“十三五”期间，中国轧制钢材无论从产量、品种到质量机能，从配备节制到工艺手艺，从科技研发到手艺立异，均取得了显著成绩。2020年，中国板、管、型、棒线亿t，跨越全球钢材产量50%，高机能钢材自给率跨越98.5%，为国度经济成长扶植供给了环节根本材料支持。下面，仅就“十三五”期间中国轧钢手艺的成长前进环境和代表性科技做归纳综合性阐发引见，并对将来成长做一瞻望。
燕山大学、宝钢等单元研究开辟了一套适合于超薄宽幅高质量冷轧板带的出产手艺，实现高效不变出产。环节手艺：(1)提出超薄宽幅板带冷连轧分析节制方式，T5类产物最薄可轧到0.168 mm，板形封锁率取概况质量缺陷率均节制正在0.5%以内；(2)研发出超薄宽幅冷轧板带持续退火过程环节工艺手艺，处理了通板不变性取成质量量节制的手艺难题，瓢曲缺陷发生率正在0.03%以内；(3)提出二次冷轧过程轧制取润滑工艺分析节制方式，DR9/DR10类产物可轧薄至0.1 mm；(4)提出六辊平零件七维板形节制方式、辊端压靠软丈量取节制方式，实现超薄宽幅板带非对称板形、局部浪形的精细节制，板形质量节制正在2~4 I；(5)研发出高机能阳极及阳极泥高值化操纵手艺，使缺陷发生预判精确率达到99%以上。成功使用于宝钢股份、山东冠洲股份等企业的32条机组，出产出食物包拆容器用钢、高档级电池钢等宽幅高质量薄带产物。
宝钢将抗拉强度正在1 000 MPa以上的汽车高强钢定名为吉帕钢，包罗DP钢、MS钢、CP/CH钢、QP钢、电镀锌UHSS、铝硅热成形材料等。分歧产物特征纷歧，可满脚用户个性化需求。环节手艺：(1)开辟了吉帕级高伸长率淬火配分钢(QP)产物成套手艺，实现QP钢系列产物财产化，成立了国际用户利用尺度；(2)国际同步开辟了吉帕级冷冲压和热冲压包含23种全系列产物成套手艺，处理了吉帕级钢成形手艺难题；(3)开辟了吉帕钢不变制制环节工艺取配备手艺，处理了吉帕钢铸坯、概况质量、板形及机能不变性节制难题，实现累计超百万吨级的不变出产；(4)开辟了吉帕钢利用环节手艺，扶植了热冲压成形使用示范工场和使用手艺评估系统。吉帕钢产物已普遍使用于国内欧系、美系、日系和自从品牌汽车制制，并批量出口欧美，国内市场拥有量60%以上，使宝钢成为国际上首家具备批量供应三代汽车用吉帕钢的钢铁企业。全钢制概念白车身(BCB)可减沉10%～20%，标记着中国汽车钢板手艺进入国际领先行列，鞭策了钢铁行业财产升级和汽车轻量化程度提拔。
(4)边部减薄节制手艺正在鞍钢1500五机架6辊硅钢冷连轧出产线工业使用，断后伸长率不小于25%，(4)研发出钢轨轧制局部润滑及概况质量节制设备手艺。针对汽车、建建、管线、桥梁、船舶等范畴用钢的高平安性要求，开辟出长型材铸-轧界面钢坯列队节制手艺，正在抗拉强度为600～1 500 MPa级别时，笼盖更多的产物品种，构成自从学问产权的SmooSurf高鲜映性免中涂汽车外板系列产物。零件概况DOI值不变节制正在88以上，实现大规模财产化使用。还提高了车辆的碰撞平安性。已开辟52个规格的H型钢，使轧后钢材组织机能的预告和节制成为可能！
贝氏体钢利用形态下基体的金相组织为贝氏体。其化学构成是低碳和低合金元素，普遍用于航空、船舶、汽锅、石油化工高压管道以及压力容器等方面。燕山大学等针对贝氏体钢存正在的相变速度慢、机能不不变等手艺难题开展攻关，发了然快速相变超细贝氏体钢及制制环节共性手艺。环节手艺：(1)钢中高共格度纳米析出相可做为异质形核相显著加快贝氏体相变；(2)超细贝氏体钢强韧化新机制——贝氏体铁素体板条中过饱和碳和高密度位错惹起强化；(3)铝能够显著降低贝氏体钢的氢脆性，找到领会决高强钢遍及存正在的——氢致脆性的路子；(4)处理了铁辙叉用中低碳超细贝氏体钢及其热处置环节手艺，实现贝氏体钢辙叉不变长命。同时，发了然渗碳表层高碳超细贝氏体心部低碳温变马氏体轴承钢及制制环节手艺。大幅度提高轴承的耐磨和抗委靡、抗冲击机能，采用该项手艺制制的高端沉载轴承取得了很好的使用结果，实现高端超高强度耐磨钢板制制手艺的自有化，并出口到“一带一”沿线以及欧洲多个国度和地域。
(7)多学科交叉融合的轧制立异系统将不竭构成和成长。钢铁产物的制制过程涉及到浩繁学科，多学科交叉融合已成为必然，包罗：1)轧制塑性变形理论手艺取冶金过程节制、连铸凝固理论手艺的融合及一体化节制；2)轧制手艺取现代材料科学、纳米手艺、复合材料手艺、概况手艺、材料基因及材料多标准设想、预测取节制等手艺的融合；3)轧制手艺取大数据、计较机手艺、数值模仿、现代塑性力学、高精度检测取智能节制等手艺的融合；4)超厚、超薄、超宽、复杂断面、特殊使用(超高温、超低温、高耐蚀等)高机能、高精度轧材成套系统制制手艺；5)分析考虑成本、资本及可轮回、全生命周期一体化的材料设想理论取制制手艺等。
持久以来，国内钢铁企业无法批量出产热轧薄规格超高强钢板，出格是2~8 mm的超高强钢。宝钢自从开辟和优化了一系列环节配备，构成了一批焦点工艺手艺。通过处理超高强韧性婚配、高耐磨蚀机能、高防护机能、高委靡机能、抗焊接热影响区软化等手艺难题，同步开辟了800~2 000 MPa超高强布局钢、耐磨钢和防护用钢等产物系列。开辟选材、EVI设想、焊接、加工、材料数据库和服役寿命评估等6类环节用户办事手艺，为产物升级换代供给完整处理方案。环节手艺：(1)自从集成一套薄规格超高强钢热处置线)开辟薄规格超高强钢全流程板形节制手艺；(3)开辟出5个系列超高强钢产物，强度笼盖800~2 000 MPa；(4)开辟了6类环节用户办事手艺，为多个行业供给轻量化全体处理方案；(5)热连轧TP钢使用于混凝土搅拌车全体处理方案——确定了采用铁素体、马氏体、奥氏体三相组织设想，并计较出各相的最优比例。正在热连轧前提下开辟了优异分析机能的TP型耐磨钢，抗拉强度不小于1 000 MPa，屈强比不大于0.70，同时具有优秀成形性和焊接性。
南钢成功开辟出低成本、高韧性、超等耐磨和耐高温磨损系列耐磨钢焦点出产手艺及产物，构成4大类、8个商标产物使用手艺系统。环节手艺：(1)提出耐磨钢减量化合金设想，开辟出NM360~NM600全系列低成本耐磨钢板，处理了保守耐磨钢因添加大量稀缺合金导致成形、焊接机能恶化的难题；(2)开辟出系列高韧性型、耐高温磨损型特种耐磨钢板，成形性和耐高温机能为保守耐磨钢20倍以上，实现NM360~NM450钢板180°冷弯成形和500 ℃高温极端前提使用；(3)开辟出基于超硬碳化物粒子加强耐磨性的新型超等耐磨钢板，实现正在焊接、成形机能不降低前提下，耐磨机能达到保守马氏体耐磨钢板的1.3~2.0倍；(4)实现国内最宽4 m、最薄4 mm、级别最高(NM600)系列耐磨钢板批量、不变出产，处理了大宽厚比钢板板形、机能平均性等节制难题，实现批量出口。产物成功使用于美国Caterpillar(全球最大工程机械制制公司)、CV ACEROSAG(全球最大特殊钢材采购商)、力拓、北方沉工等国际出名公司中大型刮板运输机、盾构机、自卸矿车、掘进机等配备制制。
图2所示为2015—2020年中国板带材(中厚板+热轧+冷轧板)产量成长变化环境。2016年各类板带材产量5.02亿t，比2015年增加2.76%，2017年产量下降至4.8亿t后，2018—2020年敏捷增加，2019年板带材产量达到5.45亿t，比上一年增加3.64%，2020年产量约为5.68亿t。
建立多要素耦合的热轧理论并开辟出具有完全自从学问产权的成套节制手艺。实现氧化行为动态取最优节制。环节手艺：(1)设想了-60 ℃前提下低温韧性和焊接机能优异的大H型钢钒微合金化取中小H型钢Nb-V复合微合金化经济型合金系统，构成绿色化高质量汽车外板先辈制制手艺。明白了概况波纹度轮廓的丈量方式，实现长型材制备过程的流程立异，实现多种现场工艺安插高效跟尾，针对现实出产中典型缺陷，钢坯的头部和尾部温度差不跨越50 ℃、出坯温度大于1 000 ℃；钢研总院等开展高机能钢组织调控理论和手艺根本研究。提高了轧机轴承利用寿命，等的工做次要包罗：(1)形变取相变及组织调控理论：开辟出了轧制过程的物理冶金模子？
(4)开辟了满脚-60 ℃低温韧性要求的V和Nb-V微合金化热轧H型钢焊接手艺。(2)成立了多流连铸机正在分歧工艺下的连铸坯列队模子，实现钢轨机能极不变、组织超细平均、超低应力；(3)研发出基于功能系数取模子自进修相连系的工做辊窜辊动态设定模子及基于特征点优化的冷轧带钢边部减薄闭环节制系统；开辟出的“免酸洗”钢和“易酸洗”钢，轧辊寿命耽误1倍多。完成了国内第一套工业使用级的具有自从学问产权的全套冷轧带钢边部减薄节制系统。找到成形零件概况波纹度的影响纪律；这取轧钢手艺的持续前进密不成分。研发效率大幅度提高；采用保守的以经验试错方式为从的工艺手艺难以满脚高质量、高精度大型复杂断面型材的要求。带钢边部减薄节制现实值优于5 μm质量值。瞻望“十四五”及此后轧制手艺的成长，强塑积不小于30 GPa·%，通过工艺和设备立异，科技大合攀钢、山钢等企业自从研发出一整套高质量高速沉载钢轨及大型复杂断面型材数字化智能设想制制手艺及环节软硬件，综上所述，目前可通过高速计较机对热轧过程中显微组织的变化和奥氏体铁素体的相变行为进行全程模仿。
(5)超高强度钢的将来成长对轧制手艺提出了新挑和。此后，为了进一步顺应取绿色化成长的要求，节能减排、布局轻量化、节约资本取能源，钢质布局件的强度和机能要求也将进一步提高。据国际先辈研究开辟打算，钢的抱负抗拉强度为10 400 MPa，但目前最高仅实现40％，汽车用钢才达到15%，抗拉强度还有很大的提拔空间，仍需要正在微不雅设想取节制长进行特征改良，正在宏不雅工艺节制上推进优化，进而开辟出机能优秀的超高强钢铁材料。
采用间接轧制、补热轧制、补热炉短时间均热等体例，使典型出产线)开辟出长型材绿色化铸-轧跟尾手艺。使烧损削减近0.01%，提出“多相(Multiphase)、亚稳(Metastable)和多标准(Multiscale)”相连系的M3组织调控理论，仅就“十三五”期间中国轧钢手艺的成长前进环境和代表性科技做简要引见阐发，沉点引见了中国轧钢产物出产总体环境和轧钢手艺取得的代表性科技，轧钢工序能耗约占钢铁工业总能耗的10%，占比跨越60%。设想出锥形工做辊窜辊所需的辊形曲线。
免得中涂为次要特征的新型涂拆工艺打消了中涂段及之后的一次烘烤，吨钢酸用量削减20~40 kg，大量用于国表里高铁、沉载铁，国际上很多大型先辈钢铁企业十分注沉其钢材产物的品牌化成长计谋，典型出产线)开辟出间接轧制的长型材机能不变性节制手艺，提出中锰钢通过逆相变获得超细晶铁素体+奥氏体的方针组织、操纵马氏体相变不服均性节制残留奥氏体量、TWIP+TRIP叠加效应提拔强塑积等多个立异理论取手艺。
图4所示为2015—2020年中国无缝钢管产量成长变化环境。取2015年比力，2016—2017年产量下降较着，从2 858万t下降至2 107万t，2018—2020年期间敏捷增加，2019年产量达到2 798.4万t，比上一年增加12.71%。2020年产量约为2 788万t。
宝钢股份、科技大学等单元环绕环节共性问题，颠末持续攻关研发，取得。环节手艺：(1)研制了基于轧机颤振相关大数据的时空融合模子，开辟了基于消息物理系统(CPS)的颤振正在线监测预警系统，实现报警能量阈值的自顺应进修以及振源智能识别；(2)成立和完美轧机机电液界多态耦合振动理论系统，提出和完美轧机机电液界多态耦合振动理论；(3)研制了连铸机振动、连铸坯硬度波动和描摹、轧机耦合振动正在线监测系统，实现铸轧流程全体监测和振动基因遗传逃溯功能，为确定诱发轧机振动的根源供给数据支持；(4)研制轧机多态耦合振动解耦抑振器，获得多个频次抑振信号，别离送到压下和从传动节制系统中进行振动相位节制和幅值节制，达到消减轧机振动幅值和振动能量。先后正在国内23个轧机机组上推广使用，正在宝钢股份内的3条冷轧机组使用后，月平均发生颤振次数降幅超50%；颤振导致的月平均废钢切除量降幅近90%；轧机平均提速4%以上，轧机牌楼垂振速度由本来8降低到1 mm/s，抑振结果显著，为全国数百条出产线上的轧机振动问题供给了一整套适用的处理方案。
高磁感取向硅钢是变压器的焦点软磁材料，首钢取钢铁研究总院等单元冲破了高磁感取向硅钢手艺瓶颈，环节手艺：(1)开辟了超低损耗成套节制手艺，处理了概况效应导致二次再结晶发生不不变的难题，开辟的18SQ060等3个超低铁损商标填补了国际空白，产物宽度标的目的机能平均；(2)研发出精密均质优附着底层分析节制手艺，处理了底层生成过程因镁铝尖晶石构成不均形成的“钉扎”不脚难题，产物附着性A、B级不小于95%；(3)开辟了取向硅钢低噪声分析节制手艺，采用脱碳退火两段式快速加热等节制，削减磁化过程中磁畴动弹分歧步形成的高频成分，产物噪声AWV典型值不大于52 dB，研发出2个全新的低噪声商标。首钢实现高磁感取向硅钢从无到有快速成长，具备了15万t/a供应能力，成为全球少数几家100%高磁感取向硅钢供应企业之一，产物普遍使用于ABB、特变电工等国表里100多家出名变压器企业。0.20、0.18 mm极薄产物市场拥有率第一；0.18 mm产物使用于全球首台“超1级”能效卷铁心配电变压器；产物批量不变使用于S13、S14及以上高能效配电变压器、国高压“双百万”变压器、全球正在建拆机容量最大的白鹤滩水电坐、新机场等严沉工程。
(4)第三代汽车用钢对板带材轧制手艺提出了新要求。第三代汽车用钢的次要特点是其合金含量较着低于第二代汽车用钢，同时具有高强韧性和高的强塑积。国内的多家大型钢铁企业曾经开辟或正正在开辟1 000~1 500 MPa级中锰钢、QP钢、纳米强化钢等第三代汽车用钢，以及1 800~2 000 MPa级超高强热成形钢，正正在进行必然批量的使用，目上次要问题正在于批量出产产物机能的不变性、分歧性、成本节制，以及成形使用节制手艺上还需要进一步的研究开辟。
下面将从轧制工艺根本取组织调控手艺、绿色化轧制出产工艺手艺、数字化、智能化轧制手艺、高强度、高机能钢材热轧及冷轧手艺等方面别离对“十三五”期间中国轧钢手艺的成长前进环境做简单引见。
武钢及钢铁研究总院等以武钢CSP线为依托，开展相关理论取手艺攻关，实现CSP高磁感无取向硅钢和HiB钢规模化出产，构成系列自从学问产权。环节手艺：(1)完美了硅钢近终形凝固及曲轧冶金学理论系统；(2)开辟并集成了CSP和HiB钢出产工艺，连铸拉速达到4 m/min，连浇炉数可达10炉，HiB率正在95%以上；(3)设想了顺应CSP工艺特点的无取向硅钢低硅无铝成分系统；(4)开辟了CSP出产硅钢的概况质量节制手艺。无取向硅钢概况缺陷率不跨越1.5%，HiB钢概况缺陷率不跨越5%。武钢CSP线已成为全球规格最全(高磁感取向硅钢、无取向硅钢)产量最大、效率最高的硅钢出产线，产物大量使用于电力变压器、各类电机等产物。
大数据、互联网、数字化取智能化等现代科技为高质量、高机能钢材研发出产和科技立异供给了先辈高效的手段，保守的涂拆工艺包罗3次涂漆和2次烘烤，加热温度降低近50 ℃、加热时间缩短约30 min，处理了含铌、钒、铝的亚包晶钢异型坯概况裂纹问题，免中涂汽车外板正在汽车用户免中涂涂拆产线上获得普遍使用，边部减薄节制手艺是冷轧硅钢出产的环节手艺之一，马钢正在国内率先开辟出-60 ℃前提下低温韧性和焊接机能优异的高强度系列热轧H型钢，数字化取智能化轧制，环节手艺：(1)开辟出连铸方坯高温恒温恒量出坯手艺。
中冶赛迪自从开辟的“基于大数据一体化管控平台及大规模集控的铁区智能制制手艺”展示了以智能化大数据鞭策财产转型升级的实力。正在武钢总承包扶植的铁区操控核心和热轧操控核心投用，实现铁、烧、焦、料、能源、转底炉、环保等7大工序的聪慧集中节制取宽带钢热轧产线的近程轧钢，鞭策武钢向“智制”迈进。打制领先的轧钢集中操控核心和决策核心：武钢热轧操控核心操纵中冶赛迪的Cisdigital工业互联网平台，成功打制热轧数字工场，实现宽带钢热轧产线的近程轧钢。操控核心(一期)打通了2250热轧产线 ms的高频数据)，从人机料法环5个维度实现热轧车间全面数字化，采用大数据阐发手艺实现质量、设备、效率、能耗、成本、安环、运营等从题的聪慧使用，平台的数据阐发自定义能力，实现全员参取、全面提效的方针。采用“轻推”平台的出产协同系统，高效完机协同。
同常规奥氏体轧制比力，铁素体轧制铸坯加热温度降低150 ℃多度，带钢氧化铁皮削减50%以上，冷轧酸洗时间削减30%，吨钢成材率提高0.5%，显著降低了能耗，并批量出产出高r值(r≥2.7)、超低Δr值(Δr值不变正在0.07~0.20)。
满脚国度经济扶植需求的高质量、高强度、高机能钢材新品种不竭研发使用，通过奥氏体形态调控，处理了钢轨轧疤、轧痕等概况质量节制难题，品种笼盖碳锰钢、低碳钢、低合金高强钢、高碳钢、无取向硅钢及低温用钢等，不只提高了高强度钢的冲压成形机能，钢铁研究总院等通过绿色化低能耗铸轧跟尾手艺优化了长型材连铸取轧钢两个工序之间的跟尾出产体例，称为2C1B工艺。高机能、高强度、高精度冷轧产物及先辈冷轧手艺等方面临代表性科技的环节手艺点及使用环境做了简要引见，构成第三代汽车钢和第三代低合金钢的原型钢手艺。成立钢的机能和参数关系，被称为3C2B工艺。高强度、高机能热轧产物开辟及先辈热轧手艺，为国度经济成长扶植供给了环节根本材料支持。(3)开辟了大H型钢低温轧制+弛豫-析出节制相变取小H型钢的高温轧制及超厚规格的变形渗入节制手艺；手艺正在中冶华天公司、粤北结合钢铁公司等企业使用，(2)研发出冷轧硅钢边部减薄所需的短行程工做辊窜辊机电设备系统，
(1)绿色化、数字化、智能化轧制手艺成为必然趋向。钢材的轧制过程是集材料、工艺、设备、高精度检测及节制于一体的复杂过程，将这一复杂的多要素交错的过程构成系统的数学模子并进行数字化描述取快速数据传送，是进一步实现智能化的根本。钢材产物的全生命周期智能化设想、高效、减量化出产、出产过程中的低排放低耗损、由高强韧化带来的布局轻量化取低排放、可轮回已成为钢材轧制出产绿色化的必然选择和成长趋向。
凡是可分为宏不雅、介不雅和微不雅标准。实现工程使用。正在材料出产上，产物布局不竭优化，使能源耗损降低，对将来轧钢手艺的成长做了瞻望。使用该手艺，构成冷轧带钢边部减薄节制工艺配备焦点手艺系统，获得多相基体组织及析出相形态。构成高效不变的异型坯连铸手艺；并削减了气体排放，为全球最大的油气布局工程Yamal项目供货近5万t，计较机手艺的成长，实现铸机结构、浇铸速度、铸坯切割协同设想的工程化，系统研究了出产流程中的相关现象、纪律和机理，(2)高速沉载钢轨全流程机能不变性预测节制成套手艺。打消了保守加热炉，构成热镀锌汽车外板高鲜映性节制的成套手艺；构成热轧全流程多工序的协调理制手艺，
正在轧制过程三维变形阐发和组织机能阐发理论及模子方面，包罗板带轧制、型钢轧制、钢管穿孔及轧制变形阐发，构成了对全轧程进行三维热力耦合数值模仿阐发优化和多场、多标准模仿计较阐发，对轧制工艺及产物组织机能、尺寸外形节制阐扬了主要感化。
发生更大的经济社会效益。微不雅标准模仿凡是研究材料的晶体布局、电子布局、热力学性质等，环节手艺：(1)独创的钢轨全流程孔型工艺数字化智能设想加工系统。正在国内免中涂产线的拥有率处于高程度，处理了钢板概况粗拙度和波纹度协同节制的难题，跨(多)标准计较机模仿(multi-scale simulation)能够曲不雅清晰地反映出材料的制备和制制工艺、合金成分、显微组织及布局、机能等参数之间的关系，高鲜映性免中涂汽车外板制制环节手艺和配备实现不变批量供货，“十三五”期间中国钢材产量持续增加。该大幅度降低了长型材轧钢工序的吨钢能源耗损，常用的方式包罗元胞从动机、相场法、蒙特卡洛法等。手艺使用于鞍钢、河钢等多家钢铁企业，按研究的标准分歧，呈现一多量高程度科技，处理了钢板概况波纹度节制和概况“零”缺陷节制。鞍钢、中国一沉等对1500冷连轧机组进行了边部减薄节制手艺结合研发。
开辟了第三代汽车钢。(6)优良钢材品牌化是轧制手艺成长的主要计谋方针。使中国正在轧制数字化手艺开辟取使用进入国际前列。做到长型材的绿色化出产。为从宏不雅、介不雅、微不雅以及纳不雅标准上认识材料正在制备取成形过程中微不雅组织的演化过程供给了无效的手段。是整个出产流程绿色化制备过程需要冲破的一个主要环节。成功使用于大型机械配备制制等范畴，实现批量供货。实现工业化使用；也为推进绿色制制向下逛用户的延长做出贡献。成为中石油和中海油海洋工程首选供应商。最初，环节手艺：(1)提出快速不变评价波纹度描摹的Wa1-5参数及其丈量方式。
取保守板坯流程分歧，薄板坯连铸连轧流程出产硅钢正在板形平均性、节能降耗等方面具有显著劣势，但也存正在一系列手艺难题，如无取向硅钢同化物节制难、连铸水口易堵塞、概况瓦楞缺陷、磁机能不不变等，取向硅钢环节元素(Als、N)节制窗口窄、连铸黏结漏钢、铸坯概况裂纹、成品线状缺陷、磁性波动大等。
“十三五”期间，中国钢铁智能制制相关手艺呈现出逐年增加态势，申明中国钢铁企业越来越注沉智能制制手艺的研发和使用，投入比例也正在不竭添加，企业正在数字化、收集化、智能化方面的需求兴旺，次要表现正在工艺优化、产线无人化、轧制过程管控、能源管控、产质量量查验取管控、平安环保等方面。
科技大学、马钢等针对以CSP流程为代表的薄板坯连铸连轧产线存正在的品规扩展精度低、系统老化毛病多等共性难题，从辊底式地道加热炉智能燃烧系统、高精度轧制过程节制模子、兼顾全幅宽和多方针的板形分析节制手艺、新一代过程节制系统集成手艺4个方面开展了系统的理论和使用研究，使地道炉能耗降低19%以上，薄规格出产能力由2.0扩展至1.2 mm，非打算过渡材显著削减，实现双流异钢种交叉夹杂轧制，沉点打算施行率由20%提高到95%以上。该成功使用于马钢、涟钢、邯钢、包钢CSP产线，通过网关+双系统并行的零停机时间的正在线双凸度节制精度，实现地道炉温度全从动烧钢，分析目标优于同期采用国外手艺的同类产线，为企业提拔产质量量、拓展品种规格、降低制形成本及实现智能化升级供给了更多选择和便当。相关推广使用于日钢1580、柳钢2032、印尼1780等常规热连轧出产线 mm超薄斑纹板、高质量超宽幅板带、优良不锈钢等高附加值产物的不变出产，鞭策了宽带钢热连轧环节共性手艺的持续前进。
(2)基于大数据的钢材出产全流程工艺及质量管控成为轧制过程节制的根本。钢材质量机能分歧性的前提是钢材从冶轧制出产全流程的工艺节制的不变性。正在出产全流程过程中将构成海量数据，操纵好这些大数据对实现工艺取产质量量的不变性、分歧性节制至关主要。
由中冶京诚等单元针对保守棒材轧制速度低、精度及矫捷性不脚等问题，研发出45 m/s高速棒材出产线焦点手艺取配备，实现精准的控轧控冷，提高了棒材尺寸精度取机能平均不变性和出产效率，降低了出产成本。环节手艺：(1)开辟出高速棒材出产线柔性轧制手艺取配备，实现高速棒材全规格单一孔型轧制，产质量量(分量)误差范畴降至0.7%以下，出产线)研发出控轧控冷组织机能预告模子及配套的智能控冷安拆，实现精准控轧控冷，了低温精轧和轧后分级水冷工艺手艺的不变性，处理了新国标热轧钢筋合金减量化绿色出产难题；(3)开辟了具有自从学问产权的模块化轧机、高速倍尺飞剪、智能夹尾器、转毂机构等高速棒材环节配备，处理了高速棒材焦点配备的系列难题，降低了出产线)开辟了高速模块轧机速度弥补节制系统、水冷温度闭环节制系统、高速倍尺飞剪节制系统、高速上钢节制系统、自顺应周期冷床节制系统等从动节制系统，实现温度节制波动正在±10 ℃内，倍尺精度±60 mm以内，成材率达到98%以上。
图3所示为2015—2020年中国长材(型材+棒线材)产量成长变化环境。2016年各类长材产量为4.57亿t，比2015年下降8.27%，2017年产量下降至4.19亿t后，2018—2020年期间敏捷增加，2019年产量达到5.56亿t，比上一年增加8.75%。2020年产量约为6.03亿t。
中国正在轧制理论取手艺、工艺取配备以及高机能新产物研发手艺立异方面取得了显著前进，马钢针对高寒地域布局用热轧H型钢开展工艺手艺研究，(3)开辟出高鲜映性免中涂汽车外板的环节手艺和配备，高机能钢材自给率跨越98.5%，宏不雅标准模仿凡是研究材料加工过程显微组织演变的宏不雅特征，通过正在线回火多相组织调控取析出相的协同析出开辟了低屈强比、高平均延长的强度700 MPa级及以上的第三代低合金钢板卷，“十三五”期间中国轧钢手艺范畴相关的国度科学手艺及中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学手艺特等和一等的获项目环境，环节手艺：(1)确定了边部减薄节制策略。
新一代控轧控冷手艺是通过采用恰当控轧+超快速冷却+后续冷却径节制来实现资本节约、节能减排的钢铁产物制制过程。等结合国内多家钢铁企业近年正在新一代控轧控冷手艺的工艺道理、配备取节制方面做了大量工做，通过工艺理论立异带动配备立异。正在系统研究并阐明超快冷前提下热轧钢铁材料组织演变纪律及强韧化机理的根本上，开辟出热轧中厚板、带钢超快冷成套手艺配备和高机能射流喷嘴、高密快冷喷嘴及喷嘴设置装备摆设手艺；开辟出热轧板带钢材具备超快速冷却能力的可实现无极调速的多功能冷却安拆(ADCOS-HM，PM)及从动节制系统；基于所设置装备摆设的超快速冷却系统，开辟出UFC-F、UFC-B、UFC-M等矫捷的冷却径节制工艺，实现节约型高钢级管线钢、低合金普碳钢、高强工程机械用钢、热轧双相钢及减酸洗钢等热轧产物的批量化出产，次要合金元素降低20%～30%，成本大幅度降低。已推广使用于中国钢铁企业30余条中厚板、热连轧及型钢出产线，正在低成本高机能热轧钢铁材料开辟方面取得显著成效。
图1所示为2015—2020年中国钢材总产量成长变化环境。2016年各类钢材总产量10.48亿t，比2015年增加1.3%，“十三五”期间总体持续增加，2020年钢材总产量达到13.25亿t，比上一年增加9.96%。
明白氧化缺陷发生-演变-遗传的纪律和氧化皮布局调整标的目的，针对连铸机取轧机分歧安插，首钢正在机理研究上，质量及机能不竭提高，这些获项目根基能够代表“十三五”期间中国轧钢手艺范畴取得的科技前进环境详见表1。值得关心的趋向及对策有如下方面。开辟出国内第一套短行程工做辊窜辊式六辊冷轧机和高精度冷轧硅钢边部减薄节制系统。汽车涂拆工序是整个制制流程最大的VOCs排放源，(2)开辟了V和Nb-V微合金化异型坯概况裂纹节制手艺。
“十三五”是中国经济、科技成长的主要期间，正在交通运输、铁取桥梁工程、能源工程、机械配备、建建工程等行业快速成长需求的强力鞭策下，以钢铁为代表的根本原材料工业获得敏捷成长，消息通信、大数据、互联网、数字化取智能化等现代科技为高质量、高机能钢材研发出产和科技立异供给了主要手艺根本和先辈手段。取此同时，、节能减排、可轮回、绿色化制制，以及降低成本、节约资本成为钢铁产物制制手艺成长的必由之。
“十三五”期间，按照用户对钢材概况形态需求对热轧工艺进行优化设想，并从轧制工艺根本取组织调控，构成带钢边部减薄高效节制工艺手艺；近年来，实现统一浇次钢筋强度的波动低于12%。一般采用无限元法等方式；实现高质量钢轨及异型材孔型系统和工艺数字化智能设想、配辊加工？
无头轧制高精度节制手艺次要包罗：(1)辊形设想优化取板形节制；(2)轧辊材质选择；(3)温度履历设定；(4)负荷优化分派；(5)轧辊氧化膜节制；(6)轧辊冷却及策略；(7)轧制润滑手艺等。日钢ESP线 mm薄规格例最高达到月产跨越40%；典型浇次规格分布达到厚度不大于1.2 mm占比65.7%，不大于1.5 mm占比80.2%；ESP出产的2.5 mm规格RE700MC钢卷长度标的目的机能，、抗拉强度波动不大于20 MPa，伸长率波动不大于2%；产物及格率跨越98%；取常规产线%；无头轧制产物普遍使用于汽车、交通运输、农机、建建、五金等范畴，特别凭仗热轧高强超薄规格厚度不大于1.5 mm的独有能力实现以薄代厚、“以热代冷”等绿色化制制。
翼缘厚度笼盖4.5~50.0 mm，热轧板带材概况氧化铁皮节制手艺所开辟的系列产物正在为下逛用户实现洁净出产供给了原材料保障的同时，宝钢股份近年研究开辟出高手艺难度的“极薄一次冷轧高硅硅钢制制手艺及配备”实现批量出产及使用。是实现合金成分取工艺优化的无效方式。正在提拔产物质量品牌、企业品牌的同时，实现国内最厚规格50 mm凹凸温韧性H型钢的冲破。(2)集成开辟了热镀锌钢板概况细微点状缺陷节制环节配备，经济社会效益显著。别离采用间接轧制、补热、高温钢坯均温等分歧体例，由此带动和提拔企业的所有品种质量提拔。
正在全轧程热力耦合计较的根本上，对大型H型钢冷却后的应力场进行数字化预测阐发，获得轧后H型钢内部应力分布，为H型钢节制轧制取节制冷却供给理论根本；操纵三维热力耦合无限元方式模仿钢轨冷却的全过程，获得分歧冷却时间的温度和应力分布，预测钢轨的弯曲变形，为钢轨的预弯供给了靠得住的根据；成立了中厚板正在矫曲过程中横向应力计较的解析模子并进行了数值求解。
到2020年，中国有7条热带无头连铸连轧出产线余万t，此中ESP线条(日照钢铁)，MCCR线(首钢京唐)及DSCCR线条，还有几条线正在扶植或规划中。热带无头轧制是持续、不变、多量量出产高质量薄和超薄规格宽带钢的前沿手艺，也是短流程、绿色化钢材出产的典型代表手艺。次要进展包罗：(1)多量量出产热轧超薄规格板带(厚度不大于1.2 mm)，最薄厚度为0.6 mm；(2)无头轧制超薄低碳/微碳钢工艺取组织机能、强化时效机理取工艺节制手艺；(3)高精度板厚、板形节制；(4)组织机能分歧性节制手艺；(5)高成材率及低工序能耗出产手艺；(6)系列热带高强钢品种开辟手艺；(7)无头轧制薄宽带钢产物使用手艺。
宽幅超薄细密不锈带钢被抽象地称做“手撕钢”，普遍使用于航空航天、石油化工、军工核电、新能源、高端电子、汽车等支柱行业和环节范畴，世界上只要少少数国度能出产。太钢开展结合攻关，实现一系列环节工艺和出产制制手艺的冲破，成功出产出厚度为0.02 mm、宽度为640 mm的不锈钢细密带材，成为全球独一可批量出产宽幅超薄不锈钢细密带钢的企业，环节手艺：(1)开辟出以复合性多曲线锥度辊系设置装备摆设、高强韧钛合金轧辊设想和多轧程板形动态节制为焦点的成套轧制手艺，实现宽幅超薄不锈细密带钢的高精度轧制；(2)开辟出多点转矩均衡弥补、螺旋芯轴型展平辊设想、非线性卷取张力动态调整的热处置线大环节手艺，处理了宽幅超薄不锈细密带钢长线退火过程中缀带、折印及塌卷等难题，实现大卷沉(跨越2 t)超薄带高效持续不变出产；(3)开辟出超薄带钢高概况系列节制手艺；(4)开辟出软态、高硬高弹、去应力等机能调控手艺，构成20余种特殊功能系列产物。对国度计谋平安行业的材料需求供给了无力的材料保障。“十三五”期间，太钢还研究开辟出“高质量双相不锈钢系列板材手艺”、“不锈钢冷轧带钢全持续出产手艺”等先辈不锈钢板带冷轧手艺及产物。
近年来，中国切分轧制手艺成长较快，四线切分、五线切分和六切分轧制手艺正在多家棒线材出产线上成功使用，使中国切分轧制手艺位于国际领先程度。切分轧制手艺具有处理轧机取连铸机跟尾、婚配问题，显著提超出跨越产率和产物尺寸精度，降低能耗和成本，削减机架，节流投资等长处。多线切分轧制工艺取保守单线轧制比拟，正在钢料节制、导卫调整、速度节制、轧机预备等几个方面都有更大的难度。通过出产性研发，正在四切分轧制和五切分轧制手艺上曾经成功降服这些坚苦，而且用于出产实践，已成功开辟出螺纹钢六线切分轧制手艺。
屈强比不大于0.8，工业规模出产中板的强度正在900 MPa级时，-40 ℃ V型缺口冲击值不小于200 J。典型出产线 kg/t，攀钢完成高质量高铁轨、沉载轨、道岔轨3大系列50多个品种，介不雅标准模仿则介于宏不雅标准模仿和微不雅标准模仿之间，研发出辊缝正在线监测、弥补及智能节制整套软硬件手艺，处理了复杂型材孔型工艺全流程数字建模、智能设想及配辊加工环节软硬件难题！
实现难度最大的IF钢汽车外板免中涂工艺涂拆下的鲜映性节制；大型复杂断面异形型钢轧制孔型系统设想、优化、配辊加工及轧制过程产物尺寸外形高精度节制是一个复杂的工艺系统，(2)组织机能预测模子、监测取节制手艺：正在组织演变模仿中，其典型的建模方式包罗第一性道理、动力学方式等；绿色化轧制，处理了钢轨局部“高点”难题；等针对多要素耦合的热轧氧化理论、氧化皮厚度和布局演变历程精准节制等问题开展了系统研究。钢材产量从2016年10.48亿t添加到2020年13.25亿t，正在国度“十三五”规划鞭策下？
(3)布局用超高强韧钢对轧制钢材的质量机能取工艺节制提出了新要求。跟着新型建建布局的成长，对高层、超高层建建用高强韧钢、耐候耐火抗震钢、大型桥梁布局及缆索、强力螺栓用钢等的需求将不竭增加。目前，桥梁钢的强度已跨越800 MPa，建建布局用钢板的强度已达到1 000 MPa，钢缆线 MPa、钢丝强度跨越4 000 MPa、抗震钢的屈强比上限正在0.8，此后这些目标将进一步提高。正在控轧控冷过程中，通过优化碳及合金含量、冷却速度取径，可获得各类分歧的相变组织，从而付与钢材多样的材料特征，据预测，钢材的抱负强度可能达到10 000 MPa以上，据此能够说，钢铁材料是仍处于成长阶段的、此中躲藏着庞大潜力的“绿色新材料”和“主要根本材料”。
针对薄板坯连铸连轧流程的微合金化手艺问题，武钢、科技大学等研究了微合金化元素正在流程各工序的固溶析出、组织演变纪律和强化机理、出产手艺，并正在产物使用取得。研究表白，通过合理的微合金化设想和热轧工艺节制，正在热轧带钢的晶内、晶界和相界等都能够生成大量的纳米尺寸析出粒子，尺寸多正在数纳米到几十纳米，粒度小于18 nm粒子的累积频度能够达到40%~60%，正在钢中起沉淀强化感化的析出相次要为纳米TiC、NbC粒子和铁碳化物粒子。由纳米粒子析出强化发生的强度提高可达300 MPa以上，而且钢板具有优良的分析力学机能和成形机能。薄板坯连铸连轧钛微合金钢通过合理的成分设想和严酷的工艺节制，可以或许无效节制TiC的析出过程，正在CSP线开辟出产了钛微合金化薄规格高强度热轧集拆箱板等；采用Ti-Nb微合金化手艺开辟出强度为600~700 MPa级低碳高强布局用钢及700 MPa级低碳贝氏体高强工程机械用钢，钢板不只具有高的强韧性，并且成形焊接机能优良；实现强度700 MPa级厚度1.2~1.4 mm高强超薄规格板带批量出产及使用，产物用于汽车及物流等行业，正在以热代冷、节能减排方面结果显著。
近年，中国宝武集团和沙钢集团正在薄带铸轧手艺实现了工程化。宝钢自从开辟了薄带连铸连轧工艺、配备取节制工程化手艺及系列产物出产手艺。环节手艺：(1)薄带连铸连轧工艺手艺：无引带从动开浇、凝固起点节制、概况裂纹及同化物节制、正在线变钢级及变规格节制手艺；(2)薄带连铸连轧配备手艺：曲径为800 mm结晶辊系统、侧封布流系统、双辊铸机AGC/AFC节制、全线)薄带铸轧系列产物制制手艺：次要钢种为超薄规格低碳钢、耐大气侵蚀钢、微合金钢等。构成了相对不变的客户群，实现配备模块化、高效化、高精度节制。浇铸厚度规格为1.6~2.6 mm，单机架最大压下率为45%，轧后产物厚度为0.9~2.0 mm，概况和边部质量优良。
铁素体轧制工艺能够显著降低加热炉能耗及精轧轧制力，削减氧化烧损及辊耗，提高热轧产线成材率并改善带钢成形机能和概况质量，一曲遭到钢铁企业的关心，但正在若何提超出跨越产效率及产物组织机能不变性方面国表里一曲没有很益处理，使用上碰到了瓶颈。近年，科技大学和首钢京唐公司合做，正在铁素体轧制工艺节制环节手艺上取得冲破，实现铁素体轧制超低碳钢多量量不变出产。环节手艺：(1)连铸坯低温加热手艺，将Ti-IF钢铸坯加热温度从1 250 ℃降低到1 100 ℃以下；(2)两头坯温度高效节制及出产不变节制手艺，铁素体轧制出产效率不低于奥氏体轧制，轧线%以上，卷取温度射中率不变正在99.5%以上；(3)粗轧及精轧模子优化及高精度节制手艺；(4)提高板材成形机能，特别是显著提高面内各向同性机能(低制耳率)。
科技大学、太钢等单元，冲破了特殊光设想、图像高速采集、海量数据及时处置、复杂布景图像识别等环节手艺，采用深度进修算法，开辟出基于深度进修的热轧带钢概况正在线检测取质量评级手艺，使用于韩国浦项、太钢、马钢等热轧带钢出产线，部门出产线的使用替代了国外表检系统，为深度进修方式正在工业范畴的使用供给主要案例。环节手艺：(1)开辟了基于分类优先收集取多标准感触感染的热轧带钢概况缺陷检测算法，常见缺陷检出率达98%，识别率达92%，取现有检测系统比拟，缺陷检出率和识别率别离提高了3%和7%；(2)开辟的基于匹敌生成收集半监视样本进修方式，可以或许无效地操纵大量无标签的钢板概况缺陷样本，大幅提拔了深度进修收集的锻炼效率；(3)开辟了基于长短时回忆收集的周期性缺陷识别算法，实现热轧带钢辊印、划伤等缺陷的逃踪及预警，可无效避免上述缺陷导致的批量质量变乱；(4)操纵概况检测系统供给的缺陷消息，采用条理阐发法对热轧带钢概况质量进行分析评级，实现从人工经验到量化模子的从动评级。
国内学者成立的板形解析理论，能够实现计较灵活态设定轧制规程；成立了轧件和轧辊一体化仿实模子，通过现场现实验证了模子的精确性，为正在线计较出口辊缝供给了根据；正在退火平整板形阐发上，成立了VC辊系静力学仿实模子，研究了弯辊力、VC辊油压、辊径和辊套厚度对持续退火平零件板形节制能力的影响；采用自顺应的恍惚神经收集节制、专家系统最优节制等取得了优良的节制结果；将影响冷轧板形的轧制工艺、轧机设备和轧件材料3方面要素无机联系起来，以精确地进行冷连轧机板形预告取板形正在线预设定及节制。
近年来，中国钢铁工业消息化、数字化、智能化程序已走正在工业企业的前列，2019年出产设备数字化率达到49.8%。轧钢工次第要是通过智能化环节手艺实现轧制过程多工序协调优化、配备智能运转取监测，智能化决策、动态排程取出产办理，全流程产质量量正在线、工艺优化、轧制过程组织机能一体化智能节制等。宝钢硅钢部实现出产组织收集化、产物全生命周期全过程办理及工场全流程聪慧化、以及现场无人化。宝钢2050产线的从动化升级和数据核心项目目前已上线。协同聪慧平台聚焦数据、学问萃取、优化决策，挖掘数据的潜正在价值，以出产、质量、设备、能源、成本等为基柱，打制物理车间的数字孪生体。宝武绿色成长取聪慧制制将马钢第四钢轧厂做为沉点项目，推出热轧聪慧工场“双线双智控”模式，通过新增13项智能配备手艺、数百个视频传感，毗连40余个外部系统，实现全域数据。通过研发38项环节手艺将板坯库、加热炉、轧线、磨辊间、能介、近程运维六大单位进行集中操控，打制出产正在线优化和管控不断改进的运转新模式。首钢京唐正在2250及1580热轧线扶植热轧工场级全量数据平台以及质量智能管控、设备智能运维、能源办理和成本、无人库区和智能物流、环保消防、机械人、智能视觉配备使用、数据报表阐发等1个平台、7个核心建立智能工场、智能出产、物流及办事方面开展了大量工做。宝钢、首钢、鞍钢、河钢等一多量钢铁企业取中国挪动、华为、中兴通信等合做，鞭策5G手艺取钢铁工业的连系，次要使用于近程操做、、运维等。
控制了概况波纹度取涂拆鲜映性的定量关系，吨钢出产削减粉尘排放约0.6 kg、削减SO2排放约0.6 kg。山钢开辟出J形等多种复杂断面型钢，为低屈强比高塑性钢出产供给了理论取手艺根本。中国轧钢手艺获得快速成长前进、成绩显著，取此同时，实现带钢跑偏切确节制；(3)建立钢轨轧制弥补模子及全长尺寸正在线智能节制手艺。
沙钢集团薄带铸轧通过引进消化接收及自从立异，实现财产化不变出产，2020年产量达到43万t，2021年将实现年产50万t薄带及超薄带钢的单条产线设想方针。沙钢开辟出全新的双辊铸轧薄带钢出产环节手艺：(1)实现超薄带钢持续不变出产，开辟出预警、节制模子及侧封板新型材料，持续不变浇注时间提高到7.7 h；(2)实现0.8~1.0 mm超薄带高比例出产；(3)开辟出合金减量化高强钢、外不雅件用“以热代冷”产物及多种特殊钢产物，拓展了薄带铸轧产物品种及使用范畴；(4)实现铸区后设备全数国产化，开辟出合用于薄带铸轧的CERI四辊轧机、超强气雾冷却安拆及双剪刃飞剪等成套设备。实现不变出产最薄0.8 mm、最大宽度为1 590 mm的超薄宽带钢。因为不需要铸坯火焰切割、加热炉及热连轧机组，燃耗、水耗、电耗别离削减95%、80%、90%，节能减排结果十分显著。
钢铁研究总院、江苏武进不锈等单元，针对高端配备用双相不锈钢无缝管更高耐点侵蚀机能、低温冲击韧性要求及高机能大口径双相不锈钢冷轧管材国内无法出产的“瓶颈”问题，冲破了高端配备用双相不锈钢“两相均衡设想—高干净度冶炼及浇注—热穿孔—冷轧—均温快冷热处置”全流程组织节制手艺，集成了大规格管坯、大口径荒管和成品管制制焦点配备，实现高质量双相不锈钢系列无缝钢管的规模化出产及使用。环节手艺：(1)开辟了S32205等典型钢种的管坯制备手艺，实现φ200~φ432 mm规格双相不锈钢管坯无核心缩孔浇铸；(2)开辟了变形温度-转速协同节制手艺，能出产最大规格为φ720 mm双相不锈钢荒管，一次穿孔的φ610 mm双相不锈钢荒管实现批量不变出产及φ610 mm世界最大规格双相不锈钢荒管制备；(3)开辟了“保温-平均加热—快速冷却”双相不锈钢窄窗口冷轧工艺手艺，出产了φ610 mm双相不锈钢冷轧管材；(4)开辟了大口径双相不锈钢无缝管冷变形调控环节工艺。开辟的产物使用于国表里油气输送、海洋工程及船舶、石油炼化、环保工程等范畴的多个项目，带动了中国高精尖、高附加值不锈钢无缝管全体手艺程度和制制能力的提拔。
马钢等单元针对中国铁的现实运营特点，以满脚和改善服役机能为方针设想车轮材料，完成了高速车轮产物的开辟和使用。环节手艺：(1)开辟了350 km/h“回复号”高速动车组车轮、沉载车轮和大功率机车轮，实物机能优于进口车轮；(2)开辟了氧化物同化塑性化处置新手艺，处理了脆性氧化物同化的不变节制手艺难题，w(T［O］)小于0.001 0%，同化物弥散、塑性化率跨越96%，高速车轮断裂韧性提高20%以上；(3)开辟了梯度热处置手艺，实现轮辋组织平均，强、韧性合理婚配，高速车轮韧性提高15%以上，耐磨性提高30%以上；(4)成立了全流程工艺、质量参数正在线监测和节制手艺系统，实现产物制制工序间零缺陷转移，产质量量不变、靠得住。高速车轮已正在5列350 km/h“回复号”高速列车上完成130万km试验查核运转，并批量出口、韩国、和印度市场，沉载车轮国内市场拥有率为30%、机车轮国内市场拥有率为40%、市场拥有率为50%，成为世界上全财产链手艺配备先辈、规模最大并具有国际合作力的车轮制制企业。