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在“科技赋能·新质未来”的时代主题下，钢铁工业正加速向智能制造、绿色低碳方向转型升级，以创新激发高质量发展内生动力，培育壮大新质生产力。聚焦绿色低碳发展核心议题，中冶京诚联合产学研用力量，通过原始创新突破，成功开发“超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术”，不仅破解了特厚板高效高质生产的世界难题，更以革命性的节能减排成效和全流程绿色制造模式，为行业提供了培育新质生产力、构建现代化产业体系的生动实践与标杆方案。该技术荣膺冶金科技最高奖，彰显了科技创新驱动钢铁工业绿色低碳高质量发展的强大动能。
突破瓶颈 摘取绿色创新冶金桂冠
高性能特厚板是国家发展与安全的核心基础材料，年需求量近300万吨，广泛应用于海洋工程、能源电力、超大型基建等关键领域。然而，长期以来，特厚板坯生产一直面临着效率低下、高能耗高排放与技术瓶颈的双重制约。传统模铸生产方式凝固时间长、生产不连续，而且内部偏析、疏松十分严重，成材率不足70%，属于典型的高能耗、高排放、高成本、低效率的生产模式。
国外虽尝试立式连铸工艺路线，但建设需挖掘30米深坑，投资巨大、能耗高且坠坯风险高，作业率不足30%，难以适应我国绿色低碳高质量发展需求。此前，直弧型连铸机最大生产厚度仅400毫米，提升至450毫米面临矫直应力剧增60%、裂纹风险飙升3倍等技术壁垒，且缺乏设计先例与规范标准，技术攻关难度极大。
突破特厚板生产瓶颈，中国创新以绿色低碳摘得冶金科技最高荣誉！由中冶京诚联合东北大学、兴澄特钢、湘钢、南钢和钢铁研究总院五家单位共同研发的“超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术开发与应用”项目，通过颠覆性创新，破解了≥100毫米高性能特厚规格板材生产效率低、能耗高、质量稳定性差的世界性难题，荣膺2025年度中国冶金行业最高奖——冶金科学技术特等奖，为中国乃至全球冶金工业绿色低碳、高质量发展注入强劲动力。
项目开创性地提出并实现了直弧型连铸连续生产≥450毫米超厚板坯的新思路，为生产高性能特厚板提供了高效、绿色、低碳、稳定的生产方案。铸机高度降至15米，显著降低土建能耗与投资。产量较立式连铸提升2.5倍，大幅提升资源利用效率。投资运营成本降至1/12，显著降低全生命周期成本与隐含碳排放。
核心攻关 驱动绿色制造关键技术
历经十余年攻关，中冶京诚项目团队最终形成四大核心绿色低碳创新突破。
在理论与工艺创新方面，降低了废品与返工能耗。阐明了组织特征与外场变形共同作用下超厚板坯的裂纹演变机制，揭示了“M”形非均匀凝固是加剧中心偏析、致使心部质量恶化的机理，创新提出超厚板坯“低应变辊列+低温矫直”的低裂纹风险装备设计与工艺控制新方法，确立了矫直角部温度≤750℃、拉应变≤1.5%的裂纹风险约束准则。该工艺显著降低了因裂纹导致的废品率和返工能耗。
在关键工艺技术方面，实现了精准控温与资源高效利用。首创小半径、低应变矫直密排辊列技术，45回路二冷精细分区等精准控温与高效冷却技术，提升冷却效率，降低水耗能耗，确保超厚板坯角部矫直应变＜0.79%，裂纹敏感钢超低裂纹率≤0.4%；首创非等倾角四孔水口+二冷交替电搅+连续辊缝收缩+凝固末端大变形压下的超厚板坯高均质凝固全程调控技术，中心偏析C级率≥91%，大幅提升成材率，减少资源浪费；突破铸机基本弧半径R应大于铸坯厚度30倍的常规理论，首次实现R11m生产450毫米板坯，紧凑设计降低设备重量和制造能耗，被公认为行业最佳方案。
在核心装备研制方面，实现高效、精准、长寿命降耗。铜板宽面横向温差≤10℃、振动横向偏差≤±0.08毫米、通钢量≥15万吨的高效传热结晶器，提升热效率；单段矫直力13000千牛、辊缝误差≤±0.1毫米的高刚度、高精度、高集约化3H弯曲/矫直段，高精度、高可靠性减少停机维护与能源损失；全球最大2400吨压坯力的SLR大压下扇形段，提升压下量65%的低抗力、高寿命渐变曲率凸型辊，通过长寿命、低阻力设计降低运行能耗、维护资源消耗。
在智能控制技术方面，保障高效稳定运行、减少浪费。研发应用了基于数字孪生的超厚板坯连铸过程实时感知及控制系统，实现了关键装备异常检出、结晶器液位准确控制、漏钢精准预报等，辊缝偏差、喷嘴堵塞等关键故障检出率≥93%，结晶器液面波动≤±2毫米、千炉漏钢误报率≤1%，确保了关键工艺、装备可靠投用率≥99%，保障了大载荷冲击下装备与工艺的高效稳定运行与投用，最大程度减少非计划停机和能源物料浪费。
成效显著 打造绿色低碳中国方案
相关技术在兴澄特钢建成全球首条450毫米厚直弧型超厚板坯连铸生产线，并在湘钢、南钢等5家企业成功推广，全球市场占有率高达83.3%。成功替代高能耗、高排放的模铸工艺，实现了海洋工程、绿色能源、重型机械等全品类高端特厚板产品全覆盖。
超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术示意图
产品已应用于单机容量世界最大的白鹤滩水电站、亚洲最深海洋平台海基二号、全球最大N966风电安装船等近百项国家绿色工程建设与高端装备制造。供货世界最大天然气工程俄罗斯AGPP、世界最高沙特国王塔等20余项“一带一路”重点项目，开辟了高端特厚板高效、高质、低碳生产新流程。
项目获授权国内外发明专利76件，登记软件著作权17件，制定国家、团体标准13项，入选科创中国先导技术榜、工信部制造业单项冠军等。近三年累计生产特厚板500余万吨，新增产值约400亿，累计降低二氧化碳排放超200万吨，斩获绿色低碳核心成效。
这一国际首创技术，正以革命性的绿色低碳优势显著提升了我国关键金属材料与高端装备制造保障能力。已获2025年度国家科学技术进步奖提名，团队获得全国工人先锋号、全国先进工作者等荣誉。相关成果标志着中国在冶金装备技术领域实现了从“跟跑”到“领跑”的跨越。为全球特厚板产业提供了高效、绿色、低碳、可靠的“中国方案”。有力推动了钢铁行业新质生产力的培育与发展，为行业绿色低碳转型和现代化产业体系建设树立了标杆。
“超厚规格直弧型板坯连铸机成套技术”的成功实践，是“科技赋能·新质未来”理念在钢铁工业的生动诠释。以自主创新为引擎，驱动特厚板制造迈入高效、高质、低碳的新纪元；以绿色低碳为核心，显著降低资源消耗与碳排放，重塑生产模式；以智能化控制为保障，确保流程稳定可靠，提升本质效率。该成果不仅有力保障了国家重大工程与高端装备对核心材料的迫切需求，更为全球钢铁行业培育新质生产力、实现绿色可持续发展提供了可复制、可推广的“中国方案”。中冶京诚将以科技创新为引领，持续深化智能制造与绿色低碳双轮驱动，助力中国钢铁工业加速迈向高端化、智能化、绿色化的高质量发展新征程，为构建竞争力强、安全可靠的现代化产业体系，实现制造强国目标贡献更磅礴的钢铁力量。
