科技进步奖公示内容

省科技进步奖公示内容

239-403 项目名称：基于大数据的特殊钢棒材品质一致性工艺技术控制

一、提名单位：河北省金属学会

二、项目简介：

主要技术内容：针对我国钢铁行业高端产品的质量稳定性、均质性差、高端齿轮钢淬透带宽控制水平难以稳定在4 HRC以内，高端轴承钢[O]含量控制稳定性差，符合率低等难题，通过构建多功能质量大数据平台，建立齿轮钢不同系列产品端淬预测公式，确定并优化轴承钢关键的控制参数及控制范围，建立关键工序SPC统计过程控制系统、齿轮钢端淬预控现场操作指导模型，制定钢关键控制点智能统筹操作规范，取得如下创新成果：

1、构建了独具特色的多功能质量大数据平台。1）创新地应用互联网+、数字化技术和数据源共享、异构机制实现了从原材料检验到客户使用的全流程的实时数据库、电子表格记录等不同类型数据资源的整合、共享、贯通；2）开发了满足技术管理人员个性化需求的数据查询系统，可实现各工序各参数任意组合查询。3）建立了涵盖质量记录、统计分析、因果分析的多功能报表体系。探寻出一条在基础自动化较低水平上实现工业大数据集成和应用途径。

2、研发了高端齿轮钢窄淬透带控制技术。1）通过数据试验分析确定使用硬度分布函数作为末端淬透性公式预测基础，通过回归分析进行修正形成不同系列齿轮钢端淬预测公式，相对于传统的非线性和SAE J406

方法具有更好的适应性和更高的准确性。2）依据预测公式在生产岗位建立端淬预控模型，从传统的对每个成分目标值的控制方法转变为以端淬目标值为依据对各个成分进行综合控制的方法指导生产操作，达到了高端齿轮钢末端淬透性带宽≤4HRC的目标。

3、研发了高端轴承钢氧含量稳态控制技术。1）以批量数据处理为基础，研究确定了高端轴承钢氧含量控制的关键参数及最优控制范围。2）自主开发建立了转炉一次倒炉终点模型、精炼模型、VD温度控制模型等控制模型对现场实时指导智能统筹。实现了高端轴承钢氧含量的精准控制及稳态控制，高端轴承钢中[O]控制范围达到0.0004%≤[O]≤0.0006%。

4、开发了“一种钢包底吹氮增氮的方法”。通过对钢包底吹氮过程中氩气和氮气混合气体中氮分压的控制，可精确实现对含氮钢种进行增氮，节约高成本氮化合金的使用，避免了分段底吹氮气增氮控制精度偏低的弊端，具有低成本、高命中率、操作简单的特点。

经济技术指标：

1、高端齿轮钢末端淬透性带宽从6-7HRC达到≤4HRC的水平。

2、高端轴承钢中[O]从平均0.0007%、分布区间0.0004%-0.0008%达到平均0.00055%、分布区间0.0004%-0.0006%。

推广应用及效益情况：2015-2017年，三年实现销售高端齿轮钢、轴承钢64.295万吨，吨钢平均增加毛利近200元，累计创造效益1.27亿元。齿轮钢成功应用于宝马奔驰、丰田汽车、德国大众、比利时邦奇、陕西法士特、双环齿轮等高端用户。高端轴承钢批量地向世界著名的SKF 公司、铁姆肯公司、NSK公司等轴承公司供货，出口创汇1.6亿美元。