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記者 王志 報道
特約通訊員 藍義高 攝影
9月26日，首鋼京唐公司鋼軋部黨委書記王國連在第四屆全國鋼鐵行業“新知識、新技術、新理念”交流大會上圍繞獲得2024年冶金科學技術獎特等獎的項目“MCCR多模式全連續鑄軋一體化技術集成與創新”做了經驗分享。
圖為王國連
王國連介紹，鋼鐵制造流程的演進由間歇型向準連續型甚至連續型過渡。以薄板坯連鑄連軋為代表的近終形制造技術，是鋼鐵制造流程優化、重構的重要方向，是實現低碳、高效生產高強薄規格帶鋼的主要途徑之一。
首鋼2015年開始謀劃建設京唐二期一步工程，擬新建1條與現有4條熱連軋產線分工明確、優勢互補的專業化高強薄規格熱軋產線。薄板坯連鑄連軋技術30多年間歷經三代發展，形成了CSP、FTSR、ISP、CEM、ESP等多種技術形式。以ESP為代表的第三代技術采用無頭軋制，可以穩定生產薄規格產品。
“第三代技術以連鑄的高拉速、高鋼通量實現與熱連軋全連續無頭軋制，被稱為薄板坯全連續鑄軋一體化。”王國連說道。
首鋼通過整合國際、國內優勢資源，采用自主創新與集成創新相結合的方式，開發全新的第三代薄板坯連鑄連軋技術，即多模式全連續鑄軋生產線，生產線采用了最新的技術和全新布局，目標是在高鋼通量條件下實現多品種、多規格靈活生產，使產品質量更優良。
首鋼通過開展工藝技術與裝備創新，攻克了多品種、多規格靈活生產、全品種高鋼通量連鑄、超潔凈鋼水高效低成本冶煉、長輥期下高精度質量控制等技術難題。
王國連介紹，該項目實現了4項創新：
一是首創單坯/半無頭/全無頭軋制多模式薄板坯全連續鑄軋一體化技術。該項目首次在無頭軋制生產線增設多功能隧道式均熱爐，開發出無頭軋制模式在線調寬、不同模式的軋制控制策略等關鍵技術，實現多品種、多寬度、多種軋制模式，以及單澆次多輥期的靈活生產，鋼水至鋼卷綜合成材率達到98.7%，無頭軋制在線調寬量達到80毫米，無頭軋制比例達到96%以上。
二是首次提出“鋼通量指數”概念，建立高拉速高鋼通量薄板坯連鑄控制技術體系。首鋼主導設計了“小輥徑、變輥間距”輥列與“L”型水槽強冷卻結晶器，開發了五孔島式結構浸入式水口、結晶器流場精準控制、高潤滑控熱保護渣、激光3D打印銅板修復等關鍵技術，實現了110毫米鑄坯最高拉速6.0米/分鐘，“鋼通量指數”達到660毫米·米/分鐘，結晶器液面≤±3毫米命中率99.8%。
三是首創“KR-BOF-VD-LF-MCCR”和“KR-BOF-LF-(VD)-MCCR”工藝路線。該項目開發出VD精準脫碳、防增硅高硫容量渣系及高效深脫硫等關鍵技術，實現≤0.03%低硅、≤0.0020%超低硫、≤0.01%超低碳系列鋼種及T[O]≤0.001%超潔凈鋼高效穩定生產，LF-VD雙聯精煉供鋼周期低至29分鐘，滿足高鋼通量連鑄長周期連澆要求。
四是首次提出長輥期下薄寬帶鋼質量動態精準耦合調控策略。該項目開發出無頭軋制模式粗精軋凸度雙閉環、氧化鐵皮與性能一致性控制等關鍵技術。實現全無頭軋制板帶凸度命中率98.5%，單輥期軋制里程達到264千米，1500兆帕高強鋼穩定生產，吉帕級薄規格高強鋼同規格性能波動≤±30兆帕。
“多模式全連續鑄軋生產線解決了薄規格高強產品生產穩定性、板形控制、扁卷等系列難題，SHR780/980MS、HR1200/1800HS、SQ550FRW等牌號1.3毫米及以下產品實現首鋼獨家供貨。”王國連表示。
首鋼圍繞多模式全連續鑄軋一體化技術申請發明專利70項，其中獲授權34項，申報團體標準2項，獲批企業技術秘密11項。經評定，該項目成果總體達到國際領先水平。該技術在首鋼京唐MCCR產線得到穩定應用，近3年累積生產高質量薄寬規格熱寬帶鋼536.1萬噸，銷售收入達到175.3億元、效益4.75億元，實現流程降碳59.47萬噸。
MCCR多模式全連續鑄軋一體化技術集成與創新是該項目團隊整合國際、國內優勢資源，自主創新與集成創新相結合的成功范例，首次應用的鑄坯增厚、高拉速在線調寬、橫磁感應加熱、多點式除鱗等技術在近幾年新建的產線中得到應用，引領并推動了薄板坯鑄軋一體化技術的多元化發展，為鋼鐵流程低碳化、綠色化發展做出重要貢獻。
在王國連看來，全連續鑄軋一體化與無頭軋制技術在不同層面上有著質的區別。
從流程學意義上看，無頭軋制是工序內部技術升級，而鑄軋一體化技術是鋼鐵制造流程界面技術的重大進步，是流程結構的重構升級。使連鑄-軋鋼界面由傳統流程的主界面變為“亞界面”甚至“無界面”，實現了從鋼水到鋼卷的全連續化生產，使板帶材生產過程由“半連續”“準連續”進化為“全連續”。
從品種質量層面看，無頭軋制主要目標是生產薄規格產品，而鑄軋一體化不是僅僅可以生產薄規格帶鋼產品，還由于從連鑄拉速到帶鋼的軋制速度、溫度、張力都是恒定的，使產品尺寸精度、板形質量均有大幅度提升。
從“雙碳”戰略層面看，鑄軋一體化流程更加綠色低碳，直接碳排放強度僅為常規連鑄—熱軋流程的1/10～1/5，如果全部采用電加熱和綠電，可實現零碳排放。
王國連認為，隨著薄板坯連鑄連軋技術的快速發展，契合“雙碳”戰略目標要求，熱軋板帶材產品生產方式有形成“三足鼎立”的趨勢。
常規連鑄-熱連軋產線定位于生產高潔凈度、高表面要求的高端冷軋基料（如汽車面板），高牌號硅鋼、厚規格板卷（如管線鋼），以及小批量難澆、難軋品種，適宜對接高爐—轉爐長流程。
新一代雙流薄板坯連鑄連軋產線定位于生產大批量普通熱軋產品（含中低牌號硅鋼），以單坯軋制為主，可考慮半無頭軋制（不追求薄規格，有利于成材率和板形控制），可對接高爐—轉爐長流程，更適合電爐短流程。
薄板坯全連續鑄軋一體化產線定位生產薄規格“以熱代冷”產品；薄規格高強鋼；中高碳“低偏析”產品。
王國連表示，在“雙碳”目標的引領下，薄板坯全連續鑄軋一體化技術是板帶材生產流程優化創新的重要技術方向，是鋼軋界面優化的終極實現（消除界面），可實現較大幅度的減碳。
圖為大會現場
隨著技術不斷升級迭代，薄板坯全連續鑄軋一體化技術生產的產品質量可以在絕大多數應用領域替代常規熱連軋產品及部分冷軋產品，尺寸精度及板形更優，成材率更高，生產成本更低，實現以“更生態的流程”生產“更綠色的產品”的目標。
