项目名称冶金科学技术奖.docx

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项目名称冶金科学技术奖

推荐2017年度国家科技进步奖项目公示

一、项目名称

热轧板带钢新一代控轧控冷技术及应用

二、推荐单位意见

热轧板带钢新一代控轧控冷是“资源节约型、节能减排型”绿色钢铁制造的代表，示范效应明显。

该项目创建了热轧钢材新一代控轧控冷技术体系，开辟了节省合金元素、提高钢材性能的新途径；创建了热轧钢材一体化组织调控理论，再造一个绿色化钢材成分和工艺体系；自主研制出系列首台套热轧钢材先进快速冷却装备与控制系统，成为我国热轧钢材生产线主力机型；阐明了热轧钢材组织演变规律和强韧化机理，开发出系列低成本高性能钢铁材料。

通过项目的实施，80%以上热轧钢材强度指标提高100～200MPa，主要合金元素用量节省20～30%。

成果已覆盖鞍钢、首钢等50%以上大型钢企，实现了高品质节约型管线钢、低合金钢、船用钢、桥梁钢、水电钢等4000万吨/年生产规模，促进了我国钢材由“中低端”向“中高端”升级换代。

研发的产品在三峡工程、西气东输、海洋平台、跨海大桥、汽车高铁、第三代核电站等国家工程中应用，效果良好。

该项目获授权发明专利87项、发表SCI/EI论文149篇，出版专著9部，国际会议发言47次，获得国内外同行的高度评价。

该成果构建起我国独有的节约型钢材生产理论体系，减少了贵重金属的使用，相继列入科技部、工信部、发改委九项产业政策指南文件，促进了我国钢铁工业结构升级和可持续发展。

该项目内容真实、符合填写要求，申报经各单位协商，完成单位、完成人排序无异议，我会已按要求公示无异议。

特推荐2017年度国家科学技术进步一等奖。

三、项目简介

热轧板带钢是主要的钢材门类，控轧控冷作为调控其组织性能的核心技术，支撑了20世纪钢铁技术的发展。

但随着资源、能源、环境等问题日渐凸显，采用节约型合金设计和减量化工艺方法，充分挖掘钢材制造工艺潜力，实现以“资源节约、节能减排”为特征的绿色制造成为发展方向，也成为我国钢铁工业可持续发展的关键。

该项目在国家和企业科技计划的支持下，十年研发，攻克了热轧板带钢减量化合金设计、复合强韧化机制、一体化组织调控、工艺模型等关键技术，自主研发出系列首台套超快冷大型冶金装备和高品质、绿色化热轧钢材产品，构建起新一代控轧控冷技术体系。

取得如下创新：

1）提出了热轧板带钢新一代控轧控冷工艺原理与技术路线，研发出“凝固-轧制-热处理”一体化组织调控方法、复合强韧化方法和工艺路径控制方法，建立起我国独有的节约型热轧钢材成分和工艺体系；

2）提出了热轧高温钢板基于倾斜射流的超快速冷却换热机制，开发出稳定可控的热轧板带钢高强度均匀化冷却技术，解决了热轧板带钢高冷速、高冷却均匀性的核心技术难题。

3）研制成功系列多功能热轧板带钢新一代控轧控冷关键装备，开发出成套工艺模型及自动控制系统，冷速、冷却均匀性等主要技术指标比传统控冷装备提高1倍以上。

4）开发成功UFC-F、UFC-B、UFC-M三类新一代控轧控冷核心工艺，以及高钢级管线钢、桥梁钢、水电核电钢、船用及海工用钢、工程机械用钢、减酸洗钢等节约型热轧板带钢产品，应用于重点工程及关键装备。

项目构建起我国独有的节约型热轧钢材生产技术体系，促进了我国钢材由“中低端”向“中高端”升级换代。

成果列入科技部、工信部、发改委9项产业政策指南文件，其中工信部《产业关键共性技术发展指南（2011年）》指出：

“节省钢材合金用量30%以上；提高钢材强度100～200MPa以上，大幅度提高冲击韧性，节约钢材使用量5%～10%，提高生产效率35%以上，节能10%～15%”。

成果入选2011年世界钢铁工业十大技术要闻。

该成果获省部级科技奖励11项，授权发明专利87项，发表SCI/EI论文149篇，出版专著9部。

自主研制的成套装备在鞍钢、首钢等应用23套，国内市场占有率52%，近五年国际招标中标率100%。

基于国产化装备技术生产的热轧板带钢达到4000万吨/年生产规模。

近三年，完成单位新增产值230.9亿元，利税15.43亿元。

项目的完成，填补了多项国内空白，促进了我国热轧钢材减量化、绿色化制造技术和产品升级，缓解了国家西气东输、海工装备、水电核电、能源储运、工程机械等重大工程和装备的用钢急需，经济和社会效益显著。

四、客观评价

（一）国家产业政策指导性文件

1）工业和信息化部《钢铁工业调整升级规划（2016～2020年）》、《钢铁工业“十二五”发展规划》中将“新一代控轧控冷技术”列入十二五钢铁工业重要发展成就之一；《产业关键共性技术发展指南（2011年）》指出：

“系统开发以超快冷为核心的可控无级调节钢材冷却技术、以相变和析出为基础的冷却路径可控技术、细晶、析出、相变综合强化技术；节省钢材合金用量30%以上；提高钢材强度100～200MPa以上，大幅度提高冲击韧性，节约钢材使用量5%～10%，提高生产效率35%以上，节能10%～15%”。

《“十二五”产业技术创新规划》、《2013年产业振兴和技术改造专项重点专题》中指出“钢铁行业大力推广应用基于新一代控轧控冷的组织调控与性能预测、控制技术、钢材强韧化等关键工艺技术，实现了钢铁工业生产效率有效提高和钢铁产品的成本降低”。

《2015年产业振兴和技术改造专项重点专题》中将“超快冷技术和工艺改进”作为钢铁行业唯一重点工艺技术加以推广，并在南钢建立示范产线。

2）国家发展改革委《产业结构调整指导目录（2011年本）》中将“在线热处理、性能控制、强制冷却的新一代热机械控制加工（TMCP）工艺技术应用”列入重点鼓励类技术；并于2011年5月9日，将“鞍钢新一代控轧控冷技术创新及产业化示范工程”列入《钢铁、有色、石化行业低碳技术创新及产业化示范工程项目》中。

3）科学技术部《高品质特殊钢科技发展“十二五”专项规划》中指出“开发基于超快速冷却的新一代控轧控冷技术、工艺及装备；建设示范生产线，实现降低生产能耗、节约合金资源和大幅度提高产品性能的目标”。

《中国科学技术发展报告（2010）》中针对我国钢铁产业发展，提出“推广使用高效低成本冶炼、新一代控轧控冷性能预测与控制等关键工艺技术”。

（二）行业及专家评价

1）2012年3月17日，中国钢铁工业协会对东北大学、首钢总公司完成中厚钢板新一代控轧控冷工艺研发项目进行了科技成果鉴定。

干勇、殷瑞钰等专家给出评价：

“在国内率先开展了超快速冷却技术的开发，并在工业生产上取得成功应用，形成了具有自主知识产权的高强度均匀化控制技术、中厚板超快速冷却成套装备，以及以UFC-F、UFC-B、UFC-M等为代表的新一代TMCP工艺，产品性能稳定、均匀，质量优异，总体上达到了国际领先水平”。

2）2011年11月22日和2013年6月20日，辽宁省科技厅对东北大学、鞍山钢铁股份有限公司完成的热轧板带钢超快速冷却装备及新一代TMCP工艺和产品开发项目进行了科技成果鉴定。

殷国茂、李文秀等专家给出评价：

该项目“使相同成分钢种强度提高100MPa以上，或在常规工艺下与生产相同强度级别钢种相比合金降低20%以上，达到产品附加值的提升、节能减排和环境友好的效果；开发出成分优化与高性能匹配的低合金钢、船用钢、海工钢、管线钢、水电钢、桥梁钢等多个钢种。

总体上达到国际领先水平”。

3）2012年12月9日，湖南省科技厅对东北大学、湖南华菱涟源钢铁有限公司完成的“高品质节约型热轧钢材生产技术与装备的研发及应用”项目进行了科技成果鉴定。

左铁镛、易丹青等专家给出评价：

“系统阐明了超快冷条件下热轧板带钢组织演变规律及强韧化机理，提出了新一代控轧控冷工艺原理和技术路线；突破热轧板带钢超快冷关键技术；创新开发并实现了节约型高钢级管线钢、低合金钢、高强工程机械用钢、热轧双相钢及减酸洗钢批量化生产，主要合金元素降低20～30%，性能稳定。

总体上达到国际先进水平”。

4）2015年6月19日，中国钢铁工业协会组织十二五科技支撑计划“热轧板带钢新一代TMCP装备及工艺技术开发与应用”项目验收会。

陈其安、李崇坚等专家指出：

“开发出完备的热轧板带钢超快冷装备及新一代轧后冷却控制系统，以及普碳、高强、管线等热轧板带钢合金成分节约型生产工艺技术，在保持钢板材料强韧性和使用性能的前提下，强度指标提高100～200MPa以上，钢种主要合金元素节省20～30%”。

5）2011年6月20日，中国钢铁工业协会组织十一五科技支撑计划“节约型钢材减量化轧制技术”项目验收会。

胡壮麒、才庆魁等专家指出：

该项目“实现了节约资源、降低生产成本、减少钢材使用量、提高使用寿命的效果。

开发的节约型高性能产品成功应用于汽车制造、能源、交通运输、工程机械等领域”。

6）世界金属导报将该项目成果评为2011年世界钢铁工业十大技术要闻，指出“促进了我国量大面广的热轧钢材的升级换代”。

2012年7月，中国金属学会以“热轧钢铁材料新一代TMCP装备及工艺技术”为题，召开了全国性的专门研讨会，旨在推进该技术在钢铁行业的推广应用。

中国金属学会副理事长张晓刚在美国TMS学会年会上指出：

“新一代控轧控冷技术为低成本先进高强钢生产开辟了新的途径，促进了中国钢铁工业的可持续发展”。

（三）科技奖励

2012年，相关工艺获北京市科学技术一等奖；同年，成套系统获中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术一等奖；2014、2015年，系列高品质节约型热轧钢材产品分获湖南省科技进步一等奖和辽宁省科学技术一等奖。

（四）用户评价

河钢唐钢、中普邯钢、大连船舶重工、中国重汽集团、中远船务集团、中冶建筑研究总院、中国水利水电八局、中石油宝鸡钢管、STX造船、渤海船舶重工、珠江钢管等行业骨干单位对该项目装备技术水平、产品性能给予积极评价。

（五）媒体评价

2016年10月12-13日，央视十套《走进科学》栏目“寻找超级钢”分两期对该项目给予报道；《科技日报》、《中国日报》、《光明日报》、《世界金属导报》、《中国冶金报》以“创新，助力黑色冶金绿色逆袭”等为标题对该项目成果进行了系列报道，累计30余篇次。

五、推广应用情况

1．推广应用情况

2008年首台套装备技术成功投产以来，已推广至鞍钢、首钢等23条热轧板带钢大型生产线（含改造进口1套）；基于该项目生产的高品质、减量化、绿色化热轧板带钢产品达到4000万吨/年生产规模。

近五年，在国内该领域工艺及装备的国际竞标中，凭技术优势中标率100%。

以此为基础，项目组针对国内大型钢企实施“靶向式”改造，通过关键装备技术升级，带动产线和产品结构升级，已在河钢集团唐钢、邯钢、舞钢取得显著成效。

基于该项目开发的钢材已成功应用至西气东输、海工平台、第三代核电站、跨海大桥、战略油气储运、大型建筑/桥梁、大型工程/矿用机械、大型特殊用途船舶及军工等国家重点工程项目的关键装备或部件上，以及中石油、中石化、中海油、大船重工、三一重工、中国重汽、中远船务、中国水电八局、广船国际等行业骨干企业；批量出口至美、英、德等30余个国家，成功应用到美国最长悬索桥Verrazano海峡大桥、全球最深半潜钻井平台挪威Frigstad平台、全球首艘极地凝析油轮Audax号、哥伦比亚/伊朗石油管线、马来西亚沫诺水电站等重大工程上。

主要应用单位情况表（仅列举15个）

应用单位名称

应用技术

应用起始时间

应用单位联系人/电话

应用情况

河北敬业集团

3000mm热轧钢板UFC+ACC

2007年

至今

崔栋梁

/138********

节约型微合金钢生产装备、技术、工艺及产品

中普（邯郸）钢铁有限公司

3000/3500热轧钢板UFC+ACC

2007年

至今

郭延生

/134********

微合金钢、高强钢生产装备、技术、工艺及产品

湖南华菱涟源钢铁有限公司

2250/CSP热轧带钢

UFC+ACC

2007年

至今

刘旭辉

/137********

汽车钢、高钢级管线钢、工程机械用钢、耐磨钢生产装备、技术及产品

首钢秦皇岛金属材料有限公司

4300mm热轧宽厚板DQ+UFC+ACC

2009年

至今

田士平

/139********

管线钢、高建钢、水电钢、储罐钢、耐磨钢生产装备技术及产品

鞍钢股份有限公司

4300mm热轧宽厚板

DQ+UFC+ACC

2009年

至今

黄松

/139********

高强船板、海工钢、水电钢、核电钢、军工钢生产装备技术及产品

南京钢铁股份有限公司

2800/5000mm热轧钢板

DQ+UFC+ACC

2011年

至今

廖仕军

/150********

水电钢、管线钢、船舶海工钢、桥梁钢、耐磨钢生产装备技术及产品

福建三钢（集团）有限责任公司

3000mm热轧钢板

UFC+ACC

2011年

至今

詹光曹

/136********

微合金钢减量化升级生产装备技术及产品

首钢迁钢/京唐钢铁公司

2160/2250mm热轧带钢

前置/后置UFC+ACC

2012年

至今

王学强

/186********

节约型低合金钢、管线钢、双相钢、减酸洗钢生产装备技术及产品

内蒙古包钢钢联股份有限公司

CSP热轧带钢

后置UFC

2013年

至今

刘海涛

/177********

低成本高性能热轧双相钢生产装备技术及产品

鞍钢股份有限公司

2150mm热轧带钢

UFC+ACC

2013年

至今

史乃安

/136********

节约型微合金钢生产、双相钢生产装备技术及产品

新余钢铁股份有限公司

3800mm热轧钢板

DQ+UFC+ACC

2013年

至今

刘坚峰

/151********

管线钢、工程机械用钢、石油储罐钢、耐候钢生产装备技术及产品

宝钢集团广东韶关钢铁有限公司

3450mm炉卷

DQ+UFC+ACC

2014年

至今

丁克

/138********

节约型微合金钢、管线钢、工程机械用钢生产装备技术及产品

沙钢集团

1700/3500mm热轧板带钢DQ+UFC+ACC

2016年

至今

黄卫国

/139********

管线钢、高建钢、耐磨钢、海工钢、船板、桥梁钢生产装备技术及产品

舞阳钢铁有限责任公司

4200mm热轧厚钢板

DQ+UFC+ACC

2016年

至今

刘蔚

/139********

进口装备改造，水电核电钢、临氢设备用钢、海工钢、等工艺产品研发

唐山钢铁股份有限公司

3500mm热轧钢板DQ+UFC+ACC

2016年

至今

张阔斌

/186********

节约型微合金钢、桥梁钢、高强结构钢、船板等生产装备技术及产品

六、主要知识产权证明目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

发明

一种基于超快冷技术的轧后冷却系统及该系统的应用方法

中国

ZL201110201555.9

2013/9/25

1277269

东北大学

王昭东；袁国；田勇；王丙兴；李勇；韩毅；王黎筠；王国栋

有效

发明

Flowcontrollablesprayheaderwithmulti-chamber

英国

1515561.7

2016/2/10

GB2529072

东北大学

王丙兴；王昭东；贾维维；韩毅；田勇；张志福；王国栋

有效

发明

一种采用超快速冷却控制奥氏体组织的优化控制轧制方法

中国

ZL201410452582.7

2016/9/28

2248525

东北大学

陈俊；刘振宇；唐帅；王国栋

有效

发明

一种利用纳米渗碳体析出提高中低碳钢强度的方法

中国

ZL201310289495.X

2015/1/7

1560501

东北大学

刘振宇；王斌；周晓光；王国栋

有效

发明

用于改善中厚板轧后超快速冷却均匀性的方法

中国

ZL201110312196.4

2013/8/28

1261587

东北大学

王丙兴；田勇；王昭东；袁国；王国栋；李勇；韩毅

有效

实用新型

Kühl-undSpritzwassersystemfürmitteldickesBlechnachdemWalzen

德国

202015104565

2015/9/15

202015104565

东北大学

韩毅；王昭东；王丙兴；田勇；付天亮；李勇；王国栋

有效

发明

一种用于热轧带钢生产线的轧后冷却系统

中国

ZL201010221518.X

2012/6/27

979045

东北大学；湖南华菱涟源钢铁有限公司；湖南华菱涟钢薄板有限公司

袁国；李俊峰；王国栋；廖志；王昭东；王慎德；王黎筠；成小军；韩毅；龙明建；刘旭辉；杨辉

有效

发明

一种超快冷工艺下薄规格管线钢冷却均匀性控制方法

中国

ZL201110408076.4

2013/8/14

1254356

秦皇岛首秦金属材料有限公司；首钢总公司；东北大学

田鹏；马长文；王国栋；田勇；田士平；董占斌；王普；王新；闫智平；丁志勇；白学军；张跃飞；李群；王志勇；张国栋；陈小林；李鑫磊；谌铁强；李景庆

有效

发明

一种热轧中厚板的倾斜喷射流多功能冷却装置

中国

ZL201310483066.6

2014/12/31

1769731

南京钢铁股份有限公司；东北大学

朱金宝；廖仕军；郑东升；王丙兴；王昭东；戴祝平；张宏洋

有效

计算机软件著作权

超快速冷却控制系统V1.0

中国

2011SR092232

2011/12/8

0355906

东北大学

王昭东

有效

七、主要完成人情况表

姓名

排名

行政职务

技术职称

工作单位

完成单位

对本项目技术创造性贡献

王昭东

主任

教授

东北大学

项目负责人，对创新点1、2、3、4做出创造性突出贡献，完成了热轧板带钢新一代控轧控冷装备技术及产品的研发及推广应用。

刘振宇

副主任

教授

东北大学

创新点1、4主要完成人之一，完成了热轧板带钢新一代控轧控冷组织调控及强韧化控制等方法的研发，开发出系列减量化高品质热轧钢材产品。

袁国

无

教授

东北大学

创新点2、3主要完成人之一，完成了热轧带钢新一代控轧控冷装备及工艺开发，开发出系列减量化高品质热轧钢材产品。

张功焰

总经理

高级工程师

首钢总公司

对创新点2、3、4均有贡献，首钢首秦、迁安、京唐新一代控轧控冷装备技术及产品主要完成人之一。

王国栋

无

教授

东北大学

对创新点1、2、3、4均有贡献，提出了热轧板带钢新一代控轧控冷工艺路线及装备技术路线，指导完成了系列装备技术及产品研发。

李凡

厂长

高级工程师

鞍钢股份有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，鞍钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

黄一新

董事长

教授级高工

南京钢铁股份有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，南钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

廖志

部长

高级工程师

湖南华菱涟源钢铁有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，华菱涟钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

吴明

总工程师

教授级高工

新余钢铁股份有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，新钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

田勇

无

副教授

东北大学

对创新点1、2、3均有贡献，中厚钢板新一代控轧控冷装备技术及控制系统主要完成人之一。

张永生

副总经理

教授级高工

宝钢集团广东韶关钢铁有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，韶钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

陈军伟

董事长

教授级高工

福建省三钢（集团）有限责任公司

对创新点2、3、4均有贡献，福建三钢新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

范君

部长

高级工程师

鞍钢股份有限公司

对创新点2、3、4均有贡献，鞍钢中厚板新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

王新

部长

高级工程师

首钢总公司

对创新点2、3、4均有贡献，首钢中厚板新一代控轧控冷装备技术及高品质、减量化产品主要完成人之一。

付天亮

无

副教授

东北大学

对科技创新点1、2、3均有贡献。

1、超快速冷却成套工艺模型及控制系统主要研发人之一。

2、高均匀性、高强度、高平直度板带钢超快速冷却工艺技术主要开发人之一。

该项成果占本人工作总量的70%。

八、主要完成单位情况表

单位名称

东北大学

排名

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：

东北大学是“绿色制造、制造绿色”世界钢铁业中国理念的主要倡导者和推动者。

提出的新一代控轧控冷技术作为我国钢铁工业轧制技术领域的原始性技术创新，自2007年系统提出以来，通过工艺理论创新带动装备创新，实现了我国热轧钢铁材料的产品工艺技术创新。

对本项目的创新贡献如下：

（1）提出和建立了热轧钢铁材料新一代控轧控冷工艺技术体系。

在系统研究并阐明超快冷条件下热轧钢铁材料组织演变规律及强韧化机理的基础上，提出了以超快冷为核心的新一代热轧钢铁材料控制轧制和控制冷却工艺原理及技术路线。

（2）开发出国内具有自主知识产权的热轧中厚板、带钢的超快冷成套技术装备。

开发出具有多重阻尼的整体狭缝式高性能射流喷嘴、高密快冷喷嘴及喷嘴配置技术；在此基础上，开发出具有自主知识产权的热轧板带钢材具备超快速冷却能力的可实现无极调速的多功能冷却装置（ADCOS-HM，PM）及自动控制系统。

（3）系统提出新一代控轧控冷组织性能调控基本原理，并应用于低成本高性能钢铁材料开发。

在国内率先研究和应用热轧钢材新一代控轧控冷技术，并基于所配置的超快速冷却系统，开发出UFC－F、UFC－B、UFC－M等灵活的冷却路径控制工艺，实现了节约型高钢级管线钢、低合金普碳钢、高强工程机械用钢、热轧双相钢及减酸洗钢等热轧产品的批量化生产，产品主要合金元素降低20-30%，生产成本大幅度降低。

经过与鞍钢、首钢、涟钢、南钢等22家大型钢铁企业产学研合作，形成了涵盖理论体系、工艺路线、装备技术、高品质产品在内的一整套热轧板带钢新一代控制控冷专利技术和专有技术诀窍。

成果整体上达到了国际领先水平，被评为2011年世界钢铁工业十大技术要闻。

相关成果作为钢铁工业共性技术已被国家工信部、国家发改委、科技部等多个部门以政府文件的形式发布，进行重点支持和推广。

单位名称

鞍钢股份有限公司

排名

对本项目科技创新和推广应用情况的贡献：

为贯彻国家对钢铁生产节能减排、技术进步的要求，鞍钢股份有限公司4300中厚板生产线结合自身装备和工艺特点，通过产学研结合，系统研究了热轧板带钢组织演变规律和强韧化机理，开发出以超快冷为核心的新一代控轧控冷（TMCP）的技术原理及具有自主知识产权的相关装备和工艺；采用节约型成分设计路线，综合运用UFC-TMCP生产技术，开发出节约型低合金、船板、高强工程机械用钢、高性能桥梁用钢和建筑用钢的超快冷工艺，并成功推广应用于海洋工程用钢、高等级管线用钢、水电和储油罐用钢等钢种；进而开发出基于超快冷技术冷却路径控制平台，研究了UFC-F、UF

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