薄板坯连铸连轧生产技术若干问题

我国已建成7条薄板坯连铸连轧生产线。介绍了钢铁研究总院近年来在薄板坯连铸连轧生产技术方面所 做的部分研究开发工作。

新材料引领支撑绿色低碳经济发展

绿色低碳是社会经济发展的必然趋势,新材料在绿色经济发展过程中发挥了重要的支撑和引领作用。本文从工艺流程进步、产品技术开发、前瞻领域布局等方面分析了新材料在绿色低碳发展中的重要作用和发展方向。针对新材料绿色低碳发展面临的需求,从产业结构调整、产业链协同创新发展等方面对未来趋势进行总结研判,并提出发展全生命周期循环经济、完善标准体系、强化政策支持等促进新材料绿色发展的实施路径,为实现新材料产业绿色低碳发展提供观点支撑和参考。

氢能将带动形成10万亿元级的新兴产业

当氢能在我国终端能源体系中占比达到15%时,氢能与电力协同互补,将共同成为我国终端能源体系的消费主体,带动形成10万亿元级的新兴产业。保守估计,到2050年,氢能在我国终端能源体系占比将达到约10%,到2060年,这一占比将达到约15%。这一数据和IEA(国际能源署)公布的数据基本吻合。

完善成果转化服务体系 提升中小企业技术创新能力

中小企业通过完善科技成果转化服务体系,提高创新能力,保障制造强国产业链供应链安全。

我国关键矿产及其材料产业供应链高质量发展战略研究

关键矿产和材料是事关国民经济、国防建设、居民生活的基础原料,其供应链的稳定性意义重大。本文将矿产资源与材料产业进行关联,从资源勘查、采选、冶炼,材料加工、制造,产品回收等全产业链条的角度着手,分析了我国关键矿产及其材料产业的战略需求与发展现状;凝练了以产业链不畅通,资源端关键矿产供给不足,冶炼端耗能高、规模过大,材料端支撑保障能力不足、创新能力不强、产业基础薄弱,循环利用端发展滞后等问题。按照“找得着”(勘查)、“采得出”(采矿)、“用得上”(基础原材料制备)的基本思路,论证提出了2035年“三步走”目标,并从采选、冶炼、基础原材料方面剖析了技术发展重点。系统提升国内矿产资源供给保障能力、全面提升新材料技术竞争力、畅通资源‒冶炼‒材料‒循环利用产业链,以此为重点举措来推动我国关键矿产及其材料产业供应链的高质量发展。

振动激发金属液原位形核的物理模拟

为了提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织,以30%氯化铵水溶液和铁素体不锈钢为研究对象,分别进行了物理模拟和浇注实验。结果发现:当一种带有冷却结构和高频振动的晶核发射器棒体插入氯化铵溶液时,在棒体表面将迅速形成大量的细小晶粒。这些晶粒在振动作用下被连续不断地弹射至溶液中,成为凝固过程中等轴晶的形核核心;晶核发射器的冷却强度越大、振动频率越高,则形成的晶粒数量越多且粒径越小;铁素体不锈钢液经振动激发形核处理后,凝固组织中的等轴晶率超过了80%。

支撑高质量发展的标准体系战略研究

支撑高质量发展标准体系是立足于“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念,支撑我国经济、社会、生态全方位高质量发展的标准体系。开展支撑高质量发展标准体系战略研究,对于推动经济发展、生态环境质量以及社会治理水平具有重要的基础性、引领性、战略性作用,对于更好满足人民美好生活需要具有重要意义。本文系统分析了高质量发展的内涵、支撑高质量发展标准体系的内涵及特征,研究了高质量发展标准体系与现有标准体系的区别,聚焦农业、制造业、服务业、社会治理、生态文明等重点领域,以2025年和2035年为时间节点,研究梳理支撑高质量发展的标准体系建设阶段性主攻方向及实施路径,并从顶层设计、标准化政策、标准化能力提升和标准化人员等方面提出对策建议,以期为我国农业、制造业、服务业、社会治理、生态文明发展和政府有关部门提供决策参考。

连铸结晶器瞬态摩擦阻力的实验研究

应用连铸结晶器凝固综合模拟装置，研究了结晶器瞬态摩擦阻力随结晶器振动的变化规律。结果显示：在结晶器上部，连铸坯与结晶器之间以粘性摩擦为主，摩擦阻力的变化规律与结晶器振动的速度波形一致。应用结晶器非正弦振动，在保证负滑动期间对初始凝壳的压缩作用的同时，可以大幅度降低正滑动期间的结晶器摩擦阻力。这对防止高速连铸初始坯壳的拉裂、提高拉坯速度有重要意义。

组织性能预报系统在宝钢2050热轧生产线的在线应用

建立了针对宝钢2050热连轧生产线的组织性能预报系统,经10类钢种和1 000余炉次现场数据的验证和模型调优,热连轧过程组织性能预报系统在宝钢2050生产线上实现了在线应用。组织性能预报系统的预报温度和强度值与现场实测值的偏差分别在±20℃(在线)和±21 MPa(离线)以内。同时,也讨论了组织性能预报技术的发展方向问题。

先进短流程——深加工新技术与高强塑性汽车构件的开发

在近年来国内外薄板坯连铸连轧TSCR和先进热成形处理AHFT技术发展的基础上,提出了先进的短流程与深加工技术相结合的工艺途径,为高强塑性汽车构件的生产制造开发了一种高效率、低能耗、低排放、低成本的新工艺。首先采用先进短流程工艺,包括以CSP、FTSR、ISP半无头轧制为主要特征的第2代TSCR技术和以ESP无头轧制技术为主要特征的第3代TSCR技术,生产高强度薄规格汽车板作为热冲压成形的原料;然后采用先进热成形处理AHFT技术,对短流程薄规格热轧酸洗板进行热冲压与热处理相结合的深加工,制作高强塑性汽车构件。本文简要介绍了短流程薄板坯连铸连轧TSCR技术的发展,先进热成形处理AHFT技术的强塑化工艺与主要技术特征。讨论了采用短流程TSCR新工艺生产先进高强度钢AHSS薄规格汽车板,为先进热成形处理AHFT提供热冲压成形板料的主要技术关键。介绍了在超短流程的双辊薄带连铸工艺线上开发高强塑性TWIP钢的试验进展。短流程TSCR新工艺与先进热成形处理AHFT深加工新技术相结合,开发与生产超高强塑性汽车构件,需要钢铁与汽车行业的密切合作。这项短流程—深加工新技术不仅可以满足新一代汽车对轻量化节能减排和抗冲撞安全的要求,而且可以显著降低汽车板构件生产制造过程中的能耗与温室气体排放。

先进钢铁生产流程进展及先进钢铁材料生产制造技术

简要回顾了20世纪钢铁工业生产总量、钢材质量、劳动生产率、原料及能源消耗的状况,介绍了氧气转炉炼钢、连续铸钢、炉外精炼及控冷控轧技术的特点及优势,指出了钢铁工业发展所存在的环境污染严重、能源及资源循环使用率低、钢材服役周期短等问题,描述了现代钢铁生产流程连续、高效、柔性、可控的发展特征。展望了21世纪先进钢铁生产流程中氢冶金、第2代薄板坯连铸连轧及铸 轧 材一体化等流程技术的实现。在此基础上,简要介绍了先进钢铁材料的特征及生产制造技术进展。

结晶器非正弦振动理论的研究

建立了非正弦振动波形的计算方法，首次提出了一个基于电液伺服振动系统的振幅和振动频率可调的分级匹配控制模型，使正常拉坯时，振动频率为１００～１２０ｍｉｎ－１，负滑动率为－１０％～－２０％，负滑动时间稳定在０．０６ｓ左右。开发了电液伺服结晶器振动系统，热试结果表明：应用非正弦振动可使初始凝固坯壳在正滑动期间所受的摩擦阻力降低４０％，皱痕深度大为减轻，铸坯表面质量明显提高。

薄板坯连铸液芯压下过程的数值仿真

基于修改的拉格朗日大变形热力耦合有限元模型，对薄板坯连铸的重要技术——液芯压下技术进行了仿真研究，并与实验结果进行了对比，两者基本吻合。研究结果显示，连铸坯经过压下辊的过程中，其应力状态发生较大的变化。研究表明，控制和优化连铸坯窄面附近区域的冷却条件是控制连铸坯窄面附近区域应力和变形的重要手段，采用提高连铸坯窄面附近区域的冷却模式。

国内特殊钢连铸生产技术的现状与发展

20世纪90年代末,国内各主要特殊钢厂先后自建或引进大容量电弧炉和合金钢连铸机,从而推动了我国特殊钢连铸技术的发展。合金钢连铸方坯的规格为1 3 0mm×1 3 0mm至3 50mm×470mm ,板坯为1 0 3 0mm×1 60mm至1 90 0mm×3 0 0mm。国内特殊钢连铸比由1 998年的2 1 .7%增加至2 0 0 3年的61 . 1 7%。根据国外特殊钢企业连铸关键技术和进展,以及对近几年我国特殊钢连铸生产装备、流程、生产量及主要产品质量现状的分析,提出了我国特殊钢连铸技术发展和研究的工作重点。

先进制造业集群现代科技支撑体系建设研究

发展先进制造业集群是建设制造强国的必然要求,也是加快发展现代产业体系、实现高质量发展的关键举措,但科技创新能力不足成为制约我国制造业集群建设的突出问题。本文梳理了国外先进制造业集群科技支撑体系建设取得的成功经验,根据我国产业发展阶段特点并针对基础产业、关键战略产业和前沿技术产业,系统分析了不同类型制造业集群及科技支撑体系建设现状及存在的问题,梳理发展方向并提出不同类型制造业集群现代科技支撑体系的建设路径。研究认为,基础产业集群应提高产业集中度,提升产业集群智能化水平;关键战略产业集群应培育产业链链主企业,建设重大共性技术创新平台与中试平台;前沿技术产业集群应打造环高校和科研院所创新生态圈,加大新技术的示范应用。

中宽度薄板坯连铸工艺特性研究

薄板坯连铸技术是国家“七五”重点技术攻关项目,冶金部钢铁研究总院在“七五”实验室及现场热试研究的基础上,从1991年1月至1902年6月,在兰州钢厂薄板坯连铸机上,对3种规格铸坯(50×900 mm,70×900 mm,70×500 am)进行了连续102炉考核试验,其中,1992年6月,共浇注46炉,铸坯总重412 t,连铸拉成率为91.3％,铸坯合格率>90％,完成了国家“八五”一期攻关考核指标。本文对薄板坯连铸工艺中结晶器形状研制、传热、拉坯工艺及影响铸坯质量,尤其是表面质量的因素进行了深入研究,并取得了稳定的工艺参数。

先进钢铁材料技术的进展

钢铁材料是不断发展的先进材料 ,它依然是本世纪的主要结构材料。先进钢铁材料具有环境友好、性能优良、资源节约、成本低廉的特征。从钢铁材料理论进展出发 ,结合市场的需求 ,论述了微合金化钢、超细晶粒钢、氮合金化不锈钢、高质量特殊钢、钢材组织性能预报和材料信息化技术等重要的先进钢铁材料技术进展。

新世纪冶金工业的发展与展望

阐述了我国钢铁工业中功能材料、结构材料及其生产工艺的发展现状及今后的发展方向。对加速我国冶金科技的发展提出了具体的建议。

薄板坯连铸连轧(TSCR)热轧过程组织性能预报技术的开发

简要论述了钢铁材料组织性能预报技术的作用以及在TSCR热连轧生产过程中组织性能预报技术和系统的开发情况。简介了TSCR热轧生产各工序(包括均热炉、精轧机组、层流冷却和热卷带)建立组织性能模型的研究方法、基本内容和步骤。指出组织性能预报技术的开发和应用是新世纪钢铁工业发展的主流之一。

国内特钢连铸生产技术发展和探讨

通过对近几年国内特钢连铸生产装备、流程、生产量及主要产品质量的分析,对我国特钢连铸技术的发 展进行探讨。