項目背景：
高品質(zhì)鋼鐵材料是中國制造業(yè)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，軸承鋼、電工鋼、汽車板、不銹鋼等先進(jìn)制造用特殊鋼鐵材料代表了國家工業(yè)水平。因其特殊的服役環(huán)境和性能需求，對鋼鐵材料的潔凈化要求極為苛刻，但鋼鐵材料潔凈化不達(dá)標(biāo)引起的質(zhì)量缺陷和產(chǎn)品失效一直沒有得到根本的解決，極大制約了先進(jìn)制造用高品質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和服役性能。潔凈化不是鋼鐵材料的所有問題，但是所有鋼都有潔凈化的問題，開展其相關(guān)理論研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新具有重要國家戰(zhàn)略意義和巨大經(jīng)濟(jì)效益。該項目經(jīng)過二十余年“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，針對先進(jìn)制造用多種高品質(zhì)鋼的潔凈化要求和服役性能需求，基于鋼鐵企業(yè)的常規(guī)生產(chǎn)裝備和工藝條件，開發(fā)了先進(jìn)制造用高品質(zhì)鋼潔凈化制備集成關(guān)鍵技術(shù)，高效、低成該地解決了先進(jìn)制造用多種高品質(zhì)鋼潔凈化的相關(guān)“卡脖子”世界性難題，推動了河北省乃至中國先進(jìn)制造用高品質(zhì)鋼的潔凈化生產(chǎn)。
主要創(chuàng)新：
1.完善了鋼中非金屬夾雜物極限去除關(guān)鍵技術(shù)
通過轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧精益控制抑制夾雜物的生成，應(yīng)用低熔點(diǎn)、低粘度預(yù)熔精煉渣實(shí)現(xiàn)非金屬夾雜物的高效吸附，動態(tài)調(diào)整精煉攪拌強(qiáng)度促進(jìn)不同種類夾雜物的選擇性去除。將鋼中總氧含量的極限降低至5ppm以下，保障了軸承鋼、電工鋼和汽車鋼等先進(jìn)制造用超低氧鋼的潔凈化制備。
2.開發(fā)了鋼中非金屬夾雜物精準(zhǔn)鈣處理改性技術(shù)
確定了非金屬夾雜物液相分?jǐn)?shù)與連鑄過程水口結(jié)瘤的定量關(guān)系，確定了鋁脫氧鋼中非金屬夾雜物部分液態(tài)化的控制目標(biāo)，建立了鋼中非金屬夾雜物精準(zhǔn)鈣處理在線預(yù)報模型，實(shí)現(xiàn)了鋁脫氧鋼中夾雜物20-50%液相分?jǐn)?shù)的穩(wěn)定控制，促進(jìn)了齒輪鋼和管線鋼等先進(jìn)制造用鋁脫氧鈣處理鋼的潔凈化制備。
3.建立了鋼軋制過程鋼中非金屬夾雜物高效塑性化關(guān)鍵技術(shù)
為實(shí)現(xiàn)提升鋼中非金屬夾雜物變形能力的控制目標(biāo)，提出了熱加工條件下低熔點(diǎn)化控制和冷加工條件下低楊氏模量控制的方略，通過合金輔料潔凈度精準(zhǔn)控制和定制化渣精煉技術(shù)，將夾雜物中的Al2O3含量降低至4%以下，極大提升了夾雜物的變形能力，實(shí)現(xiàn)了簾線鋼、不銹鋼、彈簧鋼等先進(jìn)制造用無鋁脫氧鋼的潔凈化制備。
項目應(yīng)用：
項目出版專著3部、獲得發(fā)明專利14項、軟件著作權(quán)10項、參與制定國家標(biāo)準(zhǔn)2項，發(fā)表相關(guān)SCI學(xué)術(shù)論文數(shù)量位居世界前列。技術(shù)應(yīng)用基于鋼鐵企業(yè)的常規(guī)生產(chǎn)裝備，高效、低成該地解決了先進(jìn)制造用多種高品質(zhì)鋼的潔凈化相關(guān)“卡脖子”行業(yè)難題，成果應(yīng)用于首鋼集團(tuán)和河鋼集團(tuán)等20余個鋼鐵企業(yè)的軸承鋼、電工鋼等近20個鋼種系列的生產(chǎn)制備，顯著提升產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性，為企業(yè)創(chuàng)造了愈10億元的經(jīng)濟(jì)效益。先進(jìn)制造用高品質(zhì)鋼產(chǎn)品獲得冶金行業(yè)品質(zhì)卓越產(chǎn)品獎、北京市技術(shù)產(chǎn)品獎、冶金產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量金杯獎等，推動了河北省和中國先進(jìn)制造用高品質(zhì)鋼的潔凈化大規(guī)模生產(chǎn)。
