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1、附件11“重点基础材料技术提升与产业化”重点专项2017年度项目申报指南建议为落实国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)和中国制造2025等提出的任务，国家 重点研发计划启动实施基础材料技术提升与产业化”重点专 项。根据本重点专项实施方案的部署，现提出2017年度项目申报指南建议。本重点专项总体目标是：以提升大宗基础材料产业科技 创新能力和整体竞争力为出发点，以国家重大工程和战略性 新兴产业发展需求为牵引，从基础前沿、重大共性关键技术 到应用示范进行全链条创新设计，一体化组织实施，着力解 决重点基础材料产业面临的产品同质化、低值化，环境负荷 重、能源效率低、资源瓶颈制约等重
2、大共性问题，推进钢铁、有色、石化、轻工、纺织、建材等基础性原材料重点产业的 结构调整与产业升级，通过基础材料的设计开发、制造流程 及工艺优化等关键技术和国产化装备的重点突破，实现重点 基础材料产品的高性能和高附加值、绿色高效低碳生产。提 升我国基础材料产业整体竞争力，满足我国高端制造业、战 略性新兴产业创新发展、新型工业化和城镇化建设的急需， 为我国参与全球新一轮产业变革与竞争提供支撑，实现我国 材料产业由大变强、材料技术由跟跑型为主向并行和领跑型 转变。通过本专项的实施，重点基础材料高端产品平均占比 提高15%20%，带动支撑3050万亿元规模的基础材料产 业发展，减少碳排放5亿吨/年。本重
3、点专项按照钢铁、有色金属、石化、轻工、纺织、 建材等6个方向，共部署31个重点研究任务。专项实施周期 为 5年(2016 - 2020 年)。1. 绿色化与智能化钢铁制造流程1.1钢铁流程关键要素的协同优化和集成应用研究内容：研究基于冶金工程流程学的钢铁流程绿色化 与智能化协同机制、能源转换及综合能效提升规律；发展基 于工序功能耦合匹配及界面 /亚界面重构理论的炼铁-炼钢和 连铸-轧制各区段智能化调控技术；研究钢材定制化生产与窄 窗口智能化控制机理；开发多工序优化组合、不同工序生产 节奏动态有序匹配和低成本的钢水质量窄窗口智能化稳定 控制技术及应用示范；发展基于能量流网络模型的物质流与 能量流
4、智能协同调配技术及应用示范。考核指标：通过应用基础研究，形成钢铁制造流程物质 流、能量流和信息流协同理论。通过钢铁流程绿色化与智能 化技术集成开发、应用，钢铁流程能效由目前的45%左右提高到55%，吨钢能耗比2015年降低8%，吨钢气体污染物排 放比2015年降低30%。为显著提升钢材质量稳定性、可靠 性和适用性，扩大钢材的品牌增值提供关键技术支持。1.2扁平材全流程智能化制备关键技术研究内容：开发面向产品价值链协同制造模式、智能化 生产动态排程等钢材定制化生产技术及应用示范；开发产品 全流程质量在线监控、诊断与优化技术及应用示范；开发多 工序协调匹配与质量窄窗口智能化控制技术及应用示范；开
5、发产品加工过程温控-变形耦合-性能匹配及表面质量控制智 能化技术及应用示范；开发近终型、低温增塑、变厚度与复 合轧制及热处理技术。考核指标：通过全流程智能化技术开发、应用，实现全 流程智能化控制，流程数控化率超过80%，生产效率提高10%，建立具有国际先进水平的以信息深度感知、智慧优化 决策和精准控制执行为特征的扁平材智能化工厂样板，形成 典型产品全流程智能化协同控制的成果包；显著提升钢材质 量稳定性、可靠性和适用性，产品性能波动减少20%，扩大钢材的品牌增值；关键技术研发形成应用示范。1.3长型材智能化制备关键技术研究内容：开发长型材连铸恒温、恒量出坯与轧制节奏 匹配的智能化控制、 长型材炼
6、钢-轧制全过程负能制造、 多工 序生产成本综合优化、基于大数据的温度场-应力场-应变场耦合及产品多等级质量控制等钢材定制化生产与窄窗口智 能化控制技术，并应用示范；研究全废钢电炉连续加料-快速 熔炼应用基础，开发短流程电炉冶炼和全废钢电炉连续加料 -快速熔炼关键技术及应用示范。考核指标：实现长型材生产智能化控制，流程数控化率 超过80%;规模化直轧率不小于 95%，同类型长型材轧钢工 序吨钢能耗降低20公斤标煤，长型材炼钢-轧制全过程吨钢 能耗小于零；显著提升钢材质量稳定性、可靠性和适用性， 扩大钢材的品牌增值。全废钢电炉实现连续加料、 快速熔炼， 建立环境友好型电炉短流程示范。1.4钢铁流程
7、绿色化关键技术研究内容：研究矿相结构及高效成矿机理、结焦过程胶 质体快速形成的传热传质规律和基于大数据的高炉低能耗 热状态形成机理，开发基于高效低耗的烧结、焦化和炼铁绿 色化技术；开发低漏风率、少烟气量和低返矿率的烧结关键 技术与装备；研究烧结过程有毒有害物质的产生与代谢轨 迹，开发其过程烟气选择性循环的烧结多污染物深度脱除及 其相关副产物的资源化技术与应用示范；开发资源节约型高 耐蚀、除雾霾抗菌涂镀技术。考核指标：通过钢铁流程绿色化关键技术开发及应用， 为高效低耗冶金绿色化生产和多种污染物脱除及资源化提 供解决方案，实现钢铁制造流程绿色化生产。吨焦能耗降低 5公斤标煤以上，吨烧结矿能耗降低3
8、公斤标煤以上，吨铁能耗降低5公斤标煤以上；烧结机漏风率比2015年指标减少15%以上，返矿率比2015年指标减少10%以上；吨钢气 体污染物排放比2015年指标降低20%以上；副产物资源利 用率比2015年指标提高10%以上；镀层厚度减少 30%的情 况下钢材寿命提高1倍以上，在可见光下 24小时致霾气体 去除率60% 抗菌率 90%2. 高性能交通与建筑用钢2.1高性能超高强汽车用钢研究内容：研究高性能超高强汽车用钢多相与相变强韧 化机理；第三代先进汽车用钢的多相组织设计与调控、生产 工艺与装备及制造关键技术；复杂成形条件下汽车用钢的微 观组织结构演变、宏观变形及回弹控制技术原理、延迟开裂
9、机理；高强度钢成形关键工艺与控制技术、应用及轻量化评 价技术；全面打通第三代高强塑积汽车用钢的设计、研发、 生产与应用产业链，实现抗拉强度为1000-1500MPa的高强塑积第三代汽车用钢铁材料的研发、生产及关键部件制造产 业化示范。考核指标：第三代超高强汽车用钢形成系列产品和应用，性能指标达到：1000MPa级延伸率2%, 1200MPa级 延伸率 17%, 1500MPa级延伸率 1%,建立超高强汽车用 钢品种体系、生产体系、标准体系和用户评价体系，形成年 产10万吨超高强汽车用钢生产示范线，建成具有世界先进水平高强度汽车用钢零部件先进成形技术示范线；更高强塑 积（30GPa%）的第三代汽
10、车用钢取得突破，性能指标达 到：lOOOMPa级延伸率3%、1200MPa级延伸率3%, 1500MPa级延伸率 2%,实现1000-1500MPa的高强塑积第 三代汽车用钢的制备与应用示范。大幅度、大规模地推动车 身轻量化和节能减排，实现汽车关键零部件减重8-21%，汽车轻量化钢铁材料研发与应用达到国际领先水平。2.2高耐磨高强韧重载钢轨用钢研究内容：研究重载条件下钢轨钢的耐磨损、耐疲劳、 抗冲击行为的组织调控机制；开展在线热处理工艺下组织结 构的精确控制与配套焊接技术研究；开发重载铁路用耐磨损 过共析钢轨；开发适合苛刻线路条件应用的低成本、高强韧 贝氏体钢轨；开展重载钢轨的服役性能评价及应
11、用技术研 究，实现干线铁路应用示范。考核指标：开发出抗拉强度 1330MPa轨头顶面硬度 390-450HB，耐磨损性能较现役钢轨至少提高20%，满足线路年运量5亿吨服役需求；开发出抗拉强度 1380MPa延伸率 12% -20 C断裂韧性 6MPa m1/2的高强高韧贝氏体钢 轨，整组道岔通过总重达 3亿吨以上；示范应用总量达到千 吨级以上，形成我国具有自主知识产权的重载铁路钢轨品种 体系、生产体系和应用体系；形成3个以上具有世界先进水平的重载钢轨研发、生产和应用示范基地。2.3苛刻环境下铁路车辆关键部件用钢研究内容：研究高速车轴用钢耐疲劳、高韧性的组织细 化和第二相控制机制；研究铁路车辆车
12、体用钢的耐大气腐蚀 和局部腐蚀行为；开发窄成分冶炼、超低氧、高洁净度的稳 定控制技术；开发高寒地区用高韧性高速车轴用钢、高耐候 高强度易焊接转向架构架用钢和车体用钢等关键品种，实现 示范应用。考核指标：开发出屈服强度450MPa级高韧性空心车轴用 钢，-40 C U型缺口冲击功达40焦耳以上，满足高寒地区高铁 运输需求；开发出高铁用屈服强度 390MPa级高耐候易焊接转 向架构架用钢及配套焊接材料与工艺，满足30年服役寿命要求；开发出高耐候货车用屈服强度 500MPa级车体用钢，满足 25年服役寿命要求；示范应用总量达到千吨以上，满足我国 设计时速350公里以上高铁用钢和高耐候货车用钢需求，形
13、 成3个以上具有世界先进水平的铁路车辆用钢研发、生产和 应用示范基地。2.4建筑结构用抗震耐候耐火钢研究内容：研究长期腐蚀环境和高温火灾条件下合金耐 蚀性与高温组织稳定性的耦合调控机理；开发建筑钢结构用 钢低屈强比与高耐蚀耐火性能关键控制技术；开发加速锈层 稳定的合金化及表面预处理关键技术；开发高层及超高层建 筑用高强抗震耐蚀耐火建筑结构用钢板、型钢及其配套焊接 材料与工艺；开展全寿命周期耐腐蚀性能评价，建立耐蚀耐 火钢应用技术与服役性能评价体系，形成建筑结构用耐蚀耐 火钢研发、生产及应用示范。考核指标：开发出 460MPa级及690MPa级耐蚀耐火钢 板、型钢，屈强比0.85，断后伸长率 羽
14、8%，耐火极限性能 为600C下3小时其屈服强度高于室温屈服强度的2/3;焊材及焊接接头的耐蚀性、耐火性与母材匹配；使用寿命达到 50-100年；形成沿海海洋大气环境下建筑结构用耐蚀钢的服 役性能评价体系，制定标准和应用设计规范或建筑钢结构设 计指南；形成3个以上建筑结构用抗震、耐蚀、耐火钢研发、服役评价和生产示范基地。2.5高性能桥梁用钢研究内容：研究桥梁用钢腐蚀与断裂失效行为、疲劳与 止裂控制原理；开发低屈强比桥梁钢合金成分与组织结构控 制关键技术；研究合金成分体系、深加工工艺对桥索钢缠绕、 弯曲和扭转性能的影响机理，开发超高强度桥索钢控轧及离 线铅浴淬火关键工艺；开发锈层稳定化表面预处理
15、、锈层损 伤修补等控制技术；开发构件大型化、厚壁化条件下免预热 焊接桥梁用钢的合金体系及生产控制技术；开发满足100年使用寿命的420MPa级焊前不预热或少预热耐候桥梁钢以及 690MPa级高强耐候桥梁钢工业化制造技术，开发配套焊接与 螺栓连接等关键技术；建立服役环境及结构评价体系，形成 标准、规范，实现应用示范。考核指标：开发出焊前不预热或预热温度75C的 420MPa级耐候桥梁钢，-40 C断口纤维断面率 洱0%、屈强比 0.85;开发出2000MPa级桥索钢，缠绕弯曲和扭转均达到8次以上；无涂装耐候桥梁钢稳定化锈层形成时间小于1月；开发出690MPa级屈强比0.85的桥梁钢；完成配套焊接
16、材料 及工艺的开发；开发出与母材耐候性相当的12.9级耐候螺栓钢，100小时延迟断裂试验，0.9倍抗拉强度加载，饱和充氢 含量Hc為ppm,不发生断裂；提出桥梁构件防断设计选材 规范，建立无涂装耐候桥梁钢使用规范；实现千吨级示范应 用，耐候桥梁钢使用寿命达到 100年。3. 先进能源用钢3.1低温、高压服役条件下高强度管线用钢研究内容：针对极寒地区气温条件，研究在低温、高压 服役条件下高强度管线钢的断裂力学行为和韧化机理，阐明 在低温条件下控制塑性断裂和裂纹止裂的物理冶金学原理， 二氧化碳驱服役环境下钢管腐蚀机理；突破低温用特宽、特 厚钢板/带和二氧化碳驱专用耐蚀钢的合金设计、在线全流程组织细化热机械处理、微观结构精细调控和应用评价等关键 技术；开发低温超大输
