2017年全国轧钢生产技术会议总结

中国金属学会主办的“2017年全国轧钢生产技术会议”于2017年9月16-19日在江苏省无锡市成功举办。会议主题为“优化产品质量控制技术、延伸产业链技术衔接、发展绿色化轧制技术”。来自105家钢铁企业、大专院校、科研院所、设计、工程建设、设备制造以及用户等单位的负责人、轧钢厂厂长、专家、轧钢科技工作者和论文作者共计230人出席了会议。与会代表围绕会议主题进行了1天的大会交流和1天的分组(按热轧板带、冷轧板带及表面涂镀、长材、管材及厂长论坛进行分组)交流和讨论。9月19日组织会议代表参观了江苏永钢集团高速线材、棒材等生产线。

中国金属学会副秘书长高怀作了大会致词，他简要分析了轧钢领域的技术进步和当前行业运行地态势。并强调指出未来面临的产能过剩、资源、能源、环境压力增大，国民经济增长的深层动力结构在发生变化，劳动力成本上升，资金成本也在上升，在这种情况上，钢铁行业谋求发展，主要还是要靠创新，靠提高产品质量，延伸服务，延伸产业链。同时，为了适应能源、资源、环境的要求，绿色、智能制造将是未来的发展方向。

会议围绕“优化产品质量控制技术、延伸产业链技术衔接、发展绿色化轧制技术”这一大会主题进行了深入交流和探讨，反映近两年轧钢领域的技术进步，并对今后轧钢技术发展取得共识：

一、发展绿色化轧制技术

东北大学教授、中国工程院院士王国栋作了“后工业化时代的生态化轧钢工艺技术”的大会主题报告。他指出，我国钢铁工业已经基本完成工业化，实现了机械化、电气化和自动化，产量已经占世界钢铁总产量的一半。但是，随着步入后工业化时代，资源、能源问题日益突出，自然界已经难以承担严重的需求负荷，而污染和排放等环境问题，也已经达到自然界可以忍受的极限。为了实现我国钢铁工业的平衡、协调、可持续发展，研究开发适应后工业化时代的生态化钢铁轧制技术已经迫在眉睫。

当前钢铁工业急需绿色转型，即研发先进工艺技术和装备、优化生产工艺流程，降低能源资源消耗、保护生态环境，实现绿色制造;优化、调整产品结构，开发高端钢材，支撑国家战略新兴产业的绿色化发展。围绕国家重大需求，凝练两项重大协同创新任务，即“绿色制造”---绿色化工艺与装备研发;“制造绿色”---重大工程用高端产品开发。

这就要求工业化的技术体系向生态化的技术体系转变：生态化技术体系的特点是减量化、低碳化、数字化。因此，我们应当依据生态化技术体系的特点，针对面临的资源、能源、环境问题，加强技术创新，实现“绿色制造，制造绿色”这一生态化、绿色化的发展目标。

所谓生态化、绿色化，即节省资源和能源;减少排放，环境友好，易于循环;产品低成本，高质量、高性能。轧制技术的生态化、绿色化特征在轧制过程创新与轧制产品研发上具体体现在下述4个方面，即：“高精度成形;高性能成性;减量化成分设计;减排放清洁工艺”。

为了实现轧制技术的生态化，王国栋院士提出应该朝6个方面作出努力：

一是明确方向，瞄准绿色化目标。总体的研究方向必须聚焦于轧制过程的绿色化，不断探索高精度成型、高性能成型、减量化成分设计、减排放清洁工艺相关的前沿性、战略性问题和行业的关键、共性问题。

二是进行工艺、装备、产品、服务一体化创新，也就是“产学研用”相结合的创新。要以企业为核心，将学校、研究机构引导到深入实践、为企业服务的轨道上来，将创新资源(人才、队伍、仪器、装备、资金)配置到市场需求的方向上来，引导高校主动融入到企业、市场发展的大潮流中。

三是将创新链由研发延伸到整个产业化过程。如何打破转化“瓶颈”，迅速将技术创新成果转化为生产力，是我们面临的最大难题。科技创新由研究开发开始，成果不是终结。研发须要延伸到整个创新链，延伸到工程以及经济社会更加广泛的领域。

四是推进轧制技术的数字化和信息化。轧制过程控制的核心内容，例如轧制过程变形规律的描述、轧制过程数学模型的建立与应用、控制轧制和控制冷却规程的制定等轧制过程的重要内容，都与自动化、数字化、信息化技术紧密相连，依靠与这些学科的交叉来实现。

五是建立轧制研发平台，开展高水平科学实践。轧制过程研究平台的主要工艺环节的工艺参数范围涵盖现有实际轧制过程，反映现场生产过程的规律，研究结果可以指导现场生产和研发。某些工艺参数范围超越现有轧制过程，为新工艺、装备、技术、产品研发提供创新空间。

六是要具备国际化的视野。要想掌握现代轧制工艺技术，就必须了解轧制技术核心一级的前沿科技，必须把握住现代轧制技术的发展现状和趋势。

二、优化产品的质量控制技术

武汉钢铁(集团)公司研究院毛新平副院长在报告中介绍了薄板坯连铸连轧技术的产线优势。其优势主要体现在：工序高度集约;设备简化，投资降低42%;维护成本降低61%; 能耗降低78%;生产成本降低22%;收得率提高1.8%;制造周期仅为2.5小时; 产品性能更加均匀、稳定。

薄板坯连铸连轧的工艺及物理冶金特点是：板坯温度均匀;采用直接轧制工艺;二、三次枝晶短，铸造组织均匀;中心偏析小，铸坯中第二相析出物细小;道次压下率高，最大道次压下率可达60%。

根据薄板坯连铸连轧的工艺及物理冶金特点，薄板坯连铸连轧流程的产品定位为厚度在2.0 mm以下薄规格、高强钢、特殊钢、硅钢。他指出，薄规格热轧钢板是高附加值的新材料，价格比一般厚度热轧钢板的高15%~20%，利润是一般厚度热轧钢板的2~3倍;世界范围内13%~25%的冷轧钢板可被薄规格热轧钢板替代;薄板坯连铸连轧流程具有钢水凝固速率快、板坯加热时间短、温度低的特点，适合特殊钢的生产;薄板坯凝固组织中柱状晶细小均匀，热轧板卷头、中、尾温度差小于传统工艺，适合于生产无取向电工钢。

东北大学许云波教授介绍了薄带连铸硅钢的探索和第三代 AHSS的最新进展。他指出，薄带连铸是连铸领域最具潜力的、重大、革命性新技术。东北大学已成功制备了具有优异磁性能的薄带连铸无取向硅钢，也就是说，磁性能较常规厚板坯连铸流程产品有显著提升;提出了超低碳取向硅钢新成分和工艺体系; 利用热轧-动态配分技术促进TRIP效应的最大化，成功开发了热轧直接淬火分配钢(HDQ&P)的原型钢;创新性地采用锰质量分数小于3.0%和临界区热处理，开发了“铁素体+残奥(25%~35%)”双相、高强塑积TRIP钢的原型钢，这是一种非常适合在现有冶炼、连铸、轧制和热处理工艺下开发的全新的汽车钢新品种。

三、延伸产业链技术衔接

北京科技大学康永林教授指出，2020年中国汽车产量可能达到3600万辆。伴随汽车迅速发展的同时，汽车用钢也面临安全、环境、资源、能源及成本等方面的挑战。我国汽车的高速增长和庞大的市场为汽车用钢的发展带来重大机遇的同时，冶金行业也面临来自非钢材料的激烈竞争和用户方面的挑战。先进钢铁材料在汽车安全、轻量化及节能方面具有较大优势;先进钢铁材料在绿色化制造、成本及材料与工艺良好结合方面具备很大的潜力。

未来汽车的发展方向是：(1)汽车安全标准将不断提高：乘用车必须通过侧碰、偏置碰、正碰、顶部加压试验、后碰及行人安全等方面的碰撞测试。(2)汽车排放标准将更加严格：到2020年，要求乘用车每公里CO2排放量降低到120g，每100km油耗降低到5L。(3)汽车轻量化是必然选择：研究表明,约75%的油耗与整车质量有关,汽车质量每下降10%,油耗下降8%，排放下降4%。(4)汽车用材的竞争日益激烈：近年来，为不断追求汽车轻量化，铝合金、镁合金、塑料及复合材料与汽车用钢的竞争日益激烈，铝镁合金及复合材料在汽车上的用量在不断增加，这种竞争有力地推动了汽车用高强及超高强钢的开发和应用技术发展。

从汽车车身轻量化潜力的方向来看，汽车车身轻量化潜力的方向主要包括以下几个方面：(1)材料轻量化-采用高强、超高强钢及铝镁合金、复合材料等轻质材料;(2)制造轻量化-采用激光拼焊技术、变厚度轧制技术及创新的型材设计等;(3)部件结构轻量化-部件结构优化、力分布均衡化、加强筋设计等;(4)整车结构轻量化-整车结构高度集成优化。

钢铁工业在汽车制造市场应如何应对非钢材料的激烈竞争与挑战，需要解决的主要问题主要体现在：能否建立和形成从汽车用钢的冶金技术到用户技术的完整技术体系和高素质技术人才队伍，能否为汽车行业提供一系列稳定、高质量、高性能、高强度汽车用钢，能否为汽车行业提供选材、用材、成形及制造等在内的一整套技术解决方案，能否建立从先期介入到全面用户技术支持与服务的双赢体系。

康永林教授站在技术的角度，他提出了钢铁行业的应对方案。一是通过冶金成分优化设计、运用多种强化机理及组织精细调控，开发综合性能良好且成本较低的新一代高强及超高强钢(HSS和AHSS钢材)，实现材料轻量化，提高汽车用钢的竞争力。二是通过汽车部件及整体结构优化设计，进一步实现结构轻量化。三是通过进一步开发先进高强钢的成形应用技术：液压成形、辊压成形、激光拼焊、变厚度轧制等先进技术，实现成型工艺最优化和制造低成本。四是通过热轧高质量薄规格高强板，经过热镀锌或酸洗后应用，实现部分“以热代冷”，进一步降低钢材成本。五是发挥钢铁企业在汽车用钢方面的综合技术与人才优势，从汽车用钢的研发、生产及销售的传统模式向供应商先期介入服务模式EVI(Early Vendor Involvement)转变，从而形成以汽车用户新车型技术目标(轻量化、新工艺新技术应用、整车降成本等)为导向、以获取约定车型用材份额为目标的新型供需关系，从而实现双赢的新目标是现代汽车用钢研发生产及供应的必然趋势。纵观国内外汽车用钢的优势企业也是在EVI服务体系做得好的企业。如Arcelor Mittal公司和宝钢。通过为汽车用材提供整套解决方案和高质量、全面的用户技术服务，保证汽车用钢的可持续发展。

总之，冶金行业需要采取先进创新的冶金工艺技术来保证汽车用钢的质量、组织性能稳定性、成本控制以及为汽车用材提供整套解决方案和高质量、一体化的用户技术服务来保证汽车用钢的不断发展和高的竞争力。未来汽车用钢通过综合运用现代冶金学、材料科学与工程、计算模拟技术等手段，在汽车安全性、轻量化、成本及绿色制造等综合性能方面仍有很大的发展潜力和一定的优势。

中国工程机械工业协会吕莹副秘书长介绍了工程机械行业的用钢情况和机械工程用钢材的特点。机械工程用钢材的主要特点是品种多批量小、对性能和质量的要求不断提高。指出了目前工程机械用钢的主要问题是：我国高强钢发展滞后于下游行业需求，工程机械用高强度钢材主要依赖进口;钢材质量、性能不够稳定，对工程机械产品质量和成本控制不利;工程机械用高强度钢材产需衔接须进一步加强。需要配合相关产业对原材料、配套件等协作攻关。他建议，钢铁行业应该“跳出钢铁做钢铁”，建立更深层次的产需对接体系，培育品牌，实行差异化服务，建立多品种、小批量的经营模式，延长产业链，进行产品深加工。

钢铁研究总院杨才福教授介绍了海洋工程用钢的开发。指出海工钢的技术需求是：高强度、大规格(256mm厚钢板)、易焊接(大线能量焊接)、高效率;高耐蚀(耐海洋腐蚀)、低成本。船舶/海洋工程用钢研究开发主要有大线能量焊接船板技术开发(>100kJ/cm)、 高强度采油平台用特厚钢板开发、耐腐蚀油船(COT)用钢技术开发、高强度船用球扁钢开发、集装箱船用抗裂纹止裂船板研究开发、复合钢板开发等。

宝钢在会上介绍了产业链延伸促进钢帘线技术进步的成功经验。随着我国汽车工业的高速发展，对汽车轮胎钢帘线的技术要求也越来越高。绿色轮胎特征是：节油、舒适、低滚动阻力、轻量化。轮胎滚动阻力降低15%~30%，可相应节省燃料(油)消耗3%~6%。

当前阻碍钢帘线盘条的发展的主要障碍是钢帘线企业间及上下游间的技术保密。相互技术保密，导致对国产盘条在使用中出现的问题，无法判断是由于盘条质量问题造成的，还是由于自身制造工艺问题造成;钢厂开发新产品也较难得到钢帘线企业的全力帮助，质量改进速度缓慢。为解决这一问题，宝钢建立了宝钢线材上下游协同科技创新体系，从而彻底解决了上下游间技术保密的壁垒，为提高钢帘线盘条及钢帘线的产品质量，加快新产品的开发提供了良好的基础。通过对收集到的帘线断丝进行断口失效分析，可以通过断口特征和金相分析，找到断丝的直接原因。钢帘线断丝分析促进了盘条质量标准的形成，通过盘条生产工艺的改进，从根本上解决了帘线质量长期疑难问题。

宝钢通过线材上下游协同科技创新体系，还开发出了超高强度UT钢帘线。其优势有：减轻轮胎重量及滚动阻力;帘线弯曲刚度更小，使轮胎的操控性提高;轮胎的抗冲击性能得到显著的改善。

四、 关键共性技术

“2017年全国轧钢生产技术会议”针对中国金属学会推介的4项轧钢领域的关键共性技术进行了重点介绍：

1、 基于超快冷的控轧控冷技术

东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室李海军教授介绍了“超快冷条件下的轧后冷却温度高精度控制方法”。

作者主要针对典型的轧后超快冷布置方式，开发了配套的轧后冷却控制系统，并详细阐述了超快冷条件下，提高轧后冷却温度控制精度的几项关键技术。

轧后冷却区增设超快冷设备，控制目标增加，控制难度加大。作为超快冷装备的配套技术，主要包括提高超快冷出口温度和卷取温度控制精度的四项关键技术：高精度轧后冷却温度数学模型的开发、超快冷集管流量的快速高精度控制方法、速度波动条件下的温度控制方法及控制系统升级改造过程中新系统与原控制系统的无缝衔接方法。

该技术已成功应用于多条常规热轧带钢生产线及CSP短流程生产线，现场应用实践表明，新系统运行稳定，控制精度高，优于并行运行的国外控制系统。

2、 轧机抑振技术

北京科技大学闫晓强教授介绍了“薄带钢表面振纹生成机理研究及抑振控制应用”。近年来，轧机呈现出越来越复杂的多种耦合振动现象，成为世界范围内轧制领域亟待解决的一个技术难题。

轧机振动导致带钢和轧辊表面形成振纹,不仅导致产品表面质量下降、增加辊耗和备品备件费用，而且也威胁轧机的安全生产、限制了轧机的产能释放，影响企业经济效益和高附加值产品的开发。

作者经过8年多对国内11条引进和自主集成的冷连轧和热连轧机组振动的在线监测、振动信号分析、振动理论研究和计算机仿真分析，确定了轧机振动的机理。轧机振动时需要很大的能量才能够被激发起来，能量来源于两个动力源，一个是主传动电机，另一个是液压油缸。

作者从理论研究和现场监测振动方面，证明了轧机存在垂扭耦合振动、液机耦合振动、弯扭耦合振动和机电耦合振动现象，确定了轧机振动性质为机电液界多态耦合振动。找到了抑制轧机振动的通用技术，发明了“连轧机机电液界耦合振动解耦抑振器”，在国内某连轧机现场成功应用，抑制了轧辊和带钢上的振纹，取得了良好的效果。

3、 6切分轧制工艺

小断面螺纹钢的生产有高速化和切分两种增加产能的途径，高速棒材受上冷床制动的限制，对产能影响较大，一般年产60万吨左右，成本很难降低，且投资较大。因此国内一直倾向切分增产的途径，90年代在两切分技术成熟应用后，很快进入了3切、4切分时代，个别企业在2000年代末期进入了5线切分时代，难度较大的5线的切分轧制也已在萍乡、石横、新疆八一成熟应用，满足了轧钢生产高效率、低成本的要求。5线切分一般被认为是切分技术的终极水平。

为进一步拓展技术空间，更大程度的降低成本，八钢在国内率先成功开发Ф12mm螺纹钢的6线切分轧制技术。八钢6切分轧制技术的成功开发，使得轧机能够吃更大的坯料，不增加速度就获得更大产能，获得更低的成本，为切分轧制的技术进步提供更加广阔的空间。

八一钢铁股份公司轧钢厂姜振峰在文中详细介绍了八钢6切分轧制技术的成功开发经验。包括：工艺布局、孔型系统设计、导卫设计、轧制程序设计和生产调整控制。

4、 半无头轧制技术

北京科技大学康永林教授介绍了涟源钢铁公司采用半无头轧制生产超薄规格板带的最新进展情况。

“2017年全国轧钢生产技术会议”还围绕中厚板行业面临的难题及对策建议、铌微合金化研究、冷连轧边部减薄控制系统开发、高韧性X65海底管线钢组织性能研究、热轧带钢局部高点与轧辊磨损分析、高速钢轧辊表面氧化膜研究等热点和难点问题进行了交流和讨论。

通过这次会议，中国轧钢工作者们不仅回顾和总结了轧钢行业取得的成就，分析了轧钢行业目前存在的问题，并探讨了轧钢行业今后的发展方向。

总之，轧制技术的生态化、绿色化、用户市场对产品的需求以及提高竞争力已经取代产能与产量的增长成为轧钢领域技术发展的驱动因素。可持续发展、轧制技术的生态化、绿色化，即资源与环境友好成为轧钢领域发展的最高层次驱动因素。作为国内钢铁产品生产流程中重要工序的轧钢正成为钢铁产业实现循环经济、进而迈向低碳经济转型发展中的重要组成部分。资源环境友好、生态工艺、生态产品和生态解决方案概念极大地改变了钢铁产业、包括轧钢领域的面貌。今后，低成本、高效率生产与可持续发展原则的统一是轧钢领域发展的大方向。

建筑、机械、汽车、家电、造船(含集装箱)、能源和海洋工程是主要用钢产业，需要满足用户对轧钢产品不断提高的要求。轧钢领域的发展与进步主要源自这些产业产品与技术的升级换代对新型钢铁产品的需求。提升市场竞争力是轧钢企业技术进步的基本动力。轧钢企业既要承担资源环境友好的社会义务，也要在激烈的竞争中借助技术进步提升竞争力，使企业得以生存并发展。

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