高品质钢精准钙处理关键技术与在线控制软

年5月11日，中国金属学会组织召开了由北方工业大学、北京科技大学、中国第一重型机械股份公司、邯郸钢铁集团有限责任公司、巩义市恒众冶金材料有限公司合作完成的“高品质钢精准钙处理关键技术与在线控制软件开发及应用”科技成果评价视频会。

钢中非金属夹杂物的控制是生产高品质钢洁净化控制的重中之重，非金属夹杂物的特征直接影响钢产品的质量和性能，同时高熔点夹杂物会导致钢连铸过程的浸入式水口结瘤。钙处理技术是改性钢中非金属夹杂物的最常用、最直接、最有效的方法，在过去的几十年里，钙处理在减少水口结瘤和夹杂物控制等方面一直扮演着无可替代的角色，但由于钙本身化学性质活泼以及沸点低等特性，导致工业生产钙处理过程存在着喂钙量经验化、钙合金收得率波动大、改性夹杂物效果不稳定的行业瓶颈难题。此外，当前我国洁净钢相关热力学科研软件主要来自于国外，制约了我国钙处理技术的精准控制和在线应用。因此，有必要针对高品质钢钙处理改性夹杂物的精准性和稳定性开展深入和系统的研究，形成具有我国自主知识产权的钙处理在线热力学控制软件，准确有效地实现钢中夹杂物数量、组成和形态的稳定控制，为我国高品质钢产品质量的稳定提升提供技术支撑。

评价委员会认真听取了项目完成单位所作的技术报告、科技查新报告和经济效益报告，认为该项目针对钢液钙处理工业实践过程中存在的喂钙量经验化、钙合金收得率波动大、改性夹杂物效果不稳定的行业瓶颈难题，首次开发了高品质钢精准钙处理关键技术与在线控制软件，认为该成果达到了国际领先水平。主要创新点如下：

1.发明了厚壁无缝钙线制备新方法，提出了利用硅铁合金中微量伴生钙元素改性钢中夹杂物的新思路，开发了钙处理收得率大数据神经网络预报模型及其控制软件，解决了钙处理过程喷溅严重和钙收得率低的难题，实现了钙收得率的大幅度提升，喂钙线的平均钙收得率从15%稳定达到35%，硅铁合金中微量伴生钙元素的有效利用率达到85%。

2.揭示了钢液中氧化物夹杂中液相分数与连铸过程水口结瘤概率的定量关系，提出了通过控制氧化物夹杂熔点和杨氏模量提升钢中氧化物夹杂变形能力的新方法，发明了钢中硫化物夹杂弥散化析出的新技术，实现了钢中夹杂物定制化控制。

3.建立了钙处理改性钢中夹杂物成分预测的热力学模型，开发了钢液精准钙处理在线控制软件，该软件在国内多家钢铁企业在线使用，实现了高品质钢炉外精炼过程钢液精准钙处理的在线控制。

该成果出版学术专著1部，已获授权发明专利18项、软件著作权10项，发表学术论文56篇。该成果在国际上率先实现了钢液精准钙处理技术和在线控制软件在百吨级以上大型铸锭、不锈钢、重轨钢、管线钢和齿轮钢等高品质钢生产中的在线应用，推动了我国高品质钢的洁净化和精准化生产，促进了我国冶金工业软件的自主研发，经济、社会效益显著，应用前景广阔。