墨西哥在建Castrip生产线概况
双辊薄带连铸技术作为当今世界上薄带生产的前沿技术，可不经连铸、加热和热轧等生产工序，由液态钢水直接生产出薄带坯，其特点是金属凝固与轧制变形同时进行，在短时间内完成从液态金属到固态薄带的全部过程。与传统的薄带生产工艺相比，双辊薄带工艺能够降低设备投资和生产成本、减少能源消耗和二氧化碳排放。目前，具有代表性的薄带连铸工艺有美国纽柯的Castrip, 欧洲的Eurostrip、韩国浦项的Postrip、日本新日铁的Hikari、宝钢的Baostrip以及东北大学RAL的E2Strip等，其中以Castrip工业化水平最高。
根据Castrip 公司消息，其已授权墨西哥钢铁企业Tal l eresy Aceros S.A. de C.V. （Tyasa） 建设并运营一条年产能50万吨Castrip生产线。该生产线位于韦拉克鲁斯中部的Ixtaczoquitl an，预计2017年初投产，将生产宽1680mm，厚0.8-1.8mm的薄规格、高强度钢卷，主要用于当地制造业和建筑业。Tyasa将是除技术合伙人纽柯外, 第一个被授权经营Castrip产线的企业。纽柯目前在克劳福兹维尔厂和布莱斯维尔厂拥有并运行着Castrip生产线。
Castrip 的研发历程
双辊铸造金属这一概念最初是由英国发明家贝塞麦爵士于1857年提出的。直到1988年，澳大利亚BHP公司（博思格钢铁公司前身）和日本石川岛播磨（IHI）决定联合研发双辊铸钢的商业可行性。当时这个项目被称为M项目，目标就是把贝塞麦的设想用于铸造钢。1991年，他们在BHP公司的不锈钢设备上铸造出304不锈钢卷，并认为铸造碳钢比不锈钢要难，但仍具可行性。1995年，他们对碳钢进行了试验，铸造出30吨1345mm宽的钢卷，最初厚度是2.5mm。随着M项目的进展，研究人员发现当厚度减少到2.0mm以下时，轧制的钢卷质量更好，还没有气孔。这一发现彻底改变了研发局面，也改变了对最终产品的预期。后经不断研究和开发，许多困扰双辊铸造工艺的难题被攻克。1999年末，经过十多年的开发，M项目铸造了3万多吨碳钢钢带，并应用在屋顶、结构件等。虽然技术证明是成功的，但仍缺乏全面商业化验证，因此两家公司决定引入合作伙伴，以便使Castr ip技术实现商业化应用。2000年3月，纽柯加入，与BHP和IHI共同成立了Castrip 公司。新公司的目标就是将Castr ip技术实现商业化。纽柯也是第一个获得许可使用Castr ip技术的企业。2001年2月，第一条Castr ip生产线在克劳福兹维尔厂动工，并于2002年底投产。为进一步巩固其在薄带连铸方面的地位，Castrip 公司与西门子集团和西门子能源与自动化公司组建战略联盟。2001年，西门子获得许可，成为Castrip核心自动化设备和服务的独家供应商。这样，纽柯、博思格、石川岛播磨、西门子和Castrip 公司控制着1500多个与双辊连铸技术相关的专利，从而对Castrip 公司形成保护。
东北大学RAL正在研发的E2Strip
我国钢铁科技人员在薄带连铸技术方面也一直进行着不懈努力。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室（RAL）近年来就集中力量研究了薄带连铸硅钢在连铸、热轧及后续冷轧、热处理过程中组织与织构的演变规律以及组织性能调控的优势与潜力。在实验室条件下，彻底改变了传统硅钢的生产工艺和成分设计，开发出不同硅含量性能优异的无取向硅钢、取向硅钢和高硅钢，为以更低的成本和更高的质量生产硅钢的产业化开辟了一条新路。这一系列创新技术被命名为E2Str ip（ECO-El ectr ic St eel St r ip Casting），即绿色化薄带连铸电工钢技术。
这一短流程生产技术为生产高磁感无取向硅钢提供了新途径，可省去传统生产流程中的常化处理、两阶段冷轧及中间退火工序。另外，铸带的初始厚度、热轧压下率、热轧温度以及冷轧压下率等参数均可灵活调控，这为进一步优化调控再结晶组织和织构提供了有利条件，不仅有利于获得更好的磁性能，而且有助于基于一种化学成分柔性化生产不同牌号的无取向硅钢产品。
在薄带连铸亚快速凝固制备取向硅钢时，多数抑制剂形成元素仍以固溶状态存在于连铸薄带中，随后通过调整后续的常化工艺，可以控制所析出的抑制剂粒子的数量、尺寸和分布，得到满意的抑制效果，从而省去传统流程中的高温加热工序或低温路线中的渗氮工序，使生产成本大幅降低。当然，这一过程必然可以大大强化抑制剂的抑制能力，提高抑制剂的使用效率。RAL在实验室条件下，通过精确控制组织、织构和抑制剂，基于双辊薄带连铸技术成功地制备出0.27mm厚的普通取向硅钢（B8=1.85T）及0.23mm厚的高磁感取向硅钢（B8=1.94T）。更重要的是，在超低碳（﹤0.003%）成分设计及薄带连铸亚快速凝固条件下，仍然可以通过调整常化（退火）工艺参数获得大量细小、弥散的抑制剂粒子。这表明在新流程中碳不是取向硅钢所必需的元素，因而可以省去后续的耗时、耗能的脱碳工序。在实验室条件下，RAL目前已经成功制备出0.08-0.27mm厚的高磁感取向硅钢（B8≥1.94T）。新流程彻底省去了传统流程中的高温加热或渗氮处理，以及脱碳工序。
RAL还提出了一种特殊的包含薄带连铸、温轧、冷轧、初次再结晶退火和二次再结晶退火的新流程，用来生产0.18-0.23mm厚的超低碳高硅（4.5%~6.5%Si）取向硅钢。新流程同样也省去了高温加热、脱碳和渗氮工序。通过对组织和织构的控制，6.5%Si钢铸带在室温下显示出良好的加工性能，其室温延伸率远高于传统6.5%Si钢5%的水平。
目前，RAL正在为武钢量身定制一条可生产6.5%Si高硅钢的薄带连铸中试线。它包括了冶炼、薄带连铸、可逆式温轧或冷轧以及退火等设备，可生产0.20-0.65mm厚、400-500mm宽的4.5%-6.5%高硅钢产品。另外，RAL还完成了薄带连铸电工钢工业化生产线的系统设计，可全面满足高磁感无取向硅钢、高牌号无取向硅钢、普通取向硅钢以及高磁感取向硅钢的生产。产品宽度可达1050-1250mm，年产量可达40万吨，正在与企业一起探索工业化途径。
当前，我国钢铁工业进入转型关键期，要及早转入创新驱动发展的轨道。从Cast r ip研发历程和RAL研发现状可以看出，任何一项技术创新，从概念的提出，到成功实现商业化应用要经过艰苦的历程。大量的资金投入、创新型人才、产业协同以及知识产权保护等都是必不可少的因素。我国钢铁工业科技创新要走以企业为主体、产学研用相结合的道路，通过不断创新提高企业核心竞争力。
信息来源：《世界金属导报》
