“要(yao)充分發(fa)(fa)揮(hui)薄板坯連鑄連軋流程本身的特點(dian)，以實現連續(xu)化生產，并研(yan)發(fa)(fa)生產出(chu)有競爭力的產品。” 11月26日，在2015冶金創新(xin)論壇(tan)上，新(xin)晉中國工程院(yuan)院(yuan)士、武漢鋼(gang)鐵（集團）公司研(yan)究(jiu)院(yuan)常務副院(yuan)長毛新(xin)平(ping)總結了我國薄板坯連鑄連軋的發(fa)(fa)展過程、研(yan)究(jiu)現狀和(he)今(jin)后的發(fa)(fa)展方向(xiang)。
技術發展從引進到研究創新
毛新平認為(wei)，從技術特點和工(gong)業化應用來(lai)講(jiang)，我國薄板坯連鑄連軋發展的過程可(ke)以劃分成4個(ge)階段(duan)。
第一(yi)個階(jie)段是(shi)(shi)1984年(nian)~1999年(nian)，為引入期。這個階(jie)段有(you)一(yi)個典型(xing)事件，就是(shi)(shi)在1975年(nian)~1985年(nian)間科(ke)技部確定了薄板(ban)(ban)坯(pi)連(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)軋(ya)的技術研究工作，開啟了我國薄板(ban)(ban)坯(pi)連(lian)(lian)鑄的發展歷(li)程。1999年(nian)8月26日，國內第一(yi)條CSP產線在廣州珠江鋼廠投入使用(yong)。這是(shi)(shi)我國對薄板(ban)(ban)坯(pi)連(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)軋(ya)的探索和引入過程。
我(wo)國當時(shi)試圖以市場換技(ji)術(shu)。珠江(jiang)鋼(gang)廠、包鋼(gang)、邯鋼(gang)3條線捆綁(bang)引進了(le)(le)德(de)國的(de)(de)(de)西馬(ma)克技(ji)術(shu)，這樣的(de)(de)(de)引進開(kai)啟了(le)(le)國內廣大科技(ji)人員對薄(bo)(bo)板坯(pi)連(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)軋物理(li)冶(ye)金和(he)(he)關(guan)鍵裝備國產(chan)化(hua)的(de)(de)(de)一(yi)系列研究工作。同時(shi)，基(ji)于薄(bo)(bo)板坯(pi)連(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)軋工藝特(te)點(dian)的(de)(de)(de)認(ren)識，我(wo)國開(kai)展了(le)(le)相關(guan)產(chan)品的(de)(de)(de)研發(fa)，尤(you)其在高(gao)規格和(he)(he)高(gao)強(qiang)鋼(gang)方面。通過這個(ge)階段的(de)(de)(de)研究，我(wo)國形成了(le)(le)一(yi)個(ge)基(ji)本的(de)(de)(de)認(ren)識，在當時(shi)鋼(gang)鐵工業快速(su)發(fa)展的(de)(de)(de)過程當中，對鋼(gang)鐵大量需求的(de)(de)(de)情(qing)況下，薄(bo)(bo)板坯(pi)連(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)軋可以發(fa)揮一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)作用。
第二階(jie)段是(shi)2002年(nian)~2008年(nian)，共計建設了(le)(le)9個(ge)薄板坯連鑄連軋項目，包括(kuo)了(le)(le)26個(ge)連鑄機，同時(shi)，在(zai)(zai)產(chan)品(pin)上也取(qu)得(de)了(le)(le)一(yi)系列的進(jin)展，特別(bie)是(shi)在(zai)(zai)高規格、高強鋼等方面(mian)做(zuo)了(le)(le)相關研究。值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的是(shi)，我國在(zai)(zai)產(chan)量方面(mian)，一(yi)條線做(zuo)到了(le)(le)300萬噸，這是(shi)我們在(zai)(zai)這個(ge)階(jie)段取(qu)得(de)的一(yi)些進(jin)展。
第(di)三(san)階段(duan)是2008年(nian)之后(hou)的(de)穩(wen)定(ding)發展(zhan)期(qi)。這一(yi)時期(qi)，薄(bo)板(ban)坯連鑄連軋的(de)基(ji)(ji)(ji)礎配置基(ji)(ji)(ji)本上確定(ding)下來，主要裝備也(ye)基(ji)(ji)(ji)本穩(wen)定(ding)，而我(wo)國(guo)對(dui)其產品范圍也(ye)進一(yi)步拓展(zhan)。其中，我(wo)國(guo)對(dui)高品質特殊鋼、硅鋼進行了相關的(de)研究，并在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度上實現了產業(ye)化。
第(di)四階段是目前關于(yu)無頭軋制ESP產線和ESP技術的研究和投入(ru)使(shi)用。
技術進展廣泛而深入
毛新平介紹道，從產(chan)業角度來看，我國在薄板坯(pi)連鑄連軋領域取得了進展。
一是高規格產品(pin)的研發(fa)和(he)生產應用。一般2毫米以(yi)(yi)下的熱軋板稱之為高規格，如果(guo)能夠保證良好(hao)的板形(xing)、厚(hou)度(du)、長度(du)和(he)表面質(zhi)量(liang)，它(ta)在一定使用范圍(wei)內可以(yi)(yi)替代(dai)冷(leng)軋產品(pin)。由于冷(leng)軋制造過程復雜(za)，投入的裝備比較(jiao)多，能耗和(he)排放相對較(jiao)大，如果(guo)能夠實現“以(yi)(yi)熱代(dai)冷(leng)”，將有很(hen)重要的意(yi)義。
冷(leng)軋(ya)(ya)產(chan)(chan)品的(de)厚(hou)度(du)平均在1.1毫(hao)米，而(er)實驗室產(chan)(chan)線(xian)的(de)熱(re)軋(ya)(ya)最薄規格已(yi)經(jing)遠(yuan)遠(yuan)突破了1.1毫(hao)米。實際上，我(wo)國目(mu)前(qian)產(chan)(chan)業化(hua)的(de)無(wu)頭軋(ya)(ya)制已(yi)經(jing)做到了0.77毫(hao)米左(zuo)右，從(cong)厚(hou)度(du)來講，熱(re)軋(ya)(ya)產(chan)(chan)品已(yi)經(jing)深入到了冷(leng)軋(ya)(ya)的(de)產(chan)(chan)品領(ling)域中(zhong)。
考慮到表面質量差(cha)異(yi)和強度(du)差(cha)別，大(da)(da)約(yue)20%的(de)冷(leng)軋(ya)產品(pin)(pin)可以被薄(bo)規(gui)格(ge)(ge)的(de)熱軋(ya)產品(pin)(pin)替代，這個(ge)市(shi)場是非(fei)常(chang)巨(ju)大(da)(da)的(de)。但是，在熱軋(ya)薄(bo)規(gui)格(ge)(ge)產品(pin)(pin)的(de)過(guo)程中，由于產品(pin)(pin)在速度(du)極限和負荷極限的(de)情況下進行軋(ya)制(zhi)(zhi)，軋(ya)機的(de)振動(dong)和噪音非(fei)常(chang)劇烈。軋(ya)制(zhi)(zhi)過(guo)程的(de)不穩定，會(hui)導致浪形、軋(ya)口磨損(sun)和剝落(luo)等一系(xi)列問(wen)題。我(wo)國(guo)經(jing)(jing)過(guo)一系(xi)列長期的(de)研究工(gong)作，目前(qian)已經(jing)(jing)比較(jiao)好地(di)解決了這些問(wen)題。目前(qian)，無頭軋(ya)制(zhi)(zhi)主要的(de)產品(pin)(pin)方(fang)向就是薄(bo)規(gui)格(ge)(ge)。
舉(ju)例(li)來說(shuo)，日照鋼鐵薄板坯連(lian)鑄連(lian)軋產品的(de)產量(liang)為35萬噸/月，其中1.5毫米以下的(de)占(zhan)到75%，這對(dui)于傳統制造流(liu)程是(shi)無法想象的(de)。
二是(shi)(shi)微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)高(gao)強(qiang)鋼(gang)的(de)研(yan)究應用(yong)。目(mu)前，我國常用(yong)的(de)微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)素是(shi)(shi)Nb和V，而(er)Nb元(yuan)素價(jia)格(ge)高(gao)，在(zai)(zai)使用(yong)上(shang)也存(cun)在(zai)(zai)一些局限(xian)性。與此同(tong)時，我國鈦資源(yuan)豐富(fu)，而(er)且(qie)價(jia)格(ge)低廉，但是(shi)(shi)由(you)于性能波(bo)動，一直(zhi)沒有被廣泛應用(yong)。因(yin)此，我國在(zai)(zai)探索基于薄(bo)板坯連鑄(zhu)連軋(ya)(ya)，用(yong)鈦微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)來做高(gao)強(qiang)鋼(gang)，基于薄(bo)板坯連鑄(zhu)連軋(ya)(ya)流程，對鈦的(de)各類析(xi)出(chu)(chu)物(wu)的(de)析(xi)出(chu)(chu)率(lv)和析(xi)出(chu)(chu)尺(chi)寸做了(le)相關研(yan)究，基于鈦析(xi)出(chu)(chu)物(wu)的(de)析(xi)出(chu)(chu)規(gui)律提出(chu)(chu)了(le)聯(lian)合(he)控軋(ya)(ya)的(de)模(mo)式。通過該(gai)聯(lian)合(he)控軋(ya)(ya)模(mo)式，研(yan)究者得(de)到了(le)屈服強(qiang)度700MPa級、鐵素體晶(jing)粒(li)(li)(li)尺(chi)寸達到3個~4個微(wei)(wei)米級的(de)超(chao)(chao)細晶(jing)粒(li)(li)(li)鋼(gang)。因(yin)此，該(gai)超(chao)(chao)細晶(jing)粒(li)(li)(li)鈦微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)高(gao)強(qiang)鋼(gang)的(de)強(qiang)化(hua)(hua)機理為沉淀強(qiang)化(hua)(hua)和細晶(jing)強(qiang)化(hua)(hua)。此外，研(yan)究過程還解決了(le)Nb微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)鋼(gang)因(yin)晶(jing)粒(li)(li)(li)粗大而(er)導(dao)致的(de)混(hun)晶(jing)問題(ti)，實現了(le)Nb微(wei)(wei)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)化(hua)(hua)在(zai)(zai)薄(bo)板坯連鑄(zhu)連軋(ya)(ya)上(shang)的(de)工業化(hua)(hua)生(sheng)產，并(bing)開發了(le)一系列的(de)產品，且(qie)得(de)到了(le)廣泛應用(yong)。
此外，在V微(wei)合金化鋼(gang)方(fang)(fang)面，研(yan)究者利用高氮和加氮的(de)方(fang)(fang)式在另一個流程上實現了V微(wei)合金化鋼(gang)的(de)精(jing)密超細晶化，該系(xi)列產品在汽車相關領(ling)域得到了應用。
三是(shi)高(gao)品質(zhi)鋼(gang)和(he)特(te)殊(shu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究應用(yong)。特(te)殊(shu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)特(te)點是(shi)成分復雜，特(te)別要(yao)考慮(lv)耐磨性(xing)(xing)和(he)硬度等性(xing)(xing)能。傳統制(zhi)造(zao)流程存在一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)析(xi)和(he)表面脫碳(tan)問(wen)(wen)題(ti)，但是(shi)基于薄板坯連(lian)鑄(zhu)連(lian)軋(ya)的(de)(de)(de)(de)流程，研(yan)究者開發了(le)相(xiang)(xiang)應的(de)(de)(de)(de)低(di)偏(pian)析(xi)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)技術(shu)(shu)，通過(guo)直接(jie)軋(ya)制(zhi)，加熱的(de)(de)(de)(de)時間比較短，溫(wen)度比較低(di)。相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)珠(zhu)光(guang)體片層間距比較顯(xian)示，新工藝(yi)生產(chan)的(de)(de)(de)(de)產(chan)品，其(qi)表面脫碳(tan)約(yue)為(wei)傳統流程的(de)(de)(de)(de)1/3，這對提高(gao)特(te)殊(shu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量特(te)別明顯(xian)。同時，為(wei)了(le)實(shi)現(xian)特(te)殊(shu)鋼(gang)在連(lian)鑄(zhu)機(ji)上的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)澆鑄(zhu)，克服裂(lie)紋敏(min)感性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題(ti)，研(yan)究者還開發了(le)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)技術(shu)(shu)和(he)設備保障(zhang)。
四(si)是(shi)(shi)硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)的深入研究和應用(yong)。目(mu)前，中低牌號(hao)(hao)的硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)已經實現了批量(liang)生產，但是(shi)(shi)，在(zai)高牌號(hao)(hao)特別是(shi)(shi)取向硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)方面，產品表面質量(liang)的問題還(huan)(huan)沒有(you)徹(che)底解決。這(zhe)個(ge)問題還(huan)(huan)有(you)待于(yu)進一步解決，由(you)于(yu)薄(bo)板坯(pi)連(lian)鑄連(lian)軋生產硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)，其鐵損(sun)低、磁感高的性能優勢非常(chang)明顯。因此，在(zai)硅(gui)(gui)鋼(gang)(gang)制造方面，應該充分(fen)發揮(hui)薄(bo)板坯(pi)連(lian)鑄連(lian)軋的特點。
發揮優勢優化流程與升級產品
對于薄板坯連鑄連軋的發(fa)展(zhan)方向，毛新平(ping)認為有兩(liang)個方面。
一方面是發揮薄(bo)(bo)板坯(pi)(pi)連(lian)(lian)(lian)鑄(zhu)(zhu)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)流(liu)程(cheng)本身的(de)(de)特點，以實(shi)現(xian)連(lian)(lian)(lian)續化生(sheng)產(chan)。研究顯示，對(dui)于(yu)單(dan)坯(pi)(pi)軋(ya)制(zhi)(zhi)，隨著厚度的(de)(de)減(jian)薄(bo)(bo)，生(sheng)產(chan)的(de)(de)事故率陡然增加，但無頭軋(ya)制(zhi)(zhi)就(jiu)不存在這樣(yang)的(de)(de)問題。特別是極(ji)薄(bo)(bo)規格(ge)和寬(kuan)規格(ge)產(chan)品，傳統流(liu)程(cheng)幾乎(hu)沒有(you)辦法(fa)生(sheng)產(chan)。對(dui)于(yu)無頭軋(ya)制(zhi)(zhi)，在傳統流(liu)程(cheng)上(shang)，有(you)時(shi)甚(shen)至不惜把已經進入的(de)(de)單(dan)坯(pi)(pi)用(yong)復(fu)雜的(de)(de)焊(han)機把它(ta)焊(han)接(jie)起(qi)來(lai)，以實(shi)現(xian)軋(ya)制(zhi)(zhi)過程(cheng)的(de)(de)連(lian)(lian)(lian)續性。而如果采用(yong)薄(bo)(bo)板坯(pi)(pi)連(lian)(lian)(lian)鑄(zhu)(zhu)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)，連(lian)(lian)(lian)鑄(zhu)(zhu)出來(lai)的(de)(de)坯(pi)(pi)子本來(lai)就(jiu)是一個(ge)完整的(de)(de)坯(pi)(pi)，所以，薄(bo)(bo)板坯(pi)(pi)連(lian)(lian)(lian)鑄(zhu)(zhu)連(lian)(lian)(lian)軋(ya)在連(lian)(lian)(lian)續化生(sheng)產(chan)方面有(you)得(de)天獨厚的(de)(de)條件。這就(jiu)是為什么這些(xie)年ESP技(ji)術(shu)在世界范圍得(de)到廣(guang)泛的(de)(de)實(shi)際應用(yong)的(de)(de)原因(yin)。
因(yin)此，今(jin)后薄板坯連(lian)鑄連(lian)軋發展的一(yi)個(ge)方向(xiang)(xiang)，應該是連(lian)續化(hua)生產，也就是無頭軋制(zhi)。當然(ran)，實(shi)(shi)現(xian)無頭軋制(zhi)的工藝配置(zhi)和技(ji)(ji)術(shu)有(you)多種，如何更好地實(shi)(shi)現(xian)還在探討(tao)中。雖然(ran)技(ji)(ji)術(shu)有(you)多種，也在不斷(duan)發展和創新，但實(shi)(shi)現(xian)連(lian)續化(hua)生產這(zhe)個(ge)大(da)方向(xiang)(xiang)不變(bian)。
另(ling)一方面是充(chong)分發揮薄(bo)板坯連(lian)鑄連(lian)軋的(de)特(te)點，開(kai)發有競爭力(li)的(de)產(chan)(chan)品(pin)。薄(bo)板坯連(lian)鑄連(lian)軋快(kuai)速凝固的(de)特(te)點使得產(chan)(chan)品(pin)的(de)偏析(xi)更(geng)(geng)少、鑄態組(zu)織(zhi)更(geng)(geng)均(jun)勻，這樣的(de)優勢(shi)對(dui)于成分更(geng)(geng)加(jia)復雜的(de)特(te)殊鋼(gang)產(chan)(chan)品(pin)生產(chan)(chan)是非常有利的(de)。目前，我國在高品(pin)質(zhi)特(te)殊鋼(gang)、高強鋼(gang)、硅鋼(gang)、薄(bo)規(gui)格產(chan)(chan)品(pin)方面已經開(kai)發出系列產(chan)(chan)品(pin)，并(bing)進入了市場。但是，未來還(huan)有很(hen)多(duo)工(gong)作要做，如高牌(pai)號硅鋼(gang)。
此外，薄帶連(lian)(lian)(lian)鑄將(jiang)是薄板坯連(lian)(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)(lian)軋(ya)技術(shu)發(fa)展的終極，它的冷凝速(su)度(du)更快，相比(bi)薄板坯鋼的速(su)度(du)又是數(shu)量級的提(ti)高。因此，在一些產(chan)品方面，特別是在特殊(shu)質量要(yao)求的產(chan)品方面，薄板坯連(lian)(lian)(lian)鑄連(lian)(lian)(lian)軋(ya)還有它的優勢，也還有很多工作要(yao)做。