碳排放将降至1/4！沙钢基于超短流程的低排放以热代冷用薄板

薄带铸轧低排放技术优势

目前，以薄带铸轧为代表的新一代超短流程无头轧制技术已成为最具前景的绿色制造前沿技术之一。薄带铸轧技术是一种新型的近终型薄带钢生产技术，其工艺过程为：采用电炉钢水，由VD脱气、LF精炼处理后，液态钢水通过布流系统注入由侧封板及两个旋转方向相反的铜铸辊形成的熔池中，在超过1000℃/s的亚快速凝固条件下，钢水可在不足1s的时间内凝固成厚度2mm以下的铸带，再经一道次热轧生产出厚度可小于1mm的热轧薄带钢。之后经层流冷却后卷取成卷。从双辊连铸机到单机架轧机，之间是全密封的，通入保护性气氛保证轧制之前板面不过度氧化。

与传统热连轧及薄板坯连铸连轧等工艺相比，薄带铸轧工艺不存在“钢坯”的概念，在生产薄规格产品方面具有天然的优势。由于省去了加热炉并简化轧制道次，薄带铸轧产线长度大大缩短（仅不足50m），相比传统连铸连轧流程，具有流程短、占地少、能耗低、排放少等优势。此外，薄带铸轧技术与电炉钢相结合，可实现钢材生产全流程的低排放，经初步测算，采用“电炉+超薄带”生产的产品，其碳排放仅为采用“高炉+转炉+常规热连轧”流程产品的约1/4，产品具有显著的低排放优势。

以热代冷产品开发应用的关键技术

薄带铸轧产品有规格薄、厚度公差控制精度高、轧后短氧化的特点，具备以热代冷应用的基础。但当前薄带铸轧技术生产以热代冷产品仍存在诸多技术瓶颈。主要有以下三点：一是薄规格轧制不稳定，产出率低，而采用同样工艺的纽柯Castrip产线主要规格是1.4-1.5mm，未充分体现薄带铸轧的工艺优势；二是板面氧化皮控制效果差，精整后斑驳脱落，难以实现良好的以热代冷效果；三是特殊钢种生产难度大，对于客户的定制化需求，尤其是在加入特殊元素后板面极易出现裂纹。针对以上问题，沙钢开发出了一系列关键技术来针对性解决。

关键技术一：成功开发出铸带板形稳定化控制技术。铸辊辊型设计是限制薄规格比例提升的关键因素，铸辊循环使用不断磨削，辊径变小使热通量发生改变，引起板形不稳定。沙钢开发出铸带板形稳定化控制技术，解决了由于辊径变化导致的热传导率波动，实现铸辊生命周期内板形的稳定，为生产薄规格奠定了基础。

稳定的粗糙度是实现良好板面质量的关键。生产薄规格轧辊负荷高、辊温高、粗糙度上升快，针对此问题，沙钢开发出带钢表面粗糙度稳定控制技术，采用轧制润滑和轧辊冷却动态控制，使轧制过程中油膜充分保护轧辊，降低轧机负荷，实现了粗糙度稳定控制，薄规格产出占比达行业最高水平。

关键技术二：带钢表面氧化膜结构的控制是实现“以热代冷”的关键，沙钢通过热箱功能设计及独特的结构设计，实现对气体流量、压力的高精度控制，带钢表面获得了理想的氧化膜结构，保证了产品“以热代冷”的应用效果。

关键技术三：薄带铸轧亚快速凝固的特点适合生产特殊钢种，但存在两个难题：一个是特殊元素的加入影响钢水热传导效率，导致成带困难；另一个是凝固后固态相变引起的体积变化容易导致坯壳开裂。针对成带困难问题，建立控制热传导速率的理论体系，实现对钢水凝固速度及铸带固液含量的控制。针对裂纹问题，完成了分类表征，并形成了一整套控制裂纹的工艺诀窍，实现了多种特殊钢产品稳定生产。

经不断的技术攻关和创新，目前国内唯一一条工业化生产的沙钢薄带铸轧产线在年产量、生产计划完成率、表面质量、薄规格占比等核心技术指标在国际上已经做到大幅领先。2021年沙钢超薄带产线产量超50万吨，世界范围内薄带铸轧产线第一次完全达到设计产能。

产品实物质量对比，超薄带工艺属于典型的无头轧制技术，在整个生产浇次内没有头尾的概念，因此也就不存在卷头卷重卷尾的性能差别，批次产品性能稳定；由于铸带厚度在2mm以下，成品轧制压下量小，各向同性好，杯凸加工无制耳，提高了材料利用率。

超薄带铸带薄，同时仅有单机架轧制，在厚度公差控制上具有先天优势，目前在高精度控制模式下，厚度公差可达到±10μm，达到了冷轧产品的精度范围，再结合表面粗糙度的优势，可在多数应用领域内满足客户以热代冷的质量要求。

产品市场开拓的背景、理念及措施

传统热轧工艺生产的热卷规格不能下探到冷轧产品规格区间，且同质化竞争严重，市场趋于饱和，利润空间下降，需要新的生产工艺来实现技术跨越；超薄带技术具有节能环保的特点，符合国家绿色低碳发展的导向；产品易于实现薄规格的优势，具备实现差异化竞争的条件；部分行业在巨大市场竞争压力下，迫切需要降低原材料成本，需要用高质量的热轧产品来替代价格较高的冷轧材料。

沙钢产品开发及市场开拓的理念主要有四个方面，一是重视基础研究，摸透产品性能优势，找准产品应用定位，不断下探极限规格；二是因材施用，结合自身产品特色，与客户进行联合研发，重视客户应用技术指导；三是积极开展标准引领，填补行业标准空白，主导研制多项标准指导用户使用和行业推广；四是以沙钢超薄带为平台集聚国内创新要素，联合产业链上下游形成产品竞争优势。

制度保障及实施方面，在筛选确认客户群体、明确技术要求、完善产品服务、物流协调及售后反馈响应等方面做了大量扎实细致的工作。筛选出头部客户，进行试订单专案管理，组织接单前技术评审，根据客户要求调整相关参数，逐步得到了客户认可，客户群迅速扩大；针对不同国家、不同客户需求，逐步扩大收录牌号与技术要求，不断完善超薄带产品技术协议；考虑超薄带产品特殊性，边部容易碰伤，同时参照客户要求已经对标工厂情况，组织生产部门、技术部门以及包装公司进行了专题会议并最终敲定了薄规格产品进行护圈包装的方案；重点对非洲重点国家实行常态化走船，为产品的稳定投放奠定基础；业务部门在中东和非洲成立办事处，对当地客户的要求可以进行实时了解、沟通及反馈。

市场开拓的成绩和效果

沙钢超薄带以热代冷产品开发成功至今，累计生产销售的此类产品已占沙钢超薄带线产量的将近一半。自2019年开始出口以来，出口量逐年攀升，产品利润率也处在同应用产品前列。从生产能力的角度上来看，目前该系列钢种0.9mm以下薄规格最多占比达到80%以上。通过该项目的实施，无论是产能，薄规格占比，均相比以往有了显著提升。

下一步工作方向及展望

在生产方面，沙钢超薄带产线目前关键技术指标已处于行业领先，但在生产效率、薄规格占比、成材率、产品表面及板形质量等方面仍有较大的进步空间。后期将从机理研究、工艺优化、装备改造、耐材国产化等方面开展工作，提高理论水平，提升技术指标，进一步提升产品质量、降低生产成本。

在市场方面，当前产品应用面相对较窄，行业内有显示度及影响力的客户相对较少，产品低碳排放的优势还未形成有效的溢价。下一步，沙钢将利用新产线建设带来的供应量增加的有利条件，扩大优势产品供应；集中资源开发行业知名用户，形成示范效应；利用碳达峰碳中和的大趋势，在用户行业，如IT设备、汽车等行业加大推广力度。

沙钢未来将有多条超薄带生产线的建设规划，实现以热代冷用结构钢、高强钢、高耐候钢、工具钢、镀层板、硅钢产品的多品种、多规格专业化分工生产，可实现更及时、更多样、更高效的供应。

实现超薄规格大批量高比例产出，同时更进一步优化板形质量及表面质量，扩大以热代冷应用范围，在更多领域替代冷轧产品，为下游用户提供更全面的高品质材料。

针对产品的低碳排放优势，在接下来的几年里将是产品推广的核心之一，而对于碳排放有要求的应用领域，目前来看产品都相对高端，用户也多为行业龙头企业，对产品的要求也更高，相应高质量薄带铸轧产品的开发及应用，将为薄带铸轧技术的推广起到示范和引领作用。（沙钢基于超短流程的低排放以热代冷用薄板荣获2022年度中国钢铁工业产品开发市场开拓奖）

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