为了在高压下率条件下也能够高效率、低成本制造高强度带钢，需要采用自由程序轧制技术。高强度带钢的轧制负荷大，使带钢具有高精度尺寸有很大困难。并且由于高强度带钢尾部容易发生跑偏，通板性较差，容易发生通板故障。
为解决上述问题，建立高强度热轧带钢高质量高效率制造技术，新日铁住金对以下技术进行了研究开发（见图1）。①采用在水冷过程中可以进行测温的温度计，对带钢热轧工艺进行全面控制，从而使带钢性能均匀化。②提高生产效率的自由程序精轧技术和控制，从而带钢跑偏的高速通板技术。③使生产效率最大化的轧机节奏控制技术。
1、高强度带钢高质量制造技术（全面温度控制）
高强度带钢的力学性能在很大程度上受热精轧过程热履历的影响，所以本开发工艺中的全面精细温度控制对提高高强度带钢的力学性能十分重要。图2是新日铁住金开发的全面温度控制系统图。该系统通过对带坯加热温度控制、精轧机架间的冷却控制和输出辊道（ROT）冷却控制，实现了从精轧前到卷取全过程的温度全面控制。
在对带钢性能有很大影响的ROT冷却中，新日铁住金采用了自主开发的、在冷却带水环境下可以高精度测量带钢温度的温度计，对卷取温度进行前馈控制（FF）。
为了制造高强度和高加工性兼备的高强度带钢，必须对ROT冷却过程中的带钢温降进行精细控制，使带钢具有相应的组织。为此开发出使用上述新型温度计对轧件急冷终止温度、中间空冷时间和卷取温度同时进行控制的技术。
2、高强度带钢的高效率制造技术
为实现高强度带钢的高效率制造，不仅需要高速通板技术缩短轧制时间，而且需要有自由程序轧制技术，并且对软钢和高强度带钢应采用不同的自由程序轧制技术。
下面对进行自由程序轧制所需要的钢板断面轮廓高精度在线预测技术、带钢跑偏防止技术以及轧机空转时间最小化、提高生产效率的轧机节奏控制技术进行介绍。
2.1、钢板断面轮廓在线预测技术
在对轧制负荷有很大不同的软钢和高强钢进行自由程序轧制时，轧制带钢使带钢轮廓达到目标值并且保持带钢平坦度良好的技术十分重要。为此，需要钢板断面轮廓高精度在线预测技术。
过去采用组合模型对钢板断面轮廓进行预测计算，利用组合模型反复进行轧辊变形计算和轧制负荷计算，可以高精度对钢板断面轮廓进行预测。但在实际生产中，由于时间的制约，不能进行获得高精度预测的反复计算，因此组合模型不适用于在线生产。为此，新日铁住金开发出不必进行反复计算的、在线钢板断面轮廓预测计算方法。该方法利用轧机出入口板厚分布偏微分系数和轧机前后拉伸应力分布偏微分系数对钢板宽度方向的轧制负荷分布进行计算。为了提高对轧制负荷大的高强度带钢轮廓预测的精度，利用三维FEM模型（CORMILL）对高强钢板宽度方向轧制负荷分布的特点进行了详细研究，开发出轧制负荷预测离模型（见图3），可以获得与三维FEM解析相同的带钢宽度方向轧制负荷分布。将该方法用于在线预测模型，提高了高强带钢薄边预测精度（见图4）。
利用上述方法提高预测精度的、在线钢板断面轮廓预测模型纳入带钢精轧机组的HORP（热带轧机在线轧制工艺）模型（见图5），在高强钢和软钢交替轧制时，带钢在精轧机的通板形状良好，获得了要求的钢板断面轮廓。
此外，利用该模型对带钢平坦度控制参数进行最佳化处理，形成了带钢前端的ROT通板形状早期稳定化技术。
2.2、精轧机带钢跑偏控制技术
带钢在穿带时发生跑偏，冲撞到导板，使带钢边部产生折叠，造成穿带故障。特别是高强度带钢在轧制中，由于轧制负荷大，容易出现左右负荷不对称状态。因此防止带钢跑偏是实现高强度带钢稳定、高效率生产的重要问题。
过去防止带钢跑偏的方法是基于跑偏引起的负荷差的简单控制方法，该方法不使用检测装置。但是这种传统方法并没有获得很好的防止跑偏效果。新日铁住金开发出基于跑偏计测定值的防止带钢跑偏技术。
利用沿轧制方向具有多条扫描线的CCD照相机拍摄带钢穿带图像，对图像进行处理，检测出带钢跑偏情况。即使在带钢边部有水蒸气和烟尘的情况下，也可以对跑偏情况进行准确检测。为了补偿跑偏测定位置的跑偏量和轧机下面的带钢跑偏量的差异，采用对下架轧机跑偏量预测模型，使下架轧机的矫平量达到最佳化。
采用上述各种技术，使带钢冲撞导板的次数降低为原来的1/5。
2.3、轧机节奏控制技术使生产效率最大化
在热轧带钢生产线上，从加热炉出口到地下卷取机之间有许多轧件。这些轧件的长度、压下率和轧制速度各不相同。特别是在软钢和高强钢交替轧制时，每个轧件的处理时间有很大差异。新日铁住金开发出使轧机空转时间最小化的轧机节奏控制技术，该技术通过对加热炉抽出钢坯时间、钢坯和轧件在生产线上的移动速度以及进入轧机时间的控制，缩短了轧机空转时间，提高了生产效率。
该轧机节奏控制模型不仅可以用于轧机控制，而且也用于提高瓶颈生产工序效率的在线生产模拟系统。
生产模拟系统按轧机节奏控制模型的要钢要求进行出钢，确定钢坯出炉时间。然后利用轧机节奏控制模型对钢坯和轧件在生产线上的移动速度进行计算。
钢坯出炉判定模型根据是否发生待料、步进梁的往复运动时间等决定钢坯出炉时间。其中，钢坯在炉时间和待料时间的关系用基于实机数据的概率模型表示，用蒙特卡罗法对是否发生待料进行概率判断。
该模拟系统对实际冷钢坯在炉时间分布进行模拟计算，从计算结果可以看出，该系统可以很好地模拟冷钢坯在炉时间分布，并且该系统对精轧机平均空转时间的预测误差为0.1s，对计算生产效率具有很高的精度。利用该生产模拟系统可以确定提高生产效率的切入点和对提高生产效率措施的效果进行测算，从而更有效地进行设备改造投资。利用这些技术，使鹿岛厂热轧机组的产能由670t/h提高到800t/h，增加了20%。
3、结语
新日铁住金开发出高强度带钢的高质量制造技术，该技术对带钢轧制进行了带坯加热温度控制、精轧机架间冷却控制和ROT冷却控制等对轧件的全面温度控制。该技术提高了对带钢断面轮廓和平坦度的控制效果，使高强度带钢的尺寸精度和平坦度达到了软钢带钢的水平，并实现了自由程序轧制。利用轧制节奏控制技术对高强钢和软钢交叉轧制进行时间管理，使鹿岛厂热轧机组的产能由670t/h提高到800t/h，增加了20%，实现了高尺寸精度和高效率的生产。带钢跑偏控制技术的开发和实用化，使跑偏故障浪费的能耗大大减少，全年节能70TJ，求购不锈钢线产量增加1%。并且由于轧辊寿命延长降低了带钢的制造成本。由于上述的热轧高强钢高质量、高效率生产技术的开发，使鹿岛厂热轧机组热轧带钢年产量达到550万t，其中包括220万t的高强度带钢