2023年申报省科学技术进步奖项目公示材料
一、项目名称：
棒线材铸轧一体化关键技术开发及应用
二、提名单位：
山西省金属学会
三、提名单位意见：
本项目紧贴国家节能降碳方向和政策，以首钢长治钢铁有限公司、山西通才工贸有限公司棒线材产线为依托，开展铸轧一体化生产生产工艺研究，开发了棒线材双铸机多轧线无加热铸轧示范产线，实现了HPB300、HRB400E、HRB500E钢筋产品的铸轧工艺稳定生产，形成了具有自主知识产权的关键装备、软件和工艺独有技术。
该项目技术内容真实、可靠，经济效益和社会效益显著，在工艺开发和装备集成上有较大创新，生产工艺技术处于国际领先水平。在铸轧一体化工艺项目的实施推广，对国内钢筋生产企业降本增效和节能减排具有示范效应，对我国实施碳达峰、碳中和具有重大意义。
该项目符合提名要求，同意提名参加山西省科学技术进步奖一等奖的评审。
四、主要完成人：
郭新文,冯光宏,邸全康,张锐,王正刚,徐兵伟,张宏亮,吴杰，孙利钘，张奇
五、主要完成单位：
首钢长治钢铁有限公司
钢铁研究总院有限公司
首钢集团有限公司
山西通才工贸有限公司
南京净环热冶金工程有限公司
六、完成人合作关系说明：
产学研合作，共同知识产权，共同成果验收、共同专利及论文。
七、项目简介：
本项目属于棒线材制造过程的节能减排技术领域。
课题组创新性的研发了铸坯高拉速连铸工艺、铸轧界面铸坯优化“排队”技术、铸轧均质化控制技术，实现了双铸机、多轧线互联互通棒线材铸轧一体化生产。形成了如下核心技术和创新点：
1、通过转炉、连铸、轧线一体化系统工艺设计与装备技术自主研发，揭示了炼钢——连铸—轧钢能量流和物质流的运行规律，实现了三转炉、双铸机、多轧线互联互通铸轧一体化生产，形成了具有自主知识产权的绿色化工艺装备技术集成。
2、研发了基于产品性能一致性控制的铸轧方坯高拉速连铸技术。通过非均衡中间包流场控制、多铸流方坯一致冷却等技术，实现了160方铸坯高拉速稳定生产。
3、通过分析铸轧工艺条件下中间坯切分过程的温度变化规律，开发了铸轧多切分产品性能稳定控制模型，实现了棒材铸轧多切分产品的均质化生产。。
本项目已授权专利26项，其中发明专利12项，发表学术论文16篇，软件著作授权1项，形成团体标准2项。
八、客观评价：
该项目以贯彻执行国家节能减排政策为遵旨，系统地对铸坯高拉速铸坯提温工艺、方坯在铸轧界面的排队理论、快速输送及保温技术、直接轧制条件下钢材的均质化控制技术进行研究，经过生产线直接轧制工艺创新，设计制造了棒线材双铸机多轧线无加热铸轧一体化示范产线，形成了自主的知识产权和技术，降本增效和节能减排效果显著，产品质量性能均衡稳定，在长型材生产领域具有较好的推广应用价值。
经山西省金属学会组织专家评价，项目技术水平达到国际领先水平。
九、推广应用情况：
项目在首钢长钢和山西通才棒线材产品获得应用，与炉轧平均水平相比，吨钢能耗减少27 kgce/t、CO2排放减少 68 kg/t，取得了良好的降本和减碳效益。申报团队中的企业近三年累计增加销售收入超过了300亿元、创造直接经济效益超过了4亿元。
十、主要知识产权：
（一）授权发明专利十二项：
1、棒线材及其免加热直接轧制方法、工控设备2021 1 0897504.8
2、一种直接轧制生产长型材的方法2013 1 0475792.3
3、直接轧制长型材的力学性能控制方法2013 1 0507153.0
4、用于直接轧制方矩形钢坯的输送过程铸轧衔接方法 2017 1 0512233.3
5、用于直接轧制高温方坯连铸过程漏钢预报的方法及系统
2017 1 04608541
6、一种直接轧制方坯的应变控制工艺2018 1 1651322.7
7、用于减少直接轧制工艺连铸坯轧前头尾温差的控制方法
2018 1 1614600.1
8、一种高强钢筋冷却路径的控制方法2019 1 1417060.2
9、一种连铸坯不经过加热炉直接轧制生产细晶钢的方法
2019 1 1400039.1
10、一种高温钢坯经过加热炉的均温方法2019 1 1290199.5
11、一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法 201610589129X
12、600MPa级高强抗震耐候热轧钢筋分级控制冷却工艺201911331948.4
（二）授权实用新型专利十四项：
1、一种用于高温钢坯保温输送直接轧制的保温装置2021 2 0578224.6
2、一种适用于方坯高拉速连铸的结晶器铜管2019 2 2265223.1
3、一种连铸坯温度均匀化控制的结构装置2017 2 1453885.6
4、一种高效隔热耐高温的辊子结构2017 2 0898653.5
5、一种连铸坯运送装置2021 2 1353350.8
6、适用于金属长材的转向输送装置 2022 2 2954384.3
7、一种板坯边部保温补热装置 2022 2 0953382.X
8、一种便携式中间包水口辅助助烘烤装置2021 2 05807671
9、一种热轧带肋钢筋预切分进口导卫调整样棒2021 2 1358381.2
10、一种棒线材粗中轧导卫快速更换装置2021 2 1358214.8
11、一种浸入式水口对中装置2019 2 1139924.4
12、一种用于二冷水量异常的报警装置2020 2 3168192.7
13、一种拉矫机轴瓦冷却装置201821026163.7
14、一种用于长型材直轧工艺下的送钢节奏控制装置202022748311.X
（四）期刊发表论文16篇。
1、郭新文,徐兵伟,邸全康,等. 棒线材双铸机多轧线免加热直接轧制工艺研究[J]. 轧钢,2023,40(2):116-120.
2、张宏亮,冯光宏,王卫卫等.方坯直轧工艺下连铸坯温度场均匀性及切坯工艺优化[J/OL].上海金属:1-9[2023-09-25].
3、 张宏亮,冯光宏,刘鑫等.方坯直接轧制工艺铸-轧界面连铸坯排队过程的衔接优化[J].特殊钢,2021,42(05):1-5.
4、张宏亮,冯光宏,王宝山.直轧条件下含Nb钢筋中Nb(C,N)的析出强化机理及控冷工艺优化[J].金属热处理,2021,46(08):133-138.
5、Zhang H, Feng G, Wang B, et al. Influence of Temperature Uniformity of Billet before Rolling on Microstructure and Properties of Hot Rolled Rebar[C]//Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2019, 1213(5): 052021.
6、Xin L, Guanghong F, Yuanhong Q. The Effect of Direct Rolling of Without-heating process on the Microstructure and Properties of a 400 MPa Rebar[C]//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2018, 317(1): 012003.
7、刘鑫,冯光宏,张宏亮等.方坯直轧工艺对钢筋组织和性能差异性的影响[J].钢铁,2018,53(12):86-93.
8、郝晋阳,冯光宏,张宏亮.由方坯直接轧制的型钢组织与力学性能研究[J].热加工工艺,2017,46(01):117-119+122.
9、郝晋阳,冯光宏,张宏亮.连铸方坯直接轧制温度场及产品性能研究[J].钢铁钒钛,2016,37(03):119-123.
10、冯光宏.轧钢工序节能技术分析[J].中国冶金,2006(11):37-40+53.
11、冯光宏,周晓玉,张宏亮.我国钢铁行业能源利用效率探讨[J].特钢技术,2014,20(02):1-3+12.
12、徐兵伟,邸全康,詹卫金,等. 直接轧制HRB500E钢筋生产工艺研究[J]. 山西冶金,2023,46(3):129-130,157.
13、张存旺,徐兵伟,张联兵. 铌钒复合HRB500E钢筋的研制与生产[J]. 山西冶金,2021,44(6):100-101,104.
14、张联兵,张存旺,周玉丽,等. 矿用高强韧性和高精度锚杆钢的研发与生产[J]. 山西冶金,2022,45(3):42-44,67.
15、王晓晨,刘洋洋,罗志俊,等. 棒线材连轧全部道次轧件尺寸预测通用模型[J]. 中国冶金,2023,33(2):129-134.
16、关文博. 锰硫比对HRB400E直接轧制劈头的影响[J]. 山西冶金,2020,43(2):44-45,56.
（五）软件著作权1项。
连铸坯温度分布数值计算软件 中华人民共和国国家版权局计算机软件著作权登记证书，软著登记第10762612.
十一、创新推广贡献：
本项目设计制造了棒线材双铸机多轧线无加热铸轧一体化示范产线，起草2项涉及铸轧一体化技术的团体标准，并且节能减排和经济效益显著，在长型材领域具有广泛的推广应用价值，对我国实施碳达峰、碳中和具有重大意义。
公示时间:2023年10月9日--10月16日,如有意见或问题，可自公示期间向南京净环热冶金工程有限公司公司办公室反映。反映问题应实事求是，可当面反映、书面反映、电话反映，电话：025-84829985,也可以通过电子邮箱反映：13951729928@163.com。
南京净环热冶金工程有限公司
2023年10月9日
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