“要充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程本身的特點，以實現連續(xù)化生產，并研發(fā)生產出有競爭力的產品?！?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）公司研究院常務副院長毛新平總結了我國薄板坯連鑄連軋的發(fā)展過程、研究現狀和今后的發(fā)展方向。
技術發(fā)展從引進到研究創(chuàng)新
毛新平認為，從技術特點和工業(yè)化應用來講，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，國內第一條CSP產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。
我國當時試圖以市場換技術。珠江鋼廠、包鋼、邯鋼3條線捆綁引進了德國的西馬克技術，這樣的引進開啟了國內廣大科技人員對薄板坯連鑄連軋物理冶金和關鍵裝備國產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識，我國開展了相關產品的研發(fā)，尤其在高規(guī)格和高強鋼方面。通過這個階段的研究，我國形成了一個基本的認識，在當時鋼鐵工業(yè)快速發(fā)展的過程當中，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，共計建設了9個薄板坯連鑄連軋項目，包括了26個連鑄機，同時，在產品上也取得了一系列的進展，特別是在高規(guī)格、高強鋼等方面做了相關研究。值得一提的是，我國在產量方面，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，而我國對其產品范圍也進一步拓展。其中，我國對高品質特殊鋼、硅鋼進行了相關的研究，并在一定程度上實現了產業(yè)化。
第四階段是目前關于無頭軋制ESP產線和ESP技術的研究和投入使用。
技術進展廣泛而深入
毛新平介紹道，從產業(yè)角度來看，我國在薄板坯連鑄連軋領域取得了進展。
一是高規(guī)格產品的研發(fā)和生產應用。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、長度和表面質量，它在一定使用范圍內可以替代冷軋產品。由于冷軋制造過程復雜，投入的裝備比較多，能耗和排放相對較大，如果能夠實現“以熱代冷”，將有很重要的意義。
冷軋產品的厚度平均在1.1毫米，而實驗室產線的熱軋最薄規(guī)格已經遠遠突破了1.1毫米。實際上，我國目前產業(yè)化的無頭軋制已經做到了0.77毫米左右，從厚度來講，熱軋產品已經深入到了冷軋的產品領域中。
考慮到表面質量差異和強度差別，大約20%的冷軋產品可以被薄規(guī)格的熱軋產品替代，這個市場是非常巨大的。但是，在熱軋薄規(guī)格產品的過程中，由于產品在速度極限和負荷極限的情況下進行軋制，軋機的振動和噪音非常劇烈。軋制過程的不穩(wěn)定，會導致浪形、軋口磨損和剝落等一系列問題。我國經過一系列長期的研究工作，目前已經比較好地解決了這些問題。目前，無頭軋制主要的產品方向就是薄規(guī)格。
舉例來說，日照鋼鐵薄板坯連鑄連軋產品的產量為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。
二是微合金化高強鋼的研究應用。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度700MPa級、鐵素體晶粒尺寸達到3個~4個微米級的超細晶粒鋼。因此，該超細晶粒鈦微合金高強鋼的強化機理為沉淀強化和細晶強化。此外，研究過程還解決了Nb微合金化鋼因晶粒粗大而導致的混晶問題，實現了Nb微合金化在薄板坯連鑄連軋上的工業(yè)化生產，并開發(fā)了一系列的產品，且得到了廣泛應用。
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了V微合金化鋼的精密超細晶化，該系列產品在汽車相關領域得到了應用。
三是高品質鋼和特殊鋼的研究應用。特殊鋼的主要特點是成分復雜，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)了相應的低偏析的控制技術，通過直接軋制，加熱的時間比較短，溫度比較低。相關的珠光體片層間距比較顯示，新工藝生產的產品，其表面脫碳約為傳統(tǒng)流程的1/3，這對提高特殊鋼的質量特別明顯。同時，為了實現特殊鋼在連鑄機上的穩(wěn)定澆鑄，克服裂紋敏感性的問題，研究者還開發(fā)了相關的技術和設備保障。
四是硅鋼的深入研究和應用。目前，中低牌號的硅鋼已經實現了批量生產，但是，在高牌號特別是取向硅鋼方面，產品表面質量的問題還沒有徹底解決。這個問題還有待于進一步解決，由于薄板坯連鑄連軋生產硅鋼，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)化流程與升級產品
對于薄板坯連鑄連軋的發(fā)展方向，毛新平認為有兩個方面。
一方面是發(fā)揮薄板坯連鑄連軋流程本身的特點，以實現連續(xù)化生產。研究顯示，對于單坯軋制，隨著厚度的減薄，生產的事故率陡然增加，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)格產品，傳統(tǒng)流程幾乎沒有辦法生產。對于無頭軋制，在傳統(tǒng)流程上，有時甚至不惜把已經進入的單坯用復雜的焊機把它焊接起來，以實現軋制過程的連續(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)化生產方面有得天獨厚的條件。這就是為什么這些年ESP技術在世界范圍得到廣泛的實際應用的原因。
因此，今后薄板坯連鑄連軋發(fā)展的一個方向，應該是連續(xù)化生產，也就是無頭軋制。當然，實現無頭軋制的工藝配置和技術有多種，如何更好地實現還在探討中。雖然技術有多種，也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，但實現連續(xù)化生產這個大方向不變。
另一方面是充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋的特點，開發(fā)有競爭力的產品。薄板坯連鑄連軋快速凝固的特點使得產品的偏析更少、鑄態(tài)組織更均勻，這樣的優(yōu)勢對于成分更加復雜的特殊鋼產品生產是非常有利的。目前，我國在高品質特殊鋼、高強鋼、硅鋼、薄規(guī)格產品方面已經開發(fā)出系列產品，并進入了市場。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量級的提高。因此，在一些產品方面，特別是在特殊質量要求的產品方面，薄板坯連鑄連軋還有它的優(yōu)勢，也還有很多工作要做。