热轧工艺与连铸工艺的匹配与衔接
钢铁工业是典型的流程工业。工艺过程中的各个环节，包括原材料——炼铁——炼钢——连铸——热轧——冷轧——热处理，都会对最终产品产生影响。它们的综合作用决定了整个过程的质量。整体效果。因此，解决轧制工艺问题，还必须改变以往的孤岛式研究，从整个工艺流程的整合出发，从与上游工艺的衔接和互动入手，探索改善轧制工艺的方法。滚动流程，实现上下游流程的协同。方式。
热轧的前道工序是连铸，连铸工艺对热轧工艺有重要影响。若在连铸后，利用连铸坯“外冷内热”的温度分布状态，在1250℃～1450℃的超高温下对粘塑性区施加较大的轧制压力，则将有利于促进芯部消除连铸坯的变形和流动，消除连铸坯芯部的疏松、偏析等缺陷，提高连铸坯的芯部质量。这一过程可以在连铸机内部接近最终凝固点进行，称为“凝固末期高压”，也可以在连铸机出口处加装轧机，进行高温粘塑性加工。形变。至于选择哪种方式，可以根据每个工厂的布局特点和运营需求来确定。
如果布局允许，高温连铸板坯可直接轧制或稍加加热后轧制，以进一步提高产品的芯部质量，减少再加热能耗和氧化皮烧损。已经有一些直接轧制棒材和板材的例子。如果无缝钢管厂位于熔炼连铸工序附近，可以尝试直接轧制。这种情况下，铸坯处于“外冷内热”的状态，直接轧制和穿孔可以改善钢管的芯部组织和内壁表面质量。
短流程无头轧制技术
如果我们设法提高连铸速度，使连铸机的产量与轧机相匹配，板坯可以连续进入轧机，可以实现无头轧制。无头轧制技术可以实现轧制工艺与连铸工艺的一体化，对于稳定材料加工过程、提高产品质量具有重要作用。
薄板坯连铸连轧无头轧制。
薄板坯无头轧制是一种低成本、高性能、稳定的轧制工艺。适合精密组织控制，开发薄规格先进高强钢，实现“以热代冷”。我国山东日照钢铁引进的薄带无端轧制生产线，板坯厚度为70mm~90mm，拉拔速度高达7m/s，最小产品厚度为0.8mm。该工艺大大减少了氧化和烧损，不割头割尾损失；能源消耗减少45%；中间保温均温装置将温度维持在1100℃～1200℃。特别需要强调的是，这是一个稳定的轧制过程，适合稳定、精确的组织控制。
薄板坯连铸和无头轧制相对较快的凝固过程，自然会影响凝固组织和晶粒尺寸、合金元素和杂质元素的固溶程度以及夹杂物和析出物的尺寸、分布和数量等。凝固末期超高温粘塑性区热轧工艺对改善板坯心部组织具有重要作用。因此，探索薄板坯无头轧制相对于快速凝固和高温粘塑性区变形的优势具有重要意义。当然，铸造后的热历史也会与能源消耗和最终材料的结构和性能有关。只有对该过程进行整体分析，才能更加清晰地揭示组织演化规律，指导工艺系统的制定、生产设备的设计制造以及再结晶、析出、相变的控制，从而提高组织的质量。组织。 ，提高绩效的目的。
对于厚板坯和大方坯，连铸坯凝固端的轧制工艺更为重要。无头轧制工艺彻底解决了厚板坯中心层或方坯中心的疏松、偏析、夹杂物问题。等质量问题，从根本上改善了长期困扰钢铁企业的厚大尺寸产品质量问题。
宽带无头轧制工艺。
如果能从连铸机设计、生产操作、原辅材料等各方面入手，提高拉速，实现宽带无头轧制，或许有可能取代传统的长流程热轧带钢。铸坯为中厚板坯，例如厚度为120mm～130mm。以高拉速（如5.5m/s~6m/s）轧制成厚度为1.8mm~25.4mm的热轧带材。该工艺特点是氧化烧损减少，无头尾损失，降低能耗；设置中间加热炉，实现轧制过程稳定，适合精密组织控制和优质稳定生产各种优质高端热轧带钢。钢。
薄带连铸工艺。
薄带连铸工艺属于亚快速凝固工艺，冷却速率为102K/s~104K/s。它也是一种无头轧制工艺，适用于制备超高性能硅钢等难变形、易偏析、高合金材料。
美国公司采用薄带连铸开发的纳米钢生产技术，巧妙地利用薄带连铸的快速凝固特性，增加合金元素和夹杂物形成元素的固溶度，从而控制析出物和夹杂物。物体的大小。公司采用薄带连铸技术和后续的热轧-冷轧-热处理技术，合理匹配P族元素（包括一些有害非金属元素）的析出物（实际上是夹杂物的细小析出）。化学结构，获得具有纳米尺寸晶粒的纳米钢。其典型塑性和拉伸强度分别可达EL=50%和TS=，可用于汽车AHSS的生产。这是通过短流程控制使有害非金属元素变为有益的实例。
E2-Strip技术采用薄带连铸法制备超高性能硅钢。主要生产Si含量0.5%~6.5%的高性能取向和无取向硅钢铸带。该技术根据薄带连铸特点，采用全新减量生产工艺和成分设计，获得其他工艺技术无法比拟的无取向和取向电工钢性能，真正实现“产品性能优良、生产成本低”成本低、节能、减排、低消耗、环保、绿色。”
例如，对于取向硅钢，采用MnS等细小析出物作为抑制剂，依靠快速凝固的铸轧工艺可以抑制凝固过程中MnS等的析出。在后续的热处理过程中，控制加热温度、时间等热处理工艺参数，可以获得合适的析出物尺寸，可用于钉扎取向硅钢一次再结晶的晶界，细化晶粒。 。这种细化的一次再结晶组织为后续的二次再结晶晶粒长大提供了非常好的基础。在此过程中，前后过程连续不断、相互呼应、相互协调，而实施集成控制是获得理想组织和绩效的关键环节。
薄带连铸一体化控制所获得的快速凝固优势，决定了薄带连铸的产品定位，即非常适合向高端、特种、难变形、易偏析、高合金材料。快速凝固可以抑制大颗粒夹杂物的析出，并利用夹杂物的细小析出钉扎凝固组织的晶界，阻止晶粒长大，获得细化的晶体组织。该工艺对于防止成分偏析、热轧裂纹等缺陷的发生，提高加工塑性，降低变形抗力，提高材料的热加工能力具有重要意义。
方坯或矩形坯，无端轧棒材和线材。
用方坯或矩形坯料进行棒材和线材的无休止轧制也是一项很有前途的技术，有两种主要方法。一种方法是完全连续的多线无头轧制。连铸坯是一定尺寸的矩形坯或方形坯。经过多道次连续轧制，成为矩形截面的中板。然后经过四机架多线分切、轧制、冷却，得到成品螺纹钢筋。另一种方法是连铸坯料全连续单线高速无头直接轧制棒材或线螺纹钢筋。高速连铸生产大方坯（如规格300mm×300mm），经高温预轧机组轧制成普通方坯（如150mm×150mm方坯），再经连轧单线轧制单位转化为最终产品。
热轧钢控轧控冷技术
以新一代超快冷却为核心的全热加工过程（轧制、冷却）控制冷却技术。
钢的热加工过程中存在三个重要的组织转变温度区间，即再结晶温度区间、碳氮化物析出温度区间和相变温度区间。它们是结构控制的重点。组织控制的最新手段是超快速冷却技术。如果我们打算使用某种组织进化过程，我们可以在进化的温度范围内对其进行保温（或风冷），以让滚动进化继续进行；如果我们想避免这种组织演化过程，我们可以通过这个温度范围快速快速地冷却材料。由于不同的材料会有不同的组织演化规律，因此必须量身定制调节材料组织演化的温度系统，并配置可灵活调节的全轧冷却系统。
轧制工艺设计。
材料轧制工艺设计是控制整个过程的变形温度、变形程度、变形速度（针对钢种个性化开发），在整个轧制过程中实现合理、节能、高效的轧制载荷分布。
变形向高温粘塑性区发展。研究并利用材料在粘塑性区的变形、流动、扩散、再结晶等特点来设计减量系统，可以达到节能减排、提高产品质量的效果。
中厚板“温控-变形”耦合高导磁轧制技术。
中、厚板轧制过程应采用轧制、冷却一体化的控制轧制。如果采用超快速冷却来冷却轧件，可以实现“控温-变形”耦合的高导磁轧制，使钢板表层经历“淬火-变形-变形”的复杂热史过程。复温”，可实现表面超高磁导率轧制。改善细晶粒和心部组织，以获得钢板的高强度和韧性。因此，有必要探索轧冷一体化同步控轧物理冶金规律和优化工艺体系，开发高强韧钢板生产工艺和产品。
热轧无缝管超快冷技术开发及应用
在热轧无缝钢管领域，材料组织和性能的控制传统上依靠化学成分的高合金设计和离线热处理工艺，这些都是“增量”方法。因此，有必要引入控轧、控冷技术，挖掘材料潜力，降低生产成本，促进工艺产品升级，实现低能耗、绿色钢管生产。当该工艺应用于各种无缝钢管生产工艺时，必然会彻底改变当前钢管生产的化学成分设计和生产工艺设计，从而带来整个钢管行业的技术进步和转型升级的革命。 。
热轧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。铁皮很脆，使表面质量和耐腐蚀性变差。因此，有必要基于大数据技术预测热轧过程中氧化皮组织和性能的演变，建立合理的钢种设计和以“高温、快轧”为特征的氧化皮控制工艺，并获得适当的氧化铁皮厚度和组织结构优化钢材的表面质量。
热轧、冷轧一体化控制技术
超级板型——板冠控制。
超扁形板凸度控制通过热轧和冷轧过程的协调控制，实现冷轧产品板凸-扁形-边缘减薄的综合控制，包括热轧过程和冷轧过程中断面轮廓的精确控制轧制过程在线控制上游机架边缘减薄、冷轧过程中下游机架薄带板形精确控制等。
热轧-冷轧-退火一体化结构与性能控制技术。
该技术通过控制热轧和轧后冷却工艺，为后续冷轧和热处理工艺改善组织和性能提供基础和条件，从而深入挖掘材料的潜力，最大限度地提高性能。
先进的冷轧、热处理/涂装技术及装备技术
冷轧板形智能控制。
板形的数学和物理模型存在大量假设，精确建模极其困难；板形控制具有多变量、非线性、强耦合、过程复杂等特点。因此，现有的控制方法和控制策略难以满足高精度形状控制的需求。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，可实现带材板形/板凸度预测与优化的高精度控制。
冷轧薄带钢快速加热技术及工业应用
冷轧薄带钢快速加热技术包括直接火焰快速加热、纵向磁通感应加热、横向磁通感应加热等，这些技术应用于冷轧高强带钢的连续拉拔和快速加热等特殊需求。镀锌线加热、高硅钢温轧加热、热轧、冷轧硅钢边部加热。直燃火焰加热技术可以快速有效地将薄规格产品加热到居里点以上轧制钢材，应给予更多关注。
薄带钢无氧化快速冷却技术
行业中，连续放卷线和热镀锌线已采用H2、H2O、H2+N2、蒸气雾等冷却介质实现快速冷却。喷涂戊烷（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℃/s~400℃/s。可适用于厚规格、高强钢等需要强冷却的钢种，解决了因水淬、蒸汽雾等引起的表面氧化问题，适用于高强、超高强度带钢热处理线、热镀锌等生产线。应当制定并付诸实践。
增材制造和复合材料
轧制复合技术与装备。
行业采用“真空成坯+轧制复合”的方式开发了轧制复合船用钢、复合管线钢、特厚复合钢板等产品。例如，可获得界面复合强度高的容器钢等高端产品。但复合方法和复合接口的优化和处理方面还存在许多亟待解决的问题，需要更多的发展。
带材连铸和增材制造。
航空、航天、能源、交通等行业对难变形、易偏析、易发生偏析的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。可塑性低。采用快速、亚快速和较快速凝固技术，生产具有一定厚度、组织均匀、无偏析或极少偏析、细小夹杂物或析出物的连铸薄带、连铸薄板坯和热轧中厚板，或可得到固溶体。等待盘子。以此为原料，采用固相复合-增材制造方法，可生产轧制坯料、锻造坯料、挤压坯料等，再经过热轧、热锻、热挤压，可得到均匀、偏析少、析出细小且组织均匀的钢，提高材料的性能。至于选择连铸薄带、连铸坯、还是中厚板作为复合原料，则取决于复合坯的质量要求。
耐腐蚀复合带肋钢筋生产技术及装备。
耐腐蚀复合带肋钢筋可采用不锈钢管材与普通碳钢棒材固相复合，然后热轧钢坯，或在碳钢钢坯表面激光熔覆不锈钢粉末，然后热轧制得。 -轧制制备耐腐蚀复合带肋钢筋。后一种方法更经济。
内生陶瓷颗粒增强复合材料。
通过合理的合金成分设计，采用连铸工艺可制备具有高强度、高韧性、低密度、高杨氏模量、内生TiB2陶瓷颗粒增强的高强度汽车用钢。
减量化、低成本、低排放
谈论钢铁材料的发展离不开材料发展的四面体关系。由材料的组成、过程、组织、性能四个要素组成的四面体关系告诉我们轧制钢材，材料的过程和组成决定了材料的组织和性能。过去通常的方法是：如果材料的性能不符合要求，可以添加一种或几种合金元素，或者采用后续的热处理工艺进行调整。这两种方法都是增量方法，要么消耗昂贵的合金元素，要么消耗能源和资源。
然而，材料设计的新绿色理念要求我们做到“减量化、低成本、高性能”。在钢铁材料的发展过程中，我们需要将这种新的绿色理念充分融入到四面体关系中。我们需要做到以下几点：第一，节约资源的成分设计，尽量减少合金元素的含量，或者用便宜的元素代替昂贵的元素。元素；二是采用节约资源、能源、减少排放、有利于环境的压延轧制工艺方法；三是从市场中发现新的组织和绩效要求，逆向工作，推动轧制工艺技术创新和新材料创制。四是产品量大面广。高端产品的升级换代、规模化生产必须遵循绿色理念。可见，轧制关键工艺技术的创新与发展在新材料的发展中占据着越来越重要的地位。材料和产品开发必须特别注重关键共性轧制工艺技术的创新。
