一、背景介绍 本钢冷轧具有国内最宽2150mm冷轧产品的生产供货能力，可为下游用户端的物料供应和降低加工成本提供强有力的支持。本钢急需研发超宽幅产品生产技术。 二、应用领域和技术原理 本项目属于钢铁材料及加工制造工艺领域。 本项目的创新点和总体思路： 1.建立通卷板型预控系统模型。建立轧制力预控模型；变规格期间头尾板型不良控制方法及润滑系统分配控制模型；形成超宽规格产品稳定轧制控制技术集成，实现对超宽规格板型目标为5I（最大10I）的自动控制技术。 2.创新研发了超宽幅产品连退机组炉内冷瓢曲的关键工艺控制技术；研究全厚度规格超宽幅产品退火炉内张力模型；建立热平衡模型实现动态控制炉辊热凸度；研究材料屈服强度对带钢冷瓢曲的影响，优化极限规格退火工艺。超宽幅产品在连退机组合格率达到90%。 3.通过超宽幅产品表面清洁性过程控制创新，建立连退清洗段刷辊保护及清洗液稳定控制程序，实现反射率92%以上；建立带钢表面粗糙度衰减模型，实现宽幅产品粗糙度和表面均匀。 4.实现了桶料生产方法创新，采用窄规格桶料倍尺高效生产模式，形成超宽幅产品轧机各架AGC控制模型和升降速过程中的乳化液喷洒控制模型，确保桶料厚度高精度目标控制。 5.从超宽幅产品全流程生产过程控制难度攻关，解决超宽幅产品对炼钢、热轧和冷轧工序的生产难点，形成超宽幅产品表面质量和性能均匀性控制技术诀窍。 三、国内外同类技术指标对比 1.本钢生产的超宽幅冷轧板的合格率达到行业领先，且2050-2150mm宽度产品属于国内外空白，达到国际先进水平。 2.本钢生产的超宽幅冷轧板的力学性能和表面质量达到行业同类产品水平，达到国际先进水平。 3.本钢生产以超宽幅产品为牵引，倍尺生产桶料，提高生产效率，降低工序成本，市场占有率达到40%以上，并持续增长，达到国际先进水平。 四、知识产权 该项目形成独立知识产权，授权专利13项（其中发明专利7项）,发表论文8篇，企业技术秘密17项。 五、作用意义 项目创新成果2016-2020年在本钢应用期间，累计生产高品质汽车板15.21万吨，剖分桶料27.75万吨，填补国内2050mm以上产品生产空白，创经济效益14942.6万元。实现了部分汽车激光拼焊替代；剖分桶料对钢铁企业节能减排、绿色发展有重要意义，市场占有率达到40%以上。

精整生产是板带从钢厂走向用户的最后一个环节，在钢铁工业生产中起着举足轻重的作用。目前精整生产设备依然以国外进口为主，高品质带钢边部质量、板形和表面质量控制与国际水平仍存在很大差距。面对我国精整装备与工艺的现状，项目组立足精整生产线核心装备与关键技术国内自主设计与开发，取得了以下主要技术创新： 1、高品质剖分拉矫重卷检查机组设计及工艺开发 自主研发出一套集重卷、拉矫、切边、中剖、检查、涂油、分卷于一体的高品质剖分拉矫重卷检查机组，解决了中剖带钢单卷取工艺、机组运行参数设计、机组高速运行振动、拉矫参数预设定及延伸率闭环控制、滚筒飞剪传动设计及控制方法、带卷自动开头工艺装置及方法、废边自动卷取装置及方法等关键技术，实现了精整生产核心装备及工艺国产化。 2、高品质带钢精整过程边部质量综合控制技术 设计了圆盘剪重叠量高精度调整机构与侧向间隙高精度调整机构，给出了相应的重叠量与侧向间隙调整方法；制定了一套实用有效的边部质量评价标准，建立了基于专家系统与大数据支撑的剪切工艺数据库，解决了圆盘剪重叠量与侧向间隙没有通用控制模型与方法的难题；并设计了精整机组边部修磨装置，从根本上消除了剪切后板带边部的毛刺缺陷。 3、高品质带钢精整过程板形与表面质量综合控制技术 提出了平整过程基于工作辊水平挠曲的压扁系数计算方法，开发了相应的板形预报与控制技术；建立了平整过程工作辊表面粗糙度衰减模型，开发了以表面质量控制为目标的工艺参数优化技术；以边浪与中浪治理为目标，开发了拉矫工艺优化设定技术，形成了一套高品质带钢精整过程板形与表面质量综合控制技术，攻克了成品板形与表面质量难控的问题。 以该项目相关技术为核心，申请发明专利23项，已被授权18项，发表学术论文13篇，被授权软件著作权10项。上述技术创新成果已成功推广应用到宝武、河钢、鞍钢、首钢等大型骨干企业，近十年精整生产线市场占比份额超过了60%，成功替代进口。近三年累计实现销售额244.75亿元、利润20.75亿元。该项目的成功研发摆脱了日本、德国等工业先进国家在精整装备与技术方面的控制，积极推进了国内装备制造、电气传动、自动化控制等产业的快速发展，提升了国内冷轧精整装备的控制水平，实现了产品高端化并努力进军国际市场，应用前景广阔。

由北京科技大学、山西太钢不锈钢股份有限公司、马钢(集团)控股有限公司、甘肃酒钢集团宏兴钢铁有限公司不锈钢分公司和北京科技大学设计研究院有限公司等单位共同完成的“基于深度学习的热轧带钢表面在线检测与质量评级”项目，针对在线应用的表面缺陷检测系统存在缺陷检出率与识别率低、周期性缺陷难以检测、未能实现表面质量在线分级等问题，将深度学习算法应用于热轧带钢表面缺陷在线检测与识别，开发了基于深度学习的热轧带钢表面在线检测与质量评级系统，取得的创新性成果如下： 1. 开发了基于深度学习的热轧带钢表面缺陷检测算法，常见缺陷检出率达98%，识别率达92%，与国外先进系统相比，缺陷检出率和识别率分别提高了3%和7%。 2. 提出了基于对抗生成网络的半监督样本学习方法，能够有效的利用大量无标签样本，解决深度学习方法对有标签样本需求量大的难题。 3. 开发了基于长短时记忆网络的周期性缺陷识别算法，实现了热轧带钢辊印、划伤等批量缺陷的追踪及预警，可有效避免批量质量事故。 4. 采用层次分析法对热轧带钢进行表面质量综合评级，充分挖掘表面检测系统提供的缺陷信息，综合考虑缺陷类别、尺寸和数量等因素，实现了热轧带钢表面质量评级从人工经验到量化模型的智能转变。 该项目获得授权发明专利4件，软件著作权8件，发表论文38篇；成功开发了基于深度学习的热轧带钢表面在线检测与质量评级系统，在太钢、马钢、酒钢以及台湾尚承钢铁、印尼青山钢铁等多家企业成功应用，推动了热轧带钢表面质量和生产效率的提高，经济和社会效益显著。

从上世纪90年代开始，美国、欧洲、日本及韩国等国家着手开发薄带铸轧技术，相继建立了实验机组，主要技术代表为CASTRIP、EUROSTRIP、POSTRIP等，直到2002年美国纽克钢铁公司第一条CASTRIP®薄带铸轧生产线生产出厚度为0.85~1.85mm超薄带钢，薄带铸轧才真正从实验阶段开始进入工业化生产阶段。而其它铸轧技术主要存在铸带表面质量差、生产稳定性差、制造成本高等问题。 2015年9月京诚公司启动了本项目的研发，提出了总体目标：形成包括工艺设计、装备制造、工程建设和产品生产在内的，具有完整自主知识产权的薄带铸轧生产线产品，技术成果为加速和真正实现薄带铸轧生产线产业化提供工艺装备技术保障及相关工程建设支持。 通过本研发项目，首创了我国能满足工业化生产的超薄带铸轧技术生产线国产化技术与装备，并达到国际领先水平。除部分设备外，其余部分均由国内设计供货（外方仅提供了相应的生产工艺要求和基本数据）。本项目联合炼钢、轧钢专业，针对外方提供的资料，仔细分析判别，有选择的消化吸收，并结合自身优势技术成功地开发了一系列的超薄带铸轧工艺技术、装备技术，取得专利成果十余项。

本项目主要为一条带钢的无酸除鳞生产线，主要设备为开卷机、九辊矫直机、剪切机、破鳞机、矫平机、工艺除鳞单元、清洗单元、过滤单元、强力夹送辊、纠偏夹送辊、涂油机、转向夹送辊、卷取机、运卷小车等设备。 技术原理与工艺路线：主要采用介质为水和钢砂的湿式抛丸技术、及辊式除鳞相结合的机械除鳞技术。机组入口段的破鳞机和强力的矫平机对带钢进行预除鳞，随后带钢进入湿式抛丸处理的工艺单元，对带钢进行抛丸除鳞，带钢经过刷辊刷洗、挤干、吹干后进入卷取机卷取。本技术可以根据带钢速度设置从一个到多个的除鳞工艺单元，来满足产能的要求。

本项目为高速连续粉末彩涂技术，其主要工艺设备包括开卷机、入口剪机、缝合机、入口活套、清洗段、预处理段、喷涂固化段、冷却段、出口活套、出口剪机及卷取机。 技术原理与工艺路线：本项目采用粉末高压静电吸附原理，粉末经过喷涂器时带上高压静电，快速牢固地吸附到高速运行的带钢表面形成均匀涂层。其大致的工艺路线为，带钢在清洗段经过刷洗、喷淋和漂洗后，除去表面油脂污物，再经过边部吹扫和热风干燥出去表面水分。清洁干燥的带钢经过热风干燥器后进入化学辊涂机进行化学预处理，然后进入化涂烘干炉干燥。带钢离开化学预处理段后进入粉末喷涂固化段，带钢先喷涂背面，然后再进行正面喷涂，最后进入加热炉固化，固化后经过涂层的表面风冷和水冷即可完成整个涂层的加工。

热轧板带钢密集快冷工艺装备技术，是在热轧板带轧后冷却工序最具推广应用潜力的新技术之一，该技术主要通过冷却装置合理的结构设计克服传统的U型集管冷却装置冷却速度低、冷却均匀性差以及温度控制精度低等固有缺点，可完全满足高等级管线钢、汽车钢高强结构钢等对于高冷速、高冷却均匀性及高精度冷却路径等控冷工艺的需求，近年来逐步得到企业的认可与肯定，在热轧生产线得到了较多的推广应用，具有重要的推广价值。

热轧板带钢常化冷却工艺装备技术，主要作用是克服热轧板带钢在常规的常化热处理工艺后强度降低、合格率下降、组织粗大以及生产成本升高等问题，该技术主要在常化热处理炉之后增加快速冷却装置，控制正火后的冷却过程，采用合理的常化后钢板冷却工艺的实施，达到控制板带钢组织性能的目的，该技术的实施可提高常化热处理产品的合格率、降低合金元素含量、降低生产成本，助力企业提高市场竞争力。

板带轧制过程中温度制度及变形制度控制为其难点。针对此难点采用温度梯度差温轧制技术，降低表面温度，提高表面变形抗力，使压缩区向轧材心部扩展，改善中心应力状态，增加变形和金属横向流动，压合裂纹等缺陷。通过温度梯度差温轧制技术实现厚断面轧件全断面变形、组织、性能的均匀性，大幅提高产品性能合格率尤其是探伤、冲击功等性能，同时通过中间冷却技术可以减少中间坯待温时间，大幅提高生产效率及产能。

该技术是热轧生产最终实现自动轧钢的关键支撑技术之一，基于目前热轧生产的仪表配置及监测盲点，立足于关键质量控制指标，自主开发了基于机器视觉的跑偏测控技术，填补了目前精轧机组机架间没有带钢位置检测仪表的空白，而检测结果通过自主开发的调平计算模型实现了在线控制，大大降低了操作人员的工作强度，提高了控制精度。该技术的应用，在热连轧产线极具示范效应，具备国内一流的技术水平，在国际上也处于领先地位。