安徽省高性能金属材料产业技术发展指南修订稿

安徽省高性能金属材料产业技术发展指南

集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

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安徽省高性能金属材料产业技术发展指南

本指南中的高性能金属材料主要指符合产品结构调整方向、节能环保、可持续发展的高性能钢铁材料。钢铁材料因其优良的性能、良好的经济性、资源的可获取性以及应用领域的广泛性，成为国民经济建设极其重要的基础和支柱材料,也是我省具有比较优势和发展潜力的支柱产业之一。为把握高性能金属材料产业技术发展制高点，提升产业核心竞争力，支撑后金融危机条件下我省高性能金属材料产业全面、协调和可持续发展，特制定《安徽省高性能金属材料产业技术发展指南》(2010—2015年)。

一、发展现状及趋势

经过多年的技术创新，我省高性能钢铁金属材料产业已建立了现代化大型常规流程和CSP(薄板坯连铸连轧)短流程两大体系的热轧、冷轧和涂镀精品薄板生产基地，拥有了先进的系列大、小H型钢生产线、高速重载车轮生产线、高速线材和高速棒材生产线等具有世界先进水平的制造装备。钢材年产量达到2000万吨,产品覆盖“轮、型、板、线、管”五大体系,形成了高性能汽车板、环保型家电板、无取向冷轧电工钢、以“西气东输”工程用X80为代表的系列管线钢、高强度船板、锅炉板、耐候钢板、桥梁板、全系列H型钢、大型U型钢、在线软化冷镦钢和非调质

冷镦钢、铁道专用钢材、球墨铸铁管和油井管等一系列名牌优势钢铁产品。

以马钢集团、新兴铸管、天大石油管材公司等为代表的钢铁和金属制品企业，与安徽工业大学、合肥工业大学以及中科院合肥物质研究院等科研院所共同打造了“产学研”合作平台，建立了国家级新材料成果转化及产业化基地、国家级钢铁材料理化检验试验室、国家级金属矿产资源高效循环利用工程研究中心，国家级技术研究中心。拥有大型冶金成套设备和备件的制造能力。大型冷连轧和热连轧机架、大型转炉大包回转台、大型环保干熄焦车辆、潜孔钻机、大型磁选和浮选设备、环保设备以及矿山服务车等的制造技术，在国内居领先水平。我省高性能钢铁金属材料产业技术已具有坚实的基础，具备快速发展的实力。

高性能钢铁金属材料产业技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:冶金废弃物的资源化利用，构建新的冶金资源体系，开发冶金资源及能源可循环、生态化高效利用技术；开发并完善短流程及常规流程的可循环钢铁材料制造流程，优化高效、低成本洁净钢制造技术和先进轧制技术，开发低碳型冶金新工艺和新技术；钢铁材料向高性能、轻量化、功能化和经济型方向发展，支撑钢铁产品升级和结构优化；高性能金属材料产业技术的进步涉及多个学科领域，需要学科交叉，提供有力支撑。

二、发展思路

1、总体思路。以国家产业政策为指导，以市场为导向，以产业集中、调整结构、节能减排、产业升级为主线，采取“引进-消化-吸收-再创新”与自主创新相结合,并逐渐转向以自主创新为主的技术创新思路，着力推进可循环钢铁材料制造全流程、全系统的工艺技术进步，构架产业链延伸和相关产业协调发展的技术桥梁，培养一大批高技术人才，形成系统的核心技术专利、标准与成果，支撑高性能金属材料产业进一步优化品种、调整结构、降低成本和提高核心竞争力。

2、技术路线。深入研究后金融危机条件下高性能钢铁金属材料产业发展的特点，充分发挥企业、高校、科研院所和产业链上用户的各自优势，整合各方技术力量和创新资源，采取“产学研用”相结合的技术创新模式，构建并依托以国家、省部级重点实验室、工程(技术)研究中心和产业技术创新战略联盟等为核心的技术创新平台，发展冶金资源及能源的可循环、生态化高效利用技术，突破先进钢铁制造流程的共性冶金工艺技术瓶颈，着力开发高速车轮、轻量化先进高强度汽车板、高性能无取向和取向电工钢、管线钢、高效节约型建筑用钢、功能化环保型涂镀板带、高质量高强度结构用钢等高性能高附加值产品，快速推进产品结构调整，开创高性能钢铁金属材料产业的低碳、高效和可持续发展新模式。

三、优先发展领域与发展重点

（一）冶金资源及能源的可循环、生态化高效利用技术

1、原料劣化条件下的冶金资源高效利用技术。重点开发劣质含铁冶金资源如高铝铁矿、褐铁矿、菱铁矿等互补性配矿技术、大配比利用技术。研究高炉条件下不同劣质原料的冶金性能、冶炼特性、行为及其与之适应的冶炼技术与工艺。开展煤焦资源劣化条件下高硫、高灰分炼焦用煤及炼焦配煤替代性研究，非焦煤改性后炼焦工艺与技术研究，开发出由劣质焦煤资源制备合格冶金焦的关键技术。探索非高炉流程高纯铁制造技术以及低杂质金属化球团制备及其直接炼钢技术。

2、冶金固体废弃物资源化和生态化利用技术。建立钢铁企业固体排放物合理的资源化与生态化高效利用模式，重点开展冶金固废资源化处理关键技术的开发及应用基础研究，开发转炉钢渣预处理新技术与新工艺，显着改善钢渣的不良物性，实现资源化、产品化利用；完善风碎钢渣资源化处理技术，建立合理完整的系统处理工艺，开发相应的应用技术并建立标准与规范；研究开发冶金固废高附加值、精细化、直接材料化利用的关键技术；研究含锌冶金尘泥的高效利用技术，开发并优化转底炉处理工艺；开发难处理冶金固体废弃物全组分、大宗量、高效与循环利用共性技术。

3、低碳冶炼新工艺和新技术。创新传统烧结、高炉炼铁工艺，大幅度降低能耗和减少温室气体排放，重点研究纯氧混合喷吹煤粉和富氢燃气高炉技术，开发全间接还原高炉新工艺，吨铁

焦比降低50～100千克，高炉利用系数提高30%～50%；开发含碳球团生产金属化球团的非高炉炼铁新工艺，大幅度降低生铁生产成本，减少温室气体排放；开发控制烧结过程二恶英生成技术及废气分离处理技术。

4、冶金流程节能新技术。开展钢铁制造各工序能源高效利用技术研究，在工序节能方面，以单元设备系统的操作优化和技术改造为手段，优化冶金流程各工序关键设备运行参数，实现工序能源的高效利用。在系统节能方面，开发基于ERP(企业资源计划)和EMS(能源管理系统）的大型能源管理系统，研究能源系统组态，实现监控功能和管理策略。

（二）钢铁制造流程的化学冶金工艺技术

1、先进超高功率电弧炉炼钢工艺技术。开展超高功率电弧炉炼钢工艺的高效化、低成本和环保化研究，重点开发包括废钢、铁水、直接还原铁等主要原料在内的电弧炉炼钢用经济炉料结构及利用技术、全量废钢预处理技术、铁水热装工艺技术，开发电弧炉强化冶炼技术研究和超高功率电弧炉-炉外精炼匹配技术。开发超高功率电弧炉供电技术、智能化电弧炉电极调节技术、炼钢过程智能化控制技术。

2、洁净钢及无缺陷铸坯制造技术。基于高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸长流程和基于电弧炉-精炼-连铸短流程,开发冶金功能合理分配、产品导向的洁净钢制造技术及无缺陷铸坯工艺，建立高效化、经济型、模块化的洁净钢生产工艺平台。重点

研究钢中有害微量元素和夹杂物的控制技术，提高代表性钢种的洁净度；研究不同合金体系中钢中夹杂物的分布规律和去除机理，开发经济型、全流程夹杂物控制技术；研究不同合金体系铸坯表面缺陷及内部缺陷形成机理，开发无缺陷铸坯控制技术；开展氧化物冶金研究，探索利用夹杂物提升材料性能的技术。

（三）高性能金属材料产品开发技术

1、高速车轮产品开发技术。系统研究我国高速客运专线轮、轨相互作用关系，研究合金化方式对高速车轮组织、性能、热物性及服役性能的影响，形成我国高速车轮合金化体系。开发高洁净度、均质度、致密度的关键冶金技术，热处理关键工艺，锻压、轧制工艺柔性设计及先进加工技术，制造过程的全系统监控检测技术，形成高速车轮系统制造技术，开发出适用于我国高速客运专线的250Km/h等级和350Km/h等级的高速车轮，开发具有环境友好特征的减噪车轮，实物质量和技术经济指标达到国际先进水平。

2、轻量化先进高强汽车用钢开发技术。研究适用于汽车轻量化车轮、车身结构件和覆盖件的高强级热轧双相钢和冷轧双相钢关键技术；开发适用于高强度汽车结构件的高强度钢板及先进制造技术；开发中高端轿车车身用高强涂镀汽车板及表面质量控制技术；建立先进高强钢汽车板性能数据库。开发先进高强钢板的冲压成形技术、热成形技术、液压成形技术、先进高强钢车轮的冲压及旋压成形技术。

3、激光拼焊汽车板开发技术。以汽车车身轻量化为目标，开展激光拼焊汽车零部件的设计技术、汽车板的激光拼焊工艺、焊缝缺陷检测技术和成形技术研究，开展激光拼焊车身零部件的设计技术、焊接工艺和焊接性能评价技术研究，建立汽车板激光焊接性能的评价体系和不同组合汽车板的焊接工艺数据库。研究激光拼焊板焊缝缺陷及拼焊板质量的在线检测技术，建立拼焊板激光焊接过程的数值仿真平台，形成拼焊板激光焊接的系统仿真技术。开展激光拼焊汽车板的应用技术研究，建立激光拼焊板的成形性能评价方法。

4、高性能电工钢开发技术。以CSP流程为依托，开发适用于大型水轮电机、汽轮发电机和节能高效电机用高性能、高牌号无取向电工钢生产技术。研究开发新型抑制剂、后加入抑制剂以及无抑制剂生产高磁感取向电工钢的技术，开发基于CSP流程或传统流程的取向电工钢成套生产技术。

5、高效节约型建筑用钢产品开发技术。开发低成本、高强度、耐候、耐火建筑用热轧型钢和钢板。开展高效节约型热轧钢筋在不同环境中的服役性能研究，钢筋焊接和机械连接配套技术研究，钢结构加工制作与钢铁产品深加工技术研究;开展建筑用钢腐蚀机理、防锈新工艺研究，涂层、缓蚀剂等防蚀技术研究，开展钢结构防火设计及耐火涂料开发研究;制订高效节约型建筑用钢系列产品及其应用的标准规范。

6、功能化环保型涂镀板带产品开发技术。以满足汽车、家电和高档建筑等用户需求为目标，开发环保型、功能化涂镀板带产品及其应用技术。重点研究涂层自润滑功能的控制技术；研究薄板表面镀层锌铁合金化的成相规律、工艺影响因素，开发高质量锌铁合金化热镀锌钢带；研究无铬耐指纹涂层的控制工艺以及影响耐指纹特性的关键技术，开发无铬耐指纹热镀锌板带；开发新型热镀锌、锌铁合金化和热镀铝锌无铬钝化处理液，实现工业化应用。建立相应产品的工艺性能评价体系。

7、高强度机械用钢、热轧结构钢板和钢管开发技术。开展成分控制、冶炼和炉外精炼、连铸工艺、控制轧制和控制冷却以及热处理工艺研究，开发出韧性、焊接、疲劳性能优良的高强度机械用钢,适应大线能量焊接的高强度船板,新一代耐腐蚀、高强韧性桥梁用钢和配套加工工艺,高成形性热轧结构钢,用于国家重点工程的高钢级管线钢,高等级抗H2S腐蚀系列油井管用热轧板带；耐腐蚀、抗挤毁、高钢级石油油井管产品。开展大口径全焊接球阀设计和加工技术研究。

8、先进铸造、先进粉末冶金技术。开发基于消失模工艺技术的大型箱体类铸造工艺, 研究满足要求的消失模涂料，优化铸件结构设计与造型工艺设计，开发静压多触头造型和铝合金压铸及重力铸造技术，开发灰铸铁、球铁和铝合金的高性能汽车关键零部件铸件。开发高强度铁基结构零件用铁粉和合金钢粉末、钨钼等难熔金属粉末、铜铝等有色金属粉末、超细镍粉、超细铁粉

等；研究粉末冶金成形烧结新技术与装备，开发铁基粉末温压成形技术、粉末冶金烧结硬化技术、粉末注射成形技术；开发高性能粉末冶金关键汽车零部件。

9、其它产品开发技术。研究以铝材为基质的电子铝箔、包装铝箔技术，开发节能电容器用腐蚀化成铝箔、高压铝箔、食品级半刚性涂层铝箔、射频铝箔、包装用铝箔等高性能高铝箔开发与产业化技术。开展爆炸复合材料超塑成型、金属材料薄板爆炸复合、铜铝电力设备等金属材料爆炸复合工艺技术研究。开发高附加值大型轧辊系统加工制造技术,开发高附加值大型系列支承辊。

四、创新公共平台建设

1、建设重点（工程）实验室。发挥安徽省冶金工程与资源综合利用重点实验室作用，吸引、凝聚、造就一批高水平人才或领军人物，面向企业技术需求，提升原始创新的能力，建成冶金工程与资源综合利用领域的应用基础研究基地、高新技术创新与成果转化基地、对外交流与开放基地和人才培养基地,力争省部共建，实现向国家级技术创新平台的转变。

2、建设工程（技术）研究中心。依托安徽省高效节约型建筑用钢工程研究中心、金属矿产资源高效利用工程研究中心，加大研发投入，进一步强化产学研合作，提升应用技术研发能力和工程化能力，推动集成、配套的工程化成果在相关行业的应用，

积极争取建设国家级高效节约型建筑用钢工程技术研究中心或冶金资源综合利用工程技术研究中心。

3、建设高性能金属材料产业技术创新联盟。聚集和整合省内外创新资源，利用安徽省快速发展的汽车产业和高性能精品汽车用钢研发和生产基地的优势，利用先进的车轮生产和研发基地的独特资源，以及建筑用钢工艺技术积淀及产品全系列化的优势和特色，建设安徽省汽车轻量化及先进高强汽车用钢产业技术创新联盟、高效节约型建筑用钢产业技术创新联盟等，推动相关产业实现技术突破，形成产业核心专利、标准和产业技术创新链，促进产业结构优化升级。

4、建设钢铁及其制品质量监督检验中心。整合省内政府、高校和企业的检验和试验资源，利用高校和企业丰富的网络信息资源和完备的分析测试条件，优势互补，联合建设省级和国家级钢铁及其制品质量检测中心，强化钢铁材料检测分析的公共服务平台，实现信息数据、分析检测等科技条件资源的共享。

附件：高性能金属材料产业科技项目表

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高性能金属材料产业科技项目表