鋼鐵行業(yè)：現(xiàn)代軋制技術(shù)的特征及其發(fā)展對(duì)策

　　20世紀(jì)末期以來，世界鋼鐵產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，鋼鐵行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步。截止2012年，世界鋼產(chǎn)量已達(dá)14億t。其中 ，以中國、印度等亞洲國家的發(fā)展起到了帶頭作用，這些國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展支撐了本國的經(jīng)濟(jì)騰飛，同時(shí)也促進(jìn)了國際經(jīng)濟(jì)的繁榮。鋼鐵行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的支柱作用在此充分體現(xiàn)。

　　但是，鋼鐵工業(yè)急劇快速的發(fā)展在解決國民經(jīng)濟(jì)急需、發(fā)揮正能量的同時(shí)，也造成了一系列問題。首先是資源、能源的限制凸顯，礦石、鐵合金等資源大量依賴進(jìn)口，發(fā)展的命脈基本掌握在幾個(gè)國外礦山巨頭的手中。污染、排放等環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重危及社會(huì)發(fā)展和人民生活。而我們的產(chǎn)品，特別是量大面廣的產(chǎn)品仍然停留在相對(duì)初級(jí)的階段，鋼鐵材料的潛力急待挖掘，升級(jí)換代迫在眉睫，循環(huán)利用已經(jīng)成為重要的議事日程。

　　1 軋制技術(shù)的綠色化特征

　　面對(duì)這種嚴(yán)峻局面，鋼鐵工業(yè)發(fā)展的綠色化問題已經(jīng)成為鋼鐵工作者，乃至全社會(huì)共同關(guān)心的問題。所謂綠色化，即節(jié)省資源和能源；減少排放，環(huán)境友好，易云循環(huán)；產(chǎn)品低成本，高質(zhì)量、高性能。這應(yīng)當(dāng)是全體鋼鐵工作者的目標(biāo)，也是現(xiàn)代鋼鐵技術(shù)的最基本的特征。

　　軋制是鋼鐵行業(yè)的成才工序，是大批量生產(chǎn)鋼鐵材料的工藝過程，是最主要的鋼鐵材料成形方法，冶煉鋼的90%以上要經(jīng)過軋制工藝才能成為可用鋼材。軋制部門直接面對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)，與汽車、建筑、能源、交通、機(jī)械制造等國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，也與人民的生活緊密相連。由于鋼材生產(chǎn)數(shù)量大、品種多、廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，所以軋制行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。軋制產(chǎn)品在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用，從而接受實(shí)踐和實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)，影響材料全生命周期的行為，并對(duì)社會(huì)和環(huán)境產(chǎn)生重要影響。所以，綠色化也是軋制過程的特征，更應(yīng)當(dāng)是我們學(xué)習(xí)、掌握軋制技術(shù)的核心。

　　軋制技術(shù)的綠色化特征在軋制過程創(chuàng)新與軋制產(chǎn)品研發(fā)上具體體現(xiàn)在下述4個(gè)方面，即：高精度成形；高性能成性；減量化成分設(shè)計(jì)；減排放清潔工藝。

　　1.1 高精度成形：高精度軋制技術(shù)

　　軋制技術(shù)16世紀(jì)在歐洲出現(xiàn)，但是真正大規(guī)模發(fā)展還從上世紀(jì)初開始。在二次大戰(zhàn)前，軋制過程的任務(wù)是以成形為主，以不斷提高產(chǎn)量、滿足當(dāng)時(shí)歐美社會(huì)發(fā)展為目標(biāo)。由單機(jī)發(fā)展到連續(xù)，規(guī)模不斷擴(kuò)大。連續(xù)式熱軋機(jī)、連續(xù)式冷軋機(jī)相繼登上歷史舞臺(tái)。二次大戰(zhàn)之后，鋼鐵工業(yè)規(guī)模、數(shù)量和質(zhì)量方面的迫切需求，需要自動(dòng)化技術(shù)的支撐。用戶行業(yè)大規(guī)模采用自動(dòng)化生產(chǎn)線，對(duì)產(chǎn)品精度提出了越來越高的要求，拉動(dòng)了軋制技術(shù)的發(fā)展。從50年代開始，為了保證材料的成形精度和質(zhì)量，軋制過程自動(dòng)化、連續(xù)化逐漸成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。特別是英國的BISRA等研究單位，從厚度自動(dòng)控制技術(shù)開始，對(duì)軋制過程的精度控制展開了開創(chuàng)性的工作。隨后，作為戰(zhàn)后回復(fù)重建的國家，日本在大規(guī)模建設(shè)鋼鐵廠的過程中，利用后發(fā)的優(yōu)勢(shì)，提出了大型化、自動(dòng)化的建設(shè)目標(biāo)，并貫徹到軋制過程的建設(shè)和研究之中，將軋制技術(shù)的自動(dòng)化技術(shù)融合，使軋制技術(shù)的自動(dòng)化、信息化水平與綜合裝備水平提升到一個(gè)新的高度。

　　對(duì)于板帶鋼來說，外形尺寸包括厚度、寬度、板形、板凸度、平面形狀等等。早所有的尺寸精度指標(biāo)中，厚度精度指標(biāo)是最基本、最重要的指標(biāo)。通過對(duì)軋制過程控制計(jì)算機(jī)的高精度設(shè)定和基礎(chǔ)自動(dòng)化的AGC控制系統(tǒng)的改進(jìn)，厚度精度已經(jīng)達(dá)到了很高的水平。為了提高板帶鋼的板形質(zhì)量，板形控制技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。除了一般的輥型曲線設(shè)計(jì)、軋制負(fù)荷分配等手段之外，硬件水平的提高，特別是軋制本身的改進(jìn)起到了重要作用，CVC、PC、HCW、DSR等新機(jī)型的出現(xiàn)使板帶鋼的板形控制獲得了強(qiáng)力手段，控制質(zhì)量發(fā)生了質(zhì)的飛躍。平面形狀控制，對(duì)提高中厚板成材率是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在平面形狀控制技術(shù)中嗎，利用立輥軋機(jī)與MAS法配合，可以獲得最好的控制效果，能夠顯著提高中厚板軋機(jī)的成材率。

　　關(guān)于型鋼和棒線材軋機(jī)，尺寸精度和最新進(jìn)展是采用高精度精軋技術(shù)，即在型鋼軋機(jī)的精軋機(jī)架的后面，裝設(shè)高精度定徑軋制機(jī)組，通過該機(jī)組對(duì)制品尺寸進(jìn)一步規(guī)整，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸的高精度成型。該項(xiàng)技術(shù)包括HPR（High Precision Rolling）技術(shù)，Tekisun機(jī)組和PSB（Precision Sizing Block）機(jī)組。

　　隨著用戶對(duì)產(chǎn)品要求的不斷提高，產(chǎn)品的表面質(zhì)量問題也已經(jīng)成為制約制約市場(chǎng)開拓的嚴(yán)重問題。除了高壓水除鱗之外，冷卻水系統(tǒng)的質(zhì)量問題和保養(yǎng)以及水質(zhì)的清潔度，潤(rùn)滑技術(shù)的改進(jìn)，都可以大幅度提高鋼材的表面質(zhì)量。近年通過鋼材成分合理設(shè)計(jì)。除鱗工藝優(yōu)化以及軋制溫度控制制度，可以控制鋼材表面氧化鐵皮的厚度和結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)免酸洗和減酸洗鋼材，是鋼材表面質(zhì)量控制的重要進(jìn)展。

　　1.2 高性能成性：以物理冶金理論為基礎(chǔ)的組織-性能控制

　　軋制過程是賦予金屬一定的尺寸和形狀的過程，同時(shí)也是賦予金屬材料一定組織和性能的過程。因此，軋制過程也是一個(gè)冶金過程。

　　二次大戰(zhàn)中焊接艦船發(fā)生的脆斷事故提醒人們，應(yīng)當(dāng)注意材料的性能，特別是韌性。基于這種認(rèn)識(shí)，二次大戰(zhàn)后，開始控制軋制控制冷卻技術(shù)研究的征程，軋制技術(shù)的研究與發(fā)展開始從外形尺寸深入到材料的內(nèi)在組織性能。到60年代，合金元素Nb在鋼中應(yīng)用的研究，人們從控制軋制開始，研究軋制過程對(duì)材料性能的影響。軋制過程不僅賦予材料需要的外形尺寸，而且可以改變鋼材的組織，提高甚至賦予鋼材新的性能，這一點(diǎn)逐漸成為人們的共識(shí)。20世紀(jì)70年代，控制冷卻技術(shù)作為控制相變的一項(xiàng)基本技術(shù)，應(yīng)用到軋鋼生產(chǎn)中，熱軋鋼材的組織性能控制進(jìn)入了嶄新的階段?？刂栖堉坪涂刂评鋮s技術(shù)，作為一項(xiàng)最重要的控制鋼鐵材料性能的技術(shù)，不斷擴(kuò)展和深化，成為上世紀(jì)后半葉鋼鐵技術(shù)高速發(fā)展的重要支撐。

　　以物理冶金理論為基礎(chǔ)，通過材料化學(xué)成分的優(yōu)化和工藝制度的改進(jìn)，已經(jīng)大幅提高了現(xiàn)有鋼種的質(zhì)量，并開發(fā)出大批優(yōu)良的新鋼種。熱軋產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)控制軋制和控制冷卻，是提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值、開發(fā)新品種、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。通過控制軋制和控制冷卻，一些重要的鋼種，例如管線鋼、壓力容器鋼、工程機(jī)械用鋼、橋梁板、造船板、貝氏體鋼、雙相鋼、TRIP鋼等都已經(jīng)開始發(fā)出來，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來，國內(nèi)外軋鋼工作者針對(duì)傳統(tǒng)控制軋制控制冷卻技術(shù)存在的問題，提出了以超快冷卻為核心的新一代TMCP技術(shù)。新一代控制軋制和控制冷卻技術(shù)采用冷卻速度可調(diào)、可以實(shí)現(xiàn)極高冷卻速度、冷卻均勻的控制冷卻系統(tǒng)，綜合采用細(xì)晶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、相變強(qiáng)化等多種強(qiáng)化機(jī)制，對(duì)鋼材的相變過程進(jìn)行控制，可以明顯提高鋼材的性能，充分挖掘鋼鐵材料的潛力。已經(jīng)開發(fā)成功的幾條熱軋帶鋼、中厚板、H型鋼生產(chǎn)線的大量時(shí)間證明，以新一代控制軋制和冷卻為特征的創(chuàng)新軋制過程可以明顯提高鋼材的性能，減少合金元素的用量，降低鋼材的生產(chǎn)成本，在節(jié)省資源和能源、減少排放當(dāng)面可以發(fā)揮重要作用，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

　　近年，科技工作者針對(duì)熱軋過程，提出了“工藝集成一體化的TMCP”技術(shù)，這一技術(shù)從整體上對(duì)凝固-熱軋-冷卻-熱處理進(jìn)行全流程的組織和性能的控制，從而全面提升鋼材的性能水平。它既可以應(yīng)用去傳統(tǒng)厚板坯連鑄長(zhǎng)流程，也可以應(yīng)用于薄板坯連鑄連軋短流程以及薄帶連鑄短流程，具有明顯的節(jié)能減排效果。

　　1.3 減量化成分設(shè)計(jì)

　　時(shí)至世紀(jì)之交，隨著資源和能源問題、環(huán)境問題、全球氣候變暖問題日益尖銳，開發(fā)節(jié)能、節(jié)省資源、減少排放、環(huán)境友好的軋制技術(shù)已經(jīng)是迫在眉睫、刻不容緩的問題了，鋼鐵行業(yè)面臨脫胎換骨改造的巨大壓力。

　　材料研究的四面體清晰地說明了材料研究中的基本要素，即化學(xué)成分、制備加工工藝、組織、性能之間的關(guān)系，成分和工藝決定了材料的組織和性能。因此，合理的成分設(shè)計(jì)與先進(jìn)的制備工藝成為決定材料性能的最重要的因素。時(shí)至今日，四面體的關(guān)系依然，但是，減量化的思想深入其中，已經(jīng)賦予其新的內(nèi)涵?？紤]到鋼鐵制備技術(shù)的綠色化特征，資源節(jié)約型的成分設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一個(gè)大趨勢(shì)。這就是說，在成分設(shè)計(jì)方面，要在保證質(zhì)量的前提下，盡量減少合金元素的用量，或者使用低成本的元素取代高價(jià)值的元素。在實(shí)現(xiàn)成分設(shè)計(jì)減量化、降低鋼材成本的同時(shí)，也更有利于材料的循環(huán)使用。

　　從材料研究的四面體來看，采用減量化的成分設(shè)計(jì)，就將壓力更多的轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)工藝上，需要我們開發(fā)節(jié)省資源和能源、減少排放、環(huán)境友好的加工工藝方法。這種情況下，同樣的資源和能源消耗，同樣的成分設(shè)計(jì)，通過加工能夠得到的材料性能提高。這一點(diǎn)，對(duì)于量大面廣產(chǎn)品的升級(jí)換代十分重要。

　　例如，汽車設(shè)計(jì)者希望減輕車體的重量以節(jié)能減排；同時(shí)，又希望提高汽車的強(qiáng)度、剛度和塑性，以增加汽車的安全性。在這種背景下，汽車用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（AHSS）應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅速的發(fā)展。通過細(xì)晶、析出、相變等強(qiáng)化方式的配合，雙相鋼（DP）、形變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP）、淬火-配分鋼（Q&P）等新的鋼材品種及其相應(yīng)的生產(chǎn)工藝方法不斷出現(xiàn)并迅速應(yīng)用，推動(dòng)了汽車生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。再如能源工業(yè)的發(fā)展，油氣輸送的管線永鋼隨之得到高速發(fā)展。時(shí)至今日，為了增大輸送量，鋼材的強(qiáng)度等級(jí)不斷提高，由X42逐漸發(fā)展到X60、X65、X70、X80、X100、X120；鋼材的厚度不斷提高；鋼管的口徑不斷加大。這一過程中，通過組織調(diào)控，鋼材的組織由鐵素體-珠光體組織，逐步過渡到針狀鐵素體、貝氏體、甚至馬氏體，材料的性能大幅度提高。同時(shí)應(yīng)對(duì)不同的油氣資源質(zhì)量和不同的使用條件，又開發(fā)出耐H2S腐蝕、耐CO2腐蝕等各種耐腐蝕管線鋼，以及抗大變形管線鋼、海底用管線鋼等。這對(duì)于鋼材的冶煉和軋制都提出了極為嚴(yán)格的要求。

　　退火工序是冷軋產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要工序。除了傳統(tǒng)的罩氏退火外，連續(xù)退火近年獲得較大發(fā)展。連續(xù)式退火爐板形質(zhì)量好，板材性能均勻，通過鋼板連續(xù)退火過程中加速熱率。保溫溫度和時(shí)間、冷卻速率等的控制，可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整鋼板的性能，是制造冷軋雙相鋼、TRIP鋼等先進(jìn)汽車用高強(qiáng)鋼的重要設(shè)備。采用適當(dāng)?shù)母袘?yīng)加熱方式，可以實(shí)現(xiàn)鋼板速加熱，采用高氫、全氫噴射冷卻、水淬等手段，可以獲得高冷卻速率。連續(xù)退火設(shè)備的這些新的工藝技術(shù)與裝備，對(duì)于提高鋼板質(zhì)量、開發(fā)新品種發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　1.4 減排放清潔公藝

　　采用連鑄技術(shù)可以大幅度降低能耗，提高成材率和軋制產(chǎn)品的質(zhì)量。連鑄技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了相關(guān)軋制技術(shù)的進(jìn)步，特別是連鑄和軋制銜接技術(shù)的發(fā)展，例如熱裝和直接軋制技術(shù)及板坯調(diào)寬技術(shù)等，對(duì)于軋制過程的節(jié)能減排具有一定的作用。

　　短流程鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用的熱點(diǎn)。世紀(jì)之交，我國結(jié)合當(dāng)時(shí)國際上短流程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，引進(jìn)了一批緊湊流程熱連軋生產(chǎn)線，包括CSP和FTSR，總計(jì)11套。在引進(jìn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了技術(shù)的創(chuàng)新，研究了短流程生產(chǎn)鋼材的力學(xué)性能特征、強(qiáng)化機(jī)制、析出物特征等重要基礎(chǔ)理論問題，開發(fā)了具有我國特色的短流程生產(chǎn)線產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，例如高強(qiáng)集裝箱用鋼。微合金化高強(qiáng)鋼、雙相鋼、冷軋基料、電工鋼等特色產(chǎn)品，為國際上薄板坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

　　軋制過程的連續(xù)化是軋制技術(shù)發(fā)展的重要方向。無頭軋制是連續(xù)軋制的新發(fā)展。冷軋機(jī)組通過軋前焊接、軋后切斷以及軋制中的動(dòng)態(tài)改變規(guī)則，最早實(shí)現(xiàn)了無頭軋制技術(shù)。20世紀(jì)80年代又將冷連軋與酸洗機(jī)組連接起來，建立了酸洗一冷軋連續(xù)式機(jī)組（CDCM）的無頭軋制技術(shù)。這是近年冷軋機(jī)建設(shè)的主要機(jī)型。

　　20世紀(jì)90年代，日本川崎制鐵將熱連軋中間坯焊接起來，開發(fā)成功常規(guī)板坯連續(xù)化的熱軋無頭軋制技術(shù)。通過不間斷地向熱帶精軋機(jī)組提供溫度和軋材斷面恒定的坯料，軋制出形狀、尺寸、組織、性能幾乎恒定不變的熱軋帶鋼，大大簡(jiǎn)化了熱軋的自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。近年，韓國POSCO在熱連軋機(jī)精軋機(jī)組前通過機(jī)械剪切-壓合方法將中間坯連接起來，實(shí)現(xiàn)熱連軋的無頭軋制。意大利的ARVEDI在薄板坯連鑄連軋技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)成功ESP無頭軋制技術(shù)，韓國POSCO通過對(duì)ISP短流程生產(chǎn)線的改造，開發(fā)成功poCEM無頭軋制技術(shù)。無頭軋制技術(shù)在薄規(guī)格熱軋帶鋼軋制和“以熱帶冷”等方面發(fā)揮了巨大作用。

　　雙輥薄帶連鑄技術(shù)是當(dāng)今世界上薄帶生產(chǎn)的前沿技術(shù)，由液態(tài)鋼水直接制出厚度為1-5mm的薄帶坯，其特點(diǎn)是金屬凝固與軋制變形同時(shí)進(jìn)行，在短時(shí)間內(nèi)完成從液態(tài)金屬到固態(tài)薄帶的全過程。同傳統(tǒng)的薄帶生產(chǎn)工藝相比，降低設(shè)備投資約80%，降低成產(chǎn)陳本30%-40%，能源消耗僅為傳統(tǒng)流程的1/8，工藝更賤環(huán)保（例如，CO2排放量?jī)H占傳統(tǒng)流程的20%）。

　　位于克勞福茲維爾鎮(zhèn)的美國紐柯公司印第安納廠的Castrip設(shè)備是世界上手套采用雙輥帶鋼連鑄法生產(chǎn)超薄帶鋼（UCS）的工業(yè)設(shè)備。該設(shè)備自2002年投入以來，已生產(chǎn)了普通低碳薄鋼板和HSLA薄鋼板。韓國浦項(xiàng)的poStrip薄帶連鑄技術(shù)主要用于生產(chǎn)奧氏體不銹鋼。我國自上世紀(jì)50年代即開始進(jìn)行薄帶連鑄技術(shù)的研究，近年我國開始進(jìn)行工業(yè)化的實(shí)用研究，目前正在建設(shè)生產(chǎn)線。研究工作重點(diǎn)在于探索哪些材料應(yīng)用連鑄技術(shù)可以得到用普通方法得不到的高性能和新性能，在高磷碳鋼、鐵素體不銹鋼、硅鋼、TWIP鋼的薄帶連鑄方面取得了重要進(jìn)展。

　　在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，為了適應(yīng)用戶多品種、小批量、短交貨期的需要，簡(jiǎn)化煉鋼和連鑄過程，迫切需要開發(fā)柔性化的軋制技術(shù)。

　　在熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，采用自由程序軋制（SFR）可以打破軋制規(guī)程的限制。該技術(shù)實(shí)質(zhì)上是集成了幾乎全部現(xiàn)代熱軋板帶軋制技術(shù)，取消了以往的軋制程序編制中對(duì)寬度、厚度、鋼種終軋溫度、卷取溫度跳躍幅度施加的嚴(yán)格限制，極大地加強(qiáng)了熱帶軋制過程的柔性。

　　在煉鋼連鑄工藝通過鋼種歸并，在軋制階段優(yōu)化軋制和熱處理工藝，實(shí)現(xiàn)針對(duì)用戶需求的“定制生產(chǎn)”模式。這種生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，在簡(jiǎn)化煉鋼、連鑄生產(chǎn)和降低管理難度的前提下，通過集約化生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)“一鋼多能”的目標(biāo)，減少鋼種的數(shù)量和種類。該技術(shù)以組織性能預(yù)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)用人工智能技術(shù)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，進(jìn)行軋制過程參數(shù)的反向優(yōu)化。

　　型鋼和棒線材的自由程序軋制技術(shù)更多地依賴于設(shè)備和孔型設(shè)計(jì)。例如采用平輥軋制技術(shù)，可以免受粗軋延伸孔型的限制。在H型鋼的軋制過程中，為了能夠利用同一套孔型軋制多種規(guī)格，國外已經(jīng)開發(fā)了可以改變外寬尺寸和內(nèi)部尺寸及改變H型鋼高度的新軋制方法和新型軋機(jī)。在棒鋼、扁鋼、角鋼等的生產(chǎn)中，可以在延伸機(jī)組上采用無孔型平輥軋制技術(shù)來提高生產(chǎn)的柔性。在棒線材的軋制中，通過軋制相近的幾種規(guī)格的產(chǎn)品，擴(kuò)大了生產(chǎn)的自由度。

　　2 軋制技術(shù)的發(fā)展對(duì)策

　　從事現(xiàn)代軋制技術(shù)的研究，需要基于現(xiàn)代軋制技術(shù)的綠色化特征，明確研究方向，理清研究思路，掌握研究方法。下述幾個(gè)方面是我們必須注意的。

　　2.1 明確方向 瞄準(zhǔn)綠色化目標(biāo)

　　既然綠色化是現(xiàn)代軋制技術(shù)的特征，是我們追求的目標(biāo)，總體的研究方向必須聚焦于軋制過程的綠色化，不斷探索“高精度成形、高性能成性、減量化成分設(shè)計(jì)、減排放清潔工藝”相關(guān)的前沿性、戰(zhàn)略性問題和行業(yè)的關(guān)鍵、共性問題。在學(xué)科前沿、生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，創(chuàng)新發(fā)展?？陀^需求無止境的發(fā)展和攀升，相關(guān)學(xué)科技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的牽動(dòng)及影響，都為軋制工藝技術(shù)的發(fā)展提供了充分的發(fā)展空間和良好的機(jī)遇。面對(duì)這樣的形勢(shì)，作為材料成型與控制工程專業(yè)的科技工作人員，應(yīng)當(dāng)努力圍繞綠色化的大方向和綠色化的本質(zhì)特征，開展創(chuàng)新性的工作，保持鋼鐵軋制技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

　　2.2 工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)一體化創(chuàng)新

　　要推動(dòng)軋制技術(shù)的發(fā)展，必須針對(duì)前沿、戰(zhàn)略問題與關(guān)鍵、共性問題，抓住“工藝—裝備—產(chǎn)品—服務(wù)” 一體化創(chuàng)新，從整體上提升我們的研究水平?！肮に嚒笔驱堫^，“裝備”（含自動(dòng)化）是手段，“產(chǎn)品”是結(jié)果，“服務(wù)”是終極目標(biāo)。

　　只有工藝和裝備上的重大創(chuàng)新，才能帶來產(chǎn)品和應(yīng)用的重大創(chuàng)新。如果工藝、裝備不改進(jìn)，盡管可以進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，但是難以給產(chǎn)品帶來本質(zhì)性的變化，難以得到實(shí)質(zhì)性的突破。所以工藝是龍頭、裝備是手段，必須由此開始創(chuàng)新過程，才有大突破的可能。

　　所謂“服務(wù)”，就是軋鋼廠通過深入用戶企業(yè)，“先期介入”用戶的研發(fā)過程，明確用戶的市場(chǎng)需求和研究方向，從而明確軋鋼廠的研究方向，通過優(yōu)質(zhì)、對(duì)路、超前的產(chǎn)品為自己的用戶服務(wù)，為市場(chǎng)服務(wù)。產(chǎn)品在用戶廠要進(jìn)行深加工，包括涂鍍、裁剪、切分、焊接、冷彎、機(jī)械加工、復(fù)合等等，方式繁多，這一領(lǐng)域受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾?，而且有了新的發(fā)展，提出了許多新的需求。例如，汽車用鋼的后續(xù)加工中，發(fā)展了激光拼焊、熱成型、液壓管成形等先進(jìn)的深加工技術(shù)，這些技術(shù)在為汽車工業(yè)發(fā)展和汽車節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，也對(duì)冶金廠提出了更高的要求。冶金廠積極參與與用戶的研發(fā)過程，滿足用戶不斷發(fā)展的需求。

　　2.3 將創(chuàng)新鏈由研發(fā)延伸到整個(gè)產(chǎn)業(yè)化過程

　　在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的過程中，目前遇到最大的問題，是如何打破轉(zhuǎn)化瓶頸，迅速將成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。這里面很重要的一個(gè)問題是，該創(chuàng)新鏈接必須是一個(gè)完整的創(chuàng)新鏈，科技創(chuàng)新由研究開發(fā)（R&D）開始，但是并不是終結(jié)，研發(fā)需要延伸到整個(gè)創(chuàng)新鏈（R&DES），延伸到工程，延伸到經(jīng)濟(jì)社會(huì)更加廣泛的領(lǐng)域，在此過程中，成果迅速轉(zhuǎn)化，瓶頸問題因而被打破。

　　軋制技術(shù)是工程科學(xué)，軋制技術(shù)的創(chuàng)新離不開工程，培養(yǎng)和造就軋制方面的人才，也離不開工程。工程是科學(xué)實(shí)踐，是100%逼真的實(shí)驗(yàn)室。創(chuàng)新研究的原點(diǎn)是工程實(shí)踐，工程實(shí)施是成果轉(zhuǎn)化過程，將培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)兼有研究、設(shè)計(jì)、工程的能力。工程實(shí)施是成果轉(zhuǎn)化過程，將培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)兼有研究、設(shè)計(jì)、工程的能力。工程是多學(xué)科合作的舞臺(tái)，在工程實(shí)踐中培養(yǎng)出掌握交叉學(xué)科知識(shí)和關(guān)鍵核心技術(shù)的人才是我們最需要的。同時(shí)，工程涉及更廣泛的領(lǐng)域和各方面的人員，需要參與者充分利用社會(huì)資源的能力和調(diào)動(dòng)各方力量進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新的能力，這對(duì)于培養(yǎng)“有社會(huì)責(zé)任感，有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的人才具有十分重要的作用。所以將由R&D延伸拓展到R&DES，對(duì)于我們創(chuàng)新過程的完成和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)都是十分重要的。

　　2.4 軋制技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)交叉勢(shì)在必行

　　現(xiàn)代工程問題，基本是多學(xué)科的問題。在工程實(shí)踐中推進(jìn)學(xué)科交叉，增長(zhǎng)交叉學(xué)科知識(shí)，解決研究中面臨的問題，是現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的必由之路。軋制技術(shù)的發(fā)展需要相關(guān)學(xué)科的支撐，需要現(xiàn)代技術(shù)的支撐。學(xué)科交叉，是軋制技術(shù)發(fā)展的必要條件。

　　首先，鋼鐵軋制過程的對(duì)象是鋼鐵材料，要想加工軋制出優(yōu)質(zhì)的鋼鐵材料，需要對(duì)加工的對(duì)象，即鋼鐵材料有深刻的了解。當(dāng)加工者對(duì)于材料的了解十分清楚，甚至超過了材料專家，則軋制過程的材料組織、性能控制就將成為加工工作者的“囊中之物”，加工過程的發(fā)展、進(jìn)步就將成為必然。因而，軋制工作者需要深厚的材料基礎(chǔ)。

　　其次，軋制過程的高精度成形和成性，離不開現(xiàn)代化的自動(dòng)控制技術(shù)和信息技術(shù)。軋制過程控制的核心內(nèi)容，例如軋制過程變形規(guī)律的描述、軋制過程數(shù)學(xué)模型的建立與應(yīng)用、控制軋制和控制冷卻規(guī)程的制定等軋制過程的重要內(nèi)容都是與自動(dòng)化技術(shù)緊密相連，依靠自動(dòng)化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。這種關(guān)系是“剪不斷、理還亂”。唯有交叉、融合才是唯一可行之路。所以，軋制技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)交叉勢(shì)在必行，要強(qiáng)力推進(jìn)。在目前實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，盡量采用人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軋制過程的人工智能控制，這又是一個(gè)新的重要方向。在這方面，利用ANN（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）、模糊邏輯（Fuzzy）、專家喜用等人工智能技術(shù)對(duì)過程的診斷、優(yōu)化、控制，進(jìn)行信息處理，具有非常廣闊的發(fā)展前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)、無線移動(dòng)網(wǎng)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，軋制技術(shù)及其自動(dòng)化技術(shù)將迎來前所未有的創(chuàng)新機(jī)遇。

　　2.5 建立軋制研究平臺(tái) 開展高水平科學(xué)實(shí)踐

　　軋制工藝學(xué)是一門實(shí)踐的科學(xué)，它誕生于實(shí)踐，又必須應(yīng)用于實(shí)踐之中。實(shí)驗(yàn)室、從事軋制生產(chǎn)的企業(yè)，是研究軋制工藝技術(shù)最好的基地，也是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新軋制工藝技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用的理想平臺(tái)。在深入實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)的過程中，可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)踐中存在的問題，可以了解用戶對(duì)軋制產(chǎn)品的新需求，這是創(chuàng)新的出發(fā)點(diǎn)，也是創(chuàng)新的原動(dòng)力。通過實(shí)驗(yàn)室研究，有了新的設(shè)計(jì)方案、新的工藝規(guī)程、新的生產(chǎn)方法，還需要再回到企業(yè)中去，進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)和應(yīng)用，以驗(yàn)證其可行性、正確性，發(fā)現(xiàn)存在的問題，得出進(jìn)一步研究的新構(gòu)思。所以，深入企業(yè)與實(shí)驗(yàn)室，從事第一線的工作，掌握第一手的材料，進(jìn)行第一手的檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)不斷地創(chuàng)新，是學(xué)習(xí)和發(fā)展軋制工藝技術(shù)的必由之路。

　　為此，必須建立國際一流的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)，為研究者創(chuàng)造實(shí)踐的條件。在東北大學(xué)已經(jīng)建立了軋制技術(shù)創(chuàng)新的研究平臺(tái)，服務(wù)于研究生和本科生。最近，圍繞2011協(xié)同創(chuàng)新計(jì)劃，東北大學(xué)正在規(guī)劃新平臺(tái)的建設(shè)。將來，現(xiàn)有平臺(tái)將主要服務(wù)于本科生，而新平臺(tái)將主要服務(wù)于研究生和教師。屆時(shí)，學(xué)生從入學(xué)開始，即在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，接受實(shí)踐教育。1—2年級(jí)，實(shí)踐環(huán)境接受熏陶；3—4年級(jí)，確定方向，參加科研小組；4年級(jí)，結(jié)合重大課題進(jìn)行畢業(yè)研究。在研究實(shí)踐中吸取營(yíng)養(yǎng)，成長(zhǎng)發(fā)展，培育創(chuàng)新精神，提高實(shí)踐能力。

　　拓展校外企業(yè)產(chǎn)學(xué)研究作平臺(tái)更是一項(xiàng)重要措施。特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生深入企業(yè)1：1的大平臺(tái)上開展研究，學(xué)生結(jié)合承擔(dān)的重大科研工程項(xiàng)目開展課題及論文研究工作，對(duì)于培養(yǎng)有創(chuàng)新精神的新人具有重要意義。

　　2.6 國際化發(fā)展視野

　　要想掌握現(xiàn)代軋制工藝技術(shù)，就必須了解軋制技術(shù)的核心以及科技前沿，必須把握現(xiàn)代軋制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。這就要求我們不僅要了解課本的內(nèi)容，而且能夠廣泛的開展有成效的學(xué)術(shù)交流和科研合作，通過國際會(huì)議、訪問交流、學(xué)術(shù)講座等各種方式，以及書刊、雜志、網(wǎng)絡(luò)、影視等媒體，了解本學(xué)科豐富多彩的世界，知曉軋制技術(shù)的最新發(fā)展，從而與迅速發(fā)展的軋制技術(shù)前沿保持同步。

　　3 結(jié)語

　　當(dāng)走進(jìn)現(xiàn)代軋鋼廠欣賞軋制技術(shù)發(fā)展及其成果的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代軋制技術(shù)粗獷而豪邁，也會(huì)體味現(xiàn)代軋制技術(shù)的精巧和細(xì)膩。我們會(huì)發(fā)出由衷的贊嘆：這哪是大規(guī)模量產(chǎn)的制造過程，這分明是在巧奪天工！這哪里是生產(chǎn)線上的工藝產(chǎn)品，這分明是精美絕倫的藝術(shù)品。

　　與此同時(shí)，我們還要看到，軋制技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有滿足社會(huì)的需求，它的排放，它的消耗，他對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，在刺痛我們的心，在激勵(lì)我們開展創(chuàng)新研究。軋制過程要實(shí)現(xiàn)減量化，軋制產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)高級(jí)化，軋制與環(huán)境要實(shí)現(xiàn)和諧化，而智能化、信息化則是這一進(jìn)程中極為重要的支撐。在這種新的形勢(shì)下，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的新要求，鋼鐵軋制過程必須進(jìn)行脫胎換骨的改造，需要重新再造一個(gè)全新的節(jié)約型、低成本、減量化的綠色鋼鐵軋制過程，這個(gè)全新的過程應(yīng)當(dāng)能夠適應(yīng)節(jié)省資源和能源、減少排放、環(huán)境友好、性能優(yōu)良這一新時(shí)代的新要求。從這一角度考慮，軋制技術(shù)又十分年青，稱鋼鐵材料為“新材料”也并不為過。

　　今天比以往任何時(shí)候都要突出現(xiàn)代軋制技術(shù)綠色化特征，著力圍繞“高精度成形、高性能成性、減量化成分設(shè)計(jì)、減排放清潔工藝”開展創(chuàng)新研究，解決一批前沿、戰(zhàn)略問題和關(guān)鍵、共性問題，推進(jìn)我國軋制技術(shù)的發(fā)展，在世界軋制技術(shù)的發(fā)展中，留下中國人的印記將是我國軋制科技工作者長(zhǎng)期、艱巨而且光榮的任務(wù)。

來源: 鋼之家

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