“要充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程本身的特點,，以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),，并研發(fā)生產(chǎn)出有競爭力的產(chǎn)品,。” 11月26日,，在2015冶金創(chuàng)新論壇上，新晉中國工程院院士,、武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司研究院常務(wù)副院長毛新平總結(jié)了我國薄板坯連鑄連軋的發(fā)展過程,、研究現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向。
技術(shù)發(fā)展從引進(jìn)到研究創(chuàng)新
毛新平認(rèn)為,，從技術(shù)特點和工業(yè)化應(yīng)用來講,，我國薄板坯連鑄連軋發(fā)展的過程可以劃分成4個階段。
第一個階段是1984年~1999年,，為引入期,。這個階段有一個典型事件,，就是在1975年~1985年間科技部確定了薄板坯連鑄連軋的技術(shù)研究工作，開啟了我國薄板坯連鑄的發(fā)展歷程,。1999年8月26日,，國內(nèi)第一條CSP產(chǎn)線在廣州珠江鋼廠投入使用。這是我國對薄板坯連鑄連軋的探索和引入過程,。
我國當(dāng)時試圖以市場換技術(shù),。珠江鋼廠、包鋼,、邯鋼3條線捆綁引進(jìn)了德國的西馬克技術(shù),，這樣的引進(jìn)開啟了國內(nèi)廣大科技人員對薄板坯連鑄連軋物理冶金和關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化的一系列研究工作。同時,，基于薄板坯連鑄連軋工藝特點的認(rèn)識,，我國開展了相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，尤其在高規(guī)格和高強(qiáng)鋼方面,。通過這個階段的研究,，我國形成了一個基本的認(rèn)識，在當(dāng)時鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的過程當(dāng)中,，對鋼鐵大量需求的情況下,，薄板坯連鑄連軋可以發(fā)揮一定的作用。
第二階段是2002年~2008年,，共計建設(shè)了9個薄板坯連鑄連軋項目,，包括了26個連鑄機(jī)，同時,，在產(chǎn)品上也取得了一系列的進(jìn)展,，特別是在高規(guī)格、高強(qiáng)鋼等方面做了相關(guān)研究,。值得一提的是,，我國在產(chǎn)量方面，一條線做到了300萬噸,，這是我們在這個階段取得的一些進(jìn)展,。
第三階段是2008年之后的穩(wěn)定發(fā)展期。這一時期,，薄板坯連鑄連軋的基礎(chǔ)配置基本上確定下來,，主要裝備也基本穩(wěn)定，而我國對其產(chǎn)品范圍也進(jìn)一步拓展,。其中,，我國對高品質(zhì)特殊鋼、硅鋼進(jìn)行了相關(guān)的研究,，并在一定程度上實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,。
第四階段是目前關(guān)于無頭軋制ESP產(chǎn)線和ESP技術(shù)的研究和投入使用,。
技術(shù)進(jìn)展廣泛而深入
毛新平介紹道，從產(chǎn)業(yè)角度來看,，我國在薄板坯連鑄連軋領(lǐng)域取得了進(jìn)展,。
一是高規(guī)格產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用。一般2毫米以下的熱軋板稱之為高規(guī)格,，如果能夠保證良好的板形,、厚度、長度和表面質(zhì)量,，它在一定使用范圍內(nèi)可以替代冷軋產(chǎn)品,。由于冷軋制造過程復(fù)雜，投入的裝備比較多,，能耗和排放相對較大,，如果能夠?qū)崿F(xiàn)“以熱代冷”，將有很重要的意義,。
冷軋產(chǎn)品的厚度平均在1.1毫米,，而實驗室產(chǎn)線的熱軋最薄規(guī)格已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了1.1毫米。實際上,，我國目前產(chǎn)業(yè)化的無頭軋制已經(jīng)做到了0.77毫米左右，從厚度來講,，熱軋產(chǎn)品已經(jīng)深入到了冷軋的產(chǎn)品領(lǐng)域中,。
考慮到表面質(zhì)量差異和強(qiáng)度差別，大約20%的冷軋產(chǎn)品可以被薄規(guī)格的熱軋產(chǎn)品替代,，這個市場是非常巨大的,。但是，在熱軋薄規(guī)格產(chǎn)品的過程中,，由于產(chǎn)品在速度極限和負(fù)荷極限的情況下進(jìn)行軋制,，軋機(jī)的振動和噪音非常劇烈。軋制過程的不穩(wěn)定,，會導(dǎo)致浪形,、軋口磨損和剝落等一系列問題。我國經(jīng)過一系列長期的研究工作,，目前已經(jīng)比較好地解決了這些問題,。目前，無頭軋制主要的產(chǎn)品方向就是薄規(guī)格,。
舉例來說,，日照鋼鐵薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品的產(chǎn)量為35萬噸/月，其中1.5毫米以下的占到75%,，這對于傳統(tǒng)制造流程是無法想象的,。
二是微合金化高強(qiáng)鋼的研究應(yīng)用,。目前，我國常用的微合金元素是Nb和V,，而Nb元素價格高,，在使用上也存在一些局限性。與此同時,，我國鈦資源豐富,，而且價格低廉，但是由于性能波動,，一直沒有被廣泛應(yīng)用,。因此，我國在探索基于薄板坯連鑄連軋,，用鈦微合金鋼來做高強(qiáng)鋼,，基于薄板坯連鑄連軋流程，對鈦的各類析出物的析出率和析出尺寸做了相關(guān)研究,，基于鈦析出物的析出規(guī)律提出了聯(lián)合控軋的模式,。通過該聯(lián)合控軋模式，研究者得到了屈服強(qiáng)度700MPa級,、鐵素體晶粒尺寸達(dá)到3個~4個微米級的超細(xì)晶粒鋼,。因此，該超細(xì)晶粒鈦微合金高強(qiáng)鋼的強(qiáng)化機(jī)理為沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化,。此外,，研究過程還解決了Nb微合金化鋼因晶粒粗大而導(dǎo)致的混晶問題，實現(xiàn)了Nb微合金化在薄板坯連鑄連軋上的工業(yè)化生產(chǎn),，并開發(fā)了一系列的產(chǎn)品,，且得到了廣泛應(yīng)用。
此外,，在V微合金化鋼方面,，研究者利用高氮和加氮的方式在另一個流程上實現(xiàn)了V微合金化鋼的精密超細(xì)晶化，該系列產(chǎn)品在汽車相關(guān)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,。
三是高品質(zhì)鋼和特殊鋼的研究應(yīng)用,。特殊鋼的主要特點是成分復(fù)雜，特別要考慮耐磨性和硬度等性能,。傳統(tǒng)制造流程存在一定的偏析和表面脫碳問題,，但是基于薄板坯連鑄連軋的流程，研究者開發(fā)了相應(yīng)的低偏析的控制技術(shù),，通過直接軋制,，加熱的時間比較短，溫度比較低。相關(guān)的珠光體片層間距比較顯示,，新工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品,，其表面脫碳約為傳統(tǒng)流程的1/3，這對提高特殊鋼的質(zhì)量特別明顯,。同時,，為了實現(xiàn)特殊鋼在連鑄機(jī)上的穩(wěn)定澆鑄，克服裂紋敏感性的問題,，研究者還開發(fā)了相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備保障,。
四是硅鋼的深入研究和應(yīng)用。目前,，中低牌號的硅鋼已經(jīng)實現(xiàn)了批量生產(chǎn),，但是，在高牌號特別是取向硅鋼方面,，產(chǎn)品表面質(zhì)量的問題還沒有徹底解決,。這個問題還有待于進(jìn)一步解決，由于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)硅鋼,，其鐵損低,、磁感高的性能優(yōu)勢非常明顯。因此,，在硅鋼制造方面,，應(yīng)該充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋的特點。
發(fā)揮優(yōu)勢優(yōu)化流程與升級產(chǎn)品
對于薄板坯連鑄連軋的發(fā)展方向,，毛新平認(rèn)為有兩個方面,。
一方面是發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程本身的特點，以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),。研究顯示，對于單坯軋制,，隨著厚度的減薄,，生產(chǎn)的事故率陡然增加，但無頭軋制就不存在這樣的問題,。特別是極薄規(guī)格和寬規(guī)格產(chǎn)品,，傳統(tǒng)流程幾乎沒有辦法生產(chǎn)。對于無頭軋制,，在傳統(tǒng)流程上,，有時甚至不惜把已經(jīng)進(jìn)入的單坯用復(fù)雜的焊機(jī)把它焊接起來，以實現(xiàn)軋制過程的連續(xù)性,。而如果采用薄板坯連鑄連軋,，連鑄出來的坯子本來就是一個完整的坯，所以，薄板坯連鑄連軋在連續(xù)化生產(chǎn)方面有得天獨厚的條件,。這就是為什么這些年ESP技術(shù)在世界范圍得到廣泛的實際應(yīng)用的原因,。
因此，今后薄板坯連鑄連軋發(fā)展的一個方向,，應(yīng)該是連續(xù)化生產(chǎn),，也就是無頭軋制。當(dāng)然,，實現(xiàn)無頭軋制的工藝配置和技術(shù)有多種,，如何更好地實現(xiàn)還在探討中。雖然技術(shù)有多種,，也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新,，但實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)這個大方向不變。
另一方面是充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋的特點,，開發(fā)有競爭力的產(chǎn)品,。薄板坯連鑄連軋快速凝固的特點使得產(chǎn)品的偏析更少、鑄態(tài)組織更均勻,，這樣的優(yōu)勢對于成分更加復(fù)雜的特殊鋼產(chǎn)品生產(chǎn)是非常有利的,。目前，我國在高品質(zhì)特殊鋼,、高強(qiáng)鋼,、硅鋼、薄規(guī)格產(chǎn)品方面已經(jīng)開發(fā)出系列產(chǎn)品,，并進(jìn)入了市場,。但是，未來還有很多工作要做,，如高牌號硅鋼,。
此外，薄帶連鑄將是薄板坯連鑄連軋技術(shù)發(fā)展的終極,，它的冷凝速度更快,，相比薄板坯鋼的速度又是數(shù)量級的提高。因此,，在一些產(chǎn)品方面,，特別是在特殊質(zhì)量要求的產(chǎn)品方面，薄板坯連鑄連軋還有它的優(yōu)勢,，也還有很多工作要做,。