技术、装备、产品与服务集成创新
3.10联钢：薄规格高强度工程机械用钢、耐磨用钢（最小厚度2mm）全球领先
我国工程机械用高强钢、耐磨钢引进已久，规格薄是“短板”中的“短板”，进口产品价格昂贵、交货期无法保证，制约了我国工程机械行业的发展。连钢与高校合作，自主创新研发出可处理厚度2mm的最薄淬火专机，开发出2250热轧直接淬火和离线辊式淬火新技术，批量生产薄规格、热轧热处理板。开发出工程机械用钢和牌号NM600，均为世界最高牌号结构钢和耐磨钢板，全球首发，荣获中国钢铁协会新产品市场开拓奖。 2018年以来，突破了世界最薄2mm淬火板制备技术，形成了工程用钢、耐磨钢两大类产品，整体达到国际领先水平，目前连钢已成为全球最大的薄规格热处理高强板生产基地，年产能超过120万吨，成为国内最大的薄规格高强钢板生产商，连续多年蝉联世界单项冠军。
3.11 TMCP装备创新提升复杂型钢质量水平
复杂截面型钢以其力学性能好、承载能力大、加工安装方便、省时省力、外形美观、可回收利用等独特优点，在众多钢结构中占据主导地位，使用量日益增加，市场前景十分广阔。
东北大学研发了新一代复杂截面钢材TMCP系列装备及控制技术，核心是基于新一代超快速冷却均匀化控制理论，其特点是控制轧件在有限（通常很短）的时间内快速冷却到目标温度，实现组织与性能的精确控制。超快速冷却设备体积小、流体热交换效率高、冷却速度快、自动控制功能完善，解决了复杂截面钢材不同部位、厚度不同引起的冷却均匀性和弯曲变形问题，显著提高了产品的综合力学性能、使用性能和生产效率，实现了产品构件经济设计和减少生产，创造了更大的经济效益和社会效益。
根据H型钢规格、生产线特点及轧制工艺，开发了一系列小、中、大、重型H型钢轧后超快速冷却及调质成套设备、控制系统及冷却数学模型，公司自主研发的装备和技术已成功应用于马钢大厂、津西钢铁、日照钢铁、河北天柱钢铁及马钢重型线生产线，系统的投产大大提高了产品的性能，相继开发出低成本的Q355B、Q420、等等级产品，使Q355级H型钢屈服强度提高50MPa以上，减少Mn元素加入量，降低碳当量； Q355级H型钢屈服强度提高70MPa以上，降低V合金添加量，组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体，晶粒尺寸达到9.0级以上，取得了良好的经济效益；由于轧后应用超快速冷却，上部冷床温度大幅降低，省去了原有的冷床雾化冷却系统，释放了冷床产能，大大提高了产品表面质量，实现了H型钢轧后冷却系统的自主研发，部分生产线成套轧线系统由国外引进，仅东北大学提供轧后冷却设备，相继开发了低成本Q355B、Q420、55C等级产品，取得了良好的经济效益。
东北大学与山东石横特钢合作研制大规格角钢轧后快速冷却系统，开发角钢高冷却速度均匀冷却设备，采用分段冷却技术、法兰冷却独立单元控制技术，解决了单对称复杂钢材冷却均匀性和弯曲变形问题。常规热轧高强度角钢多采用高纯净钢冶炼（炼钢采用RH精炼）+增加合金元素添加量+高温轧制+冷床自然冷却工艺，生产成本高，冲击韧性难以保证。本项目以沉淀强化为主要强化机理，采用经济纯净钢冶炼+精轧前中间坯控温轧制+超快速冷却的工艺路线，产品晶粒度达到9.0以上。成功开发了特高压输电塔用高强度高韧性Q420（C、D、E级）系列角钢。高强度角钢冲击韧性的稳定，降低了对钢材洁净度的要求，降低了VN含量0.05%，平均利润在1200元/吨以上，经济效益显著。
船用L型钢、球扁钢是典型的非对称截面钢，属于复杂截面钢材，是应用轧后超快速冷却技术难度比较高的产品，东北大学根据产品结构特点和轧机布置情况，成功开发了船用L型钢轧后超快速冷却装备与技术，减少了DH36船用钢在轧制过程和冷床上冷却时的变形，降低了残余应力，实现了高强钢的减产，满足了用户要求，该设备已在现场安装完毕，目前正处于试轧阶段。
绿色战略引领新一代绿色钢铁材料发展
近年来，全球环境问题日益严峻，CO2减排成为热点问题，我国已作出3060年实现碳达峰、碳中和的庄严承诺，钢铁行业是典型的资源密集型、能源密集型流程工业，是国民经济的主要支柱产业。高炉—转炉长流程长期占据我国钢铁生产的主导地位，我国钢铁行业CO2排放量占世界总排放量的5%-7%，占全国总排放量的15%左右，因此，钢铁行业需要进行绿色转型，围绕钢铁产业链布局绿色创新链，实现全过程节能减排，环境友好、稳定流畅、高效低耗、降本增效。同时实现产品的绿色化，为社会提供优质、减钢增效、全生命周期环境友好的产品。因此钢铁行业绿色化必然促进钢铁产品的绿色化、高效化、质量化，因此采用低碳绿色钢铁生产技术，生产出低碳绿色产品是我们双碳工作的主要内容之一。1）炼铁工序：在炼铁工序，开展低碳炼铁技术研究，减少碳排放，降低燃料消耗，降低成本，稳定生产，优化炼铁工艺，喷氢、高压喷氧、热压炼铁焦等技术可显著减排增效。炼铁系统开展的“数字化高炉”研究，也实现了生产工序稳定，铁水质量提高，防止降炉事故，降低燃料消耗，提高生产产量。 2）炼钢、精炼和连铸工艺：在炼钢、精炼过程中，发展洁净钢冶炼技术，控制钢中夹杂物，降低钢中有害元素，采用“数字化炼钢”技术，可精确控制终点温度、终点成分和冶炼时间，从而提高钢水质量；采用无缺陷方坯连铸技术，提高连铸坯质量，减少裂纹、偏析、夹杂、疏松等凝固缺陷；采用高速连铸技术，提高连铸效率等；高废钢比炼钢技术、有效利用废钢资源是当前的一大热点课题。针对高锰钢、高硅钢、高铝钢的发展需要，积极开展炼钢、连铸工艺及保护渣研究，克服这些元素的负面影响，稳定工艺。 3）轧钢工艺：在连铸与轧钢的接口处，发展连铸、直接轧制或无头轧制等短流程技术，继续推广应用TMCP技术，TMCP技术由板材发展到型材、管材，由普通钢发展到特钢、合金钢，由长流程发展到短流程，促进减产、提高性能。特别是TMCP设备向钢管、型材生产的推广，改变了型材、管材的生产理念，为其发展注入了新的活力。
“数字化轧钢”正在探索产品尺寸、材质、表面一体化控制，这是一个潜力巨大的应用场景，这些绿色化、数字化转型举措，大大提高了产品质量和产量，降低了成本、降低了消耗，提高了生产效率，对钢铁行业高质量发展具有重要意义。在此形势下，高强度钢、耐腐蚀钢、高性能钢等绿色钢铁产品迅速发展，取得了显著成效。
4.1首钢：优质绿色商用车轮钢助力商用车降低碳排放
作为首钢招牌产品，高品质商用车车轮钢（650-）在产品设计、优质高效制备、关键应用技术等方面达到国际领先水平，荣获2020年度中国钢铁行业产品开发市场开拓奖等奖项，解决了轻量化钢制商用车车轮的材料难题，成功应用于正兴车轮、日上集团、兴民智通等国内车轮制造龙头上市公司的轻量化车轮产品，并出口德国、日本、美国等多个国家，被一汽、日野、宇通等国内外汽车企业广泛应用。
首钢650车轮钢替代传统高强度车轮钢，实现单轮减重8%-16%，疲劳寿命超过100万次，该系列产品总供货量近30万吨，可生产车轮约610万套，约装备26.5万辆重卡，610万套轻量化车轮节省钢材约1.8万吨，减少碳排放3.6万吨。以货车年运输里程20万公里计算，每辆货车每年可节省燃油约662升，每辆货车碳排放量与商用车年均减少量约1.76亿升，26.5万辆商用车每年可节省燃油1.76亿升，年二氧化碳排放量约44万吨。该系列产品市场占有率超过60%，极大地推动了我国车轮及商用车轻量化进程。
4.2 太钢：低成本、高性能不锈钢
太钢是我国不锈钢龙头企业，长期致力于低成本、耐腐蚀不锈钢产品的生产，公司在低成本、经济性、高性能产品上不断取得突破，创造了巨大的经济效益和社会效益。
高铬超纯铁素体不锈钢。超纯铁素体不锈钢是20世纪70年代中期发展起来的，铬含量超过25%，钼含量为1%-4%，有的钢种还含有少量的镍。耐点蚀指数PRE≥35，耐腐蚀性能远远优于常规铁素体不锈钢，相当于超级奥氏体或镍基合金。同时该类不锈钢还具有热膨胀系数小、热导率高、对应力腐蚀不敏感、焊接性能优良等特点，是热交换器行业或大型建筑屋顶的理想材料。太钢科研团队在充分调研服役环境的前提下，开展了大量的研究工作，解决了合金元素优化设计、超低碳氮冶炼技术、雾面控制技术等难题，成功开发了焊接技术，系列高铬铁素体不锈钢在热交换器行业、建筑行业得到大批量应用，填补了国内空白，利用太钢超级铁素体不锈钢冷板生产的焊管实际质量已达到美国普利茅斯公司同类产品水平，应用于机场、体育馆、冷凝器、热交换器等领域。
经济型双相不锈钢。以双相不锈钢为代表的高性能、资源节约型不锈钢具有强度高、质量轻、寿命长、合金成本低等特点，应用十分广泛，适应当前“碳达峰、碳中和”政策要求。双相不锈钢具有强度高、抗Cl-点蚀性能好、抗应力腐蚀性能好、焊接性好等特点，与同等耐蚀等级的奥氏体不锈钢相比，贵重合金Ni、Mo含量降低50%以上，成为资源节约型不锈钢品种的典型代表。近年来，太钢围绕经济型双相不锈钢开展了大量研发工作，解决了冶炼连铸技术、低氧高洁净度控制、热加工技术、热处理技术、板材酸洗工艺、冷板高强度工艺、焊接技术等问题，成功开发了TDS-630等系列板材。产品实现了极低成本与高性能的完美结合，广泛应用于石油、化工、船舶、核电、交通运输等众多领域有着广阔的应用前景。
低成本、高强度Cr13不锈钢铁路货车。降低不锈钢制造成本、替代碳钢材料、扩大应用领域成为不锈钢企业的重点发展方向，低成本、高强度Cr13不锈钢合金元素含量低，不含或含极少贵金属元素，强度高，耐蚀性好，有一定的加工性能，是一种性价比高的资源节约型不锈钢材料。以T4003、、、、、TBL12为代表的一系列低成本高强度Cr13不锈钢解决了低成本设计、热处理技术、用户加工工艺等问题，实现了低成本与高性能的良好匹配。
电子电路行业用冷板。为马氏体沉淀硬化不锈钢，生产难度主要集中在成品极高的硬度及均匀性、优良的板形、同板极低的厚度差。目前该产品全部从日本进口，是我国典型的“瓶颈”产品。太钢开展的主要技术工作包括热加工技术、时效处理技术、低厚度差控制技术、合理的热轧冷轧凸度控制、超平整板形控制等。公司在技术等方面取得突破，打破了日本产品的垄断，将在智能锁、传送带等领域得到应用。此外，太钢还在光伏低碳清洁能源用铁镍基合金、航空模具用Ni36因瓦合金材料等研发方面取得重大进展，解决了市场的迫切需求。
4.3鞍钢：新一代铁路车辆、天然气管道用耐腐蚀钢
为解决铁路露天煤车酸性介质、输气管道硫酸腐蚀问题，鞍钢采用Cr、Ni、Cu、Sb等元素复合优化成分体系，创新传统耐候钢合金设计理念；结合透射电镜技术，在原子尺度上揭示表面膜组织在严酷腐蚀环境下的耐蚀机理。首次发现Sb、Cr在锈层中协同富集，形成致密的锈层，显著阻碍腐蚀。公司开发了新一代铁路车辆耐腐蚀钢，全流程关键技术掌握，工艺和质量稳定，钢板性能优于国内外同类产品实际水平，产品具有优异的耐蚀性、高强度、高韧性、易焊接和优良的冷成型性能，成功应用于世界先进的27吨轴重改型铁路货车C80E及企业输气管网建设。该技术达到国际领先水平，大大提高我国钢铁材料、铁路运输装备、天然气管道工程等的国际竞争力。
4.4 东达：氧化铁皮控制技术
本项目针对热轧钢材氧化行为控制这一世界性难题，通过关键单体技术研发，解决了氧化皮粘附与组织转变控制、氧化皮界面曲率控制、高效除鳞等核心问题，研发出热轧过程氧化行为跟踪智能控制系统，形成具有完全自主知识产权的全套热轧氧化控制技术，不仅解决了常见的典型表面缺陷问题，而且使氧化皮免于酸洗。项目实现了氧化皮高粘附与组织控制机理与技术、合金元素选择性氧化相互作用、FeO韧脆转变行为等。公司取得了“喷裂”除鳞技术、钢材氧化行为在线软测量、最优工艺智能控制等重大科技创新成果。
该项目在国家和企业重大项目的持续支持下，历经十余年研发，通过对钢材热轧氧化行为与机理的系统研究，开发出具有完全自主知识产权的表面质量控制技术，已在鞍钢、河钢、太钢、宝武、马钢、连钢等19家钢铁企业推广应用，覆盖热轧、薄板坯连铸连轧、中厚板、高速线材等45条生产线。技术实现了对C-Mn钢、低碳钢、低合金钢等一系列钢种的全覆盖，并推广到高碳钢高速线材、CSP无取向硅钢、镍基低温钢等，覆盖热轧品种80%以上。开发了覆盖400-强度级别的免酸洗钢，实现了结构钢的免酸洗加工；系列高强度酸洗板表面满足宝马等汽车企业、海尔等家电企业的严格要求，替代了国外同类产品；工程机械用钢表面质量超过日本标准要求，成为日本高端工程机械制造商专用产品；有效消除了高强度、超高强度船板用钢表面色差，满足了我国国防“重武器”对表面质量的严格要求。三年来，涉及产能已超过6500万吨，创造直接经济效益20.88亿元。相关技术已出口到韩国浦项钢铁、现代制铁等公司，并在工业上得到应用。
薄板坯连铸连轧表面质量控制技术成功出口韩国浦项钢铁，为其无头轧CEM生产线改善热轧板氧化皮厚度及组织提供技术支撑，最优过程控制属国际首创，相关技术已成功出口至韩国现代制铁第二热轧生产线并进行示范应用。
4.5 高性能含Nb耐候桥梁钢的开发
推动桥梁钢绿色发展最具代表性的钢种是耐候桥梁钢。“十三五”、“十四五”期间，高性能含Nb耐候桥梁钢的开发取得突破性进展，国内耐候钢桥梁的发展已由涂装、半涂装推向无涂装发展的新阶段。目前，中信金属铌微合金化技术中心已与南钢、鞍钢、首钢等合作开发了铌基微合金化技术及TMCP工艺，开发了、、等系列钢种，特别是鞍钢、首钢开发的高强度、高韧性、高耐候、低屈强比钢种（-60℃冲击吸收功不小于47J，Y/T不大于0.86）成功应用于中俄黑河大桥，将耐候桥梁钢的发展推向了新的高度。另外，拉林铁路藏木雅鲁藏布江大桥（ ）和官厅水库高速公路大桥（ ）都是典型的免油漆钢桥。
材料创新基础设施建设与数字化转型助力工艺优化和新材料开发
当今世界已进入数字化时代，钢铁行业必须与数字经济、数字技术相结合，充分发挥钢铁行业应用场景和数据资源优势，以工业互联网为载体，利用实验室、中试平台、生产线等数据感知、精准执行，以边缘工艺设定模型的数字孪生和CPS为核心，以数字化驱动的云平台为支撑，构建钢铁企业数字化创新基础设施，加速推进钢铁行业数字化转型。这项工作在钢铁企业的实验室、中试厂建设上已经进行了十余年，我国钢铁行业大多数企业的研究院或技术中心都配备了各类仿真设备和中试厂，为这些企业的技术进步和产品质量创新发挥了重要作用。评价、表征的实验工具主要包括各类材料组织分析、性能测定的仪器设备等，这方面长期以来受到重视，过去投入较大。原子探针、球差校正透射电子显微镜、等先进分析仪器日益普及。用于合成和加工的实验工具主要是各种物理模拟实验工具，按照规模大小，物理模拟实验工具可分为三类，即实验室级实验工具、中试级实验工具和生产线级实验工具。目前已研制出热模拟试验机、连续退火模拟试验机、涂层模拟试验机、连铸实验模拟器、纽扣式冶炼装置等一批实验室级物理模拟装置，并在企业中得到广泛应用。
中试物理模拟实验手段也得到广泛应用。太钢技术中心、河钢集团钢铁研究院、鞍山钢铁研究院、宝钢中央研究院、山东钢铁日照基地等企业建设的中试基地中，新建了实验小型转炉、电炉、电渣炉等冶炼设备，以及各类热轧机及轧后控冷装置、冷轧实验机、连续热处理及涂层试验线等轧制、热处理中试线。一些小高炉、转炉、连铸生产设备也保留作为中试设备，发挥炼铁、炼钢、连铸绿色化、数字化作用。这些中试基地都达到了很高的水平，大部分处于国际领先水平，具有重要的国际影响。公司组织技术人员利用这些设备仪器优化产品工艺、开发新产品、研制新设备样机，取得了丰硕的成果，提高了公司的自主研发能力和创新能力，培养了公司的科技创新队伍，增强了公司的核心竞争力。薄带连铸、薄板坯连铸等新工艺中试设备也在我国短流程生产工艺装备研发中发挥了重要作用。
产线级实验工具可以利用产线上所有可用的大数据进行机器学习、深度学习，挖掘出产线中隐藏的一切规律，破解整个钢铁流程的“黑箱”，对于提高研发效率、降低研发成本具有重要意义。
2017年，国家《原材料工业智能制造科技“十三五”规划》汇集了企业、学校、科研机构的研究力量，系统研究钢铁工业数字化转型高质量发展的目标、路线和具体举措，这些努力的最终目标是利用工业互联网、云计算、大数据、人工智能、5G等最先进的信息通信技术，破解钢铁全流程的“黑箱”，建立“数据驱动、软件定义、虚实映射、泛在连接、异构融合、系统自治等六大特征的信息物理系统”。
钢铁企业，例如集团的 Iron和Steel，Valin Group的， Group的新铁和钢铁， Iron and Steel Group的Laiwu Iron和Steel， Iron and Steel Co.我逐渐意识到，钢铁行业必须与数字经济和数字技术集成，使钢铁行业的应用程序场景和数据资源的优势完全发挥作用，并以工业互联网作为运营商来建立数字钢铁行业。
经过数年的艰苦探索，我们在数据驱动的数字转型，“黑匣子”破裂，数字双胞胎设置模型，数字驱动的资源优化和管理云平台，网络通信和数据中心的构造方面取得了重要的进展，具有改善的产品质量，更有效的生产过程，对新产品的努力进行了更高的努力。钢材材料的基础架构和钢铁行业的数字转换：数据驱动的IT架构（简单和灵活）；数据处理功能，提取，转换，存储（时间序列）过程设置完整的数字双胞胎模型的控制；数据驱动的授权：信息 - 智能分析 - 智能决策专业的执行；制造的主要过程，集成的虚拟模型和CPS（数据驱动）（数据驱动）在数据驱动的过程中成本，提高效率，促进使用和促销和快速转换：无代码的编程，易于学习，易于促进，形成数字生态系统 - 驱动的IT体系结构，安全发射，避免风险），安全可靠的数字化转换。
我们认为，材料行业的数字化转型和材料创新基础设施的构建将发挥放大，乘法和数字技术的叠加，降低材料开发的成本，提高材料开发的效率，并对我国家的新钢材的发展产生很大的影响，并将材料的发展和材料的优化和较低的材料和较低的作用。钢材将席卷中国并带领世界，为中国经济的可持续发展做出贡献。
结论
当我们对第20届CPC国民大会的庆祝活动中，我们回顾了过去十年的钢铁行业的快速发展，并算出了钢铁的令人眼花and乱的产品创新。独立创新，解决社会发展，经济建设和国家安全问题。
我们必须充分发挥社会主义系统的优势，深入整合生产，教育和研究，实现钢铁行业的技术设备 - 产品的综合创新，解决“阻止点”的问题，“困难”和“缺点”，“缺点”，增强整个行业的稳定性。在环保，稳定和平稳的效率和低消耗，降低成本并提高产品的过程中，钢铁行业与数字经济和数字技术融为一体，以建立良好的钢材材料创新基础设施，并实现钢铁行业的数字化转型，以使我们的钢铁公司成为领先的钢铁产品。国际领先的工业集群！