东大超高强新钢种实现全球首次工业应用，引领钢铁行业技术突破

作为国内钢铁行业最权威的科技媒体，《世界金属导报》经过编辑评选和评选，最终从每年钢铁生产主要工艺的重大技术突破中评选出“世界钢铁行业十大技术新闻”。由行业专家评选。读者可以全面了解和掌握2017年全球钢铁行业的技术研发趋势。

东大新型超高强钢种实现全球首次工业化应用

东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室研制出抗拉强度超过2GPa的新型热冲压钢。 2017年6月在本钢集团板材有限公司实现工业规模量产并成功应用。北汽新能源纯电动两座车型“LITE”于10月正式上市。这是2GPa超高强度钢在全球范围内首次实现批量工业化应用。与传统热冲压高强钢相比，其性能提高20%以上。

目前，世界各地汽车车身广泛使用的热冲压钢的抗拉强度为1.5GPa。在汽车轻量化的大趋势下，有效减重已成为国内外汽车热弯型钢的研究热点。但技术瓶颈在于如何在现有热冲压条件下，在保证热冲压件延伸率和韧性的同时，将抗拉强度提高到1.8GPa以上。此次开发的2GPa级超高强钢于2017年9月在华晨汽车作为增强板件试制成功，经检测，各项性能指标均满足使用要求。经通用汽车中科院联合评价分析，该新材料在全球首次实现技术突破，具有2GPa以上的超高强度以及优异的韧性和延伸率。其强度、伸长率优于欧洲、日本、韩国。等国际钢铁巨头的尖端水平。此外，钢板基于创新材料设计，无需回火提高韧性，减少了汽车零部件的制造工序，显着降低了汽车企业的生产成本。

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针对现有热冲压工艺条件下突破1.8GPa以上超高强钢强度与韧性矛盾的问题，东北大学创新性地提出钒微合金化与热冲压工艺条件耦合，实现晶粒细化;并且通过纳米碳化钒的析出，降低了马氏体中的碳含量，物理抑制了1.8GPa以上超高强钢中脆性马氏体的形成，从根本上提高了材料的韧性；并强化马氏体，细化晶粒，纳米碳化钒析出复合强化机制，强度达到2GPa。

全球首套全工艺TWIP1180HR钢在鞍钢下线

5月8日，全球首棵采用转炉-连铸-热轧工艺线生产的超高强高伸率TWIP1180HR钢在鞍山钢铁股份有限公司热轧带钢厂下线。

作为国内重要的汽车用钢生产和研发基地，鞍山钢铁集团有限公司将TWIP系列钢的研发列为集团重点课题，大力推进汽车用钢的研发和营销。 TWIP 钢。与TWIP980钢相比，TWIP1180钢的合金含量和变形抗力显着增加，这给冶炼、连铸和轧制生产带来更大的困难。

2015年以来，鞍钢研发人员采用创新的冶炼、连铸、轧制技术。经过反复试验，2017年4月25日，鞍钢转炉冶炼-ASP中薄板坯连铸连轧生产线成功轧制。生产厚度为3.5mm的TWIP1180HR钢材。经检测，TWIP1180HR钢产品抗拉强度达1200MPa，延伸率达60%以上，强塑体积达72000MPa%以上，产品性能达到国际领先水平。

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鞍山钢铁作为国内重要的汽车用钢生产和研发基地，采用全流程工艺生产TWIP1180HR钢。产品性能达到国际领先水平。不仅满足了汽车产业发展的需求，也推动了鞍钢超高强汽车用钢TWIP钢产品的技术升级。对世界生产先进的高锰钢系列高强度钢具有示范和引领作用。

宝武CSP生产线实现硅钢高效规模化生产

硅钢制造技术和产品质量是衡量一个国家特钢生产水平的重要指标之一。宝武集团（武钢）围绕薄板坯连铸连轧（CSP）生产线开展了相关基础理论研究和技术攻关。实现了CSP高磁感无取向硅钢和高磁感取向硅钢（HiB）规模化生产，整体技术水平处于国际领先地位。

主要技术创新点如下：

1）完善了硅钢近终形凝固及直轧冶金理论体系。研究了HiB钢缓蚀剂的热力学、γ相影响因素、全过程织构和析出相演变规律。 2）开发并整合CSP和硅钢工艺的HiB钢生产工艺。连铸速度达到4m/min，近两年粘结漏钢率为零，关键成分AlS、N双合格率达到96%，HiB率达到95%以上，硅钢表面质量优良连铸坯良好。 3）适应CSP工艺特点，设计了无取向硅钢成分体系。成品磁感比传统工艺提高200Gs左右，铁损波动≤0.21W/kg，磁感波动≤0.004T。横向厚度差5μm的合格率比传统工艺提高20.1%。 4）开发了CSP生产的硅钢表面质量控制技术。控制钢中细小夹杂物平均为7.7个/mm2，无取向硅钢表面缺陷率≤1.5%，HiB钢表面缺陷率≤5%。

目前，武钢CSP已成为全球规格最全（高磁感取向硅钢和无取向硅钢）、产量最大、效率最高的硅钢生产线。

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该技术由武钢与钢铁研究总院联合研发。他们以武钢CSP生产线为基础，充分发挥各自优势，从冶炼成分设计入手，开发出适合CSP生产线特点的HiB钢成分和全流程生产工艺。同时，还开发了一系列适合CSP生产线特点的无取向硅钢组件和生产工艺，从根本上解决了浸入式水口堵塞、波纹缺陷等问题，实现了无取向硅钢的高效批量生产。该技术还荣获2017年度冶金科学技术奖一等奖。

转炉一键自动化炼钢，支撑钢铁行业智能制造

随着国民经济的发展，钢铁行业智能制造、绿色生产的要求日益迫切。如何在中小型转炉中实现自动化炼钢，且不存在安装分枪的问题，成为我国钢铁行业实现智能制造的制约环节。

为此，河钢唐钢公司根据中小型转炉的特点，采用红外检测技术进行烟气分析，大大提高了炼钢自动化控制烟气分析的准确性。在此基础上，开发了一体化烟气分析一键式自动化炼钢技术。终点控制精度与副枪一样好甚至更好。它还具有投资少、运行稳定、维护成本低等优点。开发的100吨转炉一键式全流程自动化炼钢技术，自动化炼钢率达99.23%。终点碳命中率≥96.85%（[C]±0.012%），终点温度命中率≥92.50%（T±12℃），双命中率≥91.21%，全炉出钢碳氧含量≤0.0025。超低碳钢直接攻丝率为92.32%。

2017年，河钢唐钢基于自动化炼钢技术，首次在100吨转炉-RH-CC工艺中实现了高品质汽车板的规模化稳定生产，为河钢唐钢创造了良好的经济效益。

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河钢唐钢开发出基于烟气分析红外检测的自动化炼钢技术，率先实现100t转炉完全一键式自动化炼钢，推动了我国炼钢技术的进步。基于自动化炼钢技术的创新和集成，成功实现了高品质汽车板的批量稳定生产，为我国同类生产工艺技术升级提供了示范，开辟了智能制造新途径我国中小型变流器的情况。

HIsarna 第五次突破性炼铁技术试验开始

2017年10月，突破性炼铁技术HIsarna研发团队在位于荷兰塔塔钢铁艾默伊登工厂的6万吨/年试验高炉上进行了第五次试验。研究表明，仅 HIsarna 一项就可以减少至少 20% 的能源消耗和碳排放。如果将二氧化碳捕获和储存结合起来，二氧化碳排放量可减少80%。

HIsarna试点试验从2011年到2014年进行了四次试验。正在进行的第五次试验也是本轮试点的最后一次，将持续半年，旨在进一步验证用于确保最低排放的新技术。为了准备本次试验，对试验台进行了全面检修，安装了新的排气管，并将装置高度增加了10m以上（最高点：37m）。在试验工厂旁边，建造了一个完整的磨煤工厂以及一个矿石和石灰石干燥和筛选工厂。此次试验结束后，下一阶段的工业试验将开始，包括设计、建造和测试工业规模的HIsarna装置，产能扩大20倍。

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HIsarna 炼铁工艺是欧洲超低二氧化碳炼钢 (ULCOS) 项目的一部分。 HIsarna技术的主要优点是取消了当前高炉炼铁工艺中所需的烧结/球团和焦化两个高耗能工艺。如果这项技术可行并能够成功产业化，将有助于降低钢铁制造成本、能源消耗和二氧化碳排放。

炼铁大数据智能互联平台在酒钢投入运行

为加快两化融合，以数字化、网络化、智能化、绿色化作为提升产业竞争力的技术基础，重塑公司技术体系、生产模式、产业形态和价值链，北京北科亿利科技有限公司有限公司开展炼铁大数据智能互联平台项目研究，并于2017年在酒钢红星有限公司率先投入运营，标志着我国炼铁大数据时代正式开启。

炼铁大数据智能互联平台以生产技术为主导，充分利用工业物联网、边缘计算、云存储、云计算等技术，进行系统化、标准化建设。针对高炉设计、生产和运行特点的多样化，从传热和炼铁机械方面建立合理的预警标准，实现高炉安全持久生产，实现炼铁智能化、数字化、自动化，并改进炼铁。劳动生产率。

基于大数据的应用支撑核心是数据挖掘和机制模型。炼铁生产工艺机理模型包括：材料利用模块、技术经济指标模块、冶炼机理模块、热风炉燃烧自动控制模块；结合数字化配电系统和作业炉型管理标准，实时判断物料和能源利用状况，进一步提高高炉作业标准，实现高炉长期稳定运行，促进炼铁成本持续降低，并降低燃料消耗水平；实现行业关键指标的数据对标、趋势监测和数据关联分析，形成专家库和知识库。

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通过炼铁大数据平台和智能系统的建设，不仅可以给炼铁厂带来巨大的经济效益，还可以直接降低炼铁燃料消耗和CO2排放，实现节能减排和绿色冶金。在实际应用中，炼铁大数据平台在企业侧部署工业传感器，形成物联网，实现高炉间数据对标和生产优化，促进信息互联互通、数据深度挖掘应用、产学研用等。整个冶金生态系统的产学研合作。相互紧密结合，提高综合核心竞争力。

宝武集团开发BMD新型环保除鳞工艺

宝武集团研发的BMD工艺是针对酸洗“污染大、缺陷多、成本高”的缺点而开发的新型环保除鳞工艺。

工艺流程包括四个系统：混合射流喷射系统、介质回收系统、过滤系统、供砂系统。 1）喷射系统接收来自过滤系统和供砂系统的水和磨料两种介质，将其快速混合并发射，对靶板表面进行撞击和研磨，实现靶板表面氧化皮的快速去除； 2）介质回收系统收集磨料破碎后除垢的磨料颗粒、水垢粉、细粉、水等，快速分离水和砂，并将分离后的脏水输送至过滤系统。磨蚀介质输送至供砂系统，实现两类介质的处理和回用； 3）过滤系统根据物理原理，从动态水体中快速提取、收集和输出悬浮物，同时将处理后的洁净水体输送到注入系统的各个取水点，实现水的循环利用； 4）供砂系统对输入的磨粒进行快速选粒、杂物清理、体积检测和动态补充，动态输送至喷射系统，实现磨粒的实现。的回收。

该技术从2008年到2016年先后完成了从试探到商业装置建设的四个阶段。2016年完成了BMD工业试验线项目建设、模拟商业装置进行连续生产验证，同时完成了国内BMD 产品测试。为每个典型用户提供质量认证和小批量连续供货。目前，安徽宝钢钢铁经销有限公司正在建设BMD首个商业装置，预计2017年底建成投产。

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经过8年多的自主研发和实验验证，宝武集团研发的BMD工艺已从全新理念转变为新型除垢工艺，具有“零污染、高品质、低成本”的典型特征”;该工艺是一种新型除鳞工艺，可替代现有酸洗工艺，满足国家近年来不断强化的“绿色冶金、生态除鳞”新工艺生产要求；同时，BMD工艺也是国内外厂商的热门选择。除鳞工艺创新、生产线改造等提供了很好的解决方案。

高炉炉顶均压煤气回收技术填补国内空白

高炉冶炼生产过程中，炉顶罐均压气体的释放不仅污染大气环境，而且浪费能源。中冶精城工程技术有限公司在国内率先研发出“高炉炉顶均压煤气回收方法及回收装置”。该技术设置缓冲罐或缓冲区，有效解决了对管网的影响问题。同时，气体经过缓冲后压力降低，减少了对滤袋的冲击，有利于延长其寿命。

高炉煤气回收系统核心设备采用中冶京城专利产品——“组合式干法除尘设备”，采用顶进、顶出煤气进出方式。该技术是中冶京诚第二代均压瓦斯回收技术。它将缓冲罐和除尘器合二为一，集成了重力除尘器的功能，提高了筒体内气流的稳定性，提高了气体回收率。除尘器的使用寿命既满足高炉均压煤气回收又满足高炉生产的要求。均压瓦斯回收工艺分为“自然回收”和“强制回收”两种情况。

中冶京诚均压煤气回收装置主要技术指标如下： 1）满足煤气净化要求，粉尘排放浓度<10mg/Nm3； 2）均压气体回收率>70%； 3) 设备运行噪声<85dB(A)。

该技术应用范围广泛，可用于新建和改造项目。一座3200立方米高炉每年可回收煤气1667万标方，减少碳排放约1630吨。目前，该技术已成功应用于十几座高炉，效果良好。

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中冶京城高炉炉顶均压煤气回收技术已在国内多家钢铁企业的十几座大中型高炉成功应用。该技术还获得国家发明专利一项、实用新型专利两项。该技术应用范围广泛，可以彻底解决炉顶均压气体回收困难的问题。是避免有毒气体和粉尘向大气排放、回收能源、改善环境的有效措施。有助于钢铁企业实现安全生产、降低成本。这是提高效率、节能环保的技术实例。

国产焦炉烟气脱硫脱硝技术取得突破

焦炉烟气中的二氧化硫和氮氧化物会造成多种环境问题，因此世界各国都制定了严格的排放标准。我国严格的排放标准和环保政策法规促进了焦化行业烟气处理技术的发展，部分技术在应用中取得了良好的效果。其中，安钢焦化厂采用的活性炭CCMB技术具有显着的经济效益和环境效益。

活性炭CCMB技术，即活性炭-烟气逆流一体化净化技术，采用合理的布气分配方式和先进的逆流净化塔结构，提高活性炭的有效利用率，脱硝效率可达90%。该技术可保证主生产系统的热备需求，保证烟囱抽力长期稳定；该技术为干法工艺，无腐蚀问题，不需要新建湿式低烟囱，可实现烟气全程控制；该脱硫脱硝设备一体化，占地面积极小，操作人员少；氮氧化物转化为氮气进入烟囱排放，硫氧化物转化为硫酸铵进入化工生产过程，环保性能良好；采用面向市场的国标通用活性炭，工艺流程简单。设备维护成本低，操作维护方便。非常适合焦炉生产无法停止的作业。

2017年5月，安钢焦化厂一次性建设5套CCMB活性炭装置，并于当年9月底达标投产。试运行期间在线监测结果显示，焦炉烟囱排放指标稳定在颗粒物10mg/Nm3以下、二氧化硫10mg/Nm3以下、氮氧化物100mg/Nm3以下。在国家规定的特别排放限值的基础上，进一步实现减排。污染物排放。

审查

活性炭-烟气逆流一体化净化技术，优化了净化塔的床层结构，提高了活性炭的利用率，降低了投资成本，解决了国际上长期存在的活性炭技术脱硫脱硝效率低的难题。在活性炭应用技术领域，达到国际先进水平。该技术的成功应用，不仅帮助企业实现了污染物排放达标，缓解了企业停产限产的压力，为活性炭技术在钢铁、焦化等领域树立了新的、更加成功的样板工程。应用领域。 。

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韩国延世大学开发出新型超塑性中锰钢

在韩国教育部和韩国研究基金会科学与工程基础研究项目组的大力支持下，韩国延世大学于2017年开发出一种经济性高、制造方法简单的超塑性钢材料。结果于2017年9月在线发表在《NATURE COMMUNICATIONS》杂志上。

根据含锰量的不同，锰钢可分为低锰钢（1%-3%）、中锰钢（3%-10%）、高锰钢（10%以上）三类。研究团队采用锰含量为6.6%、铝含量为2.3%的中锰钢作为原材料。轧制后，对材料进行热处理，通过锰、铝的分布差异细化晶粒，形成超塑性的重要前提。健康）状况。将制备好的中锰钢在650-900℃温度范围内进行拉伸试验。结果表明，650℃时的伸长率高于300%； 850℃时的伸长率最大，为1314%。此次开发的超塑性中锰钢不仅锰、铝含量低，而且比超塑性不锈钢或高碳钢具有更经济的生产工艺。另一个值得一提的一大优点是，这种方法很容易形成几百纳米到几微米的晶粒，这对中锰钢的超塑性起着极其重要的作用。

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近年来，汽车、飞机等行业使用的零部件形状变得复杂多样。为了满足这些要求，人们开展了超塑性钢及其成形的研究。然而，实现超塑性材料的商业化还存在一定的困难。此次开发的新型超塑性中锰钢不仅强度高，而且有利于制造形状复杂、成型困难的零件，有利于降低制造成本。