热轧高温粉尘协同控制关键技术与装备
机械工业技术发明二等奖
中国产学研合作创新成果二等奖
负责人：赵刚 教授
“十四五”规划和“2035年远景目标纲要”明确提出“推动制造业高端化智能化绿色化”，“推进钢铁、石化、建材等行业绿色化改造”。全国每年因铁皮灰粉尘造成的轧材表面缺陷发生率平均在1.05-2.4%，改判和废品总量高达340万吨。轧制工艺装备难以对高温粉尘和氧化物颗粒进行全流程控制和深度净化，严重影响HIB钢、汽车板等高端轧材表面质量，已经成为冶金环保装备制造业绿色转型升级亟须解决的共性难题。
自2012年以来，武汉科技大学联合武汉大学、黄冈师范学院、武汉钢铁有限公司、山东钢铁集团有限公司、江苏博际喷雾系统股份有限公司，聚焦介观微粒在多相界面上的物理化学性能及其在多态物理场中的迁移扩散规律，突破低表面能液固界面力能调控、高温自激振荡超微雾化、高场强自清洁磁滤、双极电晕栅静电凝并等关键技术瓶颈，开发微纳织构疏尘、对中控振抑尘、高温雾化降尘、浊水强磁滤尘、静电凝并除尘等关键技术，攻克高温高湿环境下降尘效率低下、高浓度粉尘和氧化物颗粒被轧辊压入形成轧材表面缺陷等技术难题，有效改善高端热轧产品表面质量。取得的主要成果有：
（1）为了防止含水含油粉尘沉积并侵蚀导卫板底面，发明微纳织构表面及其疏水涂层改性强化工艺，开发低表面能液固界面控振抑尘关键技术，从工艺源头抑制了表面沉积和轧制振动引起的氧化物颗粒尘化扩散，热轧板带表面氧化铁皮灰缺陷发生率从1.37%降至0.69%。
（2）为解决900℃高温环境下水雾降尘效率低下且影响加热工艺制度，以及降尘水在线循环滤尘效率不足、铁质尘泥极易堵塞雾化喷嘴的技术难题，开发热轧自适应高温雾化降尘和自清洁强磁滤尘关键技术，研制气液两相多级自激振荡射流超微雾化喷嘴关键元件和强磁滤尘装备，实现雾化降尘效率与轧材温降智能协同控制，大幅提高热轧产线雾化降尘效率至93.5%，过钢粉尘浓度降至21.13mg/m3，提高含尘浊环水在线滤尘效率，浊环水循环效率提高到1760L/min。
（3）针对热轧产线高温高湿微细颗粒物超净排放难的突出问题，研制节能型单电源线管式双极电晕栅关键元件，开发双极电晕栅极配结构参数优化技术，发明单电源双极电晕栅静电凝并复合除尘关键技术和装备，实现热轧粉尘的低能耗可控超低排放，产线末端深度除尘效率达97%，粉尘浓度降至4.36mg/m3。
本项技术形成系列自主知识产权，获国际发明专利1件，国家发明专利28件，其他知识产权2件，发布实施国家标准1项，企业标准3项。技术成果应用于武钢有限、山钢集团、江苏博际以及新钢股份热轧厂，大幅改善热轧生产环境的同时，有效提升轧材表面质量，全品种改判率从1.13%降至0.46%，高端面板成材率提高到99.82%，创造直接经济效益50.09亿元，新增利润6.64亿元，有力推动我国绿色制造和环保装备行业的技术进步。
