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介绍：
本报去年11月21日第44期刊登了对中国工程院教授王国栋的采访。 采访中，王教授对钢铁行业的技术发展方向、存在的问题以及解决问题的途径进行了系统的探讨。 本文是对上述提出的钢铁工业应主要掌握的技术发展方向的进一步推进，详细介绍了11个钢铁技术发展方向。
4 块板
4.1 新一代高速无缺陷板坯高效板坯技术
通过熔炼工艺和设备的设计和控制，去除板坯加工、直接铣削甚至无头轧机中可能形成的内部和表面缺陷，彻底摆脱板坯的重要发展方向之一。板坯去除过程。 为了实现无头轧机，还必须保证板坯与轧机工艺产值之间的平衡匹配。 因此，需要大幅提高板坯单位时间的过钢量，提高板坯速度，实现板坯高速化。 为此，控制熔化，实现无缺陷高速板坯连铸是必须解决的重大问题，应成为板坯技术的主要发展方向。
4.2 基础控制技术
板坯的基本控制技术应包括结晶器、冶金厚度、二次冷却能力等的合理设计与控制，结晶器型壳的均匀生长技术，电磁搅拌、电磁搅拌等金属液的流动控制。连铸机的制动、振动系统设计、智能操作、新型保护渣设计、板坯端部或连铸机出口重压（铣削）等，其实最重要的是智能技术的配合板坯机的上述各种控制过程。
4.3 高速板坯铣削设备
提拉速度是国外现有生产工艺的两倍以上。 高冷却速度、高效结晶器、电磁制动器设计； 高冷却速度、高效率电弧段设计； 熔端后低温连续镀锌； 保护渣等技术的设计与优化。
4.4 高强度低合金钢坯表面角部裂纹控制技术
目前已开发出凸曲面结晶器技术和板坯二冷低温区超细碳化物智能控制冷却新技术新武器技术，消除了连铸坯开裂造成的脆性。微合金钢板坯的角部距关键点。 含Nb等微合金的微合金钢板坯由于具有珠光体和低塑性组织，在批量生产过程中角部裂纹得到稳定控制。 进一步实现对板坯的智能化、精细化控制，有可能进一步彻底消除板坯表面裂纹。
4.5 板坯后低温直接轧制技术
板坯截面的小型化急需解决板坯心部的沙眼、气孔、偏析等问题。 借助连铸坯的外冷肺热状态，实施低温粘塑性变形，可以减少变形煤耗，改善连铸坯的组织，突破压缩比的限制。 因此，有必要研究铸后低温直轧工艺、装备及控制技术，研究铸后低温直轧显微组织调控机制、高温粘塑性区变形规律及显微组织控制，铸件低温直轧显微组织遗传效应及铸后低温直轧工艺。 钢坯开裂机理分析、工艺参数优化设计等重要理论和实践问题推动了低温钢坯高压下率直轧机技术的应用。
4.6 快速熔化的金相组织控制
快速熔化是改善熔化组织、去除碳化物、夹杂物、气孔等缺陷的重要手段。 通过新板坯工艺的开发和使用，将带来许多传统板坯难以获得的优异结构。 上述日本公司借助薄带板坯亚快速熔炼技术，控制P族元素（氧、硫、氮、磷、硼等非金属元素）杂质析出，并与后续加工合理匹配和热处理工艺。 这是实现有害非金属元素有益作用的一个很好的反例。
4.7 镀锌无缝铁管板热装热送技术
热装热送技术利用钢坯余热，减少煤耗，减少氧化坍落度，提高产值钢材的热物理参数，节约能源。 而且多年来，还没有生产无缝铁管的先例。 如果板坯设备与轧制设备接近，可根据条件开发板坯圆管坯热送、热装、穿孔、轧管工艺。 这对传统管坯冷送冷装工艺提出了重大挑战，具有重要的实际应用意义和发展前景。
4.8 板坯用全连续单线多股直轧棒线材
目前，大量企业向轧机线单线轧机提供4-5流方坯板坯（如150mm×150mm方坯）生产螺纹钢筋。 在这些情况下，应提高浇铸速度，削弱二冷硬度，并在低温下出坯。 板坯、钢坯经补热均热后直接送单线轧机，采用单线全连续高速直轧机生产优质高强度钢筋。 该内容已被列入国家“十三五”重点项目。
应注意解决的问题：宽度方向的温度均匀性、炼钢与炼钢的衔接、工艺设备的硬度和负荷、辊道输送钢坯的线速度提高和改造等。重点是解决铸件全长加热、均匀加热问题，消除温度不均。
5 板坯轧机一体化——无头轧机
5.1 薄坯镀锌薄带无端轧机
青海泰安钢铁引进五套无头轧机生产线，用于轧制薄板坯，生产镀锌薄带。 钢坯长度为70-90mm，高拉速为6.5-7m/s，最受欢迎的产品长度为0.8mm。 采用该技术可大幅减少氧化烧蚀，无割头割尾损失，煤耗增加45%。 采用中间感应加热，坯料工艺稳定。
有望在原有进口设备的基础上进行改进，借助智能技术实现近端温带无头轧机的优化控制，进一步提高动态调节的稳定性和准确性，实现高精度设定组织和规格以及快速的规模转变； 通过装备单坯连轧机、无头连轧机、精轧在线精确换辊、高效中间坯加热、高效除磷等质量保证新技术的开发和完善，去除中间长带材和废品，新建一条具有我国自主知识产权的无头铣削生产线。
5.2板坯全连续无头板坯直轧圆断面中间料+后续多线纵剪机生产螺纹钢薄板
板坯是一定规格的圆坯或方坯。 经过多根连续钢坯后，成为圆形中间板材，再经过四机架多线纵剪机冷却，得到成品螺纹钢筋。 这是一个完全连续的多流无端轧机工艺。
5.3板坯全连续单线高速无头直轧薄板或线材螺纹钢筋
高速板坯生产出大方坯（如300mm×300mm），经低温预轧机组轧制成普通钢坯（如150mm×150mm），再经连轧机组单线轧制形成最终产品。
5.4宽带无头轧机技术替代传统长流程镀锌棒材
连铸板坯为中等长度的钢坯，如长度为120-130mm，在高拉速（如5.5-6m/s）下，钢坯长成长度为1.8-25.4mm的镀锌棒材。 增加氧化烧蚀，无头尾损失，增加煤耗。 设置中间保温炉，实现稳定的轧机工艺，易于组织和精确控制，稳定生产各种镀锌棒材。
6 镀锌钢控轧机及控冷技术
6.1 新一代超快冷为核心的全热过程（轧机及冷却）控制冷却技术
钢铁材料的显微组织调控主要是控制材料显微组织发生剧烈变化的再结晶、析出和相变过程。 因此，有必要构建具有超快速冷却功能的全过程冷却系统。 在需要维持体温且相关组织变化过程顺利发生的区间，可以关闭超快速降温系统； 而在需要抑制某种过程的温度范围内，可以采用超快冷却进行冷却。 由于不同品种的组织进化规律不同，因此降温控制所需的温度范围也不同。 因此，为了满足各种钢材品种的需要，有必要开发一种理想的、具有灵活开闭和冷却速度调节的超快冷却控制系统。
6.2 铣削工艺设计
材料铣削工艺设计：全程控制变形体温度、变形程度、变形速率（硬质合金个性化开发），实现全轧机合理、节能、高效的负荷分配。
变形发展到低温粘塑性区，研究并利用材料在粘塑性区的变形、流动、扩散、再结晶等特点，设计减缩系统，达到节能降耗、提高产品质量的效果。
6.3 基于大数据的化学冶金模型参数自适应估计
化学冶金模型参数的自适应估计是冷轧钢组织和性能预测和控制的最重要部分。 它根据材料的物理成分、工艺参数和设备约束，通过一系列体温、力学和物理冶金模型来预测材料的组织和热性能。 其中，各种模型的一些关键参数尤为重要，无法通过实验准确确定。 必须基于现有的在线和离线大数据进行智能建模和预测，从而获得高精度的物理模型，实现材料结构和热性能的高精度预测和控制。 基于大数据对这些数学冶金模型参数的自适应估计是材料结构性能高精度预测的核心。 在这个过程中，对现场采集数据的处理非常重要，需要给予高度重视，并采用最合适的技术进行处理。
6.4 中厚板“温控-变形”耦合高导磁轧机技术
中厚板铣削加工时，宜采用铣冷一体化同步控制轧机。 如果对轧件冷却采用超快冷却处理，可实现“温控-变形”耦合的高导磁轧机，厚板表层可经历“热历史”复杂过程。激冷-变形-回复温度”，即可得到表面。 细晶粒和心部组织得到改善，因此可以获得厚板的高强度和硬度。 因此，有必要探索轧机-冷却一体化同步控制轧机的化学冶金规律和优化工艺系统，进入宽幅强韧厚板的生产工艺和产品开发。
6.5 镀锌无缝管超快冷却技术开发及应用
在镀锌无缝铁管领域，传统上，材料组织和性能的控制依赖于高合金物理部件的设计和离线热处理工艺，这些都是“增量”方法。 因此，有必要引进控轧机和控冷技术，挖掘材料潜力，提高生产成本，升级工艺产品，实现低煤耗、绿色铁管生产。 当该工艺应用于各种无缝铁管生产工艺时，必然会彻底改变目前铁管生产的物理成分设计和生产工艺设计，从而带来整个铁管的技术进步和转型升级的革命。行业。
6.6 镀锌氧化皮控制技术及工艺
氧化铁皮的成分、厚度和成分对材料的表面质量和耐腐蚀性能有重要影响。 传统生产工艺采用“低温、慢轧”工艺，氧化皮较厚，主要成分为完全氧化的Fe2O3，且铁皮易碎，使表面质量和耐腐蚀性变差。 因此，基于大数据技术，需要预测镀锌过程中氧化皮组织和性能的演化规律，构建以“高温、快轧”为特征的合理的钢材成分设计和氧化皮控制流程，获得合适的氧化皮长度。 铁皮的长度和组织结构优化了钢材的表面质量。
6.7 复杂体系长过程多相转变的微观组织控制与合金设计
镀锌钢的结构和性能演化的预测和控制也可以基于“基因组学”的概念进行研究。 钢铁材料体系复杂、流程长、多相变，其合金体系、工艺过程、相变/结构都非常复杂。 传统上采用试错法进行研发，测试效率低、设计精度差。 因此，迫切需要对钢材进行综合估算和设计。 如果针对这一过程，利用第一性原理、分子动力学等理论，结合相场模型和晶体塑性有限元，通过热力学和相图估计、相变热力学估计，研究微观结构演化规律和微观结构/性能关系。 从而提取整个过程中的核心要素，并集成相关的定量估算模型，实现钢材材料组织和合金设计的控制。 这个过程还应该与大数据等新一代信息技术相结合钢材的热物理参数，使其从理论走向实践。
7 镀锌、热轧一体化控制技术
7.1 超级形状板凸度控制
超级板坯凸度控制是通过镀锌-热轧过程的协调控制，实现板凸度-带材形状-边缘蚀刻的综合控制，包括镀锌过程中断面轮廓的精确控制，以及上游机架的精确控制。冷轧工艺过程边缘蚀刻在线控制、冷轧下游机架薄带板形精确控制等。
7.2 镀锌-热轧-固溶一体化组织与性能控制技术
通过对镀锌、轧制后冷却过程的控制，为后续热轧、热处理工艺改善组织和性能提供基础和条件，从而挖掘材料的潜力，最大限度地提高性能。
8先进热轧、热处理/涂装工艺及武器技术
8.1 热轧带钢板形智能控制
板状物理化学模型存在大量假设，精确建模极其困难； 板形控制是多变量、非线性、强耦合的，过程复杂。 因此，现有的控制方法和控制策略无法满足高精度平坦度控制的需求。 基于工业大数据的人工智能方法在冷热轧板形控制方面具有广阔的应用前景。 遗传算法、向量机等智能技术的综合应用，可实现棒材板形/板坯凸度预测与优化的高精度控制。
8.2 热轧薄棒材快速加热技术及工业应用
热轧薄棒材快速加热技术包括直燃火焰快速加热、纵向磁路感应加热、横向磁路感应加热等，该技术应用于热轧高强棒材连续退火等特殊需求热轧线快速加热、高硅钢温轧加热、镀锌、冷轧硅钢边缘加热。 直燃式火焰加热技术可以快速有效地将薄型产品加热到居里点以上，值得重视。
8.3 细棒无氧化快速冷却技术
H2、H2O、H2+N2、蒸汽雾等多种冷却介质已在连续退火线和热轧线中使用，以实现快速冷却。 喷涂丙酮（C5H12）无氧化快速冷却技术是一项重要的新型冷却技术，冷却速度可达200-400℃/s，可应用于厚规格、高强度钢等需要强冷却的硬质合金，并解决了水淬问题，适用于高强度、超高强度棒材热处理线、热轧等生产线。
9 增材制造和复合材料
9.1 轧机复合工艺及设备
采用“真空制坯+轧机复合”的方法，开发了轧机复合船用钢、复合管钢、特厚复合板等产品，如集装箱用钢等高端产品，获得高的界面化合物硬度。 而且，在复合方法、复合界面的优化处理等方面还存在许多亟待解决的问题，需要加强开发。
9.2 带材板坯和增材制造
民用航空、航天、能源、交通等行业对难变形、易燃烧、低塑性、高合金钢和有色金属材料的低成本、高性能加工制造技术有着强烈的需求。 借助快速、亚快速和较快速熔炼技术，一定长度的组织均匀、无晶界或极细小的碳化物、夹杂物或析出物细小或保持退火，板坯薄带、连铸薄坯、热轧-轧制中型钢板等薄板。 以此为原料，采用液相复合-增材制造的方法，可制造轧钢坯、锻造坯、挤压坯等，然后经过镀锌、热锻和热挤压，均匀、少/无紊流，析出细小均匀的钢，改善材料的性能。 至于是选择板坯薄带、板坯还是中钢板作为复合材料原材料，则取决于复合材料毛坯的质量要求。
9.3 耐腐蚀复合带肋钢筋生产技术及武器
耐腐蚀复合带肋钢筋是采用碳钢管材与普通不锈钢板材液相复合后镀锌，在不锈钢钢坯表面激光熔覆碳钢粉末后镀锌而成。 后一种方法更经济。
9.4 内源陶瓷颗粒增强复合材料
通过合理的合金成分设计，采用板坯工艺制备出高强度、低密度、高杨氏挠度、内部含有TiB2陶瓷颗粒的高强度汽车用钢。
10制造过程信息化、智能化
10.1钢铁全流程集成信息化、智能化
我国“十三五”重大专项已获批实施智能化工程，目标是建设真正达到工业4.0水平的示范样板线。 通过该项目的实施，“十三五”期间将打破封闭的信息“孤岛”，实现典型示范生产线的全流程、一体化智能制造。 “智能优化决策、自学习提升”，我国钢铁生产的管理、质量、效率提升到前所未有的智能化高水平。
10.2 构建全流程、一体化智能管控平台
在现有生产线嵌入式人工和数字化信息系统的基础上，构建各工序纵向移动、纵向各层级联动、生产全过程一体化的智能管控平台，供销。 该平台通过信息网络将目前孤岛式的各工序管控系统互联起来，形成生产线全链条的两层扁平化管控系统框架，实现信息采集、处理、监控和集成。生产调度管理。 智能、协调、集成控制。
这些深度扁平化的组织管理模式将取消原有的多层控制系统架构，在“云智能层”完成低实时性的MES、ERP和BI功能，从而实现质量、设备能力、成本、资源、人力资源等两个目标的综合协调； 将PCS、BA、传感等高实时功能融入“本地决策层”，辅以人工智能、大数据等新技术，突破原有估算能力和实时性造成的技术层面障碍表现 。 两层之间实行在线实时动态调整，灵活协调，提高质量和效率。 同时，在与云计算等技术结合的过程中，将采用边缘计算，以解决网络延迟带来的不确定性问题，减轻云端的负担，同时将云计算与其他技术结合起来。终端协作。 应用边缘估计实现近场设备、设备和系统的智能控制，满足数字化在敏捷连接、业务实时、数据优化、应用智能、安全隐私保护等方面的关键要求。
这样，钢铁行业作为典型的流程工业，就可以克服以往以单一流程“单打独斗”的解决问题方式，充分利用全流程、集成智能制造来解决我们当前的问题。稳定。 针对稳定性、均匀性、一致性等问题，提供全流程、一体化解决方案，实现钢铁生产全过程一体化控制、钢铁生产各层级协调优化、产品个性化、集成化。大规模定制。 武器、物流、能源的多元化以及智能控制和优化，将大幅提升生产效率，增加企业劳动力充裕度。
10.3 智能制造体系六大核心任务
1）数据平台建设
构建钢铁智能制造系统框架。 借助物联网、大数据、云测算、采集系统等，完善单层结构的全流程、一体化、无孤岛的智能管控平台，实现钢铁生产全过程从原材料到市场的过程完全受控。 其特点是扁平化、智能化的单层管控结构，劳动力丰度高。 这个系统不是一个新炉子，也不是对现有数字和信息系统的推翻。 而是在企业原有各流程的手动、数字化三级管控系统的基础上，在云测算、大数据、互联网等新兴信息技术的支持下，实现数据管理、监控、优化和智能控制减少。 基于互联网的嵌入式工业计算机控制系统、冶金过程机器人人工操作系统、基于互联网的工业智能控制及供应链管理系统、智能鞋厂全流程生产及货运计划系统等。
2）参数深度感知
参数深度感知是指过程质量参数和运行参数的在线状态感知和准确预测。 关键参数的获取包括在线检测、半在线监测、离线检测等多种形式。 其中，在线检测的参数可以直接测量，如表面状况监测、形状规格检查、板材形状检查等。另一类参数，如物理元素浓度监测，则为半在线监测。 第三类是离线测量，测量难度较大，只能根据大数据分析结果通过物理模型或智能模型进行预测，也就是所谓的“软检测”。 如内部缺陷检测、内部体温测量、材料结构性能测量、微观结构监测等。通过此类工作，实现全过程无损检测和产品质量信息获取，并在线反馈产品质量信息逐渐实现。
镀锌带材三维形状测量，包括侧弯、扣翘、头尾形状等，可利用机器视觉开发图像处理、边缘检测等技术，实现镀锌带材三维形状的稳定性轧件在轧机过程中的检查和控制。 材料结构、性能和表面氧化皮的预测技术，可以借助大数据和实测参数建立组织转变模型，优化对应目标结构和氧化皮的最优工艺，实现对结构性能有特定要求的电镀和表面质量。 锌扁材产品的工艺开发。 热轧酸含量软检测技术选择酸的浊度率等参数，控制主要变量等，进行分析挖掘，实现酸含量的预测。
3）设备故障诊断
设备的健康状况对生产过程的顺利进行和产品的质量有着重要的影响。 基于工业大数据的设备健康状态诊断、分析和预测是智能制造系统的中心任务之一。 研究内容包括工艺设备智能维护、轧机在线减振系统、轧机生产线电机、液压等关键机电设备故障诊断系统、专用仪表故障诊断系统、轧机生产无线数据传输系统等线等
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R&D for Iron and Steel
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The of iron and steel is red and . We must be -, break key , , , and , and grasp core , so that my 's iron and steel can enter the world's steel power early and the world's steel .
谢谢
the and of the 2011 Iron and Steel , a large of and , as well as a large of and by the chief of the and all of the , laid an for the of this . 根据。 In the big of ", -edge, and steel " held in 2017, the chief and in the , , and , and put a large of and , which to the of this . deep and .
Here, I would like to my to all the chief and !
At the same time, I also had many in-depth with many and and the , as well as the and of the "World metal " on the in this , and many . I would like to my !
I would like to my to Chi Yixun, Vice of China Iron and Steel , for his and on the of this !
(Wang )
