项目名称：高品质钢炼钢-连铸智能制造关键技术研发与应用

完成单位：北京科技大学等

完成人：刘青、张江山等

近日，2026年冶金科学技术奖评审结果揭晓。由北京科技大学、首钢京唐钢铁联合有限责任公司等单位共同完成，绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室刘青教授牵头、张江山教授作为主要完成人的“高品质钢炼钢-连铸智能制造关键技术研发与应用”项目荣获2026年冶金科学技术奖一等奖，这是对实验室团队长期深耕钢铁智能制造领域的高度认可。该项目针对炼钢厂面临的数智化理论欠缺、数字化研发能力较弱、工艺智能化水平不高、钢种品类众多且缺陷频发等行业共性难题，依托国家自然科学基金、省部级人才、校企合作等多类项目，通过产学研联合攻关，在数智化理论及方法、数字化仿真云平台、智能化炼钢系统和定制化连铸生产技术等关键理论与技术领域取得系统性创新成果，突破了高品质钢智能制造的多个“卡脖子”技术，实现了关键工业软件和多个高端钢种的国产化替代。

项目技术路线图

创新冶金流程学理论，构建炼钢厂协同制造新范式

项目首创提出炼钢厂多尺度建模与协同制造理论与方法体系，突破传统局部优化的局限，通过机理与数据的深度融合、多层级纵向协同与多工序横向协同，实现了炼钢-连铸流程协同智造的范式转变，填补了从工艺物理系统角度探索炼钢厂智能化的空白；并在此基础上构建了“基础研究—技术开发—工业应用”的闭环产业生态链，相关技术成果已在首钢、宝武等20余家钢企成功应用，为核心理论的持续丰富与发展提供了更多工业应用场景。

冶金流程学支撑的“理论创新-技术开发-工业应用”协同架构

构建炼钢-连铸仿真云平台，实现多基地在线协同高精度仿真

项目在冶金领域首创参数一体化建模与网格划分算法，将结构化网格生成时间由数日缩短至秒级，前处理过程提速超10³倍；开发了基于深度学习与物理约束融合的高效CFD仿真算法，推理速度提升百倍以上，实现关键工艺参数的实时预测与优化；连铸电磁制动预测模型精度达到96%以上，转炉熔池喷溅行为模型解析精度提升至0.5mm。项目整合模拟仿真、智能预测与冶金机理，构建了支持多用户并发的炼钢-连铸仿真云平台。平台采用微服务架构与边缘计算，实现了参数化建模、在线仿真、动态调整与结果可视化的云端协同，已在宝武集团成功应用。

原创智能化炼钢控制系统，破解复杂工况精准调控难题

项目融合冶金机理与机器学习，开发了转炉耗氧量预测、转炉烟气分析、转炉冶炼终点预报、LF精炼脱硫、钢包底吹氩气调控、钢水合金化与钢水温度控制等系列模型，原创研发了高品质钢智能冶炼集成系统，实现了冶炼过程钢水温度和成分的精准控制。其中，转炉冶炼钢水终点碳、磷、锰含量在±0.02%、±0.005%、±0.05%范围内的命中率均达到98%以上；LF精炼单次添加石灰满足脱硫要求的命中率超过96%，钢水温度与合金料加入量命中率高于98%，系统投用率在99.5%以上。

研发定制化连铸生产技术，突破产品缺陷控制工艺极限

项目系统解析了不同类型钢种的凝固特性和缺陷形成机理，开发了合金包晶钢二冷区“凝固前段强冷”、合金结构钢“基于拉速调控的凝固弱冷”、高碳钢二冷区“凝固末端强冷”等定制化连铸冷却调控方案。投用后，合金包晶钢表面及皮下裂纹率由9.3%降低至0.9%以内，合金结构钢中心裂纹率由10%降低至1%以内，高碳钢坯中心碳偏析指数低于1.05的占比超过95%，低合金高强钢材表面裂纹缺陷发生率由16.45%降至1.86%以下。

多模式定制化连铸冷却调控方案及应用案例

截至目前，项目共获授权美日英等海外发明专利15件、中国发明专利33件、实用新型/外观专利15件、软件著作权30项，发表论文110余篇，出版专著/教材3部（章），制定钢铁工业智能制造国家标准2项、行业标准2项、团体标准5项；获国际先进材料协会IAAM科学家奖章、世界科学家大奖WSA金奖、世界发明创新大赛奖WIC金奖、韩国首尔国际发明博览会金奖等国际奖励10项。成果入选“2023年度钢铁工业智能制造十大要闻”和“加拿大工程进展AIE”。2023—2025年，各参研企业依托该项目开展工艺优化、智能建模、设备升级与产品迭代工作，整体实现提质、增效、降本、绿色发展的多重成效。项目参与单位实现新增产值260多亿元、新增利润逾16.5亿元，经济效益显著，社会效益突出。

冶金科学技术奖是我国冶金领域具有重要影响力的科技奖项。此次由实验室教师牵头项目荣获一等奖，充分彰显了实验室在冶金智能制造领域的科研实力与产学研协同创新能力。实验室将以此为契机，持续深耕绿色低碳冶金与智能制造关键技术攻关，为推动我国钢铁工业高质量发展贡献更大力量。