轧制中心30周年

十大标志性成果

遴选

高效轧制与智能制造国家工程研究中心（以下简称“轧制中心”）迎来成立三十周年。多年来，中心团队潜心钻研冶金生产过程关键核心技术，取得多项重大自主创新成果。现开启十大标志性成果投票评选，复盘创新发展之路、甄选重磅科研标杆，欢迎大家踊跃投票。

01 板带热连轧自动化控制技术

板带热连轧自动化控制技术紧扣钢铁行业高质量发展与智能化升级的重大战略需求，针对热轧生产过程中精度控制难、系统集成度低、外国技术垄断严重等核心痛点，项目团队深度融合冶金工艺机理与现代控制理论，历经多年技术攻关，自主研发出高效、稳定、智能化的板带热连轧自动化控制系统，涵盖从L0至L3的全层级三电集成解决方案。该技术已在鞍钢、邯钢、沙钢等国内60余条热轧产线成功落地，覆盖半连轧、3/4连轧、全连轧、炉卷等各类工艺机型，产品涵盖了碳钢、硅钢、不锈钢、钛板及铝合金板带等，并成功推广至我国台湾地区以及印尼等一带一路沿线国家，国际影响力持续提升。该成套技术荣获国家科技进步奖1项，省部级科技奖励3项，该技术的突破与推广应用，有效填补了国内热连轧高端自动化控制技术的空白，为我国钢铁工业技术自主可控、产业链安全稳定提供了坚实支撑，助力我国钢铁工业迈向高质量发展的新阶段。

02 钢铁生产智能集控技术

钢铁生产智能集控技术以国家智能制造与钢铁行业数字化转型战略为指引，直击行业操作分散、工序黑箱、协同困难等痛点，将冶金工艺机理与人工智能算法深度融合，在物料精准跟踪、机器视觉感知、智慧安全管控等核心领域实现关键突破。该技术以构建“感知-分析-决策-执行”自主闭环为核心，打造数字化“脑眼耳手”，推动生产操作从“人工驾驶”向“智能驾驶”转变。智能大脑基于历史数据与专家经验实现工艺自主寻优；AI视觉中台实现7×24小时智能监控；智能语音交互提升协同效率；智能机器人替代高危重复性操作，为安全生产与高效生产提供了坚实保障。目前，该技术已推广至中信、沙钢、山钢、河钢、印尼GCNS等10余家大型企业，建成20余个集控项目，覆盖炼钢、中厚板（含精整、热处理）、热连轧（含ESP）、钢管、高线、轨梁等全品类产线，并拓展至有色领域。成果获冶金科学技术奖一等奖，总体达国际领先水平，有力支撑钢铁行业高端化、智能化、绿色化转型。

03 加热炉智慧专家控制技术

加热炉年能耗占钢铁行业总能耗7%~12%，是轧钢工序最大耗能环节，但当前大量加热炉仍依赖人工操作，面对煤气压力波动频繁、来料规格多样、冷热混装频繁等复杂工况，响应往往滞后，控制精度难以保证。加热炉智慧专家控制技术直面这一行业共性难题，将人工操作经验转化为系统性的智能决策能力，实现加热过程的精准控制与自动优化。技术核心在于创新开发“L1.5级”智能燃烧控制模块，以MPC为核心策略，融合专家知识与经验、高精度热工模型和智能PID算法，实现动态预判与自动寻优。即便在煤气压力剧烈波动的恶劣工况下，仍能确保无人干预的精准稳定控制。同时，通过耦合坯号识别、视觉定位、装出钢设定等自动控制功能，有效适应品规多、批量小、节奏变化、冷热混装频繁的生产场景。目前，该技术已成功应用于首钢、南钢、涟钢、本钢、马钢、沙钢等十余家头部企业，覆盖卷材、中厚板、棒线材等多类产线，实现智能化控制率92%以上，节能3~6%，降烧损8~14%，突破传统经验瓶颈，赋能加热工序向低碳化、无人化、智能化转型。

04 板带全流程板形综合控制技术

板带全流程板形综合控制技术紧扣钢铁行业高端化、高质化、智能化发展战略，针对板带生产工序众多、板形质量影响因素存在非线性、强耦合、遗传性等控制难点，项目团队率先提出兼顾全幅宽和多目标的全流程板形综合控制理念，自主研发多尺度辊系-轧件一体化模型、多功能辊形技术、面向硅钢和高强钢等高端品种的专用板形控制技术以及板形智能诊断系统等，形成成套智能化板形综合控制系统及技术体系。该技术有效提升板带产品板形控制精度、生产稳定性及板形质量一致性。成果已在宝武、首钢、鞍钢、涟钢、邯钢、沙钢等国内60多条热连轧产线落地应用，覆盖了常规热连轧、炉卷轧机、CSP、ESP及CASTRIP等全部主流热轧产线，包括世界最宽的2680mm热连轧不锈钢产线和国内首条超薄带铸轧产线，在马钢、酒钢、沙钢、鞍钢等产线成功替代多家外方系统的板形控制技术。技术输出至韩国、印尼等“一带一路”沿线国家，产业化应用成效显著。成果荣获国家科技进步奖1项、省部级奖励8项，整体技术达到国际领先水平，彻底打破国外技术垄断，补齐我国高端板带板形全流程控制领域技术短板，实现核心技术自主创新与行业引领。

05 冷轧全流程数智化AI控制模型及辅助决策技术

本技术紧扣钢铁冷轧高端化、智能化发展战略，针对酸轧、连退、镀锌多工序耦合干扰、工艺参数非线性滞后、板形性能缺陷遗传、现场人工调控主观性强等行业控制难点，搭建机理模型与工业数据融合的全流程 AI 协同控制体系。自主研发轧制动态板厚板形调控、智能生产节奏控制、炉温自适应匹配、锌层厚度精准闭环、跑偏打滑预警、分卷成材率优化系列 AI 模型，配套工艺参数推优、缺陷智能诊断、生产排产优化、全链路质量溯源一体化辅助决策平台，形成成套冷轧智能控制解决方案。技术显著提升产品尺寸精度与力学性能一致性，有效减少生产异常、降低次品发生率。成果已在宝武、鞍钢、本钢、敬业等国内 40 余条酸轧、连退、镀锌产线落地应用，覆盖高强钢、电工钢、高端汽车面板等主流高附加值品种。先后斩获省部级科技奖励 7 项，打破海外冷轧专用控制模型长期垄断，补齐国内高端冷轧全流程自主智能控制技术短板，整体技术达到国际先进水平。

06 冶金全流程过程质量管控技术

冶金全流程过程质量管控技术紧扣质量强国、制造业数字化转型重大国家战略，针对冶金行业数据孤岛、质量管控滞后、产品一致性不足等发展瓶颈，项目团队融合人工智能算法与冶金工艺机理，攻克多源异构数据融合、跨工序工艺联动调控、全链条质量溯源等核心技术，自主研发工业互联架构下的冶金全流程质量智能管控成套技术。该技术打通全生产链条数据壁垒，重塑数字化质控新模式，有效改善产品质量、保障生产稳定。成果已在宝武、鞍钢、中信等40余家行业龙头落地，建成80余个数字化项目，覆盖板、卷、棒、线、管、轮轴等全品类钢铁产线，拓展至铝、铜等有色加工领域，近三年实现直接经济效益15.6亿元。成果两次获评行业协会一等奖，30余项案例入选国家级智能制造示范场景，整体技术达到国际领先。该成套技术有效补齐我国冶金智能质控领域技术短板，助力产业高端化、智能化转型，持续提升行业创新能力与核心竞争力。

07 冶金行业关键设备智能运维技术

冶金行业关键设备智能运维技术紧扣制造强国、智能制造和工业互联网发展战略，针对冶金行业设备种类繁多、运行工况复杂、故障诊断困难、运维效率不足等突出问题，融合人工智能、大数据分析、工业机理模型与数据中台技术，攻克设备状态感知、故障智能诊断、设备工艺精度评价、设备工艺主题分析、运维信息数字化等关键技术，自主研发覆盖设备全生命周期的智能运维成套技术体系。该技术实现设备运行状态、生产工艺和质量等多维度数据的深度融合，构建“监测-诊断-分析-决策”闭环管理模式，有效降低非计划停机时间，提高设备可靠性和生产稳定性。成果已在马钢、鞍钢、南钢、凌钢、沙钢、广青镍业、宁钢、敬业、衡钢、本钢等多家大型钢铁企业成功应用，覆盖炼钢、带钢、板材、钢管、冷轧、镀锌等核心生产环节，实际应用效果明显，点检工作强度降低50%，减少设备异常引起的非计划停机时间20%以上。该技术有力支撑企业设备管理由经验驱动向数据驱动、预测驱动转变。该技术整体处于行业领先水平，获得全国第七届工业互联网大赛新锐组特等奖，为冶金行业设备智能化管理和高质量发展提供了重要技术支撑，持续提升企业数字化运维能力和核心竞争力。

08 面向AI+制造的冶金企业数字化研发解决方案

数字化研发解决方案紧扣制造强国、数字中国战略，践行钢铁行业高质量发展部署。针对冶金企业研发任务重、开发周期长、试错成本高、研产销业务孤岛严重等痛点，团队整合冶金专属知识库、行业垂直大模型、全工序机理建模与数字孪生、研发全流程大数据智能算法等核心技术，自主研发数字化研产一体化管控平台。平台以新品研发为核心重构业务流程，推进质量管控前置至研发设计阶段，实现全流程工艺一体化管控，夯实数字化研发底座，将专家经验、行业数据与模型算法，沉淀为企业标准化研发能力。该技术已在宁钢、南钢、抚顺特钢、芜湖新兴、敬业钢铁等大型钢企落地，覆盖热轧带钢、冷轧镀锌、中厚板、棒线材、锻件等主流钢铁品类，荣获第七届中国创新挑战赛优胜奖、冶金科学技术二等奖，入选工信部2025年度智能制造“揭榜挂帅”项目名录，可以实现研发活动100%线上化，研发效率提升30%。

09 金属表面质量缺陷检测技术

钢铁行业正加速向高端化、数字化转型，高端冶金检测测控装备进口依赖度高。北科工研智能检测团队紧扣国家智能制造与装备国产化战略导向，坚持自主创新、攻坚破局，实现核心检测装备从填补国内空白到全面替代国外进口的跨越式突破，引领钢铁冶金检测装备国产化、赋能行业智能升级。自主研发全系列2D/3D金属表面检测系统，在国内外热轧带钢、连铸坯、冷轧带钢、中厚板、无缝管、长型材等产线应用250多套，在宝武、湘钢、涟钢、鞍钢、首钢、兴澄特钢、南钢等企业落地用。创新了5G+AI全域多产线智能检测模式，精准解决传统人工抽检漏检、误检、效率低下等问题，技术水平处行业领先水平，在高端热轧板上成功实现进口装备全面替代。相关成果斩获冶金科学技术一等奖，基于AI的全流程表面检测和判定系统获评2022年度全国钢铁行业智能制造最佳解决方案。未来团队会持续以科技创新引领钢铁冶金检测仪表国产化进程，全力赋能钢铁产业高端化、智能化、绿色化高质量发展。

10 热轧运行非对称检测与智能纠偏控制技术

热轧运行非对称检测与智能纠偏控制技术紧密围绕钢铁行业高质量发展及智能化升级的重大战略需求，针对粗轧镰刀弯、翘曲及精轧跑偏等典型非对称板形质量缺陷，构建了基于全过程多传感器融合的形位感知体系，实现了中间坯平面形状、翘曲状态及带钢跑偏的毫米级在线精准检测。在此基础上，结合轧制非对称弹塑性变形理论，并引入机理与数据融合驱动建模方法，形成了覆盖非对称板形形成全流程的自动控制技术。该技术已实现镰刀弯与翘曲的全自动无人化控制，精轧人工调平干预操作减少85%，甩尾轧破率降低80%，楔形命中率提升20%，有效突破了高端产品制造能力及产线智能化水平的提升瓶颈，显著改善了非对称板形质量、生产稳定性及少人、无人化控制水平。相关成果荣获冶金科学技术一等奖、第三届智能制造创新大赛银奖，入选2023年钢铁行业智能制造解决方案，并代表北京科技大学入选“十四五”中国钢铁工业数字化转型十大示范场景，已在宝武、首钢、鞍钢、河钢等30家钢铁企业实现规模化应用，有力推动了轧钢流程向低碳、智能、高效方向转型升级。

11 基于双智控的轧制智能工厂解决方案

面向高效、低耗、精益生产的轧制智能工厂设计与实践是目前冶金行业的热点和难点，也是智造强国的重点发展方向。通过开发轧线智能测控技术、高精度数学模型、远程运维技术、AI识别技术等，实现轧制多工序集约化操作，打破车间管理边界，实现轧线极度自动化和生产集约化。通过构建全域大数据平台，深度融合智能算法与工艺技术，以工厂绩效作为引领，将轧制工厂运行过程的生产、质量、设备、能源等八大任务进行协同管控，打造物理车间的数字孪生体。兼顾操作集控和业务协同管控的多层次轧制智能工厂构架具有合理性和可行性，目前已在宝武、中信特钢、湖南钢铁、沙钢集团等20余家企业的板带、无缝管、高线、车轮、棒材等多类产线落地，获省部级一等奖4项，为企业创造经济效益累计超过20亿元，打造轧制智能工厂的北科方案。轧制智能工厂成功实施使得劳动生产率提升15%，产能提升8%，成本下降10%，质量不良率下降10%。

12 智能库管及无人行车关键技术研发及应用

面向钢铁行业智能无人化发展战略需求，针对生产过程多工序协同调度难度大、生产与物流运行脱节、抗扰动能力弱等问题及传统管理模式自动化水平低、劳动定员多、安全生产和职业健康风险高、作业规范化程度和生产效率低等问题，项目团队从库区感知重构技术、机器视觉精确定位控制技术、生产物流一体化优化调度技术及库区智慧集控系统等几方面入手，自主研发工业互联架构下的智能库管及无人行车成套技术。该技术对于贯通信息流、简化物流管理、降低运营成本、提高运行效率、提升系统安全、实现精准物流具有显著作用，相关成果在湘钢、中信、攀钢等20余家企业成功实现示范应用，近三年累计新增利润66325.33万元。该项技术成果获评冶金、物流、安全等相关行业协会科技进步奖3项（一等奖2项，二等奖1项）、省级科技进步二等奖1项，整体技术达到国际领先。

13 板带钢密集快速冷却成套技术与装备

板带钢密集快速冷却成套技术与装备紧扣钢铁产业绿色低碳、高端精品、制造强国的国家发展战略，针对传统层流冷却设备冷却效率低、控温精度差、均匀性不足、工艺适配性弱等技术瓶颈，有效解决高端板材性能稳定性差、合金消耗高、生产能耗大，制约高端热轧产品提质降本及国产化替代的行业难题。项目团队深度融合轧钢工艺机理、流体力学仿真与智能自控技术，攻克密集冷却流场精准调控、全域温度动态闭环控制、冷却装备模块化集成、轧后相变精准管控等核心关键技术，自主研发出覆盖带钢、中厚板铸坯-中间-轧后，并拓宽至型材及管材领域的全品类控冷场景，提供一站式整体解决方案的国产化密集快速冷却成套技术与装备。该技术打破国外技术垄断，构建“工艺-装备-控制-质量”一体化智能生产新模式，显著提升板材组织性能可控性与产品一致性，拓宽高端钢种生产范围，有效降低合金消耗、减少产品缺陷、稳定生产运行，实现提质、降本、增效、低碳多重成效。成果已在宝武、鞍钢、首钢、河钢、南钢、柳钢等行业龙头广泛推广，应用于汽车高强钢、管线钢、风水电用钢、高建钢、高性能船板等高端板带生产线，近三年创造显著经济效益。本技术补齐高端热轧冷却装备国产化短板，有力推动钢铁产业高端化、智能化、绿色化转型，全面提升热轧板带钢行业创新能力与核心竞争力。

14 高强度先进汽车用钢开发

高强度先进汽车用钢是我国现代交通领域的关键材料基础，是新能源汽车实现轻量化与安全性协同的底层支柱，符合我国节能减排和产业升级国家战略方向。针对传统汽车用钢在强塑性、质量稳定性和材料成本方面的不足，项目团队基于材料学原理，基于材料基因工程与大数据方法、材料相变与析出物调控技术、缺陷与表面质量控制技术、针对各类产线条件与用户特异性需求的优化策略，开展了数百项不同强度级别、成分体系、生产路径的高强度汽车用钢的品种开发工作，协助国内多个高强度先进汽车用钢生产基地建立了具有自主知识产权的产品体系，并在产品的成形、焊接、涂装等应用技术方面为钢铁生产企业提供检测认证和针对车企定制需求的工艺方案优化支持服务。成果已经在首钢、宝武、鞍钢、河钢、山钢等行业落地，覆盖汽车制造所需的390~2200MPa强度级别，以及热轧、酸洗、退火、涂镀等主流产品状态和规格。相关成果获得省部级科研奖励7项，行业协会奖励二十余项，多项具体技术达到国际领先。该成果的推广显著提升了汽车行业的先进材料国产化比例，为行业创造了巨大经济价值，为新能源汽车的创新提供有利支持。

15 炉外精炼混合增强智能模型构建与系统集成

炉外精炼是钢铁工业的核心工序，是产品质量与成本和生产效率的主要决定性环节。炉外精炼具有高温、多相、多化学反应、原料复杂多变、工艺复杂、过程现象难以直接观察及测量、数据巨量但部分重要数据缺失和精度低、机理模型精度低等特点，生产过程控制和优化智能化难度极大，是智能钢铁建设的卡脖子环节。本技术融合多物理场耦合快速仿真的冶金机理先验方法，设计了深度强化学习框架，研发了即时学习动态建模技术，研发了基于烟气信息的RH深脱碳精准智能模型，实现了RH深脱碳过程动力学特征的即时解析与评估，研发了融合机理规律与经验知识的炉外精炼过程动态数字孪生模型，突破单一机理模型响应慢、数据模型泛化差的不足、多相反应过程数字化表征与混合智能模型构建等难题，实现了复杂炉外精炼过程的快速精准响应下的动态数字孪生，分别研发了LF精炼和RH精炼智能体，实现了LF和RH一键精炼。相关模型和系统在新余、迁钢、攀钢和永锋得到良好应用，显著提升了炉外精炼智能化水平，提高了生产效率与质量控制水平，降低了生产成本，获国家重点研发计划项目等国家项目支持，获近10项发明专利授权。该技术有效补齐了我国智能炉外精炼领域技术短板，助力产业高端化、智能化、绿色化转型，持续提升行业创新能力与核心竞争力。

16 钢铁生产过程数字孪生技术

钢铁生产过程数字孪生技术面向智能制造与数字化转型国家战略，针对冶金行业流程长、工序耦合强、现场透明化不足、数据割裂、业务协同效率低和智能决策能力弱等瓶颈，项目团队以工厂资产数字化为基础，突破高保真建模、多源异构数据融合、全流程孪生映射、工艺仿真预测优化和跨层级协同管控等关键技术，自主研发覆盖设备级、车间级、公司级的数字孪生成套解决方案，形成生产过程可视、可测、可控、可预测、可优化、可决策的闭环管理体系。相关技术已在鞍钢、宝武、建龙、印尼青山等20余家企业、超100条产线推广应用，获湖北省科技进步奖一等奖、冶金科学技术奖特等奖等省部级科技奖5项，支撑首钢冷轧数字工厂获评“灯塔工厂”、承德建龙获评国家级智能制造示范工厂和工业互联网试点示范项目，具有显著行业示范引领作用和推广应用价值。

17 高性能粉末冶金钛基材料制备关键技术及产业化

针对传统钛材复杂结构制备困难、资源浪费大、成本高昂，项目团队建立了具有我国自主知识产权的“材料设计-粉体制备-近终成形-性能突破”全流程技术体系。独创开发半固态球化钛粉颠覆性制备技术及装备；发明了粉末冶金钛材料高精度高性能控制方法；建立了粉末冶金近终成形新工艺，实现了多种高性能粉末冶金钛制件的开发及应用。项目整体技术达到“国际领先水平”，所开发产品已成功应用于国防重点装备及民品，提升了粉末冶金钛制件在航空航天、兵器装备、生物医疗、电子通讯等领域应用水平。团队通过北京科技大学专利作价入股成立国家高新技术企业-北京中科宏钛新材料科技有限公司，并先后获得教育部技术发明二等奖、中国有色金属工业技术发明一等奖2项、中国机械工业科学技术奖二等奖、中国产学研创新成果一等奖等10项科技成果奖。

投票规则

1.点击下方图片进入投票小程序。

2.投票截止时间为7月23日24:00。

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