涟钢自主创新研发薄规格高强工程机械用钢和耐磨钢，国际领先

工艺-设备-产品-服务一体化创新

3.10连云港：薄规格、高强度工程机械钢、耐磨钢国际领先（最小厚度2mm）

高强度工程机械钢和耐磨钢在我国引进已久，特别薄的规格是“短板”中的“短板”。进口产品价格昂贵且交货期无法保证，制约了我国工程机械行业的发展。连阳钢铁与高校合作，自主创新开发出最薄可处理2mm厚度的淬火机床。开发了2250热连轧直接淬火和离线辊式淬火新技术，批量生产薄规格和热连轧热处理板材。 2016年以来，先后开发了1300MPa级工程机械钢和2200MPa级NM600，均为世界最高等级结构钢和耐磨钢板。面向全球上市，荣获中国钢铁工业协会新产品市场开拓奖。 2018年以来，我们突破了全球最薄2mm淬火板制备技术，形成了工程机械钢和耐磨钢两大类产品，整体达到国际领先水平。目前，连洋钢铁已成为全球最大的薄规格热处理高强钢板生产基地，年产能超过120万吨，成为薄规格高强钢板生产的单项世界冠军。强度钢板。

3.11 TMCP装备创新提升复杂型钢质量水平

复杂断面钢以其力学性能好、承载能力大、加工安装方便、节省工时、外形美观、可回收利用等独特优点，在众多钢结构中占据着主导地位。国内型钢需求量日益增加，市场前景十分广阔。

东北大学开发了新一代复杂断面钢材TMCP系列装备及控制技术。其核心基于新一代超快冷均匀化控制理论，其特点是控制机车车辆在有限（通常极短）时间内快速冷却。冷却至目标温度以实现组织和性能的精确控制。超快速冷却设备体积小、流体换热效率高、冷却速度快、自动控制功能齐全。可解决复杂断面钢材不同部位、冷却均匀、弯曲变形无厚度等问题，显着提高产品质量。综合机械性能、使用性能和生产效率，实现经济的产品部件设计和减少产量，创造更大的经济效益和社会效益。

根据H型钢的规格、生产线特点和轧制工艺，针对小、中、大型的轧后超快速冷却及轧后调质等一系列成套设备、控制系统和冷却数学模型分别开发了重型H型钢。自主研发的设备和技术已成功应用于马钢大厂、晋西钢铁、日照钢铁、河北天柱钢铁、马钢重型线等生产线。该系统的使用极大地提高了产品的性能。先后开发出低成本的Q355B、Q420、S450J0等牌号产品，使Q355级H型钢的屈服强度提高50MPa以上，减少Mn元素的添加，降低碳当量； S450J0 屈服强度提高70MPa以上，并减少V合金含量的添加。组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体，晶粒度达到9.0以上，取得良好的经济效益；由于轧后超快速冷却的应用，上冷床的温度大大降低，省去了原有的冷床雾化冷却系统，释放了冷床的能力，同时大大提高了表面产品质量，实现H型钢轧后冷却系统的自主研发。部分生产线的成套轧制线系统从国外引进，仅轧后冷却设备由东北大学提供。先后开发出低成本的Q355B、Q420、55C等牌号产品，并取得了良好的经济效益。

东北大学与山东石横特钢合作开发了大尺寸角钢轧后快速冷却系统，开发了高冷却速率的角钢均匀冷却设备。采用分段冷却技术和法兰冷却独立单元控制技术，解决了单角钢的问题。复杂对称面钢材冷却均匀性及弯曲变形问题常规热轧高强度角钢多采用高纯钢冶炼（炼钢采用RH精炼）+增加合金元素添加量+高温开式轧制+冷床上自然冷却。生产成本高，冲击韧性难以保证。该项目以沉淀强化为主要强化机制，采用经济洁净钢冶炼+精轧前控温中间坯轧制+超快冷工艺路线。产品晶粒度达到9.0以上，特高压输电铁塔用高强钢研制成功。高韧性Q4 20（C、D、E级）系列角钢，高强度角钢具有稳定的冲击韧性，降低了对钢材洁净度的要求，降低了VN含量0.05%。吨钢平均利润1200元/吨以上，成绩显着。经济效益。

船用L型钢和球形扁钢具有典型的非对称截面，属于复杂截面钢材。它们是轧制后难以应用超快速冷却技术的一类产品。东北大学根据产品结构特点和轧机布置，成功研发了船用L型钢轧后超快冷设备和技术，减少DH36船用型钢在轧制过程中的变形，冷床上的冷却过程，减少残余应力，实现高强度型钢减产，满足用户要求。设备已现场安装完毕，处于试轧阶段。

绿色战略引领新一代绿色钢铁材料发展

近年来，全球环境问题日益严重，二氧化碳减排成为热点问题。我国对“3060”碳达峰和碳中和做出了庄严承诺。钢铁工业是典型的资源能源密集型流程工业，是国民经济的支柱产业。长高炉转炉工艺长期以来一直主导着中国的钢铁生产。我国钢铁行业CO2排放量占世界排放总量的5%-7%，占我国排放总量的15%左右。因此，钢铁行业必须进行绿色转型，围绕钢铁产业链布局绿色创新链，实现全流程节能减排、环境友好、运行稳定平稳、高效低耗、降低成本、降低成本。效率提升。同时，实现产品绿色化，为社会提供品质优良、减量增效、全生命周期环保的绿色钢铁产品。因此，钢铁行业的绿色化必然会促进钢铁产品的绿色化、效率化、质量化。因此，采用低碳绿色钢铁生产技术生产低碳绿色产品是我们双碳工作的主要内容之一。 1）炼铁过程：在炼铁过程中，开展低碳炼铁技术研究，减少碳排放，降低燃料消耗，降低成本，稳定生产，优化炼铁工艺。目前已开发的炉顶煤气循环、注氢、高注氧、热压铁焦等技术可显着减排增效。铁钱系统开展的“数字化高炉”研究也取得了稳定生产过程、提高铁水质量、防止炉冷事故、降低燃料消耗、提高产量的效果。 2）炼钢、精炼和连铸工艺：在炼钢、精炼过程中，发展洁净钢冶炼技术，控制钢中夹杂物，减少钢中有害元素。采用“数字化炼钢”技术，精确控制终末温度。 、终点成分和熔炼时间，从而提高钢水质量；采用无缺陷方坯连铸技术，提高连铸方坯质量，减少裂纹、偏析、夹杂、气孔等凝固缺陷；采用高速连铸技术，提高连铸效率；大废钢比炼钢技术，有效废钢资源的利用是当前的热门话题。针对高锰钢、高硅钢、高铝钢发展的需要，积极开展炼钢、连铸工艺、保护渣等方面的研究，克服这些元素的负面影响，稳定工艺。 3）轧钢工艺：在连铸与轧钢的衔接点，发展连铸、直轧或无头轧制等短流程技术，持续推广应用TMCP技术。 TMCP技术从板材发展到型材、管材，从普通钢发展到特钢、合金钢，从长流程向短流程发展，促进减产、提高性能。特别是TMCP设备在钢管、型材生产中的推广，改变了型材、管材的生产理念，为其发展注入了新的活力。

“数字化轧钢”正在探索产品尺寸、材质、表面一体化整体控制，这是“数字化轧钢”潜力巨大的应用场景。这些绿色化、数字化转型举措，极大提高了产品质量和产量，降低了成本和消耗，提高了生产效率，对钢铁行业高质量发展具有重要意义。在此形势下，高强钢、耐腐蚀钢、高性能钢等绿色钢铁产品迅速发展，取得了显著成效。

4.1 首钢：高品质、绿色商用车轮毂钢助力商用车减少碳排放

作为首钢的商标产品，优质商用车轮毂钢（650-800MPa）在产品设计、优质高效制备及关键应用技术等方面均达到国际领先水平。荣获2020年度中国钢铁工业产品开发市场开拓奖等奖项，解决了难题。轻量化钢商用车车轮的材料问题，已成功应用于正兴车轮、日上集团、兴民智通等国内领先车轮制造上市公司的轻量化车轮产品。已出口德国、日本、美国等多个国家，并被一汽、戴姆勒、日野、宇通等国内外车企广泛使用。

首钢650-800MPa车轮钢替代传统590MPa高强车轮钢，实现单轮减重8%-16%，疲劳寿命超过100万次。该系列产品总供货量近30万吨，可生产车轮约610万套，配套约26.5万辆重型卡车。 610万套轻量化车轮可节省钢材约1.8万吨，减少碳排放3.6万吨。以卡车年运输里程20万公里计算，单车每年可节省燃油约662升，每年减少碳排放约1,656公斤。 265,000 辆商用车每年节省 1.76 亿升燃油，每年排放约 44 万吨二氧化碳。该系列产品市场占有率超过60%，极大推动了我国车轮及商用车的轻量化进程。

4.2太钢：低成本、高性能不锈钢

太钢是我国领先的不锈钢企业，长期致力于生产低成本、耐腐蚀的不锈钢产品。低成本、经济型、高性能产品不断取得突破，创造了巨大的经济效益和社会效益。

高铬超纯铁素体不锈钢。超纯铁素体不锈钢于 20 世纪 70 年代中期开发。含铬25%以上，钼1%-4%。某些钢种含有少量镍。其耐点蚀指数PRE≥35，其耐腐蚀性能远优于常规产品。铁素体不锈钢相当于超级奥氏体或镍基合金。同时，该类不锈钢还具有热膨胀系数低、导热系数高、对应力腐蚀不敏感、焊接性能优良等特点。是热交换器行业或大型建筑屋顶的理想选择。理想的材料。太钢科研团队在充分调研服役环境的前提下，开展了大量研究工作，解决了合金元素优化设计、超低碳氮冶炼技术、雾面控制技术、焊接技术等问题，成功开发了TTS445J1、TTS445J2、S44660系列高科技产品。铬铁素体不锈钢已在换热器行业和建筑行业批量应用，填补了国内空白。采用太钢S44660超级铁素体不锈钢冷板生产的焊管物理质量已达到美国普利茅斯同类产品水平，应用于机场、体育场馆、冷凝器、热交换器等领域。

经济型双相不锈钢。以双相不锈钢为代表的高性能、资源节约型不锈钢具有高强度、轻量化、长寿命、合金成本低等特点。应用广泛，适应当前“碳达峰、碳中和”的政策要求。双相不锈钢具有高强度、良好的抗Cl点蚀、抗应力腐蚀和焊接性能。同时，与同等耐腐蚀水平的奥氏体不锈钢相比，贵合金Ni、Mo的含量降低50%以上。 ，已成为资源节约型不锈钢品种的典型代表。近年来，太钢围绕经济型双相不锈钢开展了大量的研发工作，解决冶炼连铸技术、低氧、高洁净度控制、热加工技术、热处理技术、板材酸洗技术、冷板高强化技术。 、焊接技术，成功开发了S32101、S32001、TDS2102、TDS-630、S32003等系列板材。该产品实现了极低成本与高性能的完美结合，在石油、化工、造船、核电、交通等领域具有广阔的应用前景。

低成本高强度Cr13不锈钢铁路货车。降低不锈钢制造成本、替代碳钢材料、拓展应用领域已成为不锈钢企业的重点发展方向。低成本、高强度的Cr13不锈钢合金元素含量低，不含或很少含有贵金属元素。它还具有强度高、耐腐蚀性能好、以及一定的加工性能。是一种性价比极高的资源节约型不锈钢材料。以T4003、TSZ410、T4003CR、TGR410、TBL12为代表的低成本、高强度Cr13不锈钢系列解决了低成本设计、热处理技术和用户加工技术的问题，实现了低成本与低成本的良好匹配。和高性能。

SUS630冷板用于电子电路行业。 SUS630是马氏体沉淀硬化不锈钢。生产难度主要集中在成品硬度和均匀度极高、板形极佳、板间厚差极小。目前该产品全部从日本进口，是我国典型的“卡脖子”产品。太钢开展的主要技术工作在热加工技术、时效处理技术、低厚度同板差控制技术、合理热轧和冷轧凸度控制、超扁板形控制技术等方面取得了突破等等，打破了日本产品的界限。垄断，将应用于智能锁、传送带领域。此外，太钢在光伏低碳清洁能源用铁镍基合金、航空模具用Ni36因瓦合金材料等研发方面也取得重大进展，解决了市场的燃眉之急。

4.3鞍钢：新一代轨道交通车辆、燃气管网用耐腐蚀钢

针对铁路煤炭敞车输送酸性介质和燃气管网硫酸腐蚀问题，鞍钢采用Cr、Ni、Cu、Sb等元素复合优化成分体系，实现创新传统耐候钢合金设计理念；它利用先进的原子探针分析技术结合透射电子显微镜技术，在原子尺度揭示了恶劣腐蚀环境下表面薄膜的显微组织的耐腐蚀机理，首次发现Sb和Cr在原子尺度上协同富集。锈层并形成致密的锈层，显着阻碍腐蚀性离子的传输，更能抵抗硫酸根和氯离子的腐蚀；开发的新一代铁路车辆用耐腐蚀钢板全工艺关键技术，工艺和质量稳定，钢板性能优于国内外同类产品物理水平。该产品具有优良的耐腐蚀性、高强度、高韧性、易焊接和优异的冷成型性能。已成功应用于世界先进的27吨轴重载铁路货车C80E及企业燃气管网建设。技术达到国际领先水平，大大提高了我国钢铁材料、轨道交通装备、燃气管网工程的国际竞争力。

4.4东大：氧化铁垢控制技术

该项目针对控制热轧钢氧化行为的全球性问题。通过关键单体技术的研发，解决氧化皮附着与结构转变控制、氧化皮界面曲率控制、高效除氧化皮等核心问题。开发了热轧过程氧化行为跟踪智能控制系统，形成了一整套具有完全自主知识产权的热轧氧化控制技术，不仅解决了典型表面缺陷的共性问题，而且使免酸洗氧化皮、易酸洗或耐腐蚀等“变废为宝”的特殊功能。该项目实现了氧化皮的高附着力和结构控制机理与技术、合金元素选择性氧化的相互作用、基于FeO韧脆转变行为的“喷射裂纹”除氧化皮技术、钢材氧化在线软测量行为和最新重大科技创新，如卓越的过程智能控制。

该项目在国家和企业重大项目的持续支持下，经过十余年的研究和开发，通过系统研究钢材热轧过程中的氧化行为和机理，形成了具有完全自主知识产权的表面质量控制技术。发展。现在已经推广了。应用于鞍钢、河钢、太钢、宝武、马钢、涟钢等19家钢铁企业，覆盖热轧、薄板坯连铸连轧、中厚板、中厚板等45条生产线。高速线材。实现了C-Mn钢、低碳钢、低合金钢等一系列钢种的技术全覆盖，并推广至高碳钢高速线材、CSP无取向硅钢、镍基低温钢，覆盖热轧品种80%以上。 。开发强度等级覆盖400-800MPa的免酸洗钢，实现结构钢的免酸洗加工；系列高强度酸洗板表面满足宝马等汽车企业、海尔等家电企业的严格要求，替代国外同类产品；工业工程机械用钢材表面质量超过日本标准要求，成为日本高端工程机械制造企业独家供应的产品；有效消除高强、超高强船板钢表面色差，满足我国国防“重大武器”严格要求的表面质量要求。三年来产能突破6500万吨，创造直接经济效益20.88亿元。相关技术出口韩国浦项钢铁公司、现代钢铁公司并实现工业应用。

薄板坯连铸连轧表面质量控制技术成功出口韩国浦项钢铁，为其无头轧制CEM生产线改善热轧板氧化皮厚度和组织提供技术支撑。钢材氧化行为在线软测量和优化过程控制属国际首创。相关技术成功输出到韩国现代钢铁第二条热连轧生产线并进行示范应用。

4.5 高性能含铌耐候桥梁钢的开发

推动桥梁钢绿色发展最具代表性的钢种是耐候桥梁钢。 “十三五”、“十四五”期间，高性能含铌耐候桥梁钢开发取得突破性进展。其广泛应用推动了国内耐候钢桥梁从涂层、半涂层向无涂层的发展。发展的新阶段。目前，中信金属铌微合金化技术中心与南京钢铁集团、鞍钢集团、首钢集团合作，先后开发了以铌为基础的Q345qENH、Q370qNH、Q420qENH等系列钢种。微合金化技术和TMCP工艺，特别是鞍钢集团。本集团与首钢集团共同开发的高强高韧高耐候低屈强比钢种Q420qFNH（-60℃冲击吸收功不小于47J，Y/T不大于0.86）已成功应用于中俄黑河大桥，而且还带来了耐候性。桥梁钢的发展被推上了新的台阶。此外，采用南钢集团研发的耐候桥梁钢的拉林铁路藏木雅鲁藏布江特大桥（Q420qENH）和官厅水库特大桥（Q345qENH）都是典型的免涂漆钢桥。

材料创新基础设施建设和数字化转型支撑流程优化和新材料开发

当前，世界已进入数字时代。钢铁行业要与数字经济、数字技术融合，充分发挥钢铁行业应用场景和数据资源优势，以工业互联网为载体，利用实验室、中试平台、和生产线。以执行为基础，以边缘流程设定模型的数字孪生和CPS为核心，以数字驱动的云平台为支撑，构建钢铁企业数字化创新基础设施，加速钢铁行业数字化转型。这项工作正在进行中，企业实验室和中试平台的建设已经持续了十多年。我国钢铁行业大多数企业的研究院或技术中心都配备了各种模拟设备和中试设备，为这些企业的技术进步和产品创新发挥了重要作用。评价和表征的实验工具主要包括各类材料结构分析和性能测量的仪器和仪器。这一点很早就受到重视，过去也进行了大量的投资。原子探针、球差校正透射电子显微镜等先进分析仪器逐渐普及。合成和加工的实验工具主要是各种物理模拟实验工具。根据规模，物理模拟实验工具可分为三类，即实验室级实验工具、中试级实验工具和生产线级实验工具。开发了一批实验室级物理模拟装置，如热模拟试验机、连续退火模拟试验机、涂层模拟试验机、连铸实验模拟器、纽扣熔炼装置等，并已在企业广泛应用。

中试级物理模拟实验工具也得到广泛应用。在太钢技术中心、河钢集团钢铁研究院、鞍山钢铁研究院、宝钢中央研究院、山东钢铁日照基地等企业建设的中试实验基地中，有新型实验小型转炉、电炉、电渣熔炉等冶炼装置，以及各种热轧机及轧后控制冷却装置、冷轧实验轧机、连续热处理及涂装试验线等轧制、热处理中试线。一些小型高炉、转炉、连铸生产设备也作为试点设备继续使用，为炼铁、炼钢、连铸的绿色化、数字化发挥作用。这些试点基地均达到了很高水平，大部分处于国际领先水平，在国际上具有重要影响。公司动员技术人员利用这些设备仪器进行产品工艺优化、新产品开发、新设备样机研制，取得了丰硕的成果，提高了公司的自主创新能力，培养和培养了公司的科技创新团队，并增强公司的核心竞争力。薄带连铸、薄板坯连铸等新工艺中试设备在我国短流程生产工艺装备研发中也发挥着重要作用。

生产线级实验工具可以利用生产线上所有可用的大数据进行机器学习和深度学习，挖掘出隐藏在生产线中的所有规律，破解整个钢铁流程的“黑匣子”，对于提高研发效率、降低研发成本具有重要意义。意义。

2017年，原材料行业的国家“第十三年计划”智能制造技术项目汇集了企业，学校和研究部门的研究力量，以系统地研究高质量的目标，路线和特定措施钢铁行业数字化转型的发展。这些努力的最终目标是使用最先进的信息和通信技术，例如工业互联网，云计算，大数据，人工智能和5G，以破解整个钢铁过程的“黑匣子”，并建立“数据” - 驱动，软件定义的虚拟映射，具有六个主要特征的网络物理系统：无处不在的连接，异质集成和系统自治。

钢铁公司，例如HBIS集团Handan Iron and Steel Group，Valin Group Lianyang Iron and Steel Group，Jianlong Group Fushun New Steel，Shandong Iron and Steel Group Laiwu Iron and Steel Co.，Ltd。，Anshan Iron and Steel Co.，Ltd 。每个人都逐渐意识到，钢铁行业必须与数字经济和数字技术集成，使钢铁行业应用程序方面和数据资源的优势充分发挥作用，使用工业互联网作为运营商，为钢铁公司建立数字创新基础设施，并加速加速数字钢的结构。

经过数年的艰苦探索，在数据驱动，数字化转型，完整的“黑匣子”破解，数字双胞胎设置模型，数字驱动的资源优化和管理云平台，网络通信和数据中心方面取得了重要进展建造。一个良好的情况正在出现，即提高产品质量，提高生产过程效率，迅速开发新产品，并且公司人员团队增强了其创新能力。基于这些作品，为钢材材料构建创新基础设施所需的以下关键通用技术并意识到钢铁行业的数字化转换已被总结：数据驱动的IT架构（简洁，灵活）；数据驱动的数据中心：数据处理功能，提取，转换，存储（时间序列）；数据驱动的信息感知：完整，准确，可靠，安全；数据驱动的科学分析：数据科学---大数据/机器学习（AI），设置模型数字双胞胎；数字驱动的智能决策：Edge Process设置完整数字双胞胎模型的控制；数据驱动的精确执行：准确的执行机制，快速安全；数据驱动的循环授权：信息感知科学分析 - 智能决策 - 准确执行；制造主要过程，集成虚拟模型和CP（数据驱动），并实时集成实际流程；数据驱动的资源分配和管理云平台：生产计划，设备操作和维护，能源逻辑 - 发行管理等；自动化系统补充课程：远程化，自动化，机器人化；软件定义：标准化软件，降低成本，提高效率，易于使用和促进以及快速转换；软件开发：无代码编程，简单简便的学习，易于促进并形成数字生态系统；网络：光纤 + 5G，始终无处不在，插件，无处不在的网络；安全：网络安全性，标准化软件；系统安全开发和启动：数据驱动的离线开发和调试 - 在线操作指南 - 在线操作（基于数据驱动的IT架构，安全的在线，避免风险），安全可靠的数字化转换。

我们认为，材料行业的数字化转型和材料创新基础设施的建设将发挥数字技术的放大，乘法和叠加效应，降低材料开发成本并提高材料开发效率，这将对这一影响产生深远的影响，这将对在我国和传统钢铁行业开发新的钢材材料。材料过程技术的改进和优化起着关键和不可替代的作用。低成本，高效，超级绩效钢材材料的成功发展和应用将席卷中国，领导世界，并为中国经济的可持续发展带来新的活力和世界经济的恢复。

结论

在中国共产党第20大国会大会前夕，我们回顾了过去10年中钢铁行业的快速发展，并详细介绍了钢铁令人眼花drop乱的产品创新，充满了骄傲和灵感。我们的钢铁人向聚会和人民交出了一个绝妙的答案。我们必须遵循习近平总统指出的新时代的社会主义道路，瞄准该国的主要需求和国际尖端技术，在创新方面是自力更生和独立的，并解决了社会中的主要战略问题发展，经济建设，国家安全和人们的生活。

我们必须全面发挥社会主义体系的优势，深入整合行业，学术界和研究，实现钢铁行业中技术，设备，产品和服务的综合创新，解决了“阻止点”，“困难”和“缺点”，增强和加强链，并完成整个过程。 ，整个工业链的合理发展。钢铁行业必须以“双重碳”为目标，并加强其绿色转化，以实现全面的节能和减少，环境友好，稳定性和效率，高效率和低消耗，降低成本和效率的提高以及产品的绿化在整个生命周期中，为社会提供绿色钢的质感，减轻体重和提高效率以及环保的。钢铁行业应与数字经济和数字技术相结合，以建立钢材材料创新的基础设施，实现钢铁行业的数字化转型，并领导该行业的高质量发展。我们绝对能够将我国家的钢铁产品“世界上第一个”和“世界唯一的领先和创新产品”制成，并将中国的钢铁行业构建为国际领先的工业集群！