隨著我國小口徑厚壁無縫鋼管行業(yè)的快速發(fā)展，軋鋼技術不斷進步，出現(xiàn)很多的新技術和新工藝。在既有設備基礎上開發(fā)能耗更低、成本更低、效率更高的“兩低一高”軋鋼新技術，如無頭軋制、異步軋制、薄帶連鑄和中厚板組織控制技術等，可以大幅度降低生產(chǎn)成本，推動鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

無頭軋制推進“以熱代冷”

無頭軋制，就是在粗軋與精軋之間，把粗軋后的前一中間坯的尾部和下一中間坯的頭部在數(shù)秒內(nèi)采用感應焊接快速連接起來，在精軋連軋機組實現(xiàn)無頭軋制，在卷取機前再由飛剪剪斷，由卷取機卷成熱軋卷。這種技術擴大了傳統(tǒng)熱帶軋機的軋制范圍，可批量生產(chǎn)0.8mm的超薄帶鋼。此技術的開發(fā)是基于市場對“以熱代冷”的強烈要求。其設備主要包括在粗軋和精軋之間設置熱卷箱、切頭剪、中間板坯連接裝置和卷取機前的飛剪。與常規(guī)熱連軋技術相比，采用將多塊中間帶坯快速連接后進行無頭軋制的成材率平均提高1%~2%，輥耗降低1%~2%；在厚度命中率上，無頭軋制無論是1.2mm還是1.0mm都超過了99%；在精軋出口溫度和卷取溫度命中率方面，無頭軋制的精度都上升2%以上。

2009年6月，阿爾維迪公司克萊蒙納廠建設投產(chǎn)了世界上第一條無頭連鑄連軋生產(chǎn)線———ESP線，主要包括液芯壓下系統(tǒng)、動態(tài)輥縫調寬和輕壓下等工藝包，從而確保最佳內(nèi)部鑄流質量。ESP線產(chǎn)品厚度和寬度的精度、板形、性能均勻度都比常規(guī)熱連軋高，如厚度公差≤30μm，寬度公差≤5mm，溫差≤7℃。采用無頭連鑄連軋的ESP技術可使成材率進一步提高，鋼水到熱軋卷的收得率達到97%~98%。能源消耗比常規(guī)熱軋工藝降低很多，生產(chǎn)普通規(guī)格產(chǎn)品時，其能耗可以降低到40%~50%；生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品時，其能耗可以降低到65%~70%。

目前，國內(nèi)還沒有板帶熱軋無頭軋制技術的生產(chǎn)實例，但已有研究人員著手開展了熱帶無頭軋制技術的前期研究，例如，有學者提出了一種新的熱帶無頭軋制中間坯的連接方法，并申請了國內(nèi)和國際發(fā)明專利。

德國發(fā)展的是半無頭軋制技術，利用薄板坯連鑄連軋的生產(chǎn)線鑄造較長的鑄坯（如200m），進入精軋，并且軋后進行剪切，在精軋機組中形成有限的無頭連軋。這種生產(chǎn)線的特點是適合于穩(wěn)定生產(chǎn)薄規(guī)格的帶鋼，減少了薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)中的軋廢和工具損失。

近幾年，我國在半無頭軋制技術的消化吸收、技術集成與創(chuàng)新方面取得了顯著進展。漣鋼和北科大合作在CSP線上進行了半無頭軋制技術集成與創(chuàng)新工作，實現(xiàn)了半無頭軋制低碳鋼、微合金高強鋼、無取向硅鋼等薄規(guī)格和超薄規(guī)格板帶大批量、穩(wěn)定化和低成本生產(chǎn)，而且板帶尺寸形狀精度高，組織性能優(yōu)良、均勻。另外，唐鋼和本鋼也分別在其FTSR線上開展了半無頭軋制薄規(guī)格的生產(chǎn)性試驗和相關技術開發(fā)，并取得了進展。

異步軋制顯著降低軋制力

日本近年發(fā)明了在熱連軋機組的最后3個機架上采用單輥驅動和不同輥徑工作輥軋制技術（SRDD）。該技術是在軋制中驅動大直徑的下工作輥（620mm），小直徑的上工作輥從動，其優(yōu)點是軋制中有剪應力產(chǎn)生，可降低軋制力、減少邊降和增大壓下量。

SRDD技術在國內(nèi)被稱為異步軋制技術。國內(nèi)的實驗室實驗也表明，該生產(chǎn)方法對降低軋制力有明顯的效果。在目前的情況下，用低溫大變形生產(chǎn)超細晶粒鋼和超高強度鋼，這種設備是很有效的，但是關于質量、穩(wěn)定性等方面尚無進一步的報道。

薄帶連鑄減少殘余偏析

目前，受到國內(nèi)外關注的生產(chǎn)熱帶鋼的技術是薄帶直接連鑄并軋制的技術，即鋼水在2個輥中鑄成5mm～6mm的帶鋼，經(jīng)過1架或2架軋機進行小變形的軋制和平整，生產(chǎn)出熱帶鋼卷。歐洲有關國家、日本和澳大利亞都進行過類似的試驗，2004年美國NUCOR建立了工業(yè)試驗廠。該帶鋼連鑄生產(chǎn)線的主要參數(shù)為：鋼包容量110噸，帶鋼厚度2．1mm～0．7mm；在線熱軋機為四輥熱軋機，卷取機為2臺40噸卷取機。使用帶鋼連鑄技術可大大減少產(chǎn)品的殘余偏析。

中厚板組織性能控制高效節(jié)能

中間冷卻技術。從目前國內(nèi)控制軋制工藝應用的情況來看，最廣泛和最典型的控制軋制是兩階段軋制，即再結晶區(qū)軋制和未再結晶區(qū)軋制?？刂栖堉频膬呻A段中須要避開部分再結晶區(qū)，粗軋完的中間坯空冷待溫就是適應工藝要求采取的措施?？刂栖堉撇捎玫闹虚g冷卻（IC）裝置是在雙機架生產(chǎn)線的粗軋機和精軋機之間或單機架軋機的機前或機后增加冷卻裝置，以降低中間坯在輥道上的待溫時間，增強軋機的生產(chǎn)能力。按理論計算，采用IC裝置后，不同厚度中間坯的待溫時間可以縮短35%～80%。結合中間冷卻的控制軋制和軋后控冷技術，還可以用于生產(chǎn)表面超細晶粒鋼，這種鋼因為有一定厚度（4mm）的超細晶粒層，所以具有較高的止裂性能。

我國已經(jīng)能夠提供中間坯冷卻的成套設備與技術，多家企業(yè)應用后獲得顯著的經(jīng)濟效益，如唐鋼FTSR生產(chǎn)線、南鋼2800mm軋機等均加設了中間坯冷卻設備，不但擴大了軋機生產(chǎn)能力，而且增強了對鋼組織性能的控制能力，擴大了鋼材品種范圍，提高了產(chǎn)品重量。

預矯直技術。預矯直機可以安裝在精軋機和鋼板冷卻裝置之間。此預矯直機的用途是減輕鋼板頭或尾翹曲，并修正鋼板中間段的平直度缺陷。矯直作業(yè)將避免在鋼板上蓄積有害的水并改善冷卻均勻性，從而獲得最終良好板形的產(chǎn)品。預矯直機要與輥道同步，并且具有與冷卻技術完美結合的速度精度。在正常作業(yè)中，矯直機根據(jù)來料鋼板厚度被預設定，以便獲得鋼板產(chǎn)生塑性變形需要的足夠咬合力，并使上出口輥獲得一個水平曲率。如果需要，矯直機可以設定到大開口度以便過鋼。此時下輥只用作支撐鋼板的輥道。預矯直機通常全自動作業(yè)，也可以實現(xiàn)手動控制。

超高密層流冷卻技術。軋后快速冷卻系統(tǒng)中傳統(tǒng)的ACC冷卻裝置投資成本較低，維護方便，運行成本不高，同時可以使鋼板獲得適當?shù)睦鋮s速率，因此幾乎能覆蓋中厚板的所有品種。最近，日本JFE開發(fā)了一種Super-OLAC冷卻設備。該設備具有比傳統(tǒng)ACC冷卻裝置更高的冷卻速率，更適合于高強度貝氏體、馬氏體鋼的生產(chǎn)，但其投資相對較高、維護工作量大、運行成本較高。

目前，我國開發(fā)了超高密層流冷卻系統(tǒng)SUPIC-USTB。該冷卻系統(tǒng)不僅可以大幅提高鋼板冷卻速度，改善鋼材性能，同時在不增加運行成本的基礎上，降低合金成本。其冷速比加密ACC冷卻裝置提高50%，對20mm厚度的鋼板其冷速可達到45℃/s。目前，研究人員利用該設備系統(tǒng)已經(jīng)成功開發(fā)了DQT型高強度鋼Q550~Q800和高強容器板N610E。

在線熱處理。為適應控制軋制技術的發(fā)展，日本住友公司開發(fā)了SHT工藝———一種用于生產(chǎn)厚壁管和高韌性低溫鋼板的二次加熱和軋制工藝。該工藝是使鋼坯軋制到指定的厚度，中斷軋制（中間坯允許冷卻到Ar1以下溫度），然后將中間坯在Ar3以上溫度實施二次加熱（相當于?；幚恚┸堉啤Ｔ摴に嚨娜秉c是須要在軋機旁再增加一座加熱爐，投資增加較多，生產(chǎn)線布置復雜，生產(chǎn)節(jié)奏降低，因此沒有得到推廣應用。

直接淬火—在線回火工藝(DQ+HOP)相比直接淬火—回火工藝(DQ-T)，工藝流程和生產(chǎn)周期更短，節(jié)能效果更佳。在線淬火的終冷溫度并非室溫，而是低溫相變的溫度區(qū)間，因此在線回火HOP可以充分利用余熱。據(jù)介紹，其在線加熱速率度為10℃/s～20℃/s，保溫時間少于5min，較離線回火時間大大縮短。

常化控冷技術。常化是提高鋼板組織均勻性和韌性的重要工藝手段。常規(guī)的常化處理通常采用加熱后空冷。?；刂评鋮s（NCC）技術的原理是：?；笸ㄟ^控制冷卻速度和終冷溫度來控制鋼板的相變溫度，并抑制微合金元素碳氮化物的長大，細化晶粒和析出物，提高鋼板強度，而韌性和塑性基本不變。對鐵素體—珠光體類型鋼，采用NCC技術后晶粒尺寸可以從8級提高到10級以上；對于低成本的低碳貝氏體類型鋼，采用常規(guī)?；に嚻淞W性能將無法保證。?；刂评鋮s裝置為無約束類型的冷卻裝置，可采用氣霧+高密度（或超密度）層流形式，可以實現(xiàn)6mm～150mm鋼板的?；鋮s。部分薄規(guī)格產(chǎn)品，采用NCC技術可以實現(xiàn)淬火，用于生產(chǎn)調質板。