热基厚锌层产品，由于基材厚，耐腐蚀时间长，在建筑、能源、交通以及地下管网等领域的应用日益普遍。然而，热基厚镀层镀锌产品经常存在边部斜纹和横向贯穿性条纹等缺陷，严重影响表面质量和耐腐蚀性能。另外，目前国内热镀锌生产线，要么生产大锌花产品，要么生产小锌花或无锌花产品，大小锌花产品调整需要调整锌液成分，周期长，过渡材多，严重影响生产和成材率，是热镀锌生产线的一个共性问题。为了解决上述问题，开发出国内外首套热基材镀锌线小锌花控制装置和移动风冷装置，减轻或消除了厚基材、厚锌层边部斜纹、锌流纹、锌疤等镀锌缺陷，大小锌花产品无需改变锌液成分即可共线生产，极大提高了热镀锌线的产品质量和成材率。 我们开展理论和实验研究，发现边部斜纹或横向贯穿条纹缺陷产生的机理是带钢横向温度不均匀以及镀层冷却速率慢共同作用的结果。由于带钢横向温度存在边部低、中间高的分布，导致镀层边部率先形核长出锌花，同时由于厚基材厚锌层镀层冷却速率慢，导致镀层凝固前沿始终存在液相，为边部斜纹向中间区域的定向生长提供了条件，最终导致斜纹的产生，严重时斜纹生长到带钢中心，即形成贯穿性条纹缺陷。 在气刀上方增加气雾冷却装置，在一条线上生产大、小锌花产品，无需更换锌液成分，过渡材少，成本低，解决锌花大小不均及减少过度材消耗，满足用户对锌花大小及质量需求。喷雾冷却控制锌花大小与锌花质量技术，是利用气体（空气、氮气等）将水雾化，形成细小气雾液滴，对镀锌板表面强制形成对流和液体蒸发（汽化）换热，通过喷嘴位置组合、水量、气流及喷射角度调整，控制气雾液滴尺寸并均匀喷射到镀锌带钢表面进行锌花固化冷却，从而快速完成不同大小锌花冷却固化和均匀性控制。 开发出移动风冷装置，风箱的高度可以调节，克服了传统生产线风箱位置固定，难以及时冷却的缺陷，更好地适应不同带材厚度、不同锌层厚度产品加速冷却的要求，避免了二次中间横纹的产生。通过风箱高度调节和风量控制，配合镀锌工艺相关参数调节，减少或消除了厚基材厚锌层边部斜纹和锌流纹等缺陷，有效提高了厚锌层产品的表面质量。这一技术在国内外首次被应用到热基厚锌层镀锌生产线上，取得了良好的缺陷控制效果。

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。

整车涂装作为汽车制造环节中最大的污染环节之一，汽车工业界提出，到2030年，将VOC排放量降低70%。 免中涂工艺完全取消了中涂线全部工序，能耗和制造成本大幅度降低。预计到2015年底，在中国建成的各种先进的紧凑型涂装工艺生产线达到20条。采用水性涂料的涂装线的数量达到50条以上，产能达到千万辆以上。 与传统涂装工艺相比，新的环保涂装工艺使漆膜厚度减薄，漆膜流动性增大，使得漆膜对钢板表面缺陷和表面波纹的遮盖力减弱，涂漆外观质量下降，在同等条件下，涂漆外观质量下降，表面鲜映性难以达到汽车外板要求。 项目的主要研究内容有： （1）研究了锌锅内部锌液的流动、炉鼻子内部锌液流动规律以及炉鼻子内部气体流动规律，提出了抑制锌锭附近低温旋涡、提高炉鼻子内部温度均匀以及改造炉鼻子锌灰泵结构的控制措施，抑制了炉鼻子内部锌液表面锌灰形成，使得百米锌渣数大幅度降低80%以上。 （2）研究了涂装后表面鲜映性指标与钢板表面轮廓参数的对应关系，提出了优化光整辊磨削工艺消除粗糙度与波纹度相关性的工艺路线，在不改变粗糙度的情况下降低镀锌外板表面波纹度，实现波纹度Wa1-5的平均值减少50%。 （3）研究了薄钢板成形过程中的表面波纹度轮廓演变过程，提出了薄板表层析出物梯度分布的控制措施，通过冶金、热处理和光整轧制工艺措施优化，实现成形后的表面波纹度指标显著降低； 项目的创新点主要有： （1）首次开发了提高汽车用钢板在免中涂工艺下涂装鲜映性的完整解决方案，形成了高鲜映性系列汽车用钢板及“零”缺陷热镀锌板表面质量控制设备，突破了免中涂工艺下高鲜映性汽车外板生产和应用瓶颈，成功应用于国内汽车主机厂的免中涂绿色涂装产线。 （2）首次揭示了成形过程中表面波纹度演变与表层晶粒取向的关系，形成了以表层织构控制为核心的全流程关键工艺成套控制技术，实现变形5%时的表面波纹度指标Wa1-5不超过0.35微米，免中涂涂装后鲜映性指标DOI达到88以上 （3）首次提出Wa1-5波纹度参数及其测量方法，通过均匀快速磨辊技术降低了表面粗糙度参数与波纹度参数的相关性，攻克了粗糙度与波纹度协同控制的矛盾，实现钢板表面Wa1-5平均值从0.50微米降低到0.25微米 ，同时保证粗糙度不低于1.0微米。 （4）首创了低加热功率锌锅分区热流控制设备，集成开发了锌灰锌渣抑制清除设备，突破了热镀锌汽车外板表面细微点状缺陷的控制瓶颈。

⑴项目基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术研究。如何突破型材轧制孔型系统设计长期依赖经验试错、效率低、成本高的难题，实现钢轨及异型材孔型系统智能设计、智能化配辊以及轧辊加工NC代码自动输出，大幅度提高新产品研发效率并降低研制成本。 ⑵全轧程热力耦合三维模拟精准预测及生产过程质量稳定性控制技术研究。 结合建立完整的生产工艺与质量数据库,实现系列钢轨及异型材轧制全过程工艺优化和质量稳定性控制，显著提高产品内在质量稳定性和一致性,并使钢轨残余应力显著降低。 ⑶基于大数据及在线控制的钢轨轧制金属流动预测-补偿模型和全长尺寸精度智能控制技术研究。解决高铁轨,重轨全长尺寸在线高精度控制问题。 ⑷钢轨局部润滑轧制及表面质量控制技术研究。努力搞清高温高压轧制条件下金属流动、轧辊氧化皮粘结及局部磨损机理和规律，消除钢轨表面轧疤及通长“人”字轧痕等表面质量缺陷,并轧辊寿命延长。

该项目是钢铁冶金领域重大装备和核心技术自主集成创新的一次突破性跨越，其成功实践在行业内起到了良好的示范效应，带动了异形坯生产技术在世界的发展。用近终型异形坯直接轧制大规格H型钢具有质优、节能、环保的优势，成为国际冶金技术的发展趋势，但存在以下技术难点： (1)"H"型异形坯因其断面复杂，容易出现各种质量缺陷，大规格、超薄异形坯质量更难以控制； (2)异形坯结晶器内流场复杂，对钢水洁净度要求更高； (3)异形坯冷却不均匀，以腹板裂纹为代表的铸坯质量控制等关键技术未取得突破，成为世界性难题。基于以上难点，国内外没有厂家建造大规格（高度>750mm）且超薄（<100mm）的近终型异形坯连铸机，其相关技术属于国际空白。

随着高炉生产对烧结矿质量、产量要求的日益提高和设备大型化的发展要求，烧结过程控制的目标也越来越高。如何从以往简单的一级定值控制，转换为整个烧结生产的稳定的、优化的、复杂的、多目标的计算机智能闭环控制，成为一项重要课题。作为高炉冶炼的上游工序，烧结智能专家系统的研发和应用，是为5500m3特大型高炉提供高质量的稳定的原料供应的基础保障。烧结智能控制系统的应用可以使生产过程稳定，降低能耗，实现可持续性发展。国外的引进系统不仅成本高、技术封锁、优化升级困难，而且不能很好的适应工况。因此，开发和应用具有自主知识产权的智能控制系统，可以提升企业乃至整个行业整体竞争力。 550m2烧结机智能闭环控制系统将人工智能技术与烧结工艺基本理论结合，针对从配料开始的烧结全过程，应用数学方法建立模型进行控制。系统主要包括配料控制子系统、烧结过程控制子系统、质量控制子系统和生产信息管理子系统等四个子系统，实现了烧结生产的智能控制，保证了烧结生产过程节能降耗，提高了产品质量。该成果的应用，优化了烧结生产过程，实现了烧结生产的智能闭环控制，填补了首钢在烧结自动化控制领域的空白，使首钢京唐烧结生产达到了国际领先水平，提高了企业形象和竞争力；具有完全自主知识产权的烧结智能控制系统在行业内具有广泛的推广应用价值。

课题任务： (1)研究如何建立统一的、全工序的质量数据仓库构成质量缺陷分析及控制的数据基础； (2)研究如何使用机理模型和数据驱动相结合的方法对单工序的产品质量缺陷影响因素进行定量和定性地分析； (3)建立多变量统计过程模型，研究利用实时质量数据，实施主元分析并建立多变量统计过程模型对产品生产过程进行实时监视； (4)建立稳态质量闭环控制模型，研究如何量化离散操作条件建立适应于批次内和批次间的稳态质量闭环控制模型，并研究如何引入质量控制目标函数实现操作条件的定量化。 课题承担单位：冶金自动化研究设计院

研究内容： （1）研究基于新型电力电子器件的钢铁企业柔性配电的电能质量控制技术； （2）钢铁企业微电网在线安全稳定分析与预警技术； （3）钢铁企业配电网络重构技术和钢铁企业负荷预测和优化控制技术。 项目承担单位：冶金自动化研究设计院 外方合作单位：美国密歇根州立大学电力电子与电气驱动实验室

课题任务： （1）在线安全稳定分析与预警技术研究； （2）基于柔性配变电的电能质量控制技术研究； （3）综合发电成本优化、配电网络重构、负荷预测和优化控制的电力系统调配技术研究； （4）信息检测和通信用纳米晶材料与器件技术研究； （5）整体运行架构与集成平台开发：研究钢铁企业智能电力系统的运行架构，形成多层结构；研究开发离线与在线分析、数据采集与监控与最高决策指挥层、中间处理与操作层和底层间的数据、信息与业务流程间的集成。 （6）钢铁企业示范应用：基于PMU 和SCADA 系统的监测数据整合；实时网络分析；技术集成和示范应用。 课题牵头单位为冶金自动化研究设计院，课题参加单位为安泰科技股份有限公司、清华大学、国网电力科学研究院、湖南大学、首钢京唐钢铁联合有限责任公司。

铸坯的缺陷以角部横裂纹为主，据统计约占各类缺陷的50%以上。尤其是在生产碳含量在0.08%～0.20%的典型包晶、亚包晶类微合金化钢时，由铸坯角部横裂纹造成的板带材边部缺陷在世界各大钢铁公司普遍存在。因此，必须对微合金化钢连铸坯进行冷态切角处理。本项目针对国内外现有专利和实用技术中所存在的技术问题和实际现状，开发出了具有自主知识产权的专利技术和关键工艺与装备技术，以及与系统配套的多种生产工艺制度，确保了铌、钒、钛微合金化钢角部横裂纹的有效控制和彻底解决。