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薄帶連鑄制備高性能硅鋼工藝與裝備研究
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時間：2016-03-29
近終形薄帶連鑄技術正是適應這種形勢的一種短流程、低能耗、投資省、成本低的綠色環(huán)保新工藝技術。薄帶連鑄技術作為當今世界上薄帶鋼生產(chǎn)的前沿技術，不經(jīng)厚板坯連鑄、加熱和熱軋等生產(chǎn)工序，由液態(tài)鋼水直接生產(chǎn)出厚度為1-5mm的薄帶坯。同傳統(tǒng)的薄帶生產(chǎn)流程相比，可節(jié)約設備投資約80%，降低生產(chǎn)成本30%-40%，能源消耗僅為傳統(tǒng)熱連軋生產(chǎn)流程的1/8。
1研究背景
鋼鐵工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)近年來得到迅猛發(fā)展，我國早已成為全世界最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費國。但是，我國只是世界鋼鐵大國而非鋼鐵強國，日益突出的高能耗、高污染、低效益、資源匱乏和環(huán)境負荷重等嚴峻問題正威脅著鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的安全。然而擺脫當前困境的唯一出路就是加快實現(xiàn)由“高消耗高品質”生產(chǎn)方式（如過度依賴添加貴重合金元素、生產(chǎn)流程冗長等）向“低消耗高品質”（即資源能源節(jié)約型、環(huán)境友好型、低成本、高性能）ECO生產(chǎn)方式的轉變。只有大力開發(fā)節(jié)省能源資源、減少環(huán)境污染、增加循環(huán)利用、實現(xiàn)環(huán)境友好的新一代鋼鐵生產(chǎn)工藝流程，才能保障我國鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。其中，發(fā)展先進短流程、緊湊化生產(chǎn)工藝和技術是這一轉變的重要組成部分，將發(fā)揮重要作用。
近終形薄帶連鑄技術正是適應這種形勢的一種短流程、低能耗、投資省、成本低的綠色環(huán)保新工藝技術。薄帶連鑄技術作為當今世界上薄帶鋼生產(chǎn)的前沿技術，不經(jīng)厚板坯連鑄、加熱和熱軋等生產(chǎn)工序，由液態(tài)鋼水直接生產(chǎn)出厚度為1-5mm的薄帶坯。同傳統(tǒng)的薄帶生產(chǎn)流程相比，可節(jié)約設備投資約80%，降低生產(chǎn)成本30%-40%，能源消耗僅為傳統(tǒng)熱連軋生產(chǎn)流程的1/8。更重要的是，其獨有的亞快速凝固過程在獲得鋼材某些特殊性能方面具有獨特優(yōu)勢，是實現(xiàn)高性能鋼材的短流程生產(chǎn)的重要途徑。正因如此，國外鋼鐵企業(yè)如紐柯、浦項、新日鐵住金等紛紛投入巨資開發(fā)薄帶鋼連鑄技術。但是，其研發(fā)重點放在了普碳鋼、不銹鋼等品種上，并且已取得了突破，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；而針對硅鋼薄帶連鑄的研究才剛剛起步，研究工作還不深入，研究數(shù)據(jù)嚴重缺乏，這為我國開展薄帶連鑄硅鋼研究和引領世界硅鋼生產(chǎn)技術帶來了重要的歷史機遇。東北大學軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室（RAL）一直把雙輥薄帶連鑄技術作為一個前瞻性、儲備性和戰(zhàn)略性課題進行研究。針對雙輥薄帶連鑄過程中存在的關鍵冶金學基礎問題，重點研究了如何發(fā)揮薄帶連鑄亞快速凝固特性和近終形成形過程特點生產(chǎn)一些常規(guī)流程無法生產(chǎn)或者生產(chǎn)難度較大的產(chǎn)品，并賦予產(chǎn)品以常規(guī)流程無法得到的特殊性能，從而為實現(xiàn)高性能鋼鐵材料的減量化生產(chǎn)提供重要支撐。前期的研究工作表明，采用薄帶連鑄生產(chǎn)硅鋼這種高投入、高技術、高難度、高消耗、高成本的鋼鐵“藝術品”具有無可比擬的優(yōu)勢。
硅鋼（包括取向硅鋼（GO）、無取向硅鋼（NGO）及4.5%-6.5%Si高硅鋼）作為電力、電子和軍事工業(yè)領域不可缺少的重要軟磁材料，主要用于電動機、發(fā)電機、變壓器的鐵芯和各種電訊器材。硅鋼生產(chǎn)工藝復雜，制造技術嚴格，具有高度的保密性和壟斷性，同時其制造技術和產(chǎn)品質量是衡量一個國家特殊鋼生產(chǎn)和科技發(fā)展水平的重要標志之一。我國冷軋硅鋼在產(chǎn)能、質量、規(guī)格牌號等方面，還遠不能滿足相關工業(yè)領域發(fā)展的需求。所面臨的主要問題是，低端產(chǎn)品產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品利潤較低；高端產(chǎn)品如高磁感取向硅鋼（HiB）的生產(chǎn)難度大，產(chǎn)品合格率低于75%。我國在硅鋼制造領域缺乏自主知識產(chǎn)權的硅鋼制造技術、工藝裝備及研發(fā)能力。近年來，國外又憑借其積累的技術優(yōu)勢和嚴密的專利覆蓋，對我國硅鋼發(fā)展實施了嚴格的技術封鎖，已經(jīng)達到無條件拒絕轉讓硅鋼制造新技術的程度。因此，大力加強自主知識產(chǎn)權的高品質硅鋼制造技術研究，對于我國鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展和國家安全具有重大意義。
從上世紀初期發(fā)明取向硅鋼以來，美國、日本等對硅鋼進行了大量的研究，隨著生產(chǎn)工藝不斷改進，性能水平不斷提高。但是，基本以傳統(tǒng)的厚板坯生產(chǎn)流程為主。近年來，隨著薄板坯連鑄連軋技術的發(fā)展，又出現(xiàn)了薄板坯生產(chǎn)流程，但薄板坯流程本質上與厚板坯流程差別不大。傳統(tǒng)硅鋼生產(chǎn)流程分為熱軋和冷軋—熱處理兩個大的階段。其中，熱軋階段是對熱軋后的晶粒尺寸、析出物尺寸、分布、數(shù)量以及織構分布和強度進行精細化控制，為后續(xù)冷軋—熱處理做組織、織構方面的準備。熱軋過程對硅鋼生產(chǎn)的質量、產(chǎn)量、效率和穩(wěn)定性具有決定性的影響，冷軋產(chǎn)品的質量、成材率均與熱軋帶鋼質量密切相關。在傳統(tǒng)的厚板坯連鑄生產(chǎn)流程中，使用厚度230-250mm的板坯，經(jīng)過9-10道次的熱軋過程，軋制成2-3mm厚的熱軋帶，總壓縮比高達100，不僅流程冗長，能耗高，而且影響參數(shù)眾多，生產(chǎn)穩(wěn)定性差，組織控制難度很大，成材率很低。對于硅鋼生產(chǎn)這種組織控制非常精細的材料而言，復雜、冗長的常規(guī)流程甚至會帶來一些致命性的、無法補救的組織和織構缺陷，極大地損害硅鋼的性能。
2薄帶連鑄生產(chǎn)高性能硅鋼的研究進展
在國家自然科學基金重點項目及973課題等的支持下，RAL系統(tǒng)研究了硅鋼、鐵素體不銹鋼、高P/Cu超高耐候鋼、高N不銹鋼、TWIP鋼、高速鋼、鎂合金等薄帶連鑄的凝固組織特點及材料性能。通過這些研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)厚板坯熱軋流程相比，除了流程緊湊、工序縮短、節(jié)能降耗等短流程優(yōu)勢外，薄帶連鑄的亞快速冷卻過程在微觀組織和織構控制上也具有獨特優(yōu)越性，將薄帶連鑄技術應用于硅鋼生產(chǎn)具有無可比擬的優(yōu)勢：
1）雙輥薄帶連鑄凝固組織和織構的可控性。在研究體心立方結構的金屬材料（鐵素體不銹鋼和硅鋼均為此種結構）時發(fā)現(xiàn)，通過控制凝固的工藝條件可以獲得不同的結晶組織，凝固組織具有極強的控制柔性。利用這一特點，可以依據(jù)NGO和GO的織構控制要求，控制澆鑄工藝，得到想要的初始凝固組織和織構，有利于提高材料的磁性能。
2）雙輥薄帶連鑄直接由鋼水凝固制備帶坯，采用固有抑制劑法生產(chǎn)取向硅鋼時無需高溫加熱，避免了常規(guī)流程高溫加熱的瓶頸問題，更不需要后期滲氮處理。
3）薄帶連鑄為亞快速凝固過程，冷卻速度高達103℃/s以上，通過鑄后冷卻過程與后續(xù)的常化工藝配合，可以靈活控制材料的晶粒尺寸和析出物尺寸，對于增強硅鋼有利織構、提高材料的磁性能具有重要意義。
4）取消了傳統(tǒng)流程大壓縮比熱軋過程，抑制了NGO硅鋼有害的析出物和不利的γ-織構的產(chǎn)生，避免了GO硅鋼中AlN的過早析出粗化現(xiàn)象，可以在單道次熱軋甚至無熱軋條件下生成位向準確和數(shù)量足夠的高斯晶核。
5）薄帶連鑄提供了獲得薄規(guī)格鑄坯的可能性。通過減薄鑄帶厚度和優(yōu)化組織織構控制，可以提高NGO硅鋼中有利織構的比例，保證成品GO硅鋼中抑制劑及高斯晶核數(shù)量、密度和均勻性，有望開發(fā)（超）薄規(guī)格硅鋼，極大地降低鐵損，進一步提高磁性能。
綜上所述，可以看出采用薄帶連鑄生產(chǎn)硅鋼是一個極具潛力的發(fā)展方向。在認真分析目前國際上最先進硅鋼生產(chǎn)技術的成分設計、組織與織構控制原理以及存在的工藝技術難題的基礎上，結合薄帶連鑄亞快速凝固、短流程的特征優(yōu)勢，RAL從2008年開始，以國家自然科學基金鋼鐵研究聯(lián)合基金重點項目為依托，開展了基于雙輥薄帶連鑄的硅鋼制造理論研究并形成了系統(tǒng)的工藝和裝備技術，旨在突破目前國際上現(xiàn)有硅鋼生產(chǎn)流程的限制，徹底解決其存在的問題，開發(fā)出易控制、高效率、低成本、低消耗的綠色化短流程生產(chǎn)技術，提供高性能、綠色化的硅鋼產(chǎn)品，為硅鋼生產(chǎn)開辟一條由中國領跑的特色化、綠色化創(chuàng)新發(fā)展道路，為我國在硅鋼制造領域躋身國際前沿作出貢獻。圍繞薄帶連鑄高品質硅鋼成套制造工藝與裝備技術的各類關鍵問題，本方向將深入而系統(tǒng)地開展研究及開發(fā)，盡快形成具有我國自主知識產(chǎn)權的新一代硅鋼先進制造技術，既符合我國科技發(fā)展的“節(jié)能、高效、促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展”的總體戰(zhàn)略目標，又能在國際硅鋼制造先進技術研發(fā)領域占領制高點。
目前，RAL正與我國鋼鐵企業(yè)密切合作開展薄帶連鑄GO、NGO、高硅鋼產(chǎn)業(yè)化技術研究。通過在實驗室條件下系統(tǒng)開展薄帶連鑄硅鋼“化學成分—工藝—組織性能”演變及控制技術研究，開發(fā)出薄帶連鑄關鍵單體設備和核心控制系統(tǒng)，形成了具有我國自主知識產(chǎn)權的薄帶連鑄高品質硅鋼成套工藝與裝備技術，為在國際上率先實現(xiàn)薄帶連鑄硅鋼的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要支撐。已取得的主要研究成果包括：
1）解決了制約薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一些瓶頸問題，如研發(fā)出新型低成本—長壽命—高換熱效率鑄輥、低成本—長壽命側封板材料等。完成了關鍵裝備的研制和控制系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)了自主集成創(chuàng)新，具備了提供薄帶連鑄工業(yè)化產(chǎn)線成套裝備設計及系統(tǒng)技術的能力。工業(yè)化薄帶連鑄生產(chǎn)線設計如圖1所示。
2）形成了薄帶連鑄高性能無取向硅鋼的全流程系統(tǒng)工藝技術，成功制備出高磁感、高牌號無取向硅鋼原型產(chǎn)品，磁感指標B50優(yōu)于國內外現(xiàn)有產(chǎn)品0.03T以上。提供了一條無需加熱、無需常化處理、無需兩步冷軋和中間退火的短流程、低難度、低成本制造高效無取向硅鋼的全新工藝流程，為無取向硅鋼薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了技術原型。
3）形成了薄帶連鑄高性能取向硅鋼的全流程系統(tǒng)工藝技術，成功制備出0.27mm厚的普通取向硅鋼，磁感指標B8達到1.85T，與國內外現(xiàn)有普通取向硅鋼（CGO）產(chǎn)品相當；成功制備出0.23mm厚的高磁感取向硅鋼，B8達到1.94T，優(yōu)于國內外現(xiàn)有HiB產(chǎn)品。提供了一條無需高溫加熱、無需滲氮處理的短流程、低難度、低成本制造取向硅鋼的全新工藝流程，為取向硅鋼薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了技術原型。
4）形成了基于超低碳成分設計制造取向硅鋼的全流程系統(tǒng)工藝技術，成功制備出0.18-0.27mm厚的高磁感取向硅鋼，B8達到1.94T，優(yōu)于國內外現(xiàn)有HiB產(chǎn)品。提供了一條無需高溫加熱、無需脫碳、無需滲氮處理的短流程、低難度、低成本制造取向硅鋼的全新工藝流程，為取向硅鋼薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了技術原型。
5）形成了基于超低碳成分設計制造高硅取向硅鋼的全流程系統(tǒng)工藝技術，成功制備出0.18-0.23mm厚的4.5%Si、6.5%Si取向硅鋼，B8分別達到1.78T和1.74T，顯著優(yōu)于國外產(chǎn)品。提供了一條利用溫軋、冷軋技術，無需高溫加熱、無需脫碳、無需滲氮處理的短流程、低難度、低成本制造4.5%Si、6.5%Si取向硅鋼的全新工藝流程，為高硅取向硅鋼薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供了技術原型。
3擬開發(fā)的關鍵技術
1）薄帶連鑄條件下硅鋼的組織性能控制理論及全流程工藝技術
◆亞快速凝固條件下硅鋼帶坯初始凝固組織、織構控制理論及方法；
◆薄帶連鑄NGO鋼的組織性能優(yōu)化控制理論與全流程工藝技術；
◆薄帶連鑄GO鋼的抑制劑控制理論與全流程工藝技術；
◆薄帶連鑄4.5%-6.5%Si高硅鋼的晶體塑性控制理論與全流程工藝技術等。
2）薄帶連鑄關鍵設備開發(fā)、產(chǎn)線設計與單體技術
◆鑄軋機設計與裝備開發(fā)；
◆長壽命鑄輥設計原理與制備技術；
◆長壽命側封板材質開發(fā)與制備技術；
◆熔池液面控制原理與技術開發(fā)；
◆全線自動化控制系統(tǒng)及模型開發(fā)等。
3）全流程薄帶鋼的厚度、板形與表面質量等控制技術
◆薄帶坯厚度控制原理與關鍵技術；
◆薄帶坯板凸度控制原理與關鍵技術；
◆在線熱軋板形控制原理與關鍵技術；
◆全流程薄帶溫度均勻性控制關鍵技術；
◆全流程薄帶表面氧化鐵皮控制技術等。
4擬解決的關鍵問題
1）低成本、高效率、長壽命、高可靠度薄帶連鑄設備研制（結晶輥、布流包、側封板、澆鑄水口等）；
2）高精度、高可靠度控制系統(tǒng)開發(fā)（熔池液面檢測及控制、鑄軋力檢測及控制、帶坯厚度檢測及控制系統(tǒng)等）；
3）雙輥薄帶連鑄亞快速凝固條件下硅鋼（包括GO、NGO、6.5%Si鋼）帶坯初始凝固組織與織構的形成、演變原理及調控方法；
4）雙輥薄帶連鑄全流程條件下NGO硅鋼組織、織構演變特征，遺傳行為及組織性能優(yōu)化調控理論；
5）雙輥薄帶連鑄全流程條件下GO硅鋼的抑制劑設計及其演變行為與調控原理，高斯織構的演變行為及調控原理及調控方法；
6）雙輥薄帶連鑄全流程條件下4.5%-6.5%Si鋼的組織演變、有序—無序轉變行為及調控方法，以及晶體塑性的系統(tǒng)控制原理及方法；
7）雙輥薄帶連鑄條件下各鋼種的制造路線及全流程系統(tǒng)工藝技術。
5擬采用的研究技術路線
堅持實驗室裝備研制與工藝開發(fā)為工業(yè)產(chǎn)線設計、中試/產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)服務的方針，貫徹“產(chǎn)學研”相結合的基本原則。在實驗室條件下開展硅鋼薄帶連鑄關鍵單體設備的設計、研制、制造以及共性技術開發(fā)，建設薄帶連鑄硅鋼綜合實驗研究平臺，實現(xiàn)單體裝備與技術的系統(tǒng)集成和再開發(fā)。針對工業(yè)化薄帶連鑄硅鋼生產(chǎn)流程，完成取向硅鋼、無取向硅鋼、4.5%-6.5%Si高硅鋼組織性能控制為核心的制造流程和關鍵工藝的優(yōu)化設計，形成新一代短流程、低難度、低成本、高效率、環(huán)境友好的硅鋼創(chuàng)新制造理論及系統(tǒng)原型工藝技術。從而具備薄帶連鑄硅鋼成套創(chuàng)新裝備、技術和工藝研發(fā)能力，引領世界薄帶連鑄技術和硅鋼生產(chǎn)技術的發(fā)展。
6實施方案
6.1薄帶連鑄工藝原理與關鍵單體技術研發(fā)
1）通過采取優(yōu)化內部冷卻路徑、優(yōu)化輥套厚度、選擇適合的輥套材質及表面處理等措施，提高鑄輥的冷卻強度及冷卻均勻性，降低鑄輥工作溫度，減輕鑄輥的熱疲勞，提高鑄輥的耐磨性能，從而實現(xiàn)鑄輥長壽命化。
2）對鑄軋過程中鑄輥溫度場和熱凸度變化進行有限元模擬計算。通過模擬分析，得出不同冷卻水路設計方案對鑄輥溫度場及熱凸度的影響規(guī)律，為鑄輥設計及優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。模擬分析各工藝參數(shù)如澆鑄溫度、鑄軋速度等對鑄輥溫度場和熱凸度的影響規(guī)律，為鑄軋過程控制提供指導。
3）優(yōu)化側封裝置的結構設計，使側封板的受力較小而且均勻；同時開發(fā)耐高溫鋼水的侵蝕、低的熱損失和熱膨脹系數(shù)、強度高的側封板用材料或采用表面涂層等技術措施，提高側封板使用性能。
4）通過對鑄輥熔池內液態(tài)鋼水三維流熱耦合數(shù)值模擬，研究不同水口結構參數(shù)情況下，熔池內鋼水的流動和溫度分布規(guī)律，選擇最佳的水口設計結構參數(shù)，提高鑄帶組織和橫向溫度分布的均勻性，據(jù)此設計出適應不同品種薄帶鑄軋的水口，實現(xiàn)水口結構的優(yōu)化設計。
5）根據(jù)硅鋼不同抑制劑析出行為確定溫度控制方式，包括保溫和氣霧冷卻控制。軋后冷卻控制，根據(jù)硅鋼性能要求，實現(xiàn)多階段快速冷卻，實現(xiàn)鑄軋薄帶坯的組織和性能的柔性控制。
6）薄帶連鑄過程的液面控制系統(tǒng)開發(fā)，建立熔池液位預測模型，配合CCD檢測裝置對液面進行檢測，實現(xiàn)熔池內鋼水液面的閉環(huán)控制。
7）鑄軋過程控制系統(tǒng)開發(fā)，建立數(shù)據(jù)采集與處理、鑄輥及熔池的溫度監(jiān)控、設定值計算、生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲等功能。在系統(tǒng)開發(fā)過程中，重點解決以下關鍵問題：開澆階段及穩(wěn)定澆鑄階段控制策略、鑄軋輥溫度場及熱凸度在線計算模型、熔池凝固終點在線計算模型、鑄軋分離力計算模型等。
6.2薄帶連鑄高品質硅鋼成套工藝開發(fā)
1）在實驗室條件下開展GO硅鋼、NGO硅鋼、6.5%Si鋼薄帶連鑄、軋制及熱處理實驗；
2）以NGO硅鋼為研究對象，研究薄帶坯初始組織、織構的形成演變規(guī)律及調控原理和方法；
3）以NGO鋼為研究對象，研究薄帶坯的初始組織、織構類型對后續(xù)組織、織構演變及磁性能的遺傳影響規(guī)律及機理；
4）以NGO鋼為研究對象，系統(tǒng)研究工藝技術路線及關鍵工藝對組織、織構演變以及磁性能的影響，并研究組織性能的優(yōu)化調控原理及方法；
5）以6.5%Si高硅鋼為研究對象，對組織、織構演變行為、有序—無序轉變行為進行深入研究，研究晶體塑性和組織性能的優(yōu)化控制原理和方法；
6）對薄帶連鑄條件下普通取向硅鋼（CGO）的組織、織構及抑制劑演變行為進行深入研究，并研究系統(tǒng)的調控原理和方法；
7）對薄帶連鑄條件下HiB硅鋼的組織、織構及抑制劑演變行為進行系統(tǒng)研究，并研究相應的調控原理和方法；
8）采用超低碳成分設計，對薄帶連鑄條件下CGO硅鋼、HiB硅鋼的組織、織構及抑制劑演變行為進行系統(tǒng)研究，并形成相應的調控原理和方法。
7研究計劃
◆2014年：薄帶連鑄關鍵設備研制及關鍵單體技術開發(fā)，包括：低成本、高導熱效率、長壽命、鑄軋輥設計開發(fā)；長壽命側封板技術研究；布流水口結構優(yōu)化設計；鑄軋過程保護澆鑄設計；在線熱軋機設計等。
◆2015年：薄帶連鑄全線控制系統(tǒng)設計開發(fā)，具體包括：熔池內鋼水液面檢測及控制系統(tǒng)；鑄軋力檢測與控制系統(tǒng)；薄帶鑄軋過程計算機控制系統(tǒng)、厚度控制及板形控制系統(tǒng)等、帶坯表面質量控制系統(tǒng)等。
◆2016年：適合薄帶鑄軋流程的高性能硅鋼（包括無取向硅鋼、普通取向硅鋼、高磁感取向硅鋼、6.5%Si高硅鋼）化學成分體系、工藝路線設計及優(yōu)化，包括：典型低、中、高牌號無取向硅鋼（NGO）主要成分設計及工藝路線設計；CGO硅鋼抑制劑設計及工藝路線；HiB硅鋼抑制劑設計及工藝路線設計；6.5%Si高硅鋼的合金化設計及工藝路線設計等。
◆2017年：在實驗室條件下開展各硅鋼品種的薄帶連鑄、軋制、熱處理等實驗研究，闡明雙輥薄帶連鑄亞快速凝固條件下硅鋼（包括CGO硅鋼、NGO硅鋼、6.5%Si鋼）帶坯初始凝固組織與織構的形成、演變原理及調控方法；揭示雙輥薄帶連鑄全流程條件下NGO硅鋼組織、織構演變特征、遺傳行為及組織性能優(yōu)化調控理論并提出調控方法；揭示雙輥薄帶連鑄全流程條件下CGO硅鋼的抑制劑設計及其演變行為與調控原理，高斯織構的演變行為及調控理論及方法；揭示雙輥薄帶連鑄全流程條件下4.5%-6.5%Si鋼的組織演變、有序—無序轉變行為及調控方法，以及晶體塑性的系統(tǒng)控制原理。
◆2018年：實現(xiàn)薄帶連鑄關鍵單體設備或技術的集成和再創(chuàng)新，形成工業(yè)化產(chǎn)線的全線裝備和控制系統(tǒng)原型；建立完善的基于薄帶連鑄的高品質硅鋼制造理論，形成薄帶連鑄高品質硅鋼全流程原型工藝技術，制備出系列高性能原型鋼。
8預期效果
1）?徹底解決諸如低成本—長壽命—高換熱效率鑄輥的材料研發(fā)及結構優(yōu)化設計、澆鑄水口的材料設計與結構優(yōu)化設計、低成本—長壽命側封板材料開發(fā)、澆鑄保護系統(tǒng)設計等長期困擾薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，實現(xiàn)硅鋼薄帶連鑄關鍵裝備的研制和控制系統(tǒng)的開發(fā)，全面實現(xiàn)自主集成創(chuàng)新，替代甚至超越國外進口裝備及技術，具備硅鋼薄帶連鑄創(chuàng)新裝備和技術的研發(fā)能力，具備提供薄帶連鑄硅鋼工業(yè)化產(chǎn)線成套裝備設計及系統(tǒng)技術的能力。
2）建成完備的薄帶連鑄硅鋼全流程工藝技術綜合實驗研究平臺，不但滿足開展薄帶連鑄硅鋼研究的苛刻要求和迫切需求，而且提供完備的柔性化實驗平臺，為硅鋼的工業(yè)化產(chǎn)線建設及裝備研制提供設計原型和試驗平臺。
3）形成新一代高品質硅鋼短流程、低難度、低成本、高效率、環(huán)境友好的創(chuàng)新制造理論及具有我國自主知識產(chǎn)權的系統(tǒng)原型工藝技術，具備硅鋼薄帶連鑄創(chuàng)新技術、工藝研發(fā)能力，具備引領世界薄帶連鑄技術和硅鋼生產(chǎn)技術發(fā)展的能力。
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