铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源，属国家的重大战略需求。钢铁工业是国民经济支柱产业，钢铁材料广泛应用于基建、装备制造、交通、能源、海洋工程及环保等领域，是人类经济建设和日常生活中用量最大的结构材料。我国“十四五”将开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年目标进军，现代化建设也是人类生产力迅速提高、社会财富不断积聚、大量消耗矿产资源的过程，同时“中国制造”、“一带一路”、基建开发等宏观经济持续利好，这必将驱动我国钢铁的高位消费量，对铁矿石的市场前景需求巨大。 我国铁矿石资源品位低、禀赋差、难利用，长期大量依赖进口，进口量连续多年超10亿吨，对外依存度超过85%，这不仅对我国钢铁工业造成严重影响，对国民经济的安全运行也构成了巨大威胁。因此研发创新技术实现我国难选铁矿资源的清洁高效利用，对降低我国铁矿石对外依存度，强化我国铁矿资源保障能力，推进我国钢铁工业持续、健康、协调发展，具有重要的战略意义。

表面镀锌是提高钢铁材料使用寿命的最常用技术，其中90%以上采用热浸镀锌。然而，酸洗作为传统热镀锌板生产流程中的高污染环节，增本降效的同时带来一系列质量问题：一方面酸洗工序本身增加成本，同时酸液挥发和废酸排放还严重地污染环境；另一方面酸洗还会造成酸洗板的表面质量缺陷和氢脆等产品缺陷。而在含Si、Mn等合金元素的高强热镀锌板的生产工艺中，由于合金元素的选择性氧化容易出现露镀缺陷，为了解决这一问题，通常需要额外的预氧化、预镀等工序，这无疑将增加生产工序，降低生产效率，提高成本。热镀锌板工艺也面临着节能减排、降本增效的压力，需要进行短流程优化改进。如果可以利用热轧过程中产生的氧化铁皮，在还原性气氛中将氧化铁皮还原为纯铁，利用纯铁的良好润湿性进行在线连续热镀锌，即可消除酸洗的不足，也可解决由Si、Mn等合金元素选择性氧化造成的露镀问题。热轧带钢免酸洗直接还原退火热镀锌技术（以下简称免酸洗热镀锌技术）省去酸洗工序，按照吨钢减少废酸排放20 kg，环保效果明显，并且节约酸洗成本150元/吨。对于先进高强钢、超高强钢，由于取消了退火前的预氧化工序，吨钢成本可节约30~50元/吨，同时由于取消酸洗工艺和连续退火前预氧化工序，可使整个生产线生产效率提高10%～20％。 国外研究单位对于免酸洗还原热镀锌技术的研究已经开展了多年，Danieli已经建立了免酸洗工艺产线，POSCO也初步研发了免酸洗涂镀工艺原型技术。目前国内钢铁企业在该方面的研究主要集中在无酸除鳞技术方面，对于热镀锌板的短流程工艺研究较少。完成热轧带钢免酸洗还原热镀锌技术的开发，不仅可大大降低热镀锌板生产成本，提高产品竞争力，为企业创造巨大的经济效益，同时降低能耗、减少对于环境的污染。热轧带钢免酸洗还原热镀锌工艺的开发，将填补我国在该技术方面的空白，促进我国热镀锌短流程工艺的革新。

冷轧控制过程是典型多工序、多变量、多层级的大型复杂工业流程。针对尺寸质量精度差、薄硬规格轧制易振动、生产效率低下等关键共性技术难题，以材料加工过程自动化、信息化、智能化、绿色化等为出发点，开发具有自主知识产权的冷轧智能化质量精准控制系统具有非常重要的现实意义。 本技术将给出冷轧自动化系统的硬件配置与软件功能总体方案，建立冷轧多层次完整的控制体系架构，开发基于控制器性能综合最优评价的多机架协调板厚控制模型、基于板形调控功效系数的多变量板形前馈和反馈控制模型、以超差长度最小为指标的最优动态变规格控制模型、基于成本函数的冷连轧负荷分配模型、融合工艺机理和大数据的轧制过程数学模型等智能化质量精准控制模型，为酸洗冷连轧或单机架冷轧机提供完整的控制系统方案。 应用智能化的冷轧质量精准控制系统可使冷轧带钢尺寸质量控制精度全面达到PREMETAL、ABB等国际先进水平，厚度指标±2.5μm ，变规格头尾超差长度小于10米，板形控制指标小于6I。该项技术填补国内空白，打破了国外封锁和技术垄断。相比传统冷轧控制系统，可大幅度提高头尾成材率和带钢本体厚度及板形等尺寸质量、大大减少工人劳动强度，已推广应用至某1450mm酸洗冷连轧等20余条生产线，至少创造80亿元的经济效益。

热连轧控制过程是典型多工序、多变量、多层级的大型复杂工业流程。针对尺寸质量精度差、产品性能控制稳定性差、生产效率低下等关键共性技术难题，以材料加工过程自动化、信息化、智能化、绿色化等为出发点，开发具有自主知识产权的热连轧质量精准控制系统具有非常重要的现实意义。 本技术将给出带钢连轧自动化系统的硬件配置与软件功能总体方案，建立热连轧全工序多层次完整的控制体系架构，开发热连轧活套高度-张力多变量解耦控制模型、基于硬度前馈的多机架前馈AGC控制模型、基于SMITH预估补偿的监控AGC控制模型、板凸度前馈和反馈控制模型、强宽工艺微张力协调控制模型、融合工艺机理和大数据的轧制过程数学模型等一系列智能化质量精准控制模型，可为热连轧生产线提供完整的控制系统方案。 应用智能化的热连轧质量精准控制系统使带钢尺寸质量控制精度全面达到PREMETAL等国际先进水平，厚度指标±20μm ，宽度指标0-2mm，凸度指标±30μm。该项技术填补国内空白，打破了国外封锁和技术垄断。相比传统热连轧控制系统，可大幅度节能降耗、提高成材率和带钢质量、减少工人劳动强度，已推广应用至某1100mm全连续热连轧等30余条生产线，至少创造300亿元的经济效益。

研发了一种新的煤调湿技术，入炉煤经均质布料装置进入锤式干燥破碎机，入炉煤在破碎的同时被干燥。大部分入炉煤在破碎机下部收集，少部分经旋风和布袋收粉器收集，所有入炉煤经混合机混合后送往焦炉。 通过选用一种均质布料装置，使装炉煤在破碎机内分布均匀，无破碎死角；设计一种专门的破碎机进口装置，使装炉煤与烟道气进入破碎机后能充分接触；创新设计一种具有干燥功能的破碎机，使装炉煤在破碎的同时被干燥。 在国内外首次采用干燥破碎一体化煤调湿工艺及设备，不仅稳定了炼焦煤的水分，而且改善了粒度分布，有效的提高了焦炭质量。干燥热源最少七成以上来自焦炉烟道废气，少量不足热源由烟气炉提供。流程紧凑，投资少，能耗小运行维护简单，占地面积小，满足炼焦节能降耗的要求。 本技术对原煤水分适应性高，调湿能力弹性较大，调湿后装炉煤水分含量可以根据炼焦要求进行调整，非常适合现有焦化厂改造。在莱钢7#、8#焦炉上进行了工程化应用，将原煤年平均含水量从10.6%调湿后降低到8.5%，调湿效果明显。工艺设备运行稳定可靠，实现了科技成果向现实生产力的转化。

本项目是大型钢铁企业、科研院所、检测机构等急需的产品。现在钢铁行业主要面临以下情况：利润需求：钢铁行业进入微利时代，高品质洁净钢具有更高附加值，成为钢铁企业发展的方向。 生产工艺：洁净钢技术研究及其生产工艺控制技术目前已经成为各钢铁企业的重要课题。减少钢中的杂质。而控制杂质的关键需要准确和快速的测定钢中夹杂物，并优化相应的炼钢工艺。由GPU计算工作群通过软件控制系统实现对高精密数控工作台、显微照相矩阵系统和激光光谱仪的精确控制，同时通过数据处理系统完成数据的采集和分析工作。

烧结机漏风是烧结厂普遍存在的老大难问题，烧结机整体漏风率一般在60％左右。漏风主要集中在台车滑道、台车本体、台车头尾部、风箱转角处、卸灰阀、膨胀节等处。 烧结机漏风严重，会大幅度地增加烧结外排烟气量，增加整个烧结过程工艺电耗，造成巨大的能源浪费，直接影响经济效益。对烧结生产、质量、消耗指标、环境指标及成本影响较大，特别是造成烧结产量提升困难、质量波动较大，对炼铁生产有直接影响。烧结机漏风治理改造完成后，烧结机本体漏风率可降低到35%以下。 在相同原料条件下，每吨烧结矿可降低电耗2kwh/t；每吨烧结矿可降低固体燃料消耗2kg/t；可提高烧结矿产量10%。 烧结主抽风机排出的烟气量减少20%以上，减轻了烟气脱硫脱硝系统运行负荷，改善烧结烟气处理效果，废气处理费用降低，环境效果十分显著。

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。

该技术可用于不锈钢连续退火酸洗机组，实现2~16mm厚的大跨度规格产品带钢的卷取；也可用于冷轧可逆轧机机组，实现0.5~10mm厚的大跨度规格产品带钢的卷取。

采用底滤池进行渣水分离工艺，以粒状滤料层截留水中的悬浮物，水渣受到传递、吸附和剥离机制的控制被留在滤料层上方，水渣本身作为更细的滤料层在永久滤料层上方，起到了渣滤渣的作用；通过多孔介质过滤层的水经过滤管汇集到过滤主管，水中悬浮物小于30mg/L, 采用机械分离方式进行渣水分离工艺大于滤网孔的水渣留在筛网上方在转鼓的旋转作用下提升到上方而落到胶带机的受料面；而过滤水及细渣能通过过滤网流入热水池，水中细渣含量约1000mg/L, 通过对比采过滤池进行渣水分离工艺过滤后的水中悬浮物含远小于采用机械分离方式，此工艺不用考虑系统中水泵、阀门、管道的耐磨特性，大大节省了水冲渣系统的建安投资和生产运营成本以。