目前，薄规格高强钢因其能在满足安全要求的同时达到减重、降耗、减排的目的，成为新一代环境友好型材料，市场应用前景广阔。常规热轧产品受铸坯厚度制约，其带钢厚度在1.6mm以上；薄板坯连铸连轧生产线因铸坯厚度薄，已能批量生产厚度在1.0mm～1.5mm的热轧薄带钢，但其屈服强度级别主要为235MPa或345MPa。屈服强度550MPa以上、厚度2.0mm以下的薄规格高强钢目前主要还是依靠冷轧，因此，开展热轧高强薄材的品种开发，有利于提高CSP产线产品的综合竞争力。

　　工艺优势与技术考验

　　为适应高强薄材的生产，武钢CSP产线进行了相关工艺设计创新，主要表现在：均热炉设备均按较高出坯温度设计，比同类CSP产线高100℃左右；为保证薄材生产负荷的均衡分配，特意配置了大能力七机架热连轧机；为了满足高强度薄材控轧控冷工艺的需要，层冷冷却为分段式冷却，具备5种冷却方式；为实现高强度钢的卷取，保证卷形，配置了大功率的卷取机。

　　由于采取了上述特殊设计，武钢CSP在生产高强极薄材时更具有优势。但是，CSP生产线工艺、设备上的先天缺陷仍对生产高强极薄材造成了影响。高强钢中一般合金元素高，裂纹敏感性强，由于连铸机采用的是漏斗形的结晶器，高拉速下坯壳承受应力大，容易出现铸坯表面质量缺陷甚至漏钢，在成分设计上更是要避开裂纹敏感系数高的包晶钢的范围；与之匹配的是特殊设计的浸入式水口，出口厚度仅为27mm左右，在浇铸过程中一旦出现夹杂物在水口内壁的富集，水口流通面积很快减少，导致钢水流量不足而断机。此外，长期大负荷的薄材生产，也给轧钢工序的稳定生产带来严峻考验。因此，如何控制钢水纯净度，提高钢水的可浇性，提升铸坯表面质量，控制铸机漏钢实现稳定浇铸，以及确保轧机在长期大负荷下的稳定轧制，是生产高强极薄材需要解决的关键生产技术难题。

　　CSP开发高强薄材的主要工艺技术

　　成分的设计和工艺流程选择。根据CSP产线的工艺特点，考虑现场生产稳定性和带钢的焊接与成型性能，其主要成分设计参照以下原则：为回避结晶器内钢水包晶反应给铸机浇铸过程带来的漏钢风险，通过中碳和低碳成分体系的对比工艺试验结果，选择低碳成分体系（C：0.03%～0.07%）；为保证薄材轧制过程稳定，选择高温控轧合金元素Ti，采用高Ti辅助添加一定量的Cr、V成分，取消Nb、Mo等合金元素，以降低轧制负荷，同时利用细晶强化和TiC的析出强化作用保证带钢的强度（Ti：0.03%～0.15%）；Mn和Si为主要固溶强化元素，但Si、Mn加入会增加高温轧制负荷，且Mn过高导致珠光体条带的形成，Si过高不利于表面氧化铁皮的去除，因此，Mn含量控制在1.3%～1.9%，Si含量控制在0.1%～0.4%。同时，为保证产品的成型和焊接性能，充分发挥Ti的微合金化作用，对钢中有害元素P、S、N等元素含量提出严格要求。

　　在工艺流程的选择方面，武钢根据LF和RH工艺成分控制的特点，综合考虑钢种化学成分特点和现场生产的实际状况，将LF+RH双联工艺作为高强钢批量生产的工艺路线。因为LF+RH工艺即双联工艺的合金收得率和成分命中率高，且过程增氮少、成品氮低，对过程成分控制更有利。

　　夹杂物及改质处理技术。鉴于钛对改善钢材性能方面的独特优势，且从经济效益方面考虑，为提高钛收得率，高强钢采用先加A1进行预脱氧，再加入Ti进行微合金化处理。为提高连浇炉数，武钢还对精炼工艺进行了部分调整，在RH钢水精炼结束后对钢水进行微钙处理，达到对钢中A12O3夹杂进行变性的目的，以减少钢中大颗粒夹杂、提高钢水质量和可浇性，通过轻钙处理工艺后，连浇炉数由4炉提高至7炉。

　　稳定浇钢技术。这主要包括铸机漏钢控制技术和铸坯质量控制技术。

　　在铸机漏钢控制技术方面，武钢在试生产WYS700的过程中，漏钢事故主要为开浇阶段的纵裂漏钢和正常浇钢阶段的粘连漏钢。

　　开浇时纵裂漏钢的控制。开浇纵裂漏钢发生时，浇铸长度一般为5m～9m，铸坯未出扇形段（10.25m），漏钢发生在出结晶器后的扇形1段内。发生漏钢的部位先是出现了纵向凹陷，凹陷加重后形成纵裂，直至漏钢。纵向凹陷部位晶粒较正常部位明显粗化。开浇纵裂漏钢的主要原因有：开浇钢水的过热度高，起步拉速偏高，二冷强度大以及钢水的碳含量接近包晶钢范围（0.07%～0.17%）。

　　开浇钢水的过热度及起步拉速优化。薄板坯的凝固过程属于快速凝固，由于冷却速率快，其包晶反应区域和包晶点的位置会发生变化。对于WYS700钢种，碳含量范围为0.03%～0.07%，由于合金元素的加入，其碳当量范围在0.05%～0.09%，已经进入包晶区。高温浇铸更容易因为包晶反应以及热收缩的加剧而导致坯壳收缩加剧，坯壳与结晶器脱离导致传热不均匀，传热差的地方就会形成凹陷及裂纹。

　　二冷水的优化。由于WYS700的成分设计，液固两相温度差较大，约为30℃，是普碳钢的2倍，两相区较宽。因此，该钢种在浇铸过程中容易出现冷却不足而导致铸坯在扇形段内出现鼓肚，从而引起结晶器液面波动。如果二次冷却太强，又会导致结晶器内形成的铸坯凹陷、纵裂等缺陷严重扩展甚至漏钢。因此，二冷的合适控制很重要。

　　倒锥度的优化。对于WYS700，由于包晶反应凝固收缩大，倒锥度过小，铸坯窄边得不到结晶器的支撑，宽边坯壳会因钢水静压力产生纵裂纹，但如果倒锥度过大，又会导致已经形成的铸坯凹陷加剧。

　　正常浇钢时粘连漏钢的控制。WYS700在浇钢时发生粘连的部位在铸坯的两个宽面的中心。漏钢发生后，结晶器内通常留有“V”形的坯壳，结晶器下方的扇形1段上面有大量残钢。WYS700的粘连漏钢主要受保护渣变性、结晶器流场的影响。

　　保护渣的优化。为控制粘连漏钢，他们对保护渣进行了优化。优化后的保护渣，碱度、黏度、熔点降低，而热流、耗量增加。碱度降低后，热流增加，有利于坯壳厚度的增加，增强坯壳强度，以抵抗保护渣润滑效果变差后摩擦力的增加。黏度、熔点的降低，有利于缓解液渣中Ti氧化物增加导致保护渣变黏，恶化保护渣的润滑，同时，黏度、熔点降低后，保护渣的耗量增加，有利于保护渣变性后的及时更新，防止保护渣变性加重。

　　结晶器流场的优化。武钢CSP连铸机主要采用的是两种类型的水口，分别为Ⅰ型和Ⅱ型，使用Ⅰ型水口粘连漏钢率大幅提高。其原因应是Ⅰ型SEN的流场上回流较Ⅱ型SEN弱，一方面，不利于钢水与保护渣的换热，熔化效果变差；另一方面，也不利于吸附了Ti氧化物的液渣的更新、消耗，导致液渣中含Ti的氧化物含量增多，保护渣的析晶作用导致传热性能变差。二者共同作用，恶化了保护渣的熔化润滑和传热，促进了粘连的发生。除了对保护渣及浸入式水口进行优化外，他们针对此钢种在生产过程中结晶器内热电偶的温度变化特点，优化了漏钢预报软件系统的参数，使粘连现象发生后能及时、准确预报，自动紧急降速从而避免漏钢。通过采取上述综合措施，武钢CSP连铸机在生产WYS700时，漏钢事故大幅减少，综合漏钢率从1.9%降至0.35%。

　　在铸坯质量控制技术方面，由于WYS700的成分设计，以及采用CSP薄板坯连铸工艺，生产出的WYS700的铸坯极易出现夹杂、纵裂和横裂等质量缺陷。

　　为降低铸坯夹杂缺陷，武钢CSP除了做好夹杂物变性技术的攻关外，还要求严格做好浇铸过程中的保护浇铸。如果保护浇铸做得不到位，二次氧化产生的夹杂物就会尺寸大，数量多。为此，生产人员采取了以下严格的全程保护浇铸措施：大包加盖保温密封；长水口采用专用石棉碗，并吹氩气密封浇铸；开浇前对中包进行吹扫，清理包内残留物并进行氩气置换，全程氩气保护浇铸；每炉连浇进行中包排渣操作，并添加中包覆盖剂；浇铸过程中保持中包满包浇铸，促进夹杂物的上浮去除。

　　为减少铸坯纵裂、横裂缺陷，武钢CSP通过综合措施进行控制，如精准控制钢中碳含量在0.04%~0.06%，硫含量不超过0.005%，控制钢水过热度在18℃~38℃范围内恒速浇钢，优化二冷配水，控制结晶器内液位波动在±2mm范围内，控制结晶器弱冷，宽窄面冷却水流量降低5%~8%，控制进水温度在35℃~42℃，保证结晶器窄、宽边的热流比在50%~90%的范围内等。通过技术攻关，武钢CSP铸坯的质量得到了显著提升。

　　薄规格高强钢的性能与应用

　　武钢CSP产线开发的批量高强钢力学性能情况见附表，其薄规格高强钢已经形成耐候和非耐候两大系列，厚度为1.2mm~3.0mm，屈服强度为500MPa～700MPa，具有厚度精度高、性能均匀、成型性好、板形平直和表面质量优良等优点。

　　非耐候系列主要应用于汽车制造领域，其中厚度1.2mm、屈服强度700MPa的产品被大型客车生产企业用以替代同等强度级别冷轧板，主要用于制作安全结构部件，为该行业大幅降低采购成本。其他规格和强度的产品被载重汽车生产企业用来替代原先的厚规格、低强度热轧带钢原料，对实现汽车轻量化和节能减排具有重要意义。

　　耐候系列应用于集装箱制造行业，其中厚度1.2mm、屈服强度700MPa的产品因其优良的实物性能及较低的采购成本，已被世界最大集装箱制造企业用以替代同等强度级别冷轧板。线材厂家