真正意义上的无扰动换炉，显著降低了入炉风量、风压的波动。另外，由于充压系统的独立化，热风炉的换炉操作不再受高炉炉况制约，提高了高炉操作的灵活性。
项目主要应用效果包括：
(1)将热风炉换炉过程中的压力波动降低至1kPa以内；
(2)高炉风温由技术改造前的℃上升至℃，上升了34℃。风量也得到提升，由技术改造前的m3/min提高至m3/min，上升了86m3/min；
(3)富氧率从3.83%提高至4.95%，零扰动换炉为强化冶炼提供了条件。煤比由.45kg/t提高到.14kg/t，高炉喷煤量得到极大提升；
(4)一座高炉年提高铁产量吨，最终实现年增加效益约.01万元。
发表期刊论文9篇；申请专利6项，其中发明专利3项。经天津市技术局组织专家进行成果评价，该项目达到了国际先进水平，具有行业示范性。
2027
铁前工序节能减排系统集成技术及应用
完成单位：天津天钢联合特钢有限公司、钢铁研究总院//
本项目属于钢铁冶金炼铁技术领域，涉及相关节能减排方面。
项目是从整个铁前工序的烧结和高炉为主要研究对象，从工艺节能、烟气减排以及煤气回收等角度系统性解决现有铁前工序存在的问题，主要研究内容及特点包括：
开发烧结烟气粉尘预改质与催化剂防堵技术。阐明了脱硝催化剂堵塞机理，开发向大烟道喷出干基脱硫剂实现烟气粉尘预改质，降低了催化剂堵塞的概率，催化剂清理周期由初始的2周延长至大于12个月，保证了烧结烟气稳定的超低排放要求。
开发烧结大烟道内置式直燃炉加热技术。针对烧结烟气二次提温过程中采用传统热风炉存在的能耗高的问题，采用高炉煤气稳燃和烟气导流均混技术，开发了节能型内置式直燃炉装备，实现烧结烟气加热的低能耗、少占地与安全性，节省燃气20%以上。
开发烧结机尾高效除尘技术。针对烧结机机尾电除尘效率低，能耗大的问题，采用“烟气底进顺流+旋风除尘+折叠式滤筒”综合技术，开发在除尘器箱体内实现重力预除尘和滤筒两级除尘技术、除尘器仓室内气流均布与均匀上升技术，实现机尾除尘效果低于超低排放限值50%以上。
开发脱硫剂循环利用综合技术。针对炼铁热风炉采用小苏打干法脱硫过程脱硫剂用量大、利用率低的问题，提出了采用多枪多点喷吹技术、大的喷射角喷粉技术、均流格栅设计、烟道设置扰流器和湍流器等综合技术配合脱硫剂循环，进而提高脱硫剂的利用效率，降低脱硫成本。脱硫剂的利用效率从60%提高到94%以上。
开发高炉炉顶煤气无放散综合技术。针对高炉煤气放散带来的能源浪费与污染物排放问题，提出了炉顶均压煤气无放散全回收的煤气两级回收创新技术，通过对均压煤气控压、稳压、补压及两级回收系统的控制操作技术路线，充分利用煤气的压差驱动力，实现炉顶均压煤气%回收。
本项目相关技术成果应用于天津天钢联合特钢有限公司整个铁前工序，应用效果显著，每年减少SO2排放10.37t，减少NOx排放.44t，减少CO排放.88t，减少颗粒物排放.81t，降低煤气用量.77Nm3，节约电能.48万kWh，减少脱硫剂用量.03t，本项铁前工序节能减排系统集成技术应用后的年总体经济效益.20万元。天津市科委组织专家对研究成果进行了评价，一致认为项目总体技术水平达到国际先进。本项目申请12项专利(授权7项，受理5项)，发表论文7篇。
2028
秘铁高纯铁精矿选矿技术及伴生铜铅锌综合利用
完成单位：长沙矿冶研究院有限责任公司、首钢秘鲁铁矿股份有限公司//
所属领域：矿山科学技术、选矿工程。
首钢秘鲁铁矿(简称秘铁)是我国 在南美投资铁矿资源最早、最成功的典型，同时秘鲁也是我国在南美洲推行“一带一路”建设的主要国家。随着秘铁矿山开采范围的扩展，高硫、高锌难选磁铁矿石已进入实质性开发阶段，由于缺少铁精矿高效降杂技术，导致铁精矿中锌硫等杂质含量高，产品积压滞销，严重影响企业经济效益。针对这一问题，年以来，长沙矿冶研究院与首钢秘铁密切合作，从基础理论、关键技术、工程化应用方面开展系统研究，在铁精矿深度除杂、海水体系下复杂共伴生铜铅锌多金属高效富集与分离、高浊度选矿废水高效澄清回用等关键技术取得了重大突破，以研究成果为支撑建成了现代化大型节能选矿厂。本项目主要特点如下：
(1)基于化学清洗与定向氧化协同作用原理，重构矿物表面，开发了多活化功能耦合协同的广谱活化剂CYA-29，开发了极细粒锌、硫载体矿物多矿相同步活化技术，解决了铁精矿深度除杂技术难题。首钢秘铁新区选矿厂年1月至年底累计生产品位TFe70.8%、Zn0.%、S0.08%、SiO20.5%的高纯铁精矿万吨。
(2)基于铜铅锌复杂 矿界面亲水/疏水精确调控，研发出耐盐型抑制剂CYZ-10，开发了海水体系下铜铅锌同步浮选、异步失活-选择性抑制浮选技术，工业应用获得铜精矿品位Cu20%、Cu回收率68%，锌精矿品位Zn40%、Zn回收率67%的技术指标，实现了伴生铜铅锌多金属的综合利用。
(3)基于有机聚合物混凝剂在固体悬浮物表面的电性吸附及絮凝剂分子对聚团的“桥联”效应，开发了高浊度选矿废水快速澄清净化技术，实现了选矿废水%回用，对选矿技术指标无不良影响，回水成本为0.5美元/吨精矿。
(4)超细碎-高效预选短流程、铁精矿深度除杂、智能控制等节能绿色高效技术的集成创新，建成了年产0万吨高纯铁精矿的大型现代化选矿厂。
本项目通过实施上述成套关键技术，盘活了首钢秘鲁铁矿14#矿体(1.3亿吨)高硫高锌难选磁铁矿资源，生产出高纯铁精矿，综合利用了伴生铜铅锌资源。在用技术优势和产品质量优势助力“一带一路”国家战略、提升国际形象等方面起到了重要作用，为国内外高硫、高锌复杂难选铁矿石高值化利用提供了示范，具有很好的推广应用价值。
2029
高性能特种金属线材制品关键技术集成创新与产业化
完成单位：法尔胜泓昇集团有限公司、重庆大学、武汉理工大学//
随着我国桥梁建设、高速铁路等基础产业发展，对金属线材制品提出了新的功能和更高的技术需求，如国际上缺乏有效的缆索体内索力动态实时监测技术、国际上通用的高速铁路接触网用钢丝绳无法达到我国的设计寿命等。同时，汽车、智能制造、物料输送等产业领域也对金属线材制品提出了更高强度、疲劳以及耐腐蚀等性能要求。本项目依托产学研合作，在国家和省科技项目的支持下，经过十多年的系统研究，从基础理论、技术攻关、产品开发、装备研制以及产业化建设等方面进行了集成创新，取得了诸多开创性成果：
(1)率先开展了珠光体组织强韧化机理及微纳组织定量表征新技术研究，阐明了大变形过程中铁素体片层纳米化、形成细小弥散强化相与碳过饱和固溶体等的组织演化规律，突破了强度提高但塑韧性下降这一传统技术瓶颈，形成了制备超高强度钢丝的核心理论体系，提出了新的钢丝强度计算公式，开发出直径0.08mm、抗拉强度0MPa的镀锌钢丝。
(2)首次系统地开展了金属线材制品全流程关键共性技术研究，发明了一系列核心技术，成功开发出以桥梁用智能型缆索、高速铁路用钢丝绳、超高强度输送带用钢丝绳为代表的具有自主知识产权的六大系列高性能特种金属线材制品，产品属国际首创或技术水平达到国际 。
(3)开发了系列核心制造装备，构筑了具有自主知识产权的金属线材制品全流程制造系统，建立了完善的产品、质量及工艺等相关标准体系，实现了项目产品的大规模稳定化生产，形成了高性能特种金属线材制品15万吨/年的生产能力。
项目获授权专利38件(其中PCT专利2件，中国发明专利18件)，“智能型缆索”、“输送带用钢丝绳”PCT专利分别获得美国等8个和7个国家和地区的授权；主持或参与制修订国家标准11项，行业标准6项；发表论文21篇(其中SCI论文11篇)；获中国专利 奖3项、江苏省企业技术创新奖1项，中国工业大奖1项，也为公司成为全国钢丝绳单项 奠定了基础。项目整体技术达到国际 水平。
项目开发产品累计实现销售收入亿元、实现利税16亿元，近3年新增销售47.6亿元、利税总额7.18亿元，出口创汇1.60亿美元。项目产品国际市场占有率逐年提升，桥梁用智能型缆索是全球首创产品，超高强度输送带用钢丝绳国际市场占有率达60%，高速铁路用钢丝绳是目前我国高铁建设的 选择。项目的实施极大地推动了我国桥梁、高铁等相关产业的发展，促使我国钢铁线材性能达到国际先进水平，实现了我国从金属线材制品制造大国到强国的迈进。
大规格不等边角钢连轧工艺研究与应用
完成单位：石横特钢集团有限公司//
不等边角钢相对于等边角钢，不等边角钢两侧边宽长度不一致，以∠16/10为例，两边宽差距为60mm。为满足成品技术要求，从粗轧道次切深孔至成品孔，所有孔型均必须采用非对称设计，因此在轧制过程中会产生单向异常轴向力，即所有上辊受力方向全部为沿长边方向，下辊受力相反。这种异常轴向力给生产开发带来两种影响：(1)短边厚度小于长边厚度；(2)为抵消异常力，保证两腿厚度一致，必须通过将轧辊向相反的方向进行调整，而这种过度的调整量又带来轧机推力轴承承受异常的轴向力，从而使推力轴承发热甚至完全失效，而这一特点随着不等边角钢型号规格的变大，愈加明显。
该项目针对大规格不等边角钢连轧工艺生产中的关键技术开展攻关，形成了系列技术：
1)本项目通过精轧机组采取连轧法生产不等边角钢，解决了大规格不等边角钢因两边金属流动不均匀造成的镰刀弯工艺难题，实现了稳定生产，产品质量稳定。
2)针对不等边角钢的轧制特点采取短边厚、长边薄的孔型设计措施，抵消不等边角钢轧制过程中因轴向力造成的两边不等厚问题，实现了不等边角钢两边的厚度一致。
3)在4连轧精轧道次入口、出口全部配置滚动导卫，其中：K1K2入口滚动导卫左右在短边侧设计左右位置可调式垂直导辊1件，上下设计前后错位布置不等边孔型水平导辊3件(采取上导辊1件居前后之中+下辊2件居前后两侧布置方式)，解决了轧件咬入时头部翻转和咬偏问题；K3K4入口配置带有水平底辊和两侧垂直立辊的滚动导卫；出口导卫短边侧配置垂直导辊1件；导卫装置的创新设计避免了轧件的表面划伤，也确保了轧件按照正确的方向进出轧机，实现了轧制过程的稳定。
本项目通过自主设计连轧法不等边角钢孔型系统、导卫系统、矫直孔型系统及化学成分等系统性方案，实现采用连轧法生产大规格不等边角钢，同时实现Q、Q低 高强度钢大规格不等边角钢开发，达到质量、指标、效率优于非连轧法的技术目标，并给企业更大的竞争力。3年来直接经济效益达万元，经过鉴定：该项目整体技术达到国际先进水。
查新报告显示：除密切文献(均为该项目承担单位的发明与实用新型专利)外，国内外未见与该项目研究大规格不等边角钢连轧工艺技术内容相同的文献报道。
高寒地区特高压输电铁塔用QD角钢开发
完成单位：石横特钢集团有限公司//
高寒地区特高压输电铁塔用QD角钢开发所属工业科学技术领域。
目前国内企业生产抗-20℃冲击韧性QD特高压用电力角钢，采用“高纯净钢冶炼(炼钢采用RH精炼)+高温开轧常规轧制”工艺技术路线，存在的问题是冶炼成本居高不下，产品冲击功无法实现稳定合格，生产效率极低。
本项目通过研究并实施“经济洁净钢冶炼+新一代TMCP+微 化”工艺技术路线，实现了QD产品冲击韧性指标稳定，质量合格率达到%，同时使得钒元素含量由常规工艺的0.09%降低到0.04%， 成本下降元/t，实现了QD角钢的稳定生产和产业化应用。
该项目针对抗-20℃冲击韧性QD特高压用电力角钢生产中的关键技术开展攻关，形成了系列技术：1)创新设计“经济洁净钢冶炼+新一代TMCP+微 化”工艺技术路线生产QD角钢，解决了传统的“高纯净钢冶炼+高温开轧常规轧制”工艺技术路线在生产QD角钢产品时冶炼成本居高不下、冲击功无法稳定达标、生产效率低下的技术难题。2)质量合格率达到%，钒元素含量由常规工艺的0.09%降低到0.04%， 成本下降元/t，实现了QD角钢的稳定生产和产业化应用。
该技术填补了国内外特高压输电铁塔用QD角钢低成本生产技术的空白，技术难度是行业公认的，国内外没有一家能够达到这一水平。显著提高了项目完成单位在QD级特高压铁塔用电力角钢领域的市场竞争力，整体运行并应用近3年来、直接经济效益达万元，经过鉴定：综合技术达到国际先进水平。
查新报告显示：国内外未见有研究采用与本查新项目相同工艺技术路线和指标的高寒地区特高压输电铁塔用QD角钢开发的文献报道。
连续等高螺纹肋锚杆用热轧带肋钢筋切分轧制工艺技术开发
完成单位：石横特钢集团有限公司//
连续等高螺纹肋锚杆用热轧带肋钢筋切分轧制工艺技术开发所属工业科学技术领域。
连续等高螺纹肋锚杆用热轧带肋钢筋产品主要特点是在整根钢筋的任意截面都能旋上带有内螺纹的连接器，产品精度高、横肋高度大、上下两面横肋对称性均匀、横肋末端充满度好和尺寸精度高。该产品行业内的生产工艺为单线生产，生产效率低、大大限制了该品种的产能，综合效益受到影响。
本创新项目通过创新设计“切分轧制+控轧控冷”工艺技术路线生产煤矿支护用高精度连续等高螺纹肋锚杆钢筋产品，设计专用锚杆钢切分轧制孔型系统，创新精轧道次轧辊材质匹配方案，精轧区采用全滚动导卫装置，实现连续等高螺纹肋锚杆用热轧带肋钢筋切分技术和控制轧制技术的有效融合，机时产量产量提升50～80%， 成本降低20元/吨，产品综合机械性能优异，经济效益显著。
该项目技术水平先进，能够显著降低连续等高螺纹肋锚杆用热轧带肋钢筋生产成本，实现节能减排和节约 消耗，能够引领行业技术进步，将对整个钢铁行业产生很强的示范性和推动作用，将显著提升企业竞争力，创造巨大的经济效益，同时也为社会节约能源、改善环境做出贡献，符合可持续发展战略，有利于钢铁工业和国民经济的健康稳定发展。因此该项目也有很强的现实意义和社会意义。
该成果技术实用性强，工艺成熟，在同类型棒材领域具有较为普遍的推广意义，应用前景广阔。
深部开采煤巷支护用MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋生产技术开发
完成单位：石横特钢集团有限公司//
深部开采煤巷支护用MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋生产技术开发所属工业科学技术领域。
十多年来锚杆钢筋在煤矿行业得到了广泛的应用，对煤矿安全起到了不可替代的作用。石横特钢是国内锚杆钢筋的生产研发基地，经统计，全国锚杆年产量约60万吨，石横可达到30万吨以上，占全国年产量的50%，而MPa级以上的锚杆钢筋，全年年产量约12万吨，石横年产约10万吨，占比达到80%左右，为国内高强度锚杆钢筋产销量 的企业，同时也确立了石横在锚杆钢筋行业的地位。
随着矿井巷道的进一步加深，煤层围岩变得更加复杂，稳定性越差，深部断层构造多，矿压显现特点为原岩应力大、变形量大、变形速度快、波及范围广、呈工程软岩特性，巷道支护困难，MPa锚杆钢筋已经无法满足实际地质条件需要。最近一年来，捷马、平煤、大同煤矿均提出了MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋的需求，要求屈服强度在MPa以上，抗拉强度在MPa以上，常温冲击功达到J以上，延伸率达到25%以上。
我公司断定锚杆下一步的发展趋势就是高强高韧方向，因此决定成立项目组，针对MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋进行技术攻关，通过成分设计优化、控轧控冷工艺优化，实现MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋的成功开发。
在石横成功开发高强高韧MPa级热轧锚杆钢筋的技术前提下，结合目前MGR品种的生产指标数据，研究并设计化学成分配方、高纯度冶炼工艺方案(降低有害元素S、P、O)、控轧控冷工艺方案、冷床保温罩技术，实现高强度高韧性MPa级热轧锚杆钢筋的成功开发。
深部开采煤巷支护用MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋生产技术的成功开发，填补了MPa级高强高韧热轧锚杆钢筋的空白，可显著提升锚杆钢筋的产品竞争力及市场知名度。多年来我公司锚杆钢筋市场占有率居 。
本项目核心技术为国内外所独创，总体性能指标优于国内外其他企业。技术成熟可靠，在国内外具有可推广性和借鉴性。产品投入市场后深受客户好评，未出现一起质量异议，深受用户满意。该技术经过山东省冶金工业总公司鉴定委员会鉴定：综合技术达到国际先进水平。
冶金车载式渣罐在线倾翻装备与技术开发
完成单位：山西太钢不锈钢股份有限公司//
主要科学技术内容：
目前，国内主要钢铁企业渣罐运输主要采用铁路运输，至处理车间后由天车吊运倾翻，倾翻后打水冷却。太钢年产不锈钢在万吨左右，每年大约产生万吨不锈钢渣，全部由加工厂不锈钢渣处理线处理。因不锈钢渣具有易粉化、渗水性差的特性，且粉化后颗粒小、重量轻，生产过程蒸汽、扬尘严重，且无法从源头集尘，造成车间内作业环境差；受高温、蒸汽、粉尘影响，天车故障频发，检修困难。
作为一名不锈钢渣处理线的职工，通过对渣灌车运输装备、渣灌倾翻方式、扬尘产生源头进行了系统性分析，借鉴废钢切割用移动集尘罩及鱼雷罐车，结合工艺、工序特点，设计了可移动式定点集尘装备和替代天车功能的冶金车载式渣罐在线倾翻装备和技术。
通过方案设计，冶金车载式渣罐在线倾翻装备由两部分组成：1、具备天车功能和烟尘收集功能的可移动倾翻收尘罩；2、可在线倾翻的车载式渣罐。该冶金车载式渣罐在线倾翻装备具备四种功能：1、定点收尘功能；2、渣罐倾翻功能；3、渣罐捣锅功能；4、热焖池盖吊运功能。最终替代原天车倾翻渣罐工艺。渣罐倾翻、振捣及池盖吊运均通过卷扬系统实现，为避免电控系统及机械系统受高温、蒸汽等影响增加故障率，且方便日常维护、检修，所有卷扬系统及电控系统均设置在改装备底层平台，上方只设置滑轮组及钢丝绳。
已达到的技术指标和效果：
通过项目实施，该装备稳定运行，现场环境改善效果明显，设备故障率及日常维护量大幅度降低，日常运行成本降低显著。2年～年，累计处理不锈钢渣渣罐5.04万口，处理渣量.2万吨，与原旧系统相比，累计产生经济效益.28万元。
相关技术及成果先后获得省市“五小六化”成果一等奖、太钢创新工作室一等奖等，关键技术申请专利一项；制定了《冶金车载式渣罐在线倾翻装备使用维护规程》。
冶金车载式渣罐在线倾翻装备的投用，实现了产尘点源头集尘，提高了除尘器的运行效率和效果，自投用以来，杜绝了厂房冒烟扬尘，降低了钢渣处理的二次污染，经济效益和环境减排效果非常显著。对于钢铁行业的资源回收再利用、绿色发展起到了示范促进作用，有利于建设资源循环性的钢铁行业，具有较好的社会效益及推广应用前景。
核电用高品质不锈钢制造技术及品种开发
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司、北京科技大学、太原理工大学、一重集团大连核电石化有限公司//
核电作为国家能源战略发展方向，核反应堆主体设备关键材料国产化是安全稳定的重要保障。压水堆不锈钢材料基本依赖进口，快堆和ITER计划(全球 聚变试验堆)用高强韧高耐蚀不锈钢材料亟待开发。课题组通过高品质不锈钢纯净度控制、组织均匀控制、关键性能匹配等技术研究，经过近十年的研发历程，实现了以下重大创新：
1)核电高纯净不锈钢精炼技术：开发了“三脱”铁水和高纯 原料应用技术，大幅降低了钢中P、Co、V、Cu等易吸收中子和造成不锈钢焊接裂纹倾向的有害元素含量；开发了RH、VOD+VD深脱氢和脱氧控制技术，实现不锈钢脱氢率＞80%、[H]≤2ppm，T[O]≤15ppm，提高了材料在核电环境的服役安全性能。
2)残余铁素体超低含量控制技术：系统研究了奥氏体不锈钢钢液非平衡凝固过程中铁素体相的析出行为和固态下铁素体相的高温扩散行为，开发了铸坯凝固控制和均质化技术，实现了钢板残余铁素体含量(＜0.1%)和相对磁导率(＜1.)的超低控制，提高了材料抗高温疲劳和无磁性能。
3)钢板全厚度组织和性能高均匀性、高稳定性控制技术：针对6～mm厚度的钢板，开发出薄规格钢板“匹配固溶处理技术”、超厚规格钢板“高压缩比+大单道变形量+高终轧温度+匹配固溶处理技术”、中等规格钢板“复合叠轧控制技术”，实现钢板全厚度范围晶粒度的 控制(晶级差≤2级)，大幅降低了屈服强度和冲击功的波动范围，满足了 核电堆型的高标准要求。
4)反应堆环境下的高耐蚀、高强韧性能匹配控制技术：开发了核裂变快堆高温环境下H抗敏化晶间腐蚀和高强化匹配技术，高温强度提高了20%；开发了ITER计划超低温度(4.2K)环境下L高氮强化技术，屈服强度＞MPa，断裂韧性＞MPa·m1/2，实现了材料高强韧匹配。
本项目关键技术授权发明专利10项，制定国家标准2项，被中国快堆产业化技术创新战略联盟授予“快堆联盟卓著成果奖”，整体技术达到国际 水平。近三年供货4.06万吨，实现收入10.8亿元、利润2.4亿元。
成功开发了H、L等14个牌号的系列产品，多个产品填补了 ，为我国“华龙一号”、“国和一号”、钠冷快堆等27台国内外核电项目累计供货6万余吨，成为我国核电不锈钢材料主要供应商(市场占有率连续多年保持在60%以上)，解决了重点工程核电不锈钢材料“卡脖子”问题，实现了我国核电用关键不锈钢材料从进口到自主、从堆外到堆内、从常规到 和从竞争到 的转变。
低损耗高磁感高牌号无取向硅钢产品开发及技术创新
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
本项目属于材料科学和冶金科学相结合的领域。
高牌号无取向硅钢是制造电机铁芯的关键功能材料，其磁性能的优劣直接影响电机的能耗与效率。随着国家低碳经济和高端制造的快速发展，特别是新能源汽车驱动电机、高端家电用超高效压缩机领域，对高牌号无取向硅钢提出了更高的技术要求：兼具低铁损和高磁感，且规格薄化。
传统的“提硅降铁损”模式在改善无取向硅钢铁损的同时也会恶化磁感，并导致冷轧困难，酸连轧无法高效规模化生产。项目启动前，国际上仅日本JFE生产此类产品且技术对外封锁。项目通过自主开发低损耗高磁感高牌号无取向硅钢制造技术，实现了更低铁损、更高磁感、高效制造方面的有机结合，并形成以下创新：
(1)突破高牌号无取向硅钢传统的“提硅降铁损”成分设计理念，揭示了硅钢主 配比、织构与磁性能之间的交互作用，开发了以“降硅控铝”为特征的高牌号无取向硅钢低成本成分体系。
(2)开发了高牌号无取向硅钢“低损耗高磁感”成套磁性能控制技术。基于“降硅控铝”成分设计，开发了“三段脱氧控钛”为核心的高洁净度冶炼技术和全流程组织织构调控技术，突破了铁损、磁感相制约的技术瓶颈，在铁损降低的前提下，磁感提升Gs以上，实现牌号等级和磁感的双提升。
(3)开发了多品种、多规格高牌号无取向硅钢酸连轧高效生产新工艺。建立0.30mm薄规格酸连轧轧制模型，在国际上首次实现了大辊径酸连轧机组稳定轧制0.30mm超薄规格、超高牌号产品；开发了无冲孔焊缝通板技术，解决了酸连轧轧制超薄规格极易断带的难题。
项目申请专利20件，授权17件，其中发明10件，实用新型7件；形成企业专有技术4项。产品磁性能与代表国际 水平的日本JFE相当，酸连轧生产高牌号无取向硅钢在牌号等级、最薄厚度上国际 。产品在比亚迪、方正新能源汽车驱动电机，三菱、日本电产、东芝、LG、格力等知名企业的超高效压缩机上广泛应用。
近三年累计供货32.9万吨，新增产值18.8亿元，新增利润2.34亿元；其中出口1.88万吨，创汇万美元。
该项目的成功实施，标志着我国高等级无取向硅钢制造技术处于世界领跑水平，为国家节能环保产业的发展提供了高端材料保障，对促进我国硅钢技术进步和电机产业升级具有引领和示范作用。
Gleeble热模拟试验装置升级改造及功能开发应用创新
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
本项目属于金属材料热加工试验检测领域。
热模拟试验机是冶金材料研究必不可少的大型科学检测仪器，再现材料热加工过程中的受热/受力的物理过程，揭示材料在多变量条件下的组织性能规律，是材料研发的重要手段。但原有热模拟试验机在实际运行过程中存在诸多技术难题：1)由于热模拟试验机的通用单元不具备多道次压缩试验功能，造成该任务只能借助于昂贵的专用液压楔单元实现，大幅影响试验效率；2)在设备某些功能精度保障条件方面难以满足科研特殊需求。
本项目在国家企业技术中心创新能力建设专项支持下，近十多年来通过对热模拟试验装置不断升级改造及新功能开发，大幅拓展和提高了设备功能、控制精度和测试效率，对新材料和新工艺开发起到了巨大推动作用。主要创新点如下：
(1)对原有Gleeble热模拟试验装置进行升级改造，自主创新开发出了基于通用单元进行热加工多道次压缩模拟试验专有技术，获1项国家发明专利，大大简化了操作流程，缩短了试验周期(由10天减至1天)，创造性实现了无需借助昂贵的专用液压楔单元而在集多功能试验于一体的热模拟机通用单元上即可完成所有热模拟试验项目的目标任务。
(2)通过试验装置改进和试验方法开发，大幅拓展和丰富了原有热模拟试验机功能，提高了其控制精度。其中在以下几个方面具有明显的创新性和广泛的应用性：1)发明了一种高导热率材料热模拟试样制备及其测试方法技术，为高水平开展高导热率材料的热模拟试验奠定了可靠基础；2)设计开发出了一种可实现热压缩试验实时淬火控制的新型冷却工装系统，确保了测试结果可靠性；3)开发出了一种可使惰性气体垂直于膨胀仪测量方向对均温区进行辅助冷却管路装置，实现了对低温段恒冷速控制，使℃至室温范围内的 冷速由25℃/s提高至70℃/s，满足了静态CCT曲线测定对低温段冷速控制要求；4)自主开发出板带控冷一键式自动柔性装置系统，彻底解决了原有板带控冷装置存在冷却不均、冷速能力不足问题，使冷速极限由原来的70℃/s提升至℃/s，满足了高强钢、双相钢、管线钢对高冷速试验的需求。
本项目申请发明专利8项，获授权4项，发表论文10篇，项目总体技术达到了国际先进水平。取得了显著经济和社会效益，近三年累计创效万元。项目的实施，不仅大幅拓展了热模拟试验机功能，提高了控制精度和测试效率，而且可大幅降低设备制造成本，对推动我国热模拟行业的技术进步和整体竞争力具有十分重要的战略意义，具有广泛的推广应用价值和引领示范作用。
2021
高锰钢系列板材先进制造技术开发与应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、太原理工大学、山西太钢不锈钢股份有限公司、中信金属股份有限公司//
本项目属于轧钢及制品领域。
近年来，随着国民经济快速、高质量发展，国家对特殊类品种钢的质量提出了更高要求。本项目高锰钢系列板材包括高锰耐磨钢Mn13、Mn15Cr1和高锰无磁钢20Mn23Al、45Mn17Al3等。高锰耐磨钢主要用于大应力或大冲击力下耐磨构件制造，如抛丸机、保险箱衬板及矿用车厢板等；高锰无磁钢主要用于变压器绕组高漏磁区域构件和舰船船体结构制造。该类钢锰含量平均在12～26%，采用常规方法生产，存在锰收得率低、 化时间长、铸坯缺陷多等共性技术难题。长期以来仅个别企业采用模铸生产，板幅规格受限，成本高、效率低。太钢于年开始，突破传统工艺，在国内率先开发出高锰钢冶炼、连铸、热轧板材全流程集成生产技术，目前系列板材国内市场占有率达90%以上。
高锰钢系列板材在冶炼、浇铸、凝固、热加工、表面质量控制及使用过程中存在诸多难题：①易氧化元素含量高，锰收得率低， 化时间长；②线膨胀系数大、导热性差，铸坯缺陷多；③高锰耐磨钢中碳含量高，元素偏析严重；④高锰耐磨钢屈服强度低，构件易发生早期变形，耐磨性差；⑤固溶温度高，易形成粗晶，造成表面缺陷。本项目自主研发突破了冶炼、连铸、热加工、性能和组织调控等一系列关键工艺技术，实现了高锰钢系列板材高质量稳定生产，取得以下创新成果：
(1)开发了基于大流量复吹转炉的“锰高效 化”专有技术，解决了锰氧化严重、收得率低、冶炼效率低等技术难题。实现了冶金工艺高效稳定顺行，锰收得率由75%提高至96%；与常规LF 化工艺相比，锰 化时间由min大幅缩短至30min以内；
(2)开发了适合高锰钢的一整套核心连铸工艺技术，攻克了现有技术存在柱状晶发达、元素偏析严重、铸坯裂纹等技术难题，实现了高锰钢高质量多炉连浇稳定生产；
(3)首次提出Nb微 化对高碳高锰钢组织调控、强度增量控制的理念，有效提高成品的屈服强度，攻克了低屈服强度下的构件易变形与耐磨性匹配等技术难题，填补了 ；
(4)采用高碳高锰钢铸坯“水爆冷却”+中板“离线窄窗口固溶”+薄板“在线控温淬火”的集成创新工艺技术，攻克了铸坯脆性断裂、中板和薄板表面缺陷等难题，实现了高锰钢系列板材的高质量稳定生产。
通过本项目实施，在国内率先开发出高效、低成本高锰钢系列板材，实现批量化生产。产品整体技术和应用达到国际先进水平。项目共获得核心技术18项。近三年来，累计开发出系列板材吨，新增产值4.亿元，利税1.亿元。
低氮燃烧技术在煤气锅炉的研究与应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
太钢近几年进行大规模的工艺改造、技术创新、建设多项节能减排设备，并配套建设环保设施。依据国家五部委联合提出的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》的要求和山西省环保厅发布的《山西省质量技术监督局关于在全省范围执行大气污染特别排放限值的公告》中对污染物超低排放的要求，太钢能源动力总厂组织团队先后开展数据采样、深入分析、自主实验、调研交流等一系列工作，针对2×t/h煤气锅炉氮氧化物排放量不达标的问题进行技术攻关，最终确立不改变现有锅炉炉膛主体结构的基础，采用“浓气淡风、分级配风”和烟气再循环技术相结合的方案，使氮氧化物排放达标。开发了煤气锅炉低氮燃烧技术。技术创新点如下：
1、创新提出“浓气淡风、分级配风”技术，设计新型的低氮燃烧器和分级内外风配置，加上高焦炉燃烧器连通管，改变燃烧环境，形成局部还原性气氛，抑制氮氧化物的产生。
2、创新开发烟道尾部的烟气再循环技术，增加烟气再循环风机，在引风机之后烟道上抽取部分烟气，送入锅炉送风机入口风道，降低燃烧氧的浓度。
3、创新设计和运行方式，在原未破坏原有炉膛受热面的基础上，将上层焦炉火嘴的二次风口当作燃尽风口使用，有效降低纯高炉和高转煤气混烧的情况下氮氧化物的产生。本技术能够深入 的结合实际原有炉型和实际生产运行方式量身打造具有创新型燃气低氮燃烧改造工艺技术，打破了常规低氮改造技术必须设置燃尽风和烟气脱硝装置的工艺路线，以最短的工期、最小的改造范围、 的投资、 的效果，实现了设计工况和校核工况下优于超低排放指标的成功目标。
项目实施后，氮氧化物的含量由实施前的80mg/m3降低到30mg/m3，大大降低了氮氧化物的排放值。并且每年的运行成本能够节约万元。该项目在同类研究中达到国内 水平。本项目是我省首例煤气锅炉低氮燃烧改造工程，推动了煤气锅炉环保技术的进步，为冶金行业燃气低氮燃烧技术的创新起到了示范作用提供了宝贵经验，为行业废气利用和降低环保投资开辟了一条新路，对整个行业内的清洁燃烧技术的推进意义深远。实践证明，此实施方案先进可靠，提高了系统运行的经济性，是清洁环保项目，创造了良好的社会效益，践行了总书记“绿水青山就是金山银山的理念”，为太钢的绿色发展做出了贡献。
轧钢混合废水“污泥+碳源”互补式柔性化智能脱氮降盐处理技术开发与应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
为保护环境，防治污染，国家环境保护部颁发了GB16-《钢铁工业水污染物排放标准》，山西作为水资源严重匮乏的省份，工业主要以煤炭、钢铁等耗水量大的重工业为主，在上述标准基础上又发布《山西省水污染防治年行动计划》，要求废水处理后水质中总氮浓度小于15mg/L。
我国钢铁工业年取水量30多亿吨，属高耗水行业，且生产过程产生废水成分复杂，尤其不锈钢生产企业，冷轧酸洗过程要求采用 加氢氟酸的混合酸洗液，造成废水中总氮浓度超高，介于～0mg/L，且废水经初步中和处理后，水中含盐量可高达0～00mg/L，高浓度的盐含量对废水处理过程中的污泥活性产生抑制作用，加剧了废水处理的复杂性。
为贯彻执行国家环境保护有关政策的重要举措，完成《山西省水污染防治年行动计划》重点任务，需要攻克高浓度含氮含盐废水脱氮处理的技术难题。
为此，项目团队结合轧钢酸洗废水的水质特性，开发一套高氮高盐废水脱氮降盐的智能化集成处理技术，属工业废水处理技术领域，其关键创新点和核心技术如下：
1、创新开发八段污泥、碳源互补A+五级曝气O高效脱氮生化处理工艺，该工艺不仅解决了高浓度氮的连续稳定去除、降低碳源补充量、提高脱氮效率的难题，并且由于开发了智能化集成控制技术，在同行业处理同等量总氮时节约占地面积70.3%、节约建筑面积14.6%，节约了吨氮处理的投资成本。项目团队通过优选补充碳源，结合生物化学反应，去除废水中NO3-、Ca2+、NH4+等离子，从而降低废水中20～25%的盐份。
2、开发碳源投加智能控制数学模型，对碳源投加与污泥回流实现连续、智能调控；开发水质质量参数调控技术模型，对废水pH、温度、DO 控制。实现脱氮处理过程中，对水中pH、温度、DO、污泥浓度及碳源精确控制更高的要求，解决太钢废水总氮含量～0mg/L，盐分0～00mg/L的变化幅度大，处理过程参数难以控制的难题。
本项目为高氮高盐废水的处理提供一套新的完整的智能化废水处理技术，解决了工业企业水质波动对微生物生化处理运行控制不稳定的难题。应用本项目可将工业酸性废水中总氮浓度由大于mg/L降低到15mg/L以下，低于GB16-表3规定的水污染物特别排放限值和《山西省水污染防治年行动计划》的要求，同时仅经脱氮系统废水中TDS可以由0～00mg/L降低至1mg/L。
低压蒸汽余热发电机组技术研究应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
一、立项背景和重要性
太钢厂区用电，全年 负荷发生在夏季，除利用厂区现有自发电外，每年仍有约20亿kwh的外购电量。随着太钢生产的发展，近几年来企业用电量呈总体不断增加趋势，现有机组的发电量不能满足太钢生产、生活所需用电量，外购电量增加，外购电成本凸显。此外，厂区管网内的蒸汽量也呈现出季节性变化，在夏季高位时期，有约～t/h的0.6MPa，℃的富裕蒸汽。如果利用低压蒸汽发电技术将这部分富裕蒸汽量进行回收进行发电利用，既能减少能量损失和工质浪费，同时缓解了夏季的用电压力。
二、主要技术内容
1、创新性地利用0.6MPa压力的低参数蒸汽进行发电，利用结构优化后的新型叶片和汽缸可实现 0.4MPa、℃低压蒸汽持续稳定发电。
2、开发冬夏季运行模式无扰切换和凝结水回流技术。实现管网用汽与低压蒸汽余热发电机组两者之间汽源冬夏季无扰切换，有效缓解MW机组在高温季节高背压运行的现状，并优化余热发电机组排汽背压参数，改进凝结水回水系统，使其实现闭式循环，提高能源利用率，减少资源浪费。
3、优化蒸汽管道和轴封汽源供汽方式，通过在原有蒸汽管道上增加联络管和轴封汽源“一对多”，提高机组运行的稳定性和安全性。
三、创新点
1、创新性提出与低品质参数相匹配汽轮机结构模型。结合流体动力学和热力学对叶片和汽缸进行结构优化，开发带大冠导叶、高效后部加载层流叶型设计，将低品质参数0.4MPa、℃的蒸汽持续稳定发电。
2、深度开发利用低品位余热能源，设计管网并联系统、增加自动连锁切换装置，实现汽源无扰切换，提升机组发电效率。有效缓解MW机组在高温季节高背压运行的现状，并优化余热发电机组排汽背压参数，改进凝结水回水系统，使其实现闭式循环，提高能源利用率，减少资源浪费。
3、开发研究汽封多元供汽技术，在原有蒸汽管道上增加联络管、阀，实现轴封汽源“一对多”。避免汽机轴系变形、动静摩擦，提高机组运行的稳定性和安全性。
四、技术水平及应用情况
本课题选题新颖，方法先进，结论可靠，为电厂及钢铁企业余热利用提供了新思路，新方法，新技术，在国内属于首台套机组，有重要的推广应用价值及应用前景，在同类型研究中属于国际先进水平。项目应用后，机组运行稳定，发电效率良好。为我国钢铁企业绿色发展和余能余热利用走出一条可持续发展的新路，推广应用前景广阔，具有深远的社会意义。
太钢电网负荷平衡及自有发电机并网系统的研究与实施
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司//
本项目属于钢铁企业工厂供电领域。
太钢本埠年年用电量74.76亿kWh，其中余能发电量16.9亿kWh，占总用电量的22.6%，余能发电是生产用电能的重要组成部分，是实现节能减排、降本增效的重要手段。太钢新建蒸汽余热利用发电机组是将2×MW发电机组的余热蒸汽再次利用而建设，装机容量30MW的机组两台。另外，在二电现有蒸汽系统进行的锅炉高效改造中，还将配套建设12MW发电机组一台，上述3台机组均建在太钢厂区内部，并网点及方案可行性需要一并研究确定。该项目旨在统筹规划太钢现有四大供电系统负荷平衡，构建新建机组并网发电通道，完成相应一次设备整合、二次系统设置、通讯网络构建、信息数据传输，保证平衡后的供电网络运行安全可靠。主要技术创新点和关键技术如下：
1、开发设计三电源并网开闭模式，构成灵活机动的并网架构。利用现有的一次网架结构，新建GIS系统与原CCPP并网结构联络，解决侯钢、赵钢供电系统特殊时期负荷电源平衡的技术难题；
2、优化区域负荷分布及工艺参数，实现负荷就地平衡在，降低线路环流损耗。正常运行方式下将六高炉用电负荷作为饱和蒸汽余热机组发电量的主要消耗负荷，负荷就地平衡，解决新建发电机组发电量就地并网利用难题；
3、创新利用2台通信管理机，构建双机双网形式，完成不同原理保护装置与测控装置对接。深入分析不同实现原理保护装置与测控装置实现逻辑原理，自主出图，自助接线，完成不同原来保护装置与测控装置对接技术难题。
本项目成果获授权实用新型专利4项，项目实现装机容量30MW的机组两台，饱和蒸汽余热余热利用发电机组安全高效并网发电，日发电量万kWh，项目完成投用后，实现开放饱和蒸汽余热发电机出力，余热高效利用，九降压负荷重的问题。在非供暖期每小时平均增加发电量2万度，按每度电0.42元测算，全年效益万元。
60MN热挤压生产线难变形 的关键工艺技术开发
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、山西太钢不锈钢 有限公司//
我国大吨位(0吨以上)卧式钢挤压机主要有太钢从德国西马克进口的0吨卧式挤压机、宝钢从德国西马克进口的0吨卧式挤压机和新兴铸管从意大利达涅利进口的0吨卧式挤压机。太钢在引进0吨挤压机的同时还引进了吨立式扩孔机，并组合美国应达立式电磁感应加热炉和国产环形燃气预热炉等配套设备建立了不锈钢等难变形 的无缝管材/型材钢挤压生产线。在引进各种设备的同时并未配套相应的工艺，完全依靠自主摸索来开发工艺技术和研发各类产品。由于国外技术保护，装备与工艺的国产化匹配难度大，与工艺相关的设备设施改造难以突破，对产品研发和生产效率影响大。原设计在钢种适应性、规格范围、生产效率等方面存在的问题严重过制约了不锈钢等难变形 的产品开发，对一些军工、核电、航空航天、电站锅炉等高端领域的产品推广产生了不利影响，同时也制约了企业发展。
太钢在年挤压生产线的试生产开始阶段就收集整理各类需要攻关的技术难题，组织人员展开攻关。对难变形 的挤压比、挤压温度、挤压速度、挤压载荷等关键挤压工艺参数展开了系列化的工艺试验；对影响难变形 加热均匀性的加热工艺参数、加热炉的加热原理、输送过程中暴露于空气以及与工模具接触后的温降、热变形过程中的温升等关键影响因素展开了理论和实践研究，对热挤压与热扩孔变形过程中的润滑原理、摩擦系数、润滑剂选择和使用方法等展开了系统研究；对涉钢材料的工模具、感应炉磁场增强器的选材和加热效果、感应炉内衬的选材和使用寿命、输送辊道的防护与转动速度、挤压机热锯装置的使用方法和寿命等生产线关键装备进行了一系列改造。
通过该项目的实施，解决了挤压行业的一些关键技术难题，编制了一批企业内部成熟运行的工艺技术规程，申报并授权了一批具有自主知识产权的专利技术，部分技术以论文形式发表于国内外期刊，部分技术申请了太钢科技成果奖，培养了一批技术骨干和能手，实现了初、中、高级工程师人才梯队，实现了公司战略性产品的高质量开发，技术水平和产品实物质量达到了行业先进水平。应用该技术成果研发的产品如HR3C高等级锅炉管、UNSN/UNSN/UNSN06/UNSN高温镍基 、高炉用12Cr18Ni9不锈钢超长挤压成品管、钛/铌/钼特种 等成功应用于我国重大工程领域和先进制造行业，实现了军工、核电、航空航天、石油石化、超超临界电站锅炉等高端领域产品的全覆盖，部分产品推广应用于国外市场，产生了显著的经济和社会效益。
-19μm粒级铁矿选矿高效综合技术开发与应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、鞍山市天翔工业科技有限公司//
该项目属矿山资源领域选矿自选项目。
袁家村铁矿属于微细粒红磁混合难选铁矿，其-30μm级别磨选综合技术处于国际 水平，但由于铁矿物和脉石矿物种类多、铁矿物嵌布粒度微细，细磨产生的-19μm微细粒级矿物的选别以及综合水质改善仍是困扰选矿效率和品质提升的两大技术难题。与袁家村矿石性质类似的美国Tilden铁矿对微细粒铁矿(-25μm)选矿也曾在两方面进行多年的技术研究和攻关，终因水质问题未得到解决而被迫停产。目前袁家村铁矿采用的浮选药剂对-19μm微细粒级铁矿物的选择性差，同时造成高碱度、高硬度、高粘度水质，在回用时严重干扰浮选过程，造成药剂消耗增多，浮选分选效果变差，浮尾铁品位高，金属流失严重。为此针对上述难题，开发了如下关键技术，并在生产中得到成功应用：
1、开发研制了对-19μm具有高效抑制效果的KDF抑制剂，增强了-19μm微细粒级的选择性，浮尾品位降低了1.2个百分点，解决了袁家村铁矿-19μm微细粒铁矿物损失高的技术难题。
2、创新开发了耐低温R阴离子捕收剂，浮选矿浆温度降低了10℃，蒸汽单耗降低35%，浮选综合能耗大幅降低；解决了精尾矿产品浓缩和中矿浓缩泡沫泛滥困扰正常生产的技术难题。
3、首创基于金属量动态平衡和大数据回归的“四象限”浮选工艺控制技术，实现了基于输入要素对过程处理结果的 预判，精矿TFe稳定率提高了13.5%，精矿SiO2含量稳定率提高了23%。
4、开发了基于水质环境改善的靶向用药技术和以“浊度+PAM含量+硬度”为主的水质综合控制技术，解决了高碱度、高硬度、高粘度工艺循环水影响选矿效率的技术难题，选矿分选效率提高了10%以上。
上述关键技术已申报专利8件，其中授权发明专利3件，实用新型专利4件，1件发明专利正在审核中，发表学术论文4篇。科技成果经评价达到国际 水平。2年至年应用上述关键技术后新增产值.62万元，新增利税72.88万元，降低药剂蒸汽费用.20万元。
本项目的实施，解决了微细粒铁矿选矿-19μm级别铁矿物损失高、药剂和能耗高、高碱度高硬度高粘度工艺循环水导致选矿效率低等技术难题，实现了-19μm级别微细粒铁矿选矿技术的重大突破，引领了微细粒铁矿技术的发展，为建设绿色高效矿山提供了可借鉴的范例，对促进国内外选矿技术高质量发展起到显著的推动作用。
绿色焦化全流程关键技术装备开发与工业应用
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司、太原理工大学、山西太钢不锈钢股份有限公司//
本项目属于冶金科学技术环保领域。
近年来国家不断加大环保治理力度，在有组织和无组织排放控制等方面对钢铁企业提出了更高要求。生态环境部要求“2+26”城市及部分地区焦化行业执行特别排放限值标准。身处该区域的冶金焦化企业，为实现自身的长远和绿色发展及其与城市的和谐共存共生，进行环保治理关键技术和装备的开发意义重大。
项目基于焦化企业的无组织排放控制已成为发展过程所面临的难点和痛点、有组织排放控制需强化升级的现状，开发了绿色焦化全流程关键技术和装备，构建了科学的环保治理技术方案，主要内容如下：
1、针对装煤、结焦和出炉过程中焦炉本体无组织逸散可见烟尘的问题，开发了装煤车装煤延迟技术、二次装煤平煤技术协同荒煤气导出系统压力稳定控制技术和焦炉石墨沉积抑制技术，基本消除装煤过程逸散物；开发了14段PROven系统压力控制技术协同炉头炉肩热态修补技术和炉门炉框在线修调技术，抑制结焦过程逸散物；开发了焦炉炉体热态修补技术协同推拦焦车烟尘捕集技术和装备，控制出炉过程逸散物，有效根治了焦炉本体无组织逸散的可见烟尘。
2、针对湿法脱硫后的焦炉煤气仍含有～mg/m3的有机硫，以及超低排放压力下焦炉烟气治理需进一步强化升级等问题，开发了焦炉煤气干法二次脱硫协同SDS+SCR脱硫脱硝技术，研发了SDS脱硫塔。焦炉煤气二次干法脱硫后，总硫降至20mg/m3；焦炉烟气CEMS小时数据达标率%，SO2、颗粒物和NOx分别低于9.7mg/m3、6.3mg/m3和75mg/m3，远低于超低排放限值。
3、针对化产和污水处理工段VOCs排放的无组织性所导致治理难度大的问题，开发了化产VOCs尾气洗涤协同污水池尾气“焦炭过滤器+预处理+生物过滤+活性炭”洗涤工艺，将无组织排放VOCs进行有组织治理， 氢由50mg/m3降至1mg/m3，氨气由mg/m3降至5mg/m3，酚类物质由mg/m3降至1mg/m3，化产和污水池现场区域异味显著降低。
获授权发明专利3项、实用新型专利2项，发表论文11篇。相关技术装备成功应用于太钢焦化厂7#、8#、9#焦炉及配套工序，形成了行业 的焦化环保治理技术，有效解决了焦化企业环保治理难题，缓解了环保生存压力，为行业绿色可持续发展探索出一条成功之路。
固废基ALC板材关键技术应用及研究
完成单位：太原钢铁(集团)有限公司//
1.项目所属领域：
固废资源循环利用领域
2.主要科学技术内容
ALC板材是国家大力推广的装配式、绿色节能建筑 的围护材料。本项目针对ALC板材产品裂纹、上墙开裂、吊挂力不足、水电管线二次开槽等问题，通过掺加太钢自有固废对工艺进行了研究、对设备进行了自主创新。主要研究内容如下：
1、开发了高掺量固废制备ALC板技术。创新性的利用窑壁废灰的高钙、慢速特性替代普通生石灰，利用复合外加剂、引气剂、振动棒化学物理效应优化气孔结构，确立了固废基ALC板关键工艺控制参数，突破了传统生产工艺中固废比例限制，掺量由70%提升到90%以上，实现了固废高掺量。
2、首创固废基ALC板“自膨胀”技术。开发了用后镁钙砖后膨胀、气孔结构均化、蒸养增强等技术，实现了ALC板材蒸养裂纹自吸收技术，将其生产裂纹率由2.8%下降至0.4%。
3、开发固废基ALC板钢筋网片专用防腐工艺及在线蘸漆装备。突破网片与坯体粘接强度低、防腐漆晾干时间长的难点，开发了无机填料增强及循环蘸漆工艺，提高粘接强度至1.2MPa，缩短防腐工序时间12小时；设计免拔钎的钢筋网片连接片，减少拔钎过程，提高效率。
4、建立“多功能、高精度、易施工”的装配式ALC板技术开发体系。自主设计开发了防裂槽、异型宽度切割工艺及装备，攻克了上墙开裂、吊挂力不足、水电管线二次开槽的难题，开发了在线生产防裂板、水电一体板、吊挂力板、临边板等新产品，实现加气砼板的工厂定制，提高装配率60%以上，产品吊挂力达1N，水电管精度达±3mm。
本项目共申报国家专利6项，发明专利3项，主编地方标准1部。项目实施后，每年粉煤灰利用量提高近15倍/年，同时开辟了钢铁厂周边固废(太钢生石灰窑壁废灰、用后镁钙砖)利用新途径。固废基ALC板材性能指标达到行业 水平，每年新增经济收入0万元，项目已应用于省市多家重点施工项目，产品使用效果良好，有效提高施工效率30%以上。项目促进了我国固废利用产业升级及行业可持续发展，有着显著的引领示范作用。
复杂地质条件下稀土矿床地下开采关键技术研究与应用
完成单位：中冶长天国际工程有限责任公司、中南大学、冕宁县万凯丰稀土矿业有限公司//
我国是世界稀土资源储量 国，也是 开采国。相对黑色和有色矿山，我国地下稀土矿整体开采技术落后，且绝大多数使用空场法，回采率不足70%，贫化率高达80%，造成资源极大浪费，地表环境破坏严重，作业安全性差，采矿成本高，地表废石和尾矿大量堆存。近年来，地下稀土矿开采工艺取得长足进步，采场整体稳定性加强，矿区地面塌陷减少，但仍面临回采率低、开采成本高、精细化程度低、安全性差等重大难题，因此，亟需研发一种绿色、高效、安全、低成本相协同的复杂地质条件下稀土矿地下开采技术。
项目完成单位从年开始，针对冕宁地下稀土矿山围岩条件差、遇水软化等复杂地质条件，开展产学研合作研究，经过仿真模拟、试验及工程示范，开展稀土矿床地下开采基础理论研究、核心技术攻关及工业生产系统集成应用，创新成果如下：
(1)构建了富含基础信息的复杂地质体可视化三维模型，研发了几何模型与力学模型转换技术，通过岩石力学试验研究，探明了采矿过程中应力应变规律，开创性地提出一种适用于地下稀土矿的各向异性岩石统计损伤本构模型，实现地下稀土矿山安全开采力学仿真，为精细化采矿奠定基础。
(2)通过对大型层状稀土矿岩石物理力学参数各向异性研究，将分段空场嗣后胶结充填两步骤回采法创新性地用于复杂地质条件地下稀土矿床开采，生产能力提高3倍，回采率由70%提升至90%以上，贫化率小于10%，且采矿废石零排放；研究提出了一种三心拱断面参数确定新方法，巷道采切成本降低8%。
(3)发明了复杂地质条件下分段空场嗣后充填大体积胶结充填体力学强度模型，首次提出以胶凝材料总耗量最小为目标的采场和充填体 结构尺寸优化方法，通过充填料配比试验，探明了 灰砂比，解决了采场 结构尺寸与灰砂比无法联动求解的重大技术难题，大大降低水泥耗量，并实现尾砂和当地火山灰的资源化利用。
该项目已申请专利11件，其中发明专利10件；申请软件著作权2件；发表学术论文15篇。
成果已成功应用至万凯丰稀土矿业有限公司，节约稀土资源万t，价值7.55亿元，延长矿山服务年限4年，节约运营费万元/年。同时，部分技术也陆续在福建马坑铁矿、武平紫金矿业等地下矿山得到应用，经济和社会效益显著。
该项目整体技术居国际 水平，为我国地下稀土矿产业升级和稀土资源开发国际合作提供技术保障，极大地节约稀土资源，推动绿色开发理念在地下稀土矿山的健康发展，为我国地下稀土矿产业结构、发展模式调整和优化升级做出突出贡献。
转臂式液密封环冷机的研制与应用
完成单位：中冶长天国际工程有限责任公司、湖南中冶长天重工科技有限公司、湖南大学、日照钢铁控股集团有限公司//
环冷机是烧结工序中的核心设备，我国每年经环冷机冷却的烧结矿近10亿吨，其携带的显热折合标煤0万吨，因此，环冷机在冷却烧结矿的同时还需为余热利用创造良好条件。传统环冷机漏风率高达30%～40%，吨矿冷却风量达2m3～3m3，余热回收利用率不足40%，浪费极大，且传统环冷机自身能源消耗高。年，中冶长天研发了 代液密封环冷机，漏风率降至5%以下，余热回收利用率提高至50%以上。但传统环冷机改造成液密封环冷机存在成本高、利旧率低、周期长等难题，导致许多早期建成的老旧烧结厂改造意愿受到影响，仍使用传统环冷机。因此，亟需研发高效、低耗、通用性强的新一代液密封环冷机。
项目完成单位从年开始，通过产学研合作，经过理论研究、数值仿真、试验研究以及工程示范，研制了余热高效利用与热矿高效冷却相同步、物耗减量与能耗优化相耦合、通用性强的新一代转臂式液密封环冷机，实现了烧结矿冷却技术的新突破。其主要创新成果如下：
(1)提出了转臂式液密封环冷机漏风治理新方法，发明了转臂式单层台车平面接触密封与自清淤液密封耦合的复合式密封技术，研制了气固独立双层卸灰阀，保持了液密封环冷机的密封性能，漏风率控制在5%以内，提高了余热利用效率，减少了环境粉尘污染；
(2)研究了气固耦合作用下烧结矿的冷却特性以及台车结构的力学行为特征，开发了柔性自适应支撑的通轴型高刚度轻量化台车技术，研制了全平面高透风台车，实现了长寿高透风台车技术的突破；
(3)提出了转臂式液密封环冷机设计、制造、安装全流程无缝连接的一体化协同方法，开发了基于功能单元的全流程模块化技术，缩短了设计制造安装周期，显著降低工程成本；
(4)建立了动态热量平衡漏风率计算模型，开发了动态热量平衡漏风率计算程序，首次提出在线动态热量平衡漏风率检测技术，实现了环冷机漏风率的在线检测，为环冷机能效实时评估奠定了基础。
该项目已获授权专利16件，其中发明专利2件；发表学术论文8篇；申请主编标准1项；建立产品制造生产线1条。
该项目成果已成功应用到国内18家钢铁企业的24个工程，其中改造工程19个，新建工程5个，为完成单位新增销售额6亿元。环冷机漏风率小于5%，吨矿冷却风量1m3～1m3，余热利用率60%以上。
该项目整体技术达国际先进水平，经济、社会和环境效益显著，为我国钢铁工业产业绿色升级和钢铁国际产能合作提供了技术保障。
易焊接高强高韧煤矿机械用钢关键技术及产业化应用
完成单位：安阳钢铁股份有限公司、东北大学、郑州煤矿机械集团股份有限公司//
本项目属于金属材料加工制造领域。
煤炭、石油及天然气作为我国主要能源基础和工业原料，高效推动了我国经济快速发展。我国煤炭资源探明储量达到了亿吨，位居世界第三位，但其储采比远低于世界平均水平，从资源保证年限角度分析，煤炭仍是我国能源安全和经济安全的基础，在能源格局中具有不可替代的地位。根据国家“十三五”能源发展规划要求，应推进煤炭高效开发利用工作，对煤矿开采中关键的液压支架产品提出了高效、超大及低成本等综合性能要求，以使煤炭开采更加安全化、高效化、智能化及绿色化。
为了满足上述高端煤矿液压支架的需求，一方面要提高现有煤矿液压支架用钢的强度级别，同时保证其良好的韧性指标，实现产品减重；另一个方面要解决高端煤矿液压支架用钢在使用过程中的性能波动、焊接性能差及焊接效率低等问题。在此行业背景下，安阳钢铁股份有限公司基于多年高强、高韧钢板生产经验，联合东北大学、郑州煤矿机械集团股份有限公司，实行产学研用联合技术开发，通过全产业链协同创新，针对制约高强钢产品质量升级和焊接使用性能问题，研发了高端煤矿液压支架用MPa级、MPa级易焊接高强韧钢板，把我国煤矿机械用钢提升到国际 水平，获得了如下主要创新点：
(1)采用高洁净度钢冶炼与均质化连铸技术，在0mm炉卷-热处理机组，利用mm铸坯，开发了全流程细晶化控制和组织调控技术，实现了在压缩比为2.5的工艺条件下稳定生产60mm厚MPa级高强韧煤矿机械用钢，性能优良；
(2)提出低碳中铬无钼微硼成分 设计，通过窄成分控制和TMCP+回火工艺生产技术，成功开发出免预热焊接MPa级钢板，实现厚度30mm以下、-10℃以上无预热焊接，突破了同类产品～℃预热焊接的制约；
(3)开发了低焊接裂纹敏感指数成分设计和亚微米粒子调控技术，研制出易焊接、高效化MPa级钢板，产品焊接热输入量达到40～50kJ/cm，显著提高焊接效率。
通过本项目的实施，获得授权国家发明专利10件，实用新型专利4件，制定行业标准1项、团体标准1项，公开发表学术论文28篇。三年来，累计生产销售易焊接高强韧煤矿液压支架用钢板28万吨，新增产值38亿元，新增利税4.8亿元。产品成功应用于郑煤机、北煤机、平煤机等行业龙头企业。
通过项目的实施，实现了高端液压支架产品用钢的国产化，助推我国具有自主知识产权高端液压支架产品的升级换代，使煤矿企业提高了生产效率，降低了成本，推广应用前景广阔，经济效益和社会效益显著。
实现物料运输设备稳定、高效、绿色的创新与应用
完成单位：安阳钢铁股份有限公司//
所属领域：该项目属于通用运输设备领域，是给企业日常生产的物料运输设备实现稳定运行、远程集中控制、现场绿色环保和企业减员增效的技术创新。
主要内容：实现物料运输设备稳定、高效、绿色的创新与应用是以带式输送机及配套设施为载体，能实现设备稳定可靠、运行高效、绿色环保，促进高炉和烧结机稳定生产的功效。
研制出的《一种带式输送机胶带防撕裂保护装置》，胶带发生撕裂后，利用撒落物料的重量使撕裂接触式开关常开点闭合，通过PLC控制中心，实现事故停机。
研制出的《一种输送机防堵塞保护装置》，利用堆积的物料对溜槽的侧壁产生压力，从而使该装置安装的活动门向外推移后发生电路的短路，通过PLC控制中心，实现事故停机。
研制出的《一种探针式防堵塞保护装置》利用物料(如焦炭块)有导电性的特性，当料流堵塞料位上升至探针安装高度时电路形成回路，通过PLC控制中心，实现事故停机。
研制出的《一种新型输送机回收料斗振动装置》，利用振动电机的激振力和高分子聚 耐磨衬板不易粘附的性能，使其活动式回收料斗高频振动，将内部积料从料口处排除。
研制出的《一种用于输送机溜槽的道轨耐磨衬板》，利用道轨的材质和“料磨料”的结构形式，减少物料的直接冲刷和磨损，延长使用寿命。研制出的《一种新型输送机卸料车溜槽的分料器装置》，通过对驱动连杆结构的进行合理设计和布置，实现单侧卸料和料磨料。
研制出的《一种新型输送机卸料小车双驱动装置》，通过对安装的位置进行合理布置，实现备用功能。研制出的《带溜槽的移动式可逆带式输送机装置》，通过加装溜槽，实现输送机不运转，可以直接通过溜槽进行上料的功能。
研制出的《一种新型高炉储渣仓的高效滤水闸门装置》，通过改变滤水装置的滤网结构和增大过滤面积，提升滤水闸门的滤水效果，便于滤水的回收和循环利用。
研制出的《一种新型粘性较大的物料储存装置》，通过振动电机产生的激振力，使分体式圆锥体钢筒在物料粘结和悬料时高频振动，保证存储物料堆积板结物料被冲散后顺利滑落。
特点及应用情况：该设备的技术创新和应用，能大幅度减少各类设备事故，提升自动化、智能化和高效化水平，降低劳动强度，节约备件、材料、人工、电耗和水资源的成本，创造良好的工作环境，确保人身及设备的安全。该创新技术在安阳钢铁股份有限公司炼铁厂日常生产和检维修过程得到推广应用，使用几年来，促进了高炉和烧结机的稳定生产，实现了设备自动化控制、低成本运行和减员增效的目的。
大型高炉集成技术及装备研发与应用
完成单位：山东省冶金设计院股份有限公司//
项目名称：大型高炉集成技术及装备研发与应用
本项目属于大型高炉的技术及装备领域。本项目围绕大型高炉高效、低耗、长寿、环保、智能化方面，积极创新设计思路和设计方法，开发了一系列创新型技术及装备，形成了一整套大型高炉综合技术，解决了大型高炉亟需解决的多项问题。
项目开发的紧凑型铁钢界面技术，突破了传统的总图布置形式，采用铁水“一罐到底”超大型汽车运输，实现铁钢“零”界面布置，满足炼铁—炼钢协同生产的要求。
项目开发的特大型高炉长寿综合技术，采用“自适应操作型炉底炉缸”结构、“平滑型”炉缸铁口区设计理念、安全可靠的炉缸炉腹过渡衔接技术，解决了限制高炉长寿的关键问题。
项目开发的“新型自然风冷贮铁式主沟”技术、特大型顶燃式热风炉技术、“洁净型”转鼓法渣处理技术、“联合矿焦槽”及全自动控制技术、特大型液压铁水罐倾翻技术、全自动 喷煤技术等，为提高生产效率、降低能耗和成本提供了有力保障。
项目开发的现代化出铁场综合技术、炉顶均压煤气回收技术、高炉煤气净化综合技术等，有效改善了生产环境、减少了环境污染。
项目开发的大型高炉智能化技术，通过完善的监测系统，结合高炉数字技术，实现高炉炉况诊断和“黑箱”可视化，有效指导生产操作。
以上技术在山钢集团日照有限公司两座5m3高炉成功应用。1#5m3高炉于年12月投产，2#5m3高炉于年4月投产。两座高炉投产后，均快速达产达效，炉况稳定顺行，主要技术经济指标达到了行业 水平。高炉运行以后的实践证明，大型高炉综合技术，对高炉高效、低耗、长寿、环保、智能化运行，起到有力支撑，具有较好的应用前景和推广价值。
本项目开发的大型高炉综合技术，已再次成功应用到莱芜分公司新旧动能升级改造项目2座m3高炉工程、邯郸钢铁老区退城整合项目2座3m3高炉工程、防城港钢铁基地项目高炉配套热风炉工程。
热连轧工程高架式设计研究与应用
完成单位：山东省冶金设计院股份有限公司//
本项目研发了一种高架式设计的热连轧生产线，属于冶金技术领域。
在山钢集团日照钢铁精品基地的建设过程中，由于mm热连轧工程区域水位为-1.8m，采用传统箱形基础设计施工难度较大、投资较高，因此提出了热连轧工程高架式设计的理念。
研发主要内容：
(1)热连轧生产线位于车间内+7m平台上，板坯经提升机从+0m地坪的辊道提升到高架平台的辊道上，经过加热炉、粗轧机、精轧机、带钢冷却装置、卷取机后，生产出钢卷，钢卷用运输车运输，通过升降机下降至+0m地坪上。生产线的加热炉、粗轧机、精轧机、辊道、主电机、换辊装置设计在+7m高架式平台上，生产线的液压润滑泵站设计在+0m～-1.2m地坪上。
(2)本项目研发的热连轧生产线采用混凝土框架结构代替了传统的地下箱形地下室墙体结构，顶板采用梁板式结构，框架柱基础采用筏板基础。
实施情况：
热连轧工程高架式研发中以工艺为主，并包含配套的电气、水处理、通风、管线、土建等设计。在年10月～年03月针对山钢日照基地热连轧工程的进行了高架式初步设计和施工图设计，共计完成了张图纸，包含了：+7.0m高架式热连轧工程的工艺设计、管线设计、土建设计、电气室设计、水处理设计和通风设计。
应用效果：
在年03月～2年04月进行了工程建设实施，山钢日照mm热连轧工程采用高架式设计，2年04月份竣工验收投产后至今运行良好。采用高架式设计与传统箱形基础设计相比，减少投资0万元，降低年运行成本万元。
推广前景：
热连轧工程高架式设计解决了传统箱形基础设计带来的挖方量大、施工量大、工期较长、投资较高、地下室环境较差等问题，为钢铁厂新建热轧宽带钢生产线提供了实用可靠、降低投资的解决方案，特别适用于沿海地下水位较高的地区。
大型烧结机节能环保综合技术研究与应用
完成单位：山东省冶金设计院股份有限公司//
大型烧结机节能环保综合技术研究与应用
本项目是钢铁企业新建烧结机工程中同时采用多种先进的节能环保技术，大型烧结机发挥出了综合的技术优势，产生了较好的经济效益和社会效益。
根据钢铁企业的能源消耗统计，烧结工序作为钢铁企业长流程的源头，其能源消耗水平仅次于炼铁工序，而固体燃耗在烧结工序能耗中的比重 ，甚至达到80%以上，其它为动力介质能耗，按占比依次为电耗、煤气消耗、蒸汽、压缩气体和新水。蒸汽、压缩气体和新水三项合计能耗占比约为2%。在能源回收方面，环冷机余热回收约为烧结总能耗的18%，与动力介质的能耗相当，可见余热回收的节能效益十分可观。因此，节能方面重点要考虑如何降低烧结固体燃耗，提高烧结矿显热的回收利用，采取高效的节电措施降低生产成本。
本项目对烧结主要工艺设备的节能环保技术进行了研究，提出了在烧结混合机、烧结机、环冷机和烧结主抽风机等设备上采用多种节能环保技术，以提高节能环保技术综合应用的实效，从而实现高效烧结生产。
本项目在研究和应用过程中，总结出以下技术特点：
烧结机八点布料和㎜厚料层技术有效提高了布料效果和混合料在台车上的压实度，与多辊布料器结合起来方便调节布料偏析程度，改善台车上烧结矿的均质化效果，并实现了烧结终点自动控制，降低了生产成本。
节能型烟气循环技术使烟气中SO2和NxOx富集，提高脱硫脱硝系统处理效率，有害成分在料层中被热分解或转化，二噁英和NxOx被部分消除，减少最终向大气排放的粉尘量，还可降低生产成本。
新型水密封环冷机采用上下水密封实现了传统环冷机风箱与水密封结构有效融合，环冷机回转体上下两组动静接触面组合密封装置均采用水密封，上部水槽设隔热砖和弹性连接构件，下部水槽设锥形漏斗和高压水枪减少积灰。散料收集采用环形皮带机，减少了无组织排放，改善了环境。
混合机和主抽风机等大型设备采用了高压异步电机变频器控制技术，节省电耗。
大型烧结机节能环保综合技术适合于新建烧结机进行应用，也可以在其它的烧结机改造工程中应用其中的一项或多项技术，以实现节能环保的目的，同时改善周围环境，提高设备的可靠性，因此值得进行大力推广并应用。
高效、绿色、智能化技术在特大型高炉TRT发电机组中的应用
完成单位：山东省冶金设计院股份有限公司//
本项目属冶金装备技术领域。
TRT机组，即高炉煤气余压透平发电装置，是国际公认的钢铁企业重大能量回收装置。它是利用高炉煤气具有的压力能、热能，把煤气导入透平机膨胀，使压力能、热能转化为机械能，驱动发电机发电的一种装置。这种装置既回收了减压阀组白白泄放的能量，又净化了煤气、降低了噪音、大大改善了高炉炉顶压力控制的能力。
本项目打破传统思路从源头出发，全面立体的规划寻找提高发电量的新途径。分别从设备、运行、管系和控制四个方面入手提出提高TRT发电量的新途径。
1.首创在特大型高炉上采用径向进气、轴向排气的焊接机壳透平机机型，有效较传统机型提高了发电效率。
2.为保证TRT长期稳定运行、减少机组停机检修时间，采取了加药、耐磨、冲洗、新材料保温等新技术措施。
3.管系三维模拟计算，优化设置，减少煤气阻力损失，提高机组发电量。
4.3H-TRT技术、一键启动技术保证机组智能化控制运行。
山钢集团日照钢铁精品基地项目两座5m3高炉分别配套建设一套TRT机组。投运以来，炉顶压力控制稳定，发电效果良好，比同类高炉湿法除尘TRT多发电50%以上，比同类高炉干法除尘TRT多发电10%以上，创造了TRT发电量大于55kW/吨.铁的世界先进指标，给企业带来了良好的经济效益，成为日照公司节能减排的新亮点。本项目成果经科学技术成果鉴定委员会鉴定达到国际先进水平。
混凝土格构柱+主次桁架屋盖重型冶金厂房体系研究与应用
完成单位：山东省冶金设计院股份有限公司//
项目名称： 混凝土格构柱+主次桁架屋盖重型冶金厂房体系研究与应用
本项目属于工业建筑中的冶金工厂建筑。
本项目通过对重型冶金钢结构厂房的柱距选择、钢柱截面选型、屋架类型和屋面承重结构等方面进行了优化比选和精心研究，提出了一种适用于重型冶金厂房的 混凝土格构柱+主次桁架屋盖的重型大跨度钢结构厂房体系。
混凝土格构柱刚度大，截面小、防腐和防火性能优越、用钢量低、加工方便。刚架柱采用 混凝土格构柱代替普通型钢格构柱，充分了发挥钢和混凝土的各项优势，节约材料，大大降低建造成本，且 混凝土格构柱采用 缀条，节点采用相贯节点，构造简单，焊接工作量小，施工方便，既节省了工程造价，又加快了施工进度，为重型钢结构厂房设计提供了新的思路。同时该体系承载力高、侧向刚度大，有效地减少桥式吊车两侧吊车梁顶位移差和同一侧吊车梁在厂房纵向的位移差，保证超大吨位吊车的安全、平稳运行。
屋架采用梯形矩形 钢屋架，实现了桁架平面内、平面外的等稳定，不仅用钢量低，其表面为平面，便于桁架杆件之间以及屋面檩条连接，防腐蚀性能好。主次桁架兼做屋面支撑系统的系杆，屋面水平刚度较大，同时作为檩条的支承结构，减小了屋面檩条跨度，便于施工，用钢量低，比较适用于较大柱距和跨度的重型钢结构厂房。
山钢集团日照精品基地热连轧工程钢结构厂房采用了 混凝土格构柱+主次桁架屋盖的重型大跨度冶金钢结构厂房体系，最终用钢量kg/m2。该项目已于年12月竣工验收，2年3月投入使用，使用情况良好，并且较以往类似工程(按kg/m2计算)降低10.7%。由于在设计中采用了先进技术，不仅用钢量低，其承载力和刚度也均未降低，结构安全可靠度得到了很好的保证，实现了较好的经济指标，同时使得整个车间通透、整洁、现代、美观，室内感观效果好，取得了良好的经济效益和建筑效果，在重型冶金钢结构厂房中具有广阔的推广应用前景。
钢液精炼的高效节能型机械真空系统及其装备技术
完成单位：中国重型机械研究院股份公司//
本技术属于真空冶金及其装备技术领域。
为贯彻《山东省人民政府关于贯彻落实山东省钢铁产业结构调整试点方案的实施意见》(鲁政发［］8号)提出按照新一代钢铁制造流程理念，建设管理卓越、技术 、环境友好的现代化精品板材基地的指导意见，山东钢铁集团日照公司在其建设的精品钢基地工程中采用以机械真空系统为核心的吨RH精炼炉。中国重型机械研究院股份公司(简称中重院)以EPC总承包形式完成了3套RH精炼炉项目。
中重院冲破外方技术壁垒，独立研发了高效节能型机械真空泵系统，国内尚属首次。在项目开发和应用中，具有以下创新性特点：
1.建立了RH精炼炉用大型(真空度67Pa下，抽速大于万m3/h)干式机械真空系统配泵模型。研制了四级72台真空泵组成的各级并联、逐级串联、无需旁通新型机械真空系统，解决了传统蒸汽喷射真空泵能耗高、环境污染严重、调节控制难度大的难题，实现了钢液精炼炉的高效节能与协调控制。
2.研制了由72 立变频器组成的钢液精炼用机械真空泵计算机综合协调控制系统，并开发了适用于RH精炼工艺的自适应节能调频控制技术。该控制系统不仅适用于高真空吹氧脱碳的超低碳钢种生产，而且适用于钢种变化、抽气量变化以及生产节奏变化后，系统性能的自动调节，能够有效降低吨钢电耗。
3.研制了72台机械真空泵远程监控和自学习故障诊断系统。通过本地及远程监测，统计真空系统温度、真空度、振动、粉尘浓度等参数，确定设备故障，并通过长期自学习以逐步提高系统故障诊断能力。此项为陕西省重点研发计划醒目，项目编号：2ZDXM-GY-。
4.提出了适用于高真空下气流阻力、粘度系数、粉尘种类、粉尘含量、最小分离粒径等主要参数的高真空气体冷却和除尘器的优化设计方法，包括串级气体冷却器设计方法、真空管道设计的温降修正法、高真空布袋除尘器滤料气体阻力估算方法等。研制出相应的高效低阻力高真空气体冷却和布袋过滤装备，为机械真空系统长期稳定运行创造良好条件。
本项目投产三年以来，该机械真空系统及其装备的高效、节能、可靠等优点得到了验证，为业主新增产值约8.2亿元，节省能源开支约0.6亿元。在研发设计过程及投产前后，该机械真空系统RH精炼炉引起了本行业的
