當前，我國鋼鐵工業(ye) 麵臨(lin) 著資源、環境的製約，鐵礦石和微合金主要依賴進口，在鋼材品種質量方麵又存在著產(chan) 品檔次低、同質化、無特色且嚴(yan) 重供大於(yu) 求的問題。鋼鐵企業(ye) 今後將麵臨(lin) 更加嚴(yan) 峻的形勢，而改善的對策之一，就是以熱軋過程為(wei) 切入點實現綠色化軋製，通過軋製過程的合理設計，達到節省資源和能源，減少排放，開發低成本、高性能鋼鐵產(chan) 品的目的。同時，對於(yu) 板帶材組織性能和內(nei) 部缺陷的在線檢測技術和質量模型與(yu) 板帶的控製問題也在綠色製造中起到重要的作用。

　　為(wei) 此，由中國鋼鐵工業(ye) 協會(hui) 組織，東(dong) 北大學牽頭並聯合北京科技大學共同承擔了“十二五”國家科技支撐計劃課題———鋼鐵行業(ye) 綠色製造關(guan) 鍵技術集成應用示範，目前已取得了階段性的進展。

　　兩(liang) 大課題助力高性能板帶綠色製造

　　該支撐計劃課題共包含熱軋板帶鋼新一代TMCP裝備及工藝技術以及高性能板帶產(chan) 品在線質量測控裝備和關(guan) 鍵技術這兩(liang) 個(ge) 子課題。

　　高性能板帶產(chan) 品在線質量測控裝備和關(guan) 鍵技術。即圍繞高性能板帶產(chan) 品在線質量測控裝備和關(guan) 鍵技術，開展技術原理、實驗方案和設備集成研究開發。其目標是研究開發基於(yu) X射線衍射技術和激光超聲技術的金屬板帶組織結構、力學性能和內(nei) 部缺陷的在線檢測技術和裝備，應用於(yu) 國家板帶中心實驗基地，形成產(chan) 業(ye) 化集成示範平台。此項目的研究內(nei) 容包括：

　　第一，激光超聲技術在線檢測板帶內(nei) 部缺陷和力學性能。激光超聲技術在線檢測的範圍包括內(nei) 部裂紋、夾渣、皮下氣泡和結疤等。由於(yu) 傳(chuan) 統的激光超聲檢測技術存在離線檢測、檢測效率低、檢測結果滯後等問題，該項目針對這種情況研究的項目關(guan) 鍵點是：激光超聲檢測能夠在高溫、振動等複雜環境下實現特征提取、多點數據融合，並開發新的模式識別方法等。

　　第二，X射線衍射技術在線檢測板帶組織性能。傳(chuan) 統板帶組織性能的檢測方法是靜態、離線的，而且是破壞式的拉伸、衝(chong) 壓檢測。新型的X射線衍射技術在線檢測的優(you) 點在於(yu) 在線、全程、實時的無損檢測。該項目的重點是采集多衍射數據、二維圖像處理、二維衍射花樣詮釋技術和織構計算等。

　　第三，產(chan) 品質量非線性統計建模、優(you) 化與(yu) 控製技術。現場的數據檢測不是單變量的線性函數，而是多變量的數據和非線性函數的耦合。因此，該項目主要通過非線性統計、核函數耦合等方法研究鋼材的質量建模、質量預測、質量的監控與(yu) 診斷和產(chan) 品質量控製。熱軋板帶鋼新一代TMCP裝備及工藝技術開發與(yu) 應用。其總體(ti) 目標是：開發出具有我國自主知識產(chan) 權的大型熱連軋機生產(chan) 線新一代TMCP（ThermoMechanicalControlProcess，熱機械控製工藝）關(guan) 鍵裝備與(yu) 技術———軋後超快速冷卻係統成套技術裝備，並針對熱軋板帶鋼典型產(chan) 品如普碳、高強、管線等品種，研究開發並實際應用以超快速冷卻為(wei) 核心的新一代TMCP工藝技術。此項目的研究內(nei) 容包括：

　　第一，新一代TMCP超快速冷卻裝備開發：研究板帶鋼的新型高強度均勻化冷卻機理，熱軋板帶鋼超快速冷卻大型噴嘴結構開發及合理配置，開發出滿足大型熱軋帶鋼生產(chan) 線板帶鋼新一代TMCP所需的軋後超快速冷卻技術及裝備。

　　第二，基於(yu) 超快冷的新一代TMCP控製冷卻自動化係統開發：熱軋帶鋼基於(yu) 超快速冷卻的新型軋後冷卻控製模型建立，實現超快冷冷卻與(yu) 原有層流冷卻設備、工藝以及板帶鋼冷卻過程中溫度控製的無縫銜接，開發基於(yu) 超快冷冷卻工藝、麵向升速軋製的新一代軋後冷卻控製係統。

　　第三，新一代TMCP條件下熱軋帶鋼典型產(chan) 品資源節約型生產(chan) 工藝技術開發：開發出普碳、高強、管線等熱軋帶鋼典型產(chan) 品，以“節約型成分設計、減量化軋製工藝”為(wei) 核心的品種工藝開發及研究，開發出滿足工業(ye) 化大批量連續穩定生產(chan) 要求的熱軋板帶鋼典型產(chan) 品和相關(guan) 軋製及冷卻工藝技術。

        關(guan) 鍵目標聚焦高精度、高強度和低消耗

　　鋼鐵行業(ye) 綠色製造關(guan) 鍵技術集成應用示範課題主要考核目標包括以下幾個(ge) 方麵。

　　裝備開發和示範裝置：開發新一代TMCP超快速冷卻裝備，熱軋帶鋼軋後冷卻速度達到300℃/s（厚度規格為(wei) 3mm～4mm的帶鋼）；開發出我國新一代軋後冷卻自動控製係統，超快冷出口溫度控製精度為(wei) 帶鋼目標溫度的±20℃（控溫偏差），全長命中率達到90%以上，卷取溫度控製精度為(wei) 帶鋼全長目標溫度的±20℃（控溫偏差），命中率達到90%以上，控溫精度達到國際先進水平；開發X射線衍射在線檢測工業(ye) 示範裝置，織構及塑性應變比r值的在線檢測結果偏差小於(yu) ±15%，檢測精度達到國際領先水平；開發激光超聲在線檢測試驗裝置，完成普碳鋼、IF鋼等冷軋板帶表麵和內(nei) 部裂紋、夾雜等缺陷的在線測量與(yu) 定位，激光超聲檢測冷軋板帶內(nei) 部裂紋缺陷的精度達到500μm。　　生產(chan) 工藝技術開發：新一代TMCP條件下的典型產(chan) 品如普碳鋼、高強鋼、管線鋼等熱軋板帶鋼的資源節約型生產(chan) 工藝技術，在保持或提高板材材料塑韌性和使用性能的前提下，典型產(chan) 品如普碳鋼、高強鋼、管線鋼等係列高性能熱軋板帶鋼產(chan) 品強度指標提高80MPa～100MPa，或鋼中主要合金元素節省用量20%～30%。

　　板帶生產(chan) 測控數據平台集成示範：X射線衍射設備完成中試線的示範集成，確保在線檢測集成係統的有效性，在線測量結果與(yu) 離線檢測結果的偏差小於(yu) ±15%。

　　此外，該項目旨在形成和建立首鋼遷安2160mm熱軋板帶鋼以超快速冷卻為(wei) 核心的新一代TMCP生產(chan) 技術產(chan) 業(ye) 化生產(chan) 示範線。

　　課題研究取得階段性進展

　　目前，課題研究已經取得了階段性進展：首先，超快冷裝備及自動化係統正式投產(chan) 。2012年11月15日，2160mm熱軋帶鋼超快冷係統完成熱負荷試車工作，課題開發的超快冷裝備及自動化係統正式投入實際生產(chan) 。

　　其次，X射線衍射板帶組織性能在線檢測技術取得進展，完成了織構在線檢測技術的設備選型和設計，設計了織構在線檢測裝置。

　　再其次，激光超聲板帶內(nei) 部缺陷和力學性能的非接觸檢測獲得一定的成果，完成了缺陷檢測技術調研和分析，確定了激光超聲檢測的方案，完成了激光超聲非接觸檢測技術的設備選型和檢測方案設計。

　　此外，板帶生產(chan) 過程測控數據分析與(yu) 平台集成進展順利，完成了數據平台框架設計、數據倉(cang) 庫的建立、熱軋帶鋼頭部拉窄原因分析及熱軋帶鋼自適應聚類分析。