南芬露天铁矿 382 岩石站按照设计要求于 2014 年待推采至此处382 水平时，需拆除保证正常推采，由 310 岩石站接替后续岩石运输任务。由于 2014、2015 年钢铁行业整体形势不景气，导致 310 岩石站没能如期运行、矿山剥岩减产 5200 万吨，382 岩石站附近仍有大量岩石未剥离。出于矿山安全生产、矿山正常生产经营秩序、节约生产投资成本等方面的考虑，将继续保留382岩石站的各项功能，同时将该站设为重要保护建构筑物。 深孔台阶爆破是南芬露天铁矿也国内外大中型矿山广泛采用的爆破技术，具有机械化程度高、生产效率高、经济效益好等特点，但也存在爆破危害大、难以精细控制的显著缺点。尤其是对于本钢南芬露天铁矿382岩石站这种超龄服役，其设备情况和排岩硐室的稳定性均已接近设计极限，又临近爆破施工现场的情况，如何在保证矿山的生产进度，又要确保站内深埋机械设备和排岩硐室的安全，同时为了积极响应国家节能减排、建设绿色冶金矿山的号召，深入贯彻习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的科学发展理念等多项前提下确保382岩石站的安全，为解决该项难题本钢集团有限公司联合、中国矿业大学（北京）、辽宁科技学院、河海大学成立项目组，在重要建构筑物附近开展控制爆破新技术，由于项目难度高、时间紧、任务重，这对爆破设计和施工提出了挑战。该项研究在国内外大型矿山爆破中均属于首例。

钢铁行业面临着日益严峻的资源、市场、环保、竞争等重大挑战，迫切需要加快实施转型升级和提质增效。行业普遍面临的重大考验包括：（1）钢铁需求减少，钢铁总体产能过剩；（2）环保压力日益增大；（3）企业间同质化竞争日趋激烈。装备大型化、流程高效化日益成为钢铁工业的发展趋势。 除日韩等少数先进企业采用高效生产外，采用“转炉-RH精炼-板坯连铸”工艺生产低碳、超低碳钢的大部分钢铁企业普遍存在如下问题：（1）连铸拉速普遍较低；（2）转炉和精炼工艺效率不高；（3）转炉出钢温度高；（4）浇铸过程水口易堵塞制约连浇炉数提高。首钢京唐公司致力于建设高效、优质板材生产基地。在项目开展前，也面临着国内外板材生产企业的行业难题：超低碳钢连铸拉速低于1.7m/min；转炉和RH冶炼周期分别为43min和50min，转炉出钢温度1687℃，浇铸超低碳钢4炉更换一次SEN，浇铸后期水口堵塞严重。 从2012年开始，首钢与北京科技大学合作，自主研发了"炼钢全流程高效生产技术"系列项目，创新点如下： （1）创新集成了板坯高拉速连铸技术，开发了结晶器强冷却、无锂高拉速保护渣与高拉速结晶器流场控制技术，解决了高速连铸拉漏和结晶器卷渣两大技术难题，建成了智能浇注平台，常规厚度板坯最大连铸拉速达到2.5 m/min，突破铸机设计最高拉速。 （2）开发了大型转炉强供氧技术、RH高效耦合脱碳技术，300吨转炉冶炼周期从43 min大幅度降至35 min、超低碳钢RH真空处理时间大幅度降低至20 min。超低碳钢转炉出毕至开浇时间降至70 min之内，结合全流程温度管控技术，转炉出钢温度降至1647℃，年产能从900万吨提高至1100万吨。 （3）开发快节奏条件下浸入式水口无粘附技术：通过转炉终点氧含量精准控制、全流程钢-渣反应控制、夹杂物快速去除、中包吹氩密封及浸入式水口防堵技术的开发，超低碳钢中间包钢水平均全氧含量达0.0015%，300t钢包连浇7炉不更换浸入式水口，浇铸结束后水口无堵塞率达90%以上。 （4）从生产组织、过程管理、精细管理三个方面集成了全流程智能化管控系统，解决了复杂品种、规格条件下的组织排产，提高了钢包周转效率，周期缩短22min，每台铸机钢包数量降至4个，实现铁钢界面、钢轧界面和生产过程信息全面感知、智能决策、精准执行，稳定支撑了炼钢全流程高效专线化生产。

1、斜道支柱新型耐火材料研发与砖型开发。自主开发了新型红柱石斜道支柱砖材料，具有高强度、高耐磨、高热震稳定性等特点，填补了斜道区用耐火材料空白；完善和改进斜道支柱双砖咬合结构，大幅提高斜道支柱结构的稳定性；研发了结合强度高、低膨胀性的耐磨涂抹料。配套技术有效地解决了斜道区制约炉体寿命的瓶颈。 2、炉口砌体及新型水封装置开发。采用嵌入式砖槽的发明设计，使不锈钢水封槽安置其内，避免与高温直接接触；设计新型浇筑预制水封槽装置并创新性地采用运行中喷补结合维护方法等，有效延长炉口砌体的使用寿命。 3、环形气道砌体结构技术进步与及膨胀约束工装开发。环形气道砌体采用新型咬合设计，嵌合性好、连接牢固，有效抵抗预存室储焦张力和低料位时装焦热冲击能力；环形气道膨胀采用约束工装技术，有效限制环形气道内环向外膨胀变形。 4、冷却室新型耐磨材料技术开发与应用。针对冷却室磨损严重的难题，自主开发了复合相抗剥落耐磨型新材料，并成功应用。 5、高温烟气通道新型耐火砌体设计。设计干熄炉与锅炉之间高温烟气通道耐火砌体组合砖结构，解决浇注料的脱落问题。 6、炉体多段立体式吊顶维修技术开发与应用。独创性的开发了多段立体式吊顶维修技术，炉体检修工期由39天缩短到25天。 成果特点： 在深入研究干熄炉砌体损坏机理的基础上，从结构优化、新材料研发、施工改进等系统创新，形成较为完整的高效修复技术。成果包括基础研究、应用开发及实践改进等环节，并得到较好的工程验证。 应用推广情况： 成果经过近10年的实践与探索，解决了干熄炉砌体一些共性问题，为国内同行做出了示范样板。年修周期由设计1-1.5年延长至3-4年、中修周期由4年延长至6年以上。先后有数十家企业参观学习，获得10件发明与实用新型专利，另有2个专利已受理公示。

精整生产是板带从钢厂走向用户的最后一个环节，在钢铁工业生产中起着举足轻重的作用。目前精整生产设备依然以国外进口为主，高品质带钢边部质量、板形和表面质量控制与国际水平仍存在很大差距。面对我国精整装备与工艺的现状，项目组立足精整生产线核心装备与关键技术国内自主设计与开发，取得了以下主要技术创新： 1、高品质剖分拉矫重卷检查机组设计及工艺开发 自主研发出一套集重卷、拉矫、切边、中剖、检查、涂油、分卷于一体的高品质剖分拉矫重卷检查机组，解决了中剖带钢单卷取工艺、机组运行参数设计、机组高速运行振动、拉矫参数预设定及延伸率闭环控制、滚筒飞剪传动设计及控制方法、带卷自动开头工艺装置及方法、废边自动卷取装置及方法等关键技术，实现了精整生产核心装备及工艺国产化。 2、高品质带钢精整过程边部质量综合控制技术 设计了圆盘剪重叠量高精度调整机构与侧向间隙高精度调整机构，给出了相应的重叠量与侧向间隙调整方法；制定了一套实用有效的边部质量评价标准，建立了基于专家系统与大数据支撑的剪切工艺数据库，解决了圆盘剪重叠量与侧向间隙没有通用控制模型与方法的难题；并设计了精整机组边部修磨装置，从根本上消除了剪切后板带边部的毛刺缺陷。 3、高品质带钢精整过程板形与表面质量综合控制技术 提出了平整过程基于工作辊水平挠曲的压扁系数计算方法，开发了相应的板形预报与控制技术；建立了平整过程工作辊表面粗糙度衰减模型，开发了以表面质量控制为目标的工艺参数优化技术；以边浪与中浪治理为目标，开发了拉矫工艺优化设定技术，形成了一套高品质带钢精整过程板形与表面质量综合控制技术，攻克了成品板形与表面质量难控的问题。 以该项目相关技术为核心，申请发明专利23项，已被授权18项，发表学术论文13篇，被授权软件著作权10项。上述技术创新成果已成功推广应用到宝武、河钢、鞍钢、首钢等大型骨干企业，近十年精整生产线市场占比份额超过了60%，成功替代进口。近三年累计实现销售额244.75亿元、利润20.75亿元。该项目的成功研发摆脱了日本、德国等工业先进国家在精整装备与技术方面的控制，积极推进了国内装备制造、电气传动、自动化控制等产业的快速发展，提升了国内冷轧精整装备的控制水平，实现了产品高端化并努力进军国际市场，应用前景广阔。

目前，世界各国均采用焦炭反应性CRI及反应后强度CSR作为焦炭热性能指标，来判定高炉内焦炭溶损劣化程度及其对料柱透气性和透液性的影响。为了保证焦炭具有低CRI和高CSR指标，炼焦配煤必须大比例配入稀缺的优质主焦煤。为了给包钢多用区域炼焦煤的低成本炼焦-炼铁技术提供支持，必须在焦炭热性能及其配煤质量评价等方面创新，构建新的焦炭热性能和煤质评价方法，满足包钢不同容积高炉对于焦炭质量的真实需求，指导配煤炼焦和高炉操作。 项目通过包钢不同容积高炉用不同CRI及CSR焦炭冶炼实践及其炼铁原理解析、包钢不同容积高炉用焦炭CRI及CSR和综合热性能的评价等确定了满足包钢不同容积高炉冶炼合理需求的焦炭CRI及CSR指标，建立了焦炭综合热性能与CRI及CSR的关系，用于焦炭热性能评价。通过包钢炼焦用煤的基本性质和炭化关联性质评价、焦炭质量指标与炼焦用煤和配合煤的基本性质和炭化关联性质指标的相关性分析，建立了用炭化关联性指数表征煤炼焦性能的焦炭质量预测模型。 项目成果的创新性在于：（1）首次将包钢不同容积高炉冶炼实践、炼铁原理分析和矿焦耦合实验结合，阐明用焦炭CRI及CSR指标预测高炉内焦炭溶损劣化对高炉冶炼影响的不足。（2）首次采用焦炭综合热性能CRR25-T和CSR25-T指标作为焦炭热性能CRI及CSR指标的补充，评定包钢不同容积高炉用焦炭合理需求的质量，保证了包钢不同容积高炉使用较低CSR指标焦炭的炼铁技术实施。（3）首次采用煤炭化关联性实验方法评价煤的炼焦性质，揭示了胶质层的膨胀和塑性黏特性，提出了表征煤炭化关联性的透气性指数和形变指数。（4）首次建立了用煤炭化关联性指数作为煤炼焦性能指标的焦炭质量预测模型，预测M40、M10、CRI的合格率均分别达到100%，CSR为91.7%，并能用于焦炭的综合热性能。 通过项目研究，以2020年包钢股份1月采购价格为不变价格计算每月用煤成本，包钢股份2020年1-6月利用项目研究成果，通过优化配煤结构，合理配煤，在保证焦炭质量的前提下，降低了用煤成本10418.4万元。该项目形成的新焦炭评价方法，解决了炼焦-高炉炼铁全流程的资源配置及高效利用问题。在国内外首次采用炭化关联性相关系数构建了焦炭质量预测模型，提高了模型的准确性和实现了模型的通用性，项目成果也为焦化及炼铁工作者对炼焦煤和焦炭提供了的新认识、新思路和新方法。

本项目属于节能减排领域。 焦炉炉头除尘关键技术是将焦炉炉头溢散烟尘有组织收集并进行深度除尘净化后达标排放的烟尘治理技术。 我公司通过长期调查研究，自主研发，与有关焦化生产单位紧密沟通，在焦炉炉头烟气收集、除尘控制、高温烟气处理系统等关键技术方面取得突破性成果，填补了国内空白，并进行了推广。 炉头溢散烟尘收集率 ≥95%、系统装置满足净化后出口烟气粉尘排放浓度＜10mg/Nm³、与焦炉同步运行率：100%、综合运行成本≤2元/吨焦炭。 2017年技术应用于宁波钢铁焦化厂机焦侧炉头烟尘治理EPC总承包工程，工程项目顺利通过验收，目前项目运行情况良好。宁钢两座6m焦炉，每年减少向大气排放的粉尘约1000t，烟气中含的苯并芘、焦油等有机物也一同得到治理，杜绝了焦炉生产烟尘无组织排放带来的大气污染，同时极大的改善了焦炉区域作业环境。

连铸是现代钢铁生产核心技术之一。2019 年中国粗钢产量为近 10 亿吨，连铸比高达 98.3%。连铸结晶器是钢液初始凝固的地方，铸坯表面缺陷多发源于钢液初始凝固阶段；钢液初始凝固行为对连铸顺行和钢材产品质量具有重要且深远的影响。然而，结晶器内发生着高温、多相、瞬态变化的凝固传热、钢水流动、保护渣渗入和渣钢反应，加之结晶器本身不透明，使得对结晶器钢液凝固行为有效研究成为国际技术瓶颈。随着我国新一代近终型连铸技术的进一步发展，高拉速条件下铸坯表面质量的调控尤为艰，成为制约新技术发展的瓶颈。因此，结晶器内钢液初始凝固的有效研究及其调控是制约新一代连铸技术发展的关键共性技术难题.

透水过滤球是利用炼钢副产物钢渣颗粒、专有粘结剂和外加剂，按一定比例混合均匀后通过模具压制成球，根据模具压力的大小调节球体中的孔隙，通过专有粘结剂，最终可得到一种免焙烧型的透水过滤球。该透水过滤球替代高炉底滤法水冲渣过滤层鹅卵石。为众多钢铁企业提供工业化生产的、标准化的、100%循环使用的绿色环保、钢铁企业生产消耗产品。

本课题立足河钢承钢现有产线，围绕影响直接轧制的主要因素，因地制宜，以解决影响直接轧制的关键问题为切入点，通过理论研究指导技术方案的制定和技术改造的实施，成功开发了棒线材直接轧制负能制造技术，建立了棒线材负能化直接轧制的理论体系，形成具有自主知识产权的专利技术，探索了智能化在直接轧制工艺中的应用，提高了生产效率，大幅降低了生产成本，实现了全流程负能制造。（1）通过研究铸坯拉速与表面温度的关系，建立了数据模型，开发了小半径（R7m）方坯连铸机高拉速生产集成技术，优化冷却模型，确保铸坯切后温度达到1050℃以上，奠定了直接轧制温度基础；（2）建立铸坯直接输送通道，自主开发了全程保温技术、铸坯快速输送技术，确保高温铸坯过程温降低于20℃/min，50s内快速输送至轧机，成功建成了示范产线，轧钢工序能耗降低至10.55kgce/t，降幅达78.6%；全流程工序能耗-13.49kgce/t，实现了全流程负能制造；（3）开发了铸坯头部温度补偿技术，通过智能补温缩小头尾温差，实现了钢材头尾性能差稳定控制在15MPa以内，稳定产品质量；（4）自主开发了智能化出坯直送控制系统、全流程自动跟踪系统，大幅提升棒材产线智能化水平，为新建棒材产线或行业内传统棒材产线的升级改造提供解决方案。项目授权实用新型专利1项；项目受理专利5项，其中发明专利3项、实用新型专利2项；授权软件著作权2项，发表学术论文7篇。 本项目投产至今，累计生产86.5万吨，创效3460万元。 直轧示范线炼钢工序能耗-24.24kgce/t（回收蒸汽和煤气与工序电耗的差值），轧钢工序能耗10.94kgce/t，炼钢-轧钢工序能耗-13.3kgce/t，炼钢-轧制全过程吨钢能耗小于零，实现负能制造。直轧改造前，轧线工序能耗≥41kgce/t，改造后轧钢系统工序能耗为≤10.94kgce/t，能耗降低值≥30kgce/t。累计节约能耗折合3万吨标准煤，按照每吨标准煤排放二氧化碳2.6t、排放二氧化硫8.5kg计算可减排二氧化碳7万吨以上，二氧化硫240吨以上。

目前，攀枝花矿区的钒钛磁铁矿资源已消耗殆尽，红格矿作为接续矿山资源，开发利用问题亟待解决。由于红格钒钛磁铁矿Cr2O3 含量是周边其他矿区的5～10倍，属高铬型钒钛磁铁矿，从国家需求、资源利用和环境保护角度考虑，开发利用红格矿必须同时考虑铁、钒、钛、铬等有价元素的综合利用。现有钒钛磁铁矿综合利用技术仅能回收铁、钒、钛三种资源，不能回收铬资源，因此，开发利用红格矿，首先要解决铬资源回收利用的工艺技术问题。钒铬渣是红格高铬型钒钛磁铁矿综合利用必然中间产物，也是实现钒、铬回收的重要中间产品，必须对其进一步分离提取，才能实现红格矿中钒、铬资源的回收利用。 为解决钒铬渣分离提取钒铬的工艺技术问题，攀钢于2013年6月成立了“钒铬渣分离提取钒铬技术研究”课题组，旨在研究形成高效、经济、环保的从钒铬渣回收钒、铬资源的产业化应用技术，为红格高铬型钒钛磁铁矿规模化开发提供技术支撑。