获奖项目名称：

第一完成单位：

北京科技大学

项目联系人：

王恩会

联系人电话：

15600563935

联系人邮箱：

wangenhui@ustb.edu.cn

项目简介：

2.1项目研究的目的意义
  高品质钢是在纯净度、组织、性能和一致性等方面达到极高水准的钢材，是支撑我国制造强国建设的关键材料。然而，我国部分高品质钢仍与国外领先水平存在明显差距，究其本质在于洁净化水平不够，尤其夹杂物精准控制更是百年难题。在影响钢产品质量和服役性能的“卡脖子”问题中，约有三分之一是由夹杂物造成。目前钢中夹杂物控制主要依赖冶炼技术/装备和工艺流程革新迭代，已取得大量实质成效，但伴随上述改进手段的日趋成熟，夹杂物控制水平出现瓶颈。作为冶炼工序反应器内衬的耐火材料（主要是镁质耐火材料）在服役过程中与钢液/熔渣的熔损反应对钢液洁净度的影响引起关注。
  本项目在国家自然科学基金及钢铁企业项目的持续支持下，由北京科技大学牵头联合唐山钢铁集团有限责任公司、芜湖新兴铸管有限责任公司和中天钢铁集团有限公司组成项目团队，联合开展了“产-学-研-用”全链条技术攻关，旨在揭示复杂服役环境下耐火材料蚀损机制及对钢中夹杂物生成和演变的影响规律，进而提出基于镁质耐火材料蚀损机制的高品质钢夹杂物调控新技术，实现了夹杂物溯源、由被动接受到主动利用的本质跨越，进一步推动系列高品质钢洁净化大规模生产，助力国家重大工程建设。
2.2主要技术创新点
  （1）创建了耐火材料蚀损评价新理论。从原子/分子尺度明晰了耐火材料蚀损机制，建立了耐火材料微/宏观蚀损过程的“数字-物理”耦合动力学模型，预测准确度达到96%，准确量化了不同因素对蚀损行为的影响权重。
  （2）提出了耐火材料等效加速测试新技术。发明了首台套多因素耦合条件下耐火材料蚀损行为等效测试装置，提出了加速测试因子，测试结果偏差不超过5%，实现了蚀损行为数据获取效率提升10倍以上。
  （3）开发了钢液中[Mg]的溯源、量化及演变分析新技术。基于实际冶炼条件下耐火材料与钢液/熔渣的反应规律，精准量化了耐火材料动态蚀损过程对钢液中[Mg]的影响权重，系统揭示了冶炼过程高熔点夹杂物的演变规律及改性的临界条件，为夹杂物精准控制提供理论支撑。
  （4）提出了高品质钢中高熔点夹杂物精准调控新技术。基于以上研究，开发了超低碳IF钢夹杂物微细化调控技术，解决了Al2O3夹杂易团簇聚集的共性难题，“针眼”缺陷发生率由6.67%降至1.75%，达到了首钢、宝武集团等为代表的国内一流钢厂水平，助力河钢集团成为国内第一大家电板和第二大汽车板供应商；开发了高铝超高强钢免钙处理条件下夹杂物低熔点化调控技术，实现了连浇18炉（3600吨）的新记录，大幅超过了日本新日铁（600吨）、韩国浦项（500吨）为代表的国际一流钢厂水平。以上技术拓展应用并支撑了能源穿管用钢、机械工程用钢、轴承钢和帘线钢等优特钢产线的稳定生产，助力西气东输、川藏铁路大桥等国家重大工程实施。
2.3成果产生的价值
  项目实施以来，申请国内外发明专利36件，已授权30件，登记软件著作权6件；出版专著2部，发表SCI/EI论文80篇；主持/参与颁布国家标准3项、团体3项。项目团队开发了基于镁质耐火材料蚀损机制的高品质钢夹杂物调控新技术，为我国钢铁工业高质量发展和制造强国建设提供重要支撑，近三年累计创效10.668亿元。2025年9月，由王福会和李晓刚教授等专家组成的中国腐蚀与防护学会评价委员会，一致认为该成果整体达到国际领先水平。