项目背景

高端特厚板、大规格型/棒材广泛用于海洋工程、交通运输、国防军工等重大工程与重大装备的关键承压、承重、耐磨部件制造，是实现中国制造、海洋强国、能源安全等国家战略的重要保障。为了满足其严苛的质量性能要求，轧制制备过程需保证足够压缩比以克服铸坯遗传的内部缺陷问题，通常只能采用模铸、真空复合焊接、超大断面连铸等流程制备，存在金属收得率与生产效率低、吨钢能耗与设备投资维护成本高等诸多局限。例如，模铸金属收得率仅为85%（常规连铸98%），且铸锭还须经二次加工以提升质量；真空复合焊接制坯工艺复杂，生产成本增加约370元/吨钢；超大断面连铸机建设成本巨大。我国钢铁行业的连铸比已达到99%，采用较大断面连铸坯生产高端大规格钢材产品已成为行业追求与发展目标。

为此，东北大学联合攀钢、唐钢等单位，历经十年攻关，从理论、工艺、装备等方面，研发应用了适用于我国“一线多产”的动态重压下关键工艺与装备技术，即通过在连铸坯凝固末端及完全凝固后实施大变形压下（压下量约铸坯厚度10%），充分利用连铸坯内热外冷高达500℃的温差特点，实现压下量向其心部的高效传递，以达到充分改善偏析疏松、闭合凝固缩孔的冶金效果。

主要科技创新点

1）揭示了重压下过程传热变形、溶质传输、缩孔闭合等行为规律，阐明了重压下提升连铸坯致密度与均质度的工艺原理，解决了“在哪压、压多少”的关键工艺理论问题，为技术路线确立、工艺与关键装备研发提供重要理论支撑。

2）研制了连铸重压下核心装备——增强型紧凑扇形段ECS与渐变曲率凸型辊CSCRol l，突破了常规连铸机无法稳定实施大变形压下的瓶颈。

3）研发了基于溶质非均匀分布“软测量”与压力压下量实时反馈“真检测”的凝固末端位置形貌高精度在线标定技术、同步控制中心偏析与疏松的两阶段连续重压下工艺、精准控制驱动扭矩提升铸坯心部变形的高效挤压控制技术，形成了“准确、高效、稳定”压下的连铸凝固末端重压下集成技术。

应用效果

本项目在唐钢、攀钢分别建成投产了国际首条连续、动态重压下宽厚板坯与大方坯连铸示范产线，解决了高端大断面连铸坯中心偏析与疏松严重的技术瓶颈，首次实现轧制压缩比1.87:1条件下150mm厚高建用钢大批量稳定生产；率先实现了轧制压缩比3.74:1下车轴方钢等大规格棒材产品制备；生产的长尺重载钢轨轨腰致密度提升5.81%，在大秦线重车线铺设率达90%。生产的高强工程机械用钢、高端塑料模具钢、高性能耐候钢、汽车轮毂轴承钢、热作模具钢、大规格曲轴用钢等已应用于万吨级远洋货轮、高铁动车、风电传动、矿机液压支架等重大装备。本项目在宝武、鞍钢、韩国现代钢铁等国内外钢企的近20条产线推广应用，年创经济效益超4亿元，实现了重大连铸技术的国际领跑。

项目获奖情况：2020年度国家科技进步二等奖；

完成单位：东北大学、攀钢集团、唐钢、中冶京诚、宝武集团广东韶关钢铁；

完成人：朱苗勇、王新东、祭程、袁宏伟、吴国荣、王兰玉、曾令宇、李扬洲、张洪波、代宗岭。