项目获奖情况：2025年国家科学技术进步奖二等奖。 完成单位：北京科技大学，北方工业大学，首钢集团有限公司，江阴兴澄特种钢铁有限公司，中国第一重型机械股份公司，邯郸钢铁集团有限责任公司，上海梅山钢铁股份有限公司。 完成人：张立峰，朱国森，任英，尹青，韩健，赵德利，杨文，左康林，王举金，陈威，吴小林，李海波，高建军，周业连，郭朝军。
引 言
2026年7月8日，国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。由北方工业大学张立峰教授主持，北京科技大学、北方工业大学、首钢集团有限公司、江阴兴澄特种钢铁有限公司、中国第一重型机械股份公司、邯郸钢铁集团有限责任公司、上海梅山钢铁股份有限公司7家单位共同完成的“先进制造用高品质钢洁净化制备关键技术开发与应用”项目，荣获2025年度国家科学技术进步奖二等奖。 张立峰教授在国家科学技术奖励大会领奖 这项荣誉是对一个团队二十余年如一日深耕基础研究、破解行业难题的最高肯定。项目针对制约先进制造用钢铁材料品质提升的钢中非金属夹杂物控制这一世界性难题，实现了钢中夹杂物数量、尺寸、成分和空间分布的精准控制，攻克了高品质钢洁净化的核心难题，推动我国先进制造用高品质钢的洁净化大规模生产。成果应用于30余个钢铁企业的多个钢种，实现核电、新能源汽车等领域用钢国产化替代，具有重要战略意义和巨大经济价值。
项目背景：行业难题制约中国钢铁迈向高端
钢铁材料是支撑我国制造强国建设的关键战略材料。虽然我国大型钢铁企业已拥有世界先进的生产装备，但水电主轴、核电管道、高速重载铁路钢轨等先进制造用关键钢铁材料的质量与稳定性，与国际领先水平仍有差距，部分钢种仍依赖进口，严重制约了关键领域的战略发展。 造成这种局面的重要原因之一，就是钢洁净化制备的理论基础和控制技术尚不完善。而钢中非金属夹杂物控制正是钢洁净化制备的最大难点。夹杂物不仅会恶化轴承钢的疲劳寿命和电工钢的磁性能，还会造成百吨级以上超大型核电站主管道和水电站主轴探伤不合格，引发重轨钢疲劳断裂。夹杂物不是钢的所有问题，但所有钢都有夹杂物的问题。 钢中非金属夹杂物控制，是高品质钢洁净化制备的世界性共性难题。主要存在三大难点：一是夹杂物近极限去除难度大；二是夹杂物成分定制化改性难度高；三是夹杂物全流程预报与控制精度低。 面对这一制约我国先进制造业发展的难题，北京科技大学和北方工业大学张立峰教授团队与首钢、宝武、中信、河钢、中国一重等单位合作，经过多年“产学研用”协同创新，围绕高品质钢的洁净化要求和服役性能需求，形成了先进制造用高品质钢洁净化制备关键技术开发与应用成果。
三大创新：系统攻克钢铁制备全流程夹杂物控制难题
创新点一：钢中非金属夹杂物近极限去除关键技术 项目成体系地构建了钢中非金属夹杂物形核、长大、去除的全周期基础理论。研究团队建立了区别于纯铁液的实际钢液多元素脱氧热力学，提出了精炼渣夹杂物容量公式。 在理论突破的基础上，项目开发了钢中非金属夹杂物转炉-精炼-连铸全流程多级去除关键技术，实现了钢中夹杂物的近极限去除，使高端轴承钢中总氧含量显著降低、汽车钢冲压缺陷率明显下降。 创新点二：钢中非金属夹杂物精准改性关键技术 针对不同钢种服役性能对夹杂物成分的不同要求，项目提出了钢洁净度指数，形成不同成分系列钢种的夹杂物控制目标体系，并建立了精炼过程钢-渣-夹杂物多相多元体系成分预测热力学模型。 项目开发了钢中非金属夹杂物定制化改性技术，实现了钢中夹杂物成分的无害化处理。在超大钢锭夹杂物塑性化改性、帘线钢断丝率降低等方面取得显著效果。百吨级以上碳锰钢锻件超声波探伤合格率大幅提高。 创新点三：高品质钢中非金属夹杂物定制化控制方法 系统提出了基于高品质钢性能要求的钢中非金属夹杂物定制化控制方略，包括超低氧钢总氧和非金属夹杂物极限去除方略、铝脱氧钙处理钢中非金属夹杂物半液态化控制方略、无铝脱氧钢中非金属夹杂物基于熔点和杨氏模量的塑性化控制方略。实现了超低氧钢中总氧含量稳定极限去除、铝脱氧钙处理钢中夹杂物液相分数稳定控制、无铝脱氧钢中非金属夹杂物氧化铝含量降低，高效低成本地实现了常规生产装备条件下高品质钢的洁净化稳定制备。
应用案例：从国家重大工程到新能源汽车全覆盖
项目成果广泛应用于首钢集团、兴澄特钢、宝武集团、河钢集团、中国一重等30余家钢铁企业的高品质钢制造，覆盖轴承钢、汽车钢、管线钢、齿轮钢、帘线钢、不锈钢、百吨级以上超大型铸锻件等多个钢种的生产实践。既包含了与国家重大需求相适应的制造业几大关键钢种，也包含了与国民经济和生产生活密切相关的常规钢种。 助力“大国重器”自主化制造 项目成果生产的水电站大型主轴、试验盖法兰等百吨级以上超大型锻件应用于三峡白鹤滩、广西大藤峡等水电站；石化容器管板、封头等锻件应用在中石化海南EO反应器及中石化仪征化纤PTA结晶器等项目，为“大国重器”的建设发挥了举足轻重的作用。取向硅钢变压器产品应用于乌东德水电站项目等国家重点工程，保障了民生需求。管线钢应用于国家“西气东输石油管道”“中俄天然气管道”工程建设，助力国家能源安全保障。 引领新能源汽车用钢升级 超强无取向硅钢产品已全面覆盖全球新能源汽车销量TOP10和国内新能源汽车销量TOP10车企，全球市场占有率位居行业前列。高牌号无取向硅钢的应用有效提升了驱动电机的效率，降低了电能损耗，助力新能源汽车的续航里程提升和整车能效优化。这一成果不仅推动了我国新能源汽车的关键材料实现了自主可控，也为我国交通领域的绿色低碳转型提供了坚实支撑，服务于国家“双碳”战略的全面实施。 推动高端特殊钢进口替代 高端装备用特殊钢对钢中非金属夹杂物的尺寸、数量和形态有着极为苛刻的要求，夹杂物控制水平直接决定了特殊钢的寿命和可靠性。高端轴承钢产品获得工信部制造业单项冠军产品认定，高速电驱主轴承用钢总体达国际领先水平，高档次帘线钢成功替代进口，汽车尾门用弹簧钢实现国内独家供货。汽车面板钢缺陷率显著降低，产品稳定供应高端自主品牌汽车公司。不锈钢板坯修磨率大幅降低，成功开发手表带、手机和电脑Logo用高表面要求不锈钢。
团队风采：洁净钢领域的“国家队”
该项目由北方工业大学校长张立峰教授主持。张立峰教授1972年8月出生，1998年于北京科技大学获得冶金工程博士学位，此后在日本、德国、挪威、美国从事教学科研，曾任挪威科技大学教授、美国密苏里科技大学副教授。2012年回国后，历任北京科技大学冶金与生态工程学院院长、燕山大学副校长，2022年起任北方工业大学校长。 张立峰教授入选多项国家高层次领军人才，国务院政府特殊津贴，北京学者，北京市战略科学家，英国材料、矿物与采矿学会（IOM3）会士，教育部首批全国高校黄大年式教师团队负责人。获光华工程科技奖青年奖；魏寿昆冶金青年奖。获美国钢铁协会Richard J. Fruehan奖、英国皇家工程院杰出访问学者。出版中文学术专著8本、英文学术专著1本、教材3本，发表国内外学术论文350篇，连续六年入选爱思唯尔高被引学者，爱思唯尔评分在冶金矿物领域排名中国第一。获授权5项国际专利、60余项中国专利和30余项软件专利权。担任过国内外18个刊物编委或审稿委员会成员。以第一完成人的身份获得国家科学技术进步奖二等奖1项、省部级一等奖8项，包括北京市科学技术进步奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖工程技术奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖一等奖、河北省科学技术进步奖一等奖，冶金科学技术奖一等奖3项。 张立峰教授团队获奖合影 张立峰教授团队成员长期围绕高品质钢铁材料开发与制备过程的难题展开深入的理论与应用研究。团队出版专著及教材11本，发表学术论文500余篇，授权专利60余项。团队先后获评教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”“北京高校优秀本科育人团队”“北京市工人先锋号”“北京市模范集体”“北京市事业单位记大功集体”等荣誉称号。
