特约通讯员 蓝义高 摄影
9月26日，首钢京唐公司钢轧部党委书记王国连在第四届全国钢铁行业“新知识、新技术、新理念”交流大会上围绕获得2024年冶金科学技术奖特等奖的项目“MCCR多模式全连续铸轧一体化技术集成与创新”做了经验分享。
王国连介绍，钢铁制造流程的演进由间歇型向准连续型甚至连续型过渡。以薄板坯连铸连轧为代表的近终形制造技术，是钢铁制造流程优化、重构的重要方向，是实现低碳、高效生产高强薄规格带钢的主要途径之一。首钢2015年开始谋划建设京唐二期一步工程，拟新建1条与现有4条热连轧产线分工明确、优势互补的专业化高强薄规格热轧产线。薄板坯连铸连轧技术30多年间历经三代发展，形成了CSP、FTSR、ISP、CEM、ESP等多种技术形式。以ESP为代表的第三代技术采用无头轧制，可以稳定生产薄规格产品。“第三代技术以连铸的高拉速、高钢通量实现与热连轧全连续无头轧制，被称为薄板坯全连续铸轧一体化。”王国连说道。首钢通过整合国际、国内优势资源，采用自主创新与集成创新相结合的方式，开发全新的第三代薄板坯连铸连轧技术，即多模式全连续铸轧生产线，生产线采用了最新的技术和全新布局，目标是在高钢通量条件下实现多品种、多规格灵活生产，使产品质量更优良。首钢通过开展工艺技术与装备创新，攻克了多品种、多规格灵活生产、全品种高钢通量连铸、超洁净钢水高效低成本冶炼、长辊期下高精度质量控制等技术难题。一是首创单坯/半无头/全无头轧制多模式薄板坯全连续铸轧一体化技术。该项目首次在无头轧制生产线增设多功能隧道式均热炉，开发出无头轧制模式在线调宽、不同模式的轧制控制策略等关键技术，实现多品种、多宽度、多种轧制模式，以及单浇次多辊期的灵活生产，钢水至钢卷综合成材率达到98.7%，无头轧制在线调宽量达到80毫米，无头轧制比例达到96%以上。二是首次提出“钢通量指数”概念，建立高拉速高钢通量薄板坯连铸控制技术体系。首钢主导设计了“小辊径、变辊间距”辊列与“L”型水槽强冷却结晶器，开发了五孔岛式结构浸入式水口、结晶器流场精准控制、高润滑控热保护渣、激光3D打印铜板修复等关键技术，实现了110毫米铸坯最高拉速6.0米/分钟，“钢通量指数”达到660毫米·米/分钟，结晶器液面≤±3毫米命中率99.8%。三是首创“KR-BOF-VD-LF-MCCR”和“KR-BOF-LF-(VD)-MCCR”工艺路线。该项目开发出VD精准脱碳、防增硅高硫容量渣系及高效深脱硫等关键技术，实现≤0.03%低硅、≤0.0020%超低硫、≤0.01%超低碳系列钢种及T[O]≤0.001%超洁净钢高效稳定生产，LF-VD双联精炼供钢周期低至29分钟，满足高钢通量连铸长周期连浇要求。四是首次提出长辊期下薄宽带钢质量动态精准耦合调控策略。该项目开发出无头轧制模式粗精轧凸度双闭环、氧化铁皮与性能一致性控制等关键技术。实现全无头轧制板带凸度命中率98.5%，单辊期轧制里程达到264千米，1500兆帕高强钢稳定生产，吉帕级薄规格高强钢同规格性能波动≤±30兆帕。“多模式全连续铸轧生产线解决了薄规格高强产品生产稳定性、板形控制、扁卷等系列难题，SHR780/980MS、HR1200/1800HS、SQ550FRW等牌号1.3毫米及以下产品实现首钢独家供货。”王国连表示。首钢围绕多模式全连续铸轧一体化技术申请发明专利70项，其中获授权34项，申报团体标准2项，获批企业技术秘密11项。经评定，该项目成果总体达到国际领先水平。该技术在首钢京唐MCCR产线得到稳定应用，近3年累积生产高质量薄宽规格热宽带钢536.1万吨，销售收入达到175.3亿元、效益4.75亿元，实现流程降碳59.47万吨。MCCR多模式全连续铸轧一体化技术集成与创新是该项目团队整合国际、国内优势资源，自主创新与集成创新相结合的成功范例，首次应用的铸坯增厚、高拉速在线调宽、横磁感应加热、多点式除鳞等技术在近几年新建的产线中得到应用，引领并推动了薄板坯铸轧一体化技术的多元化发展，为钢铁流程低碳化、绿色化发展做出重要贡献。在王国连看来，全连续铸轧一体化与无头轧制技术在不同层面上有着质的区别。从流程学意义上看，无头轧制是工序内部技术升级，而铸轧一体化技术是钢铁制造流程界面技术的重大进步，是流程结构的重构升级。使连铸-轧钢界面由传统流程的主界面变为“亚界面”甚至“无界面”，实现了从钢水到钢卷的全连续化生产，使板带材生产过程由“半连续”“准连续”进化为“全连续”。从品种质量层面看，无头轧制主要目标是生产薄规格产品，而铸轧一体化不是仅仅可以生产薄规格带钢产品，还由于从连铸拉速到带钢的轧制速度、温度、张力都是恒定的，使产品尺寸精度、板形质量均有大幅度提升。从“双碳”战略层面看，铸轧一体化流程更加绿色低碳，直接碳排放强度仅为常规连铸—热轧流程的1/10～1/5，如果全部采用电加热和绿电，可实现零碳排放。王国连认为，随着薄板坯连铸连轧技术的快速发展，契合“双碳”战略目标要求，热轧板带材产品生产方式有形成“三足鼎立”的趋势。常规连铸-热连轧产线定位于生产高洁净度、高表面要求的高端冷轧基料（如汽车面板），高牌号硅钢、厚规格板卷（如管线钢），以及小批量难浇、难轧品种，适宜对接高炉—转炉长流程。新一代双流薄板坯连铸连轧产线定位于生产大批量普通热轧产品（含中低牌号硅钢），以单坯轧制为主，可考虑半无头轧制（不追求薄规格，有利于成材率和板形控制），可对接高炉—转炉长流程，更适合电炉短流程。薄板坯全连续铸轧一体化产线定位生产薄规格“以热代冷”产品；薄规格高强钢；中高碳“低偏析”产品。王国连表示，在“双碳”目标的引领下，薄板坯全连续铸轧一体化技术是板带材生产流程优化创新的重要技术方向，是钢轧界面优化的终极实现（消除界面），可实现较大幅度的减碳。
随着技术不断升级迭代，薄板坯全连续铸轧一体化技术生产的产品质量可以在绝大多数应用领域替代常规热连轧产品及部分冷轧产品，尺寸精度及板形更优，成材率更高，生产成本更低，实现以“更生态的流程”生产“更绿色的产品”的目标。
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