学科专业评审组:机械组
项目名称:宽谱系大断面不锈钢连铸关键技术与成套装备
提名单位: 陕西省科学技术厅
提名等级:一等奖
提名单位意见: 该项目面向国家高端特殊钢自主保障重大需求,提出了宽谱系不锈钢差异化连铸凝固调控方法,热物性预测模型覆盖国标全部200余种不锈钢牌号,支撑了国际特有新型氮系及双相高性能节镍不锈钢稳定量产;提出了多品规连铸全域工艺机制,研发了兼容方坯、大圆坯、矩形坯及宽厚板坯生产的不锈钢连铸工艺系统,实现高品质不锈钢“一机多谱”超高柔性制造;研发了极限断面不锈钢连铸核心装备及复杂载荷精度稳态保持技术,结晶器寿命提升134%、不锈钢铸坯振痕深度≤0.20mm、实现免修磨;开发了宽谱系不锈钢连铸数字孪生与知识图谱驱动智能管控系统,实现连铸坯温度的实时动态高保真预测,极限断面板坯缺陷率降低30%,设备综合能耗降低20%;多项核心技术填补国际空白。获授权发明专利58件、软件著作权23项,发表专著1部、学术论文56篇,成果总体达到国际领先水平。项目服务于新能源、海工、核电等战略领域和南极秦岭科考站等重大工程,经济与社会效益显著。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:丘铭军
    排名:1
    行政职务:总经理
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:全面统筹项目整体攻关与技术路线设计,主导凝固调控理论、超高柔性装备、核心装备及智能管控四大方向的关键技术突破,组织完成从数值模拟到成套装备的系统方案集成,并推动成果在国内外30余家大型企业应用,实现高端装备自主可控与产业化落地。完成了数字逻辑阀阵列液压伺服控制、低功耗液压位置保持等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇学术论文,相关成果获中国专利优秀奖,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、二、三、四项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第1、2项,附件2-2-12(专利奖证书),附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表),附件2-2-17(论文列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2022年“一种带冲洗的短行程高频率作动液压缸”获中国专利奖优秀奖,排名第1(证书编号:ZL201610696668.3);2021年“高性能低能耗重载伺服液压缸及其系统开发与应用”获中国机械工业科学技术奖技术发明二等奖,排名第1(证书编号:R2104032-01);2019年“连铸结晶器恶劣服役工况下的振动液压缸研制及应用”获陕西省技术发明二等奖,排名第1(证书编号:2018-2-041-R1)。
  2. 姓名:王文学
    排名:2
    行政职务:所长
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主持项目技术路线攻关与核心工艺装备研发,主导工艺-装备耦合设计研究,完成多品规连铸机总体方案设计及全流程工业试验,攻克多钢种-断面柔性切换难题,推动成套技术在多家不锈钢企业工程应用,实现高端产品稳定量产。完成了多品规连铸全域工艺设计方法、板坯断面梯形缺陷在线实时修正等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第二项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第3项,附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表),附件2-2-17(论文列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“高效高性能精密板坯连铸新型结晶器装备研发及应用”获中国机械工业科学技术奖二等奖,排名第1(证书编号:R2404067-01);2021年“高品质低能耗板坯连铸生产线关键装备的研发与应用”获陕西省科技进步奖二等奖,排名第4(证书编号:2020-J-204095-2-R04)。
  3. 姓名:何博
    排名:3
    行政职务:副总经理
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:负责铸流导向装备核心技术攻关,主导高精度辊缝控制、大压下装置及细辊密排五分段支撑结构研发,完成多工况多物理场仿真与工业试验验证,有效解决极限断面铸坯变形控制难题,推动成果在国内外多家不锈钢企业规模化应用推广。完成了高精度辊缝控制、无间隙大压下装置及基于混合标签的鲁棒性标志块定位方法等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第三、四项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第4项(附件2-2-1),附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表),附件2-2-17(论文列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2020年“高品质低能耗板坯连铸生产线关键装备的研发与应用”获中国机械工业科学技术奖一等奖,排名第4(证书编号:R2004030-04);2020年“高品质钢连铸物理数字系统及在线监控云平台”获陕西省科技进步奖二等奖,排名第5(证书编号:2019-J-4121-2-R05)。
  4. 姓名:刘青
    排名:4
    行政职务:数智冶金研究所所长
    技术职称:教授
    工作单位:北京科技大学
    对本项目技术创造性贡献:项目在北京科技大学的核心负责人员,负责项目整体规划与推进,主要参与宽谱系不锈钢差异化连铸凝固调控理论与方法体系创新工作。完成了铸坯质量预测建模方法构建(获国际专利NL2030465)及中间包、结晶器钢液流动行为解析等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第一项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第5项(附件2-2-2)、附件2-2-15、附件2-2-17。
    曾获国家科技奖励情况:1. 2026年,中国钢铁工业协会-中国金属学会冶金科学技术奖,一等奖,排名第一 2. 2024年,中国商业联合会科技进步奖,特等奖,排名第一 3. 2023年,第十届 WSA 世界科学家大奖,金奖 4. 2023年,中国发明协会发明创业奖-创新奖,一等奖,排名第一 5. 2022年,第18届韩国首尔国际发明展,金奖
  5. 姓名:孙勇伟
    排名:5
    行政职务:董事长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:青拓集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主导新型氮系及双相节镍不锈钢连铸工程应用,攻克裂纹偏析难题,优化工艺参数,实现稳定批量生产。完成了QN1803、QD2001等国际新型氮系及双相节镍不锈钢差异化窄窗口连铸工艺开发及工程应用等核心科技创新内容,获发明专利及软件著作权,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、三、四项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第6项(附件2-2-3)、附件2-2-16、附件1-2。
    曾获国家科技奖励情况:获青拓集团科技创新一等奖2项、三等奖8项。获福建省优秀企业家、宁德市高层次人才、韩城工匠等荣誉。
  6. 姓名:孔韦海
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:合肥通用机械研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:系统研究了应变强化奥氏体不锈钢在深冷条件下的马氏体相变行为、微观组织演变及低温冲击性能,揭示了相变机理及其强化效应,建立了深冷处理-微观组织-力学性能的定量关联模型,为轻量化设计与安全评估提供了可靠理论依据。完成了应变强化奥氏体不锈钢深冷处理-微观组织-力学性能定量关联模型构建等核心科技创新内容研发,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第一项科技创新。证明材料见附件2-2-17。
    曾获国家科技奖励情况:无
  7. 姓名:林起崟
    排名:7
    行政职务:机械学院院长助理、设计所副所长
    技术职称:教授
    工作单位:西安交通大学
    对本项目技术创造性贡献:提出了高端装备服役性能驱动的动、静接触装配连接性能精准分析与装配界面差异化设计方法,构建了极限断面不锈钢连铸核心装备中关键装配界面的装配连接性能强化设计技术,支撑极限断面不锈钢连铸核心装备及其关重件的顺利研发。完成了高端装备服役性能驱动的装配连接性能精准分析与装配界面差异化设计等核心科技创新内容研发,发表高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第三项科技创新。证明材料见附件2-2-17。
    曾获国家科技奖励情况:2023年机械工业科技一等奖(装配质量,第4完成人) 2022年陕西省自然一等奖(装配界面理论,第2完成人) 2018年机械工业特等奖(精密加工中心,第6完成人)
  8. 姓名:曾晶
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:创新提出以回旋曲线替代康卡斯特连续弯矫曲线,采用多项式高精度拟合,同等工况下将两相界综合应变最小化,解决弯矫裂纹。首创七段式非正弦振动,针对钢种拉速,基于负滑动量、时间及保护渣耗量反向推定参数,降低振痕和角裂。完成了回旋曲线连续弯矫、七段式非正弦振动函数及结晶器铜板冷却水对流换热系数稳定方法等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第二、三项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第7项(附件2-2-4),附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表),附件2-2-17(论文列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2020年“高品质低能耗板坯连铸生产线关键装备的研发与应用”获中国机械工业科学技术奖一等奖,排名第1(证书编号:R2004030-01);2018年“板坯连铸装备理论研究与应用”获中国机械工业科学技术奖二等奖,排名第3(证书编号:R1804044-03);2019年《直弧形板坯连铸机设备》(上、下册)获中国机械工业科学技术奖二等奖,排名第4(证书编号:R1914012-04)。
  9. 姓名:李建民
    排名:9
    行政职务:中国宝武首席科学家
    技术职称:教授级高工
    工作单位:太原钢铁(集团)有限公司
    对本项目技术创造性贡献:优化核电不锈钢成分,精确调控铬镍钼及有害杂质;系统研究第二相析出,抑制有害相生成;控制夹杂物类型、尺寸与分布,降低总量;集成技术提高纯净度、耐蚀性及高温强度,满足核电严苛要求。完成了核电用超纯净不锈钢成分控制、第二相控制、夹杂物控制及侧凹型板坯连铸生产方法等核心科技创新内容研发,获多项发明专利,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、三项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第8项(附件2-2-5),附件2-2-15。
    曾获国家科技奖励情况:2019年冶金科学技术奖特等奖1项; 2017、2020、2021、2023年冶金科学技术一等奖各1项。
  10. 姓名:连天龙
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:构建了宽谱系不锈钢热物性-传热智能映射模型及三维温度场在线算法,实现铸坯温度预测偏差≤±15℃;主导研发了数字孪生温度场动态复现技术,凝固终点预测偏差≤±0.2m,为连铸闭环优化提供了核心计算支撑。完成了圆坯喷淋冷却水流密度及换热系数分析、结晶器与二冷区冷却智能控制软件等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第二、四项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第9项(附件2-2-6),附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表),附件2-2-17(论文列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2024年“高效高性能精密板坯连铸新型结晶器装备研发及应用”获中国机械工业科学技术奖二等奖,排名第10(证书编号:R2404067-10);2025年“特大型圆坯连铸三维温度场数学模型及二冷配水软件研发与应用”获国机重装青年科技创新奖二等奖,排名第1(证书编号:QNKJ-2025-2-5-R1)。
  11. 姓名:肖红
    排名:11
    行政职务:技术总监
    技术职称:教授级高工
    工作单位:湖南中科电气股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:研制浸入式水口电磁搅拌与辊式电磁搅拌两类核心装备,两者协同有效控制中心偏析和裂纹,显著提升铸坯内部致密度。完成了行波磁场铸流搅拌工艺及多模式电磁搅拌装备等核心科技创新内容研发,获多项发明专利,发表高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、二项科技创新。证明材料见附件2-2-15,附件2-2-17。
    曾获国家科技奖励情况:2019.6获“湖湘青年英才”、2021.12获“湖南省青年科技奖”; 2023.6获“湖南省科学普及专项计划(科技人才托举项目)青年优秀科技人才”; 2023.10成果“超宽/超厚板坯高可靠高密度电磁冶金关键技术及成套设备”获“机械工业科技进步奖一等奖”; 2023.10获“芙蓉计划省企业科技创新创业团队带头人”;
  12. 姓名:周士凯
    排名:12
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:攻克了不锈钢连铸辊系冷却低效与辊面粘结难题,首创三分节驱动辊与二分节自由辊技术体系,创新螺旋冷却流道和分节结构;主导研发了“振动单元体导向板涂层技术”,实现关键部件寿命从2年提升至5年。完成了多牌号不锈钢高温物理与力学性能测试、分节辊螺旋冷却流道及强内冷复合冷却技术等核心科技创新内容研发,获多项发明专利,发表多篇高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、二项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第10项(附件2-2-7),附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-17(论文列表第1、2、9篇)。
    曾获国家科技奖励情况:2015年“420mm×2700mm特厚直弧形板坯连铸机成套技术装备”获国机集团科技进步奖一等奖,排名第11(证书编号:GJ15-01-01-R11);2018年“高品质特殊钢特超厚板坯连铸技术及创新平台”获国机集团科技进步奖二等奖,排名第6(证书编号:GJ18-02-07-R06);2020年“高品质钢连铸物理数字系统及在线监控云平台”获陕西省科技进步奖二等奖,排名第6(证书编号:2019-J-4121-2-R06)。
  13. 姓名:刘福海
    排名:13
    行政职务:无
    技术职称:研究员
    工作单位:北京科技大学
    对本项目技术创造性贡献:完成了多导流孔挡墙在对五流非对称中间包流场特性的系统研究,分析了流场均匀性、平均停留时间等关键指标,显著改善了各流一致性,有利于夹杂物上浮和温度均匀化。完成了多导流孔挡墙五流非对称中间包流场优化等核心科技创新内容研发,发表高水平学术论文,支撑了“四、主要科技创新”所列第一项科技创新。证明材料见附件2-2-17。
    曾获国家科技奖励情况:“原燃料智能取制样系统自主设计与实践”获河北省金属学会冶金科学技术进步奖,第六名; “基于转炉CO2资源化利用的低碳洁净冶炼技术及工业应用”获江苏省科学技术奖三等奖,第六名; “基于超高级别品种钢的CO2-Ar-O2多元介质净化冶炼技术研发及应用”获山东省冶金科技进步奖一等奖,第四名。
  14. 姓名:杨庆
    排名:14
    行政职务:主任工程师
    技术职称:工程师
    工作单位:青拓集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:开展“产-学-研-用”协同攻关,在多维耦合连铸过程物理冶金理论方面提供技术支撑。构建“成分-工艺-组织-性能”四维关联调控系统,建立了高端不锈钢稳定化、高质化连铸生产的工艺理论与方法体系。完成了超纯铁素体不锈钢板坯宽度控制方法开发及工程应用等核心科技创新内容研发,获发明专利及软件著作权,支撑了“四、主要科技创新”所列第一、四项科技创新。证明材料见主要知识产权目录第6项(附件2-2-3),附件2-2-16。
    曾获国家科技奖励情况:1.2021年青拓集团科技创新三等奖。 2.2024年青拓集团科技创新三等奖。
  15. 姓名:霍跃钦
    排名:15
    行政职务:电气室主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国重型机械研究院股份公司
    对本项目技术创造性贡献:主导开发不锈钢连铸过程控制系统,集成在线监控、工艺参数优化与质量预测模块,实现铸速、液面、温度等关键参数的精准闭环控制,有效改善铸坯表面及内部质量,提升生产效率。完成了不锈钢板坯、方圆坯连铸过程控制系统及结晶器液压振动数学模型控制软件等核心科技创新内容研发,获多项发明专利及软件著作权,支撑了“四、主要科技创新”所列第三、四项科技创新。证明材料见附件2-2-15(其他专利列表),附件2-2-16(软著列表)。
    曾获国家科技奖励情况:2020年“高品质低能耗板坯连铸生产线关键装备的研发与应用”获中国机械工业科学技术奖一等奖,排名第10(证书编号:R2004030-10);2021年“连铸高品质钢生产过程智能控制技术及其应用”获陕西省科技进步奖三等奖,排名第6(证书编号:2020-J-204099-3-R06)。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中国重型机械研究院股份公司
    单位贡献:中国重型机械研究院股份公司作为该项目的第一完成单位,是面向全球冶金、重型装备制造行业科学技术研究、高端装备设计制造、工程总承包的创新型高新技术企业。在该项目中主持完成以下工作: 1. 项目总负责单位,全面统筹项目整体攻关与技术路线设计,组织“产-学-研-用”协同攻关,牵头完成该项目全部四项主要科技创新; 2. 负责项目立项与科研分析、试验研究的组织实施,牵头工艺与装备耦合研究,并推进成果工程化验证及规模化生产转化应用; 3. 主持关键技术攻关与复合技术集成创新,突破宽谱系不锈钢差异化凝固调控方法、“一机多谱”超高柔性连铸工艺、核心装备高精度长周期稳定服役技术、数智管控系统等关键技术; 4. 负责系列化专有装备设计、制造、安装监理与调试,不断优化连铸过程控制软件,不断迭代升级技术装备; 5. 项目总结:实现不锈钢连铸关键技术与装备领域四项共性技术突破,获授权发明专利58件(含国际专利1件)、登记软件著作权23项,牵头制定国家标准4项、行业标准2项,发表专著1部、学术论文56篇;成功研制世界首台“一机多谱”多功能连铸机和世界最宽3100mm双流异宽度不锈钢板坯连铸机,成果已在青山控股、东方特钢、广东广青及“一带一路”沿线国家钢铁企业推广应用。作为项目的提出单位及完成单位,为项目关键技术及装备研发和工程化应用做出了决定性贡献。

  2. 单位名称:合肥通用机械研究院有限公司
    单位贡献:完成应变强化奥氏体不锈钢深冷低温组织性能研究,为宽谱系大断面不锈钢连铸装备关键零部件材料与服役性能优化提供重要技术支撑。

  3. 单位名称:西安交通大学
    单位贡献:作为项目的参与完成单位,对主要科技创新中第3项科技创新做出了重要贡献,面向极限断面不锈钢连铸核心装备及其配套设备,构建了全生命周期服役性能驱动的装配界面与连接工艺一体化协同优化设计方法,构建了不锈钢连铸装备中关键零部件高性能装配连接设计技术,参与了极限断面不锈钢连铸核心装备及其关重件的顺利研发。

  4. 单位名称:北京科技大学
    单位贡献:作为项目的主要完成单位之一,参与完成了宽谱系不锈钢凝固模式-相变机理协同驱动的热物性数据库与预测方法的构建、极限断面下宽谱系不锈钢连铸多物理场-多相流-多介质耦合机理的解析、极限断面不锈钢连铸坯凝固缺陷控制与成分-组织均质化协同调控理论及方法的建立等研究工作,为项目相关关键技术的研发和顺利实施提供了重要的技术支持。

  5. 单位名称:太原钢铁(集团)有限公司
    单位贡献:完成核电用不锈钢成分、第二相与夹杂物控制技术开发,为宽谱系大断面不锈钢连铸工艺稳定与铸坯质量提升提供技术支撑。

  6. 单位名称:青拓集团有限公司
    单位贡献:完成新型氮系及双相节镍不锈钢连铸生产工程应用,开发超纯铁素体不锈钢板坯宽度控制方法并实现工程应用,推动宽谱系大断面不锈钢连铸技术成果在企业的规模化落地。

  7. 单位名称:湖南中科电气股份有限公司
    单位贡献:完成浸入式水口电磁搅拌与辊式电磁搅拌装备研制,为宽谱系大断面不锈钢连铸坯质量提升提供电磁冶金关键技术装备支撑。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处