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轧制分学科发展

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轧制分学科发展
康永林
Development of Rolling Technology
Kang Yonglin
Latest progress in the field of rolling technology at home and abroad has been analyzed firstly, which includes rolling theory; manufacturing techniques and product development of plate, section, bar, wire-rod, hot and cold strips; latest progress of slab continuous casting and rolling technology; temperature control technology; recent development of strip profile and flatness control technology and equipment; development of rolling equipment; prediction and control of microstructures and properties of hot rolling products; friction, abrasion and high efficiency lubrication technology in rolling process; on line detection and control techniques of surface quality, microstructures, properties, dimension and shape as well as automatic and intelligent technologies in rolling process. The development of some new steel grades in recent years at home and abroad has also been introduced. Secondly, application and effect in social economy development, trends and comparison of present situation at home and abroad, strategic requirement of rolling technology have been analyzed basically. Lastly, conclusions of development direction in the field of rolling technology has been proposed.
一、 引 言
轧制技术作为冶金工程技术中的重要组成部分，近年来随着中国和国际钢铁工业技术的进步，为了适应资源、能源和环境可持续发展的要求，以及汽车、家电、建筑等行业对产品质量、性能和精度需求的不断提高，在相关理论、工艺技术、装备结构与控制、新产品开发、新流程组合构成等方面不断取得新的进展，在同现代物理冶金技术、计算机与自动化技术、信息化与智能化技术、高精度快速检测技术、表面与界面工程技术等学科领域交叉、融汇过程中，通过持续创新，在不断展现其新的内涵的同时，得到充实和发展，在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。
从近两年轧制学科技术发展的特点和趋势可以看出：(1)新一代控制轧制与冷却控制技术取得显著进展；(2)我国薄板坯连铸连轧技术取得新进展并形成一系列具有自主知识产权的技术成果；(3)超细晶钢的研究开发在国内外产生重要影响并进行了批量应用；（4）板形、板宽和板厚控制技术进一步发展；（5）积极开发和探索与高质量板坯连铸相适应的高效连铸连轧新技术；(6)轧制过程钢材组织、性能的预测与控制进一步实用化；(7)进一步研究开发利于环保的轧制过程摩擦、磨损与高效润滑技术；(8)轧制过程表面质量、组织性能及尺寸形状在线检测与控制技术取得新进展；(9)不断研究开发国家经济建设重点工程所需新钢种
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并取得应用成效；(10)重视和发展轧制过程智能化技术。
下面，将对近两年国内外轧制技术领域的新进展、轧制技术学科发展特点、趋势以及在社会经济发展中的应用、成效进行具体分析，最后对轧制技术学科发展重点、趋势和前景并作简要总结。
二、近两年轧制技术的新进展
(一)轧制理论的发展
从近年出现的各种轧制新技术可以看出，轧制理论的发展进步起着重要的基础作用，日本在轧制技术上处于世界领先地位，其突出的特点是在轧制理论方面的先行进步。对于轧制过程中金属材料的流动以及产生的尺寸、形状、负荷、温度、组织等发生的复杂变化进行高精度的分析，仅依靠建立在各种假设条件下的工程解析法、上限法和滑移线法已经远远不够，随着近年计算机和信息技术的快速发展，以三维有限元法(FEM)为代表的轧制过程大型数值模拟分析方法得到迅速发展。在轧制过程三维变形分析和组织性能分析的变形解析理论方面，包括板带轧制变形分析和型材轧制变形分析，基本形成了以三维刚塑性有限元、三维弹塑性有限元分析及其热力耦合分析为主的状态。
金属板带轧制过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程。其中既有材料非线性，又有几何非线性，再加上复杂的边界接触条件，使变形机理非常复杂，难以用准确的数学关系式来进行描述。随着板带轧制技术的日益发展，人们对其在成形过程中的变形规律、变形力学的分析越来越重视。同时，有限元技术特别是大型有限元模拟软件日益成熟和完善，有限元法作为一种有效的数值计算方法已经被广泛应用于板带轧制过程的数值模拟分析。采用大型有限元分析软件，加之对具体轧制过程条件、材料特性以及边界条件的正确运用，人们可以对板材轧制形状、凸度以及平直度进行全面的分析，同时将轧机和轧辊的弹性变形同板材的塑性变形进行联立耦合求解分析。
近年来，有限元模拟技术在板带轧制方面的应用日益广泛，不仅能揭示轧制过程中工件内的应力、应变、温度分布规律和几何形状的变化，而且能够模拟辊系变形，进而达到控制板形的目的。板带轧制过程模拟分析主要在以下几个方面：
(1)采用弹塑性大变形有限元法的轧制过程力能参数模拟分析；
(2)采用弹塑性大变形热力耦合有限元法的板带轧制过程应力场、应变场和温度场模拟及影响因素分析；
(3)薄板及中厚板轧制过程板形动态模拟分析及预测；
(4)精确模拟分析在板带轧制新技术中的应用。
2006年6月在法国巴黎召开的第9届国际轧钢会议上，又有一批板带轧制过程的模拟分析及应用成果发表，例如，包含各种摩擦条件的热带轧制力模型的在线应用，新的宽带钢冷轧规程模拟优化方法等。
针对棒线材和各种型材等产品尺寸形状精度分析预测，结合CAD/CAE和专家系统的轧制工艺与孔型设计优化，三维弹塑性热力耦合分析已得到更多的应用。将轧件变形解析与工具(轧辊)耦合，将轧制过程力学解析与温度解析及组织演变解析耦合，可以对轧制过程中缺陷的形成进行较精确的分析与预测，对工艺过程及孔型进行优化设计，同时还可以对轧机和轧辊进行负荷和变形分析，以得到高精度的产品尺寸形状。
为适应对棒线材尺寸的高精度化、形状易变、低成本和高质量要求，已开发出三辊轧制、2Hi精密轧机和四辊轧机等多变量控制理论，三维刚塑性FEM已用于棒线材的孔型设计，并保证了产品的高精度。在大型H型钢生产线的实际测试分析基础上，利用三维热力耦合
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有限元方法，计算模拟了H型钢轧制的全过程，得出了轧件各道次的变形情况和轧件三维温度场以及钢中残余应力的分布，为将来的H型钢控制轧制与控制冷却、组织与性能的演变与预测、新产品开发与工艺设计等提供仿真基础。在钢材轧制变形分析中，还建议采用计算时间短、更易理解的模拟三维解析法。在热轧方面，材质、预测控制十分重要，最近正在开发利用三维FEM对轧制加工成形建立新的解析模式，拟在超微细晶钢的开发中应用。此外，三维有限元分析方法，在轧制加工矫直过程的解析，轧件加热、冷却过程的理论解析等方面也得到应用。
在一些研究中，将低碳钢和微合金钢热轧及冷却过程中的析出规律的实验观察分析和模型的建立作为钢的组织性能分析与预报的研究重点。利用薄晶体透射和萃取复型分析技术在透射电子显微镜下对热轧低碳高强钢板进行观察发现，成品板中存在大量的、细小弥散的第二相析出粒子，热轧板中析出相的主要成分为Al2O3、MnS和AlN以及大量的碳化物。研究表明：在铁素体内析出了许多弥散沉淀粒子，粒子尺寸在30～50nm以下。
另外，通过物理化学相分析方法对低碳高强钢成品板中析出的纳米颗粒进行分析，发现电解粉末中包含碳化物、硫化物、AlN及氧化物，从分析结果来看，钢中＜18nm的颗粒主要为碳化物。纳米级碳化物在低碳高强板中具有显著的析出强化作用。尺寸小于18nm的碳化物的结构、析出规律及强化机理有待于进一步深入研究。
大量的研究表明：微合金钢中析出相的结构、形貌、数量以及分布对材料的性能有重要的影响。该类析出相具有以下特点：1)颗粒尺度通常在纳米级；2)其含量与基体含量相差悬殊，分析时基体对其干扰较大；3)在多元合金系中，即使化学成分相同，热加工工艺不同时，析出相的化学组成和空间分布具有不确定性。在众多的研究析出相的方法中，由于物理化学相分析方法可以对析出物的结构、粒度分布和质量分数作出定量分析，因而起着举足轻重的作用。
(二)热轧扁平材、长材生产技术的发展
1. 热轧带钢生产新技术
近年来，热轧宽带钢的生产中采用了一些新的工艺设备技术，主要包括：连铸坯热送热装技术、直接轧制技术、无头轧制和半无头轧制技术、板坯定宽压力机、带坯边部加热器、热卷箱及带钢无头轧制、精轧机组前设置立辊轧机、精轧机板形控制(凸度和平直度控制)、全液压卷取机等。连铸坯热送热装轧制技术在热轧带钢生产中已经普遍采用，日本、韩国的热轧带钢轧机铸坯热装比达到60%以上，最多可达80%，热装温度达到600℃以上。例如，日本JFE福山厂1780热带轧机热装率为65%，直接轧制率为30%，热装温度达到了1000℃。目前我国平均热装率为40%，先进生产线能够达到75%以上，平均热装温度为500~600℃，最高可到900℃。直接热装和直接轧制是当代热轧带钢轧制技术的发展方向，可以进一步提高节能效果，缩短生产周期，使连铸机和热轧机更紧密地联系在一起。国外新建的热轧带钢轧机一般优先考虑热装炉和直接热装炉工艺的实现，预留直接轧制工艺余地。为加热直接热装板坯，国外热轧带钢轧机专门采用一座加热炉进行加热。为了提高能源的利用效率，减少二氧化碳的排放，保护环境，日本的板坯热装炉技术普遍采用蓄热加热技术。
我国一些板坯加热炉也开始采用蓄热式加热炉。热轧带钢的粗轧机组的布置形式，已经由过去普遍采用的连续式或四分之三连续式回归到半连续式，粗轧机的能力大为增强，控制手段先进可靠，大幅度减少了粗轧机组的建设投资和运行费用。
无头轧制和半无头轧制技术是近年来发展的新技术。无头轧制主要应用在热轧带钢和棒线材生产中，半无头轧制主要用于薄板坯连铸连轧生产线。无头轧制技术可使板带全长的质量均匀稳定，它由轧机追尾控制技术、头尾焊接技术、高精度成品轧制技术和高速通板卷取技术等组成。无头轧制技术可以生产0.8~1.0mm带材，设备的磨损和废品率也有所下降，
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可以降低生产成本2.5~3%。目前，日本无头轧制技术已用于1mm厚度薄板的稳定生产，其中关键的头尾焊接技术采用了感应加热焊接和激光焊接。JFE千叶厂3号2050mm热带钢轧机在世界上首次使用3卷位置热卷箱及热轧带钢无头轧制技术，主要设备包括3座步进梁式加热炉，3架粗轧机(R1为可逆式)，R3粗轧机和F1精轧机之间设3卷位置热卷箱，7机架PC精轧机，两台地下卷取机。通过对精轧第4～6机架采取小径单辊驱动的热连轧机，在大压下的同时实施出口穿水快冷工艺，获得较高抗拉强度、优良的抗疲劳性、加工性和焊接性的铁素体粒径2～5μm微细组织的热轧钢板。
在薄带生产线上，除了批量轧制外，半无头轧制和快速产品切换(flying product change, FPC)技术也具有很好的应用前景，它可以实现不同规格产品的快速切换同时保证较高的尺寸精度和较小的机架间的张力波动。半无头轧制高强度钢的最小厚度达到1.2mm，低碳钢的最小厚度可以达到0.8mm，生产宽度900~1600mm的薄带钢，双流连铸最大产量可以达到240万t。日本三菱重工向荷兰CORUS公司提供了短流程超薄钢板的轧制技术，采用此项工艺技术能生产出0.7mm以内的超薄热轧板卷。对于无头轧制中产生的轧辊热凸度，可以采用边轧制边改变交叉角度的PC轧机。为了满足半无头轧制超薄带钢的板形凸度和平直度动态控制的要求，达涅利提出了f2CR轧辊交叉机架的概念，采用了包括弯辊、轧辊横移和轧辊交叉装置，以独立控制轧辊磨损、热凸度变化和轧制负荷对带钢板形的影响。通过在埃及Ezz板带厂带钢热轧试验表明，采用达涅利f2CR轧辊交叉系统使得在带钢总长度95.45%的长度范围内，带钢凸度值可控制在距目标值±15μm的公差范围内。
在热带粗轧机组普遍采用了调宽与控宽技术，例如西马克-德马格公司新开发的无镰刀弯轧制CFR技术，通过粗轧机前的强力侧导机构、增强的粗轧能力和液压压下以及自动化控制系统有效防止了中间坯强力轧制后镰刀弯的产生。全液压的立辊调宽控宽技术，包括自动调宽的液压AWC和短行程SSC控制技术，显著提高了中间坯和板坯头尾的宽度控制精度，减少了头尾切损。机架本身，也由过去的立式除鳞机，发展为附着式立辊。板坯定宽压力机调宽是极为有效的调宽手段，已经有SMS，IHI的公司开发出来，我国已经有一些轧机采用了定宽压力机，一道次最大的侧压量可以达到350mm。
为了解决热轧板的板厚、板形和板凸度控制问题，板形控制技术如HAGC、CVC、PC、WRS等得到了很大的发展。西马克-德马格公司新建的热连轧机组均采用了液压压下厚度控制(HAGC)和连续可变凸度CVC技术，日本三菱、日立热连轧机组除了采用HAGC厚度控制技术外，还采用PC轧机(交叉角0~15°)技术。在精轧机组的前部机架，采用CVC或PC轧机，控制坯料的板凸度，为后部机架的板形和板凸度控制提供需要的断面形状，在精轧机组的后部机架，则主要采用WRS轧机，通过轧辊的轴向往返移动，分散热凸度和磨损，实现自由程序轧制。为了提高活套系统的控制水平，提高系统的响应性和控制精度，近年开始采用液压活套技术。为了抑制热轧带钢精轧机组的轧机振动，日本三菱在PC轧机开发的基础上，提出了高压轧制振动抑制技术，应用于热连轧生产线，取得了良好的效果。
为了减少热带坯在精轧机组前的温降，减少头尾温差，保证带钢的温度均匀性，一些热带轧机在精轧机组前配备热卷箱或补热装置，新型的“双工位无芯卷取”热卷箱用于满足带钢无头轧制的需要，热卷箱和无头轧制技术对于500万t以上规模的热带钢轧机较为合适。有的采用中间坯保温和边部感应加热技术，改善了中间坯温度的均匀性，减少了头尾温差，改善了钢坯断面温度分布和金相组织，防止薄带钢、硅钢、不锈钢等特殊品种的边部裂纹，减少轧辊的不均匀磨损。为了控制精轧温度以及实现高升速轧制，在热轧带钢精轧机组普遍采用机架间冷却技术。新建的热连轧机组层流冷却线一般分为主冷区和精冷区，可以精确控制带钢的冷却强度和速率、冷却的均匀性和卷取温度。西马克-德马格公司还开发了边部遮挡技术，以降低带钢冷却后的热应力，有效防止边浪的发生，保证了横向组织和性能的均一性。
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目前，新型的热轧卷取机主要是采用德国SMS和日本IHI新技术的全液压三助卷辊地下卷取机。采用这种新型的全液压卷取机，钢卷塔形可以控制在40mm以内，卷筒均可以在卷取100万t后进行更换。卷取温度向低温侧发展，以生产贝氏体钢、双相钢、TRIP钢等高级钢材品种。
我国在热轧带钢轧机的消化引进和集成创新国产化方面有了明显进展，在宽带钢热连轧机板形控制系统开发、提高板形质量和降低轧辊消耗等方面取得了显著效果，如鞍钢成功实现1700及2150ASP线成套设备的开发和建设。
为了生产高强度汽车用钢板，热轧带钢层流冷却系统普遍采用了冷却路径控制，可以实现前部快冷、后部快冷、稀疏冷却、间断式冷却等多种控制冷却模式。为了加强对带钢相变过程的控制，可以在输出辊道的前部或者后部采用超快速冷却装置。目前，该项技术已经应用于热轧带钢和中厚板的轧后快速冷却，如：Arcelor/Carlam，JFE/福山，TKS等热连轧机组，对于3~4mm厚度的钢板超快速冷却装置的冷却速度可以达到400/s℃以上。通过应用超快速冷却技术，对热轧带钢轧后冷却过程进行精确控制，比利时科克利尔和日本的JFE分别成功开发了700MPa级和800MPa级高强度汽车用热轧带钢，用于制造汽车车轮轮毂。热轧带钢层流冷却系统有的采用边部遮蔽技术，以实现带钢横向温度分布的高均匀控制，这一技术对于高强钢的横向组织均匀性具有重要的意义。
为了改善IF钢的深冲性能，减少精轧机组的轧机负荷，开发了IF钢的铁素体区热轧技术。在生产中应用后，已经取得了降低轧制力以及提高热轧和冷轧深冲钢板性能的良好效果。
通过轧制和连续退火技术，目前已经可以生产440MPa级的BH钢，用作汽车面板，具有良好的抗凹陷性。为了生产汽车用的AHSS钢，对轧制和冷却过程进行控制，开发了强度级别达到1000MPa的高强热轧DP钢和TRIP钢，一些强度达到1000~1470MPa级的热轧复相超高强钢也已经开发出来，并应用于汽车结构件。
2. 中厚板轧制技术
轧机的强力化是中厚板轧机的重要发展趋势，轧机的单位宽轧制力达到20kN/mm，电机功率达到4kW/m，为轧机的TMCP和板形板凸度控制提供了强有力的支撑。中厚板轧机的控制功能和精度水平有了很大发展，除了常规的液压AGC厚度控制、WRB板形控制技术外，还开发了多点动态厚度控制技术、平面形状控制技术、CVC+板形控制技术等新一代高精度控制技术，板材质量有了很大提高。在后续的精整工序，采用强力式矫直机、矫直机的计算机自动设定、组坯剪切等新技术，提高了产品的精度水平。通过轧制、冷却、矫直、剪切的合理匹配，开发出了低残余应力钢板的生产技术，可以提供极低残余应力的钢板，大大减轻了用户的工作量。
高效率、高均匀性加速冷却技术和相应的自动化控制系统已经在各类中厚板轧机上普遍采用，我国已经依据各工厂的具体情况，开发了U形管层流、直管层流、水幕等不同的冷却方式，有的工厂在冷却系统的前部采用直接淬火系统。这些系统配以高精度的边部遮蔽装置、辊道速度控制系统和冷却自动控制系统，可以对中厚钢板在长度、宽度和厚度方向上进行高均匀性的控制冷却。
关于粗轧和精轧之间的待温过程，各厂采用不同的方式。有的采用交叉多坯轧制方法，有的在粗轧和精轧之间采用中间冷却，有的在主辊道旁边配置侧辊道，均可得到较好的冷却效果。日本近年开发出了高冷却能力的新一代加速冷却系统，该系统由于采用核沸腾方式，可以将冷却能力提高2~5倍，通过将淬火系统与在线回火系统组合，实现在线DQ+T，生产过去难以得到的新性能中厚板。中厚板热处理生产技术则仍以常化、调质等为主，国内有的厂已经进行热处理生产，有的在筹划建立热处理生产线。
在中厚板轧制中，TMCP、HTP和RPC等轧制技术得到了进一步的开发和应用，取得了显著进展，尤其是在高强度高性能中厚板产品的开发和生产方面。目前，国内已经可以生
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产建筑用460MPa级中厚板和耐火建筑用中厚板、X70~X100中厚板管线钢、储油罐用钢、高级别桥梁用钢、超低碳贝氏体钢、高性能容器用钢等。但是，我国中厚板的研发生产与国外相比仍有相当差距，国外大线能量焊接厚板、表面细晶高止裂性能中厚板、LP钢板等高级别高性能钢板已经开发出来并得到了广泛应用。
3．型钢、棒线材及管材轧制技术
型钢轧制技术方面，H型钢轧制技术取得较大进展，国外已经开发出了外形尺寸一定的H型钢的轧制技术和控制冷却技术。随着建筑结构用钢的大断面化，建筑物的高层化和大型化，外形尺寸一定的H型钢制造技术又有了新的发展和进步。当初开发的外形尺寸一定的H型钢仅指腹板高度一定，产品有15个系列95种尺寸，最大可制造的H型钢腹板高度为900mm。随着用户对翼板宽度一定和尺寸系列的要求越来越多，促进了下一代外形尺寸一定的H型钢的研发。下一代外形尺寸一定的H型钢是指腹板高度、翼板宽度都与板厚无关的H型钢，通过开发出的利用偏心套筒调节孔型深度的可变轧边机，实现了翼板宽度的一定化。新一代外形尺寸一定的H型钢通过板坯的大型化和新粗成型法的开发，制造了腹板高度达1000mm的大型外形尺寸一定的H型钢，产品范围也扩大到42个系列292种尺寸。我国近年来在H型钢生产方面，实现了全线过程控制的功能优化，研发了小变形矫直、在线防锈蚀技术，形成了包括高效优质H型钢洁净钢生产技术、高效异形坯连铸技术、万能轧机小张力连轧和控制轧制等完整的H型钢生产成套关键技术，处于国际领先水平。
在棒线材轧制方面，国际上开发了无头轧制技术，我国也引进了该技术，但是，效果不理想。最近韩国和日本合作，开发了焊接型连接技术进行无头轧制，应予关注。在棒线材高尺寸精度化轧制技术方面，除了连续无扭高速轧制技术之外，开发了自由尺寸轧制技术、高精度定径机组，达到了良好的控制精度。切分轧制技术可以大幅度提高中小规格的生产量，在我国普遍采用，目前小规格已经可以做到3切分轧制，个别企业已经在试验4切分轧制。采用高冷却速度的控制冷却系统，进行棒线材的控制冷却，可以较大幅度地全面提高钢材的力学性能，已经在带肋钢筋生产中应用，取得良好效果。棒材和带肋钢筋的大盘卷生产，适应了建筑、机加工等行业节材、高效发展的需要，已经在国内得到应用。此外，在高线生产中，通过对精轧温度和轧后冷却条件的控制进行轧材在线软化的技术倍受重视。我国新疆八一钢铁有限公司经过近10年的试验和研究，成功开发出了棒材全连续无槽轧制技术，2006年又在高速线材轧机上对无槽轧制技术进一步试验，目前已经在高速线材粗轧、中轧、预精轧机组实现了无槽轧制，在开发品种、提高产品质量、节能降耗、提高生产效率等方面取得了显著效果。
意大利布雷西亚Alfa Acciai棒材无头轧制作业线生产出第一批经过工字轮卷取的棒材大盘卷，它是世界上第一条无头轧制工字轮卷取作业线，将达涅利最新推出的两种创新技术即ERW无头焊接轧制技术和工字轮卷取作业线有机融合在一起。ERW无头焊接轧制技术通过方坯在线自动闪光焊接，使轧机实现不间断生产。工字轮卷取线则是通过无扭卷取，可将螺纹钢棒材卷取成超紧凑/超重棒材大盘卷，Alfa Acciai工字轮卷取作业线可以生产8～16mm直径、经过无扭卷取的超紧凑、超重螺纹钢棒材大盘卷，最大卷重可达3t。
达涅利摩根沙玛公司为Stahl Gerlafingen提供了PSP型钢定径轧制新技术，这是工字钢和型钢生产领域中的一项最新技术。PSP技术将UFR超灵活的可逆式预精轧机与一个独立的单机架UF万能精轧定径机架结合起来，改善了产品质量，提高了设备生产能力和效率，降低了生产成本。
最近的无缝钢管生产技术的进步主要是由无缝钢管用坯的连铸化引起的。由于圆坯质量的改善和制管技术的进步，采用热挤压方法制造的13Cr钢和奥氏体不锈钢管已经替换为轧制方式生产，最近开发了圆坯连铸-制管-热处理的直接化技术。管坯穿孔轧制引人注目的变化是圆锥形穿孔机和交叉辊穿孔机的发展。芯棒轧管机已向大型化(最大425mm)轧机或紧凑
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化发展。全浮动芯棒轧管机建立了轧制过程中芯棒保持在一定速度的芯棒保持技术，芯棒轧机的紧凑化使得机架数从7～9机架已降到4～5机架，穿孔、轧管所需的总能耗可减少20%。
宝钢作为世界上最后一条全浮动芯棒连轧管生产线，通过改善芯棒润滑条件，自主开发张力减径机非传统孔型，开发大规格孔型和高铬钢产品，提高生产线工艺自动控制水平，使生产线继续发挥能力，为用户提供高精度、高钢级的产品。
达涅利森特罗钢管公司近几年来开发出了先进的FQM型3辊限定芯棒无缝钢管轧制技术。FQM工艺是以连续轧制为基础，各轧制道次在恒定限速移动的芯棒上进行。采用FQM型3辊轧制技术可以生产出管壁更薄、壁厚精度和钢管表面光洁度更高的高质量无缝钢管。到目前为止，采用达涅利森特罗钢管公司FQM高质量轧制技术的钢管生产商有中国成都钢铁公司(攀钢集团)、俄罗斯Nizhnie Sergi公司、沙特阿拉伯JESCO公司和俄罗斯的TMK Seversky钢管厂，攀钢集团在2007年9月25日采用具有创新意义的FQM高质量轧制技术成功地生产出了第一批完全符合国家标准和国际标准的高质量的无缝钢管。
JFE公司知多厂成功开发了新一代电焊管生产技术HISTORY工艺，生产出具有高强度、高加工性和高尺寸精度等优良性能的HISTORY钢管，成为世界上首例通过在线中温热处理技术生产出的高性能电焊钢管。该工艺将焊管坯用JFE自行开发的薄壁管成型焊接机(CBR)制成母管后，再采用新开发的轧辊位相角为11.25℃的四辊型减径轧机在650～950℃中温区进行高压下减径。目前，HISTORY钢管已应用于汽车部件如底盘减震器，节油效果显著。
4．钢轨轧制技术
SMS Meer作为钢轨轧机的主供应商在过去的几年里为钢轨轧机技术发展做出了重要的贡献，满足了现代高速铁路交通的日益发展的需要。SMS钢轨轧制的前沿技术主要包括：轧机数目最小化的紧凑式布置节省了投资和生产运营成本；不需要独立的精轧机；适于生产钢轨和其它产品的紧凑连轧机上的万能轧制技术；带有液压调节系统的CCS(compact cartridge stand)轧机机架便于快速实现换辊更换产品规格以及减小偏差；RailCool™技术对钢轨可以实现选择冷却保证了钢轨均匀冷却避免发生弯曲和最大程度上减小了钢轨的残余内应力。SMS开发了一种新的紧凑式钢轨轧制技术，这种技术采用纵列式可逆轧机进行钢轨的万能轧制，并在韩国INI Steel公司浦项工厂第一次成功应用，目前包括中国的鞍钢、包钢、武钢和美国的Steel Dynamics公司、印度的Jindal Steel & Power公司和土耳其的Kardemir钢铁公司都选用了此技术进行钢轨的生产。
5．环形轧制技术
近些年来人们对柔性成形技术的兴趣一直在增长，然而环形轧制技术近一个世纪以来却并没有获得很大进展。T.F. Stanistreet等探讨了“增量环形轧制(incremental ring rolling)”的可能性，通过减少心轴与辊子的接触以及心轴的轴向和径向运动获得任意轮廓的环形截面。这种理念也被用来进行环形轧制设计优化，并设计出了一种新的柔性环形轧制机器模型。
J.M. Allwood等对增量环形轧制工艺的技术可行性和商业潜力进行了分析，通过物理模拟、有限元分析以及在工业环形轧制轧机上进行实验，结果表明经过精心设计刀具的轨迹进行环形轧制技术上是可行的。通过优化轧制工艺，获得了轧制过程有关工艺参数。A.K. Alfozan等在美国俄亥俄大学设计制造了一种实验室径向环形轧制轧机，并对轧制过程中的工艺参数如进给量、扩径、压力和温度等进行测量和控制。
6．铁素体轧制技术
近年来，随着轧制工艺和技术的进步，现代热带轧机利用铁素体轧制技术，已能够大规模生产50%以上0.9~2.1mm的热轧带钢产品。与冷轧产品相比，铁素体轧制能降低薄规格热轧带钢最终生产成本US$25/t。铁素体轧制能扩大热带钢轧机的产品品种，增大高附加值产品的比例，提高轧机生产的灵活性。低温铁素体轧制采用润滑轧制工艺，能够最大限度地
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降低轧制负荷、减少轧制负荷的不稳定以及轧辊的磨损，钢板内部组织理想，带钢表面质量高。铁素体轧制时通过在最后一个精轧机架后、输出辊道前添加了一个具有高速穿钢能力的地下卷取机以及采用Slug或Pony轧机技术，实现薄规格产品轧制中恒定的秒流量控制和等温轧制。
7．高速轧制技术
达涅利高速线材轧制的最新技术，包括双模块技术(twin module block, TMB)、DWB预精轧机组前紧凑式切头剪、低温轧制工艺(LTR)、达涅利金相组织控制工艺(DSC)、闭环控制系统、最新一代吐丝机和集卷站等。达涅利高速线材轧制采用双模块轧制系统的创新概念，结合TMB双模块机组和上游DWB预精轧机组之间的微张力控制系统，可以115m/s的高速度生产最小规格为Ø4.5mm的产品，同时产品的尺寸公差可以控制在±0.1mm范围内。
JFE公司在东日本制铁所千叶第一冷轧厂对镀锡基板冷轧机组进行各种高速轧制技术研发，包括高速轧制控制技术以及轧辊与钢板高效冷却技术，最终实现了最高轧制速度达2813m/min板厚≤0.15mm的极薄板带高精度高速冷轧。为了实现高速轧制，需要开发耐磨工作辊、高润滑轧制油、高效冷却技术和高速板形控制系统。
8．活套控制技术
活套控制是保证稳定可靠的板带轧制过程的重要考虑因素之一，活套控制的目的是使板带在机架间平稳运行，控制板带张力在理想的范围内。基于多参数控制的线性二次型逆问题控制理论(inverse linear quadratic, ILQ)被用来提高活套的控制能力。在薄带生产线上，除了批量轧制外，半无头轧制(semi-endless rolling)和快速产品切换技术也具有很好的应用前景，它可以实现不同规格产品的快速切换同时保证较高的尺寸精度和较小的机架间的张力波动。
德国西马克公司采用差压活套和张力计活套控制技术来检测板带宽度方向的张力分布，自动调节轧机辊缝，改善活套板带张力控制的稳定性，扩展了活套的控制功能。日本东芝公司采用PI+ILQ活套综合控制，实现了活套角度与板带张力同时闭环，使板带张力控制的稳定性有了一定程度的改善。对薄规格板带产品，产品厚度偏差小于25μm，宽度偏差小于10mm，PI+ILQ综合控制与单独采用PI控制相比，活套张力波动和高度波动分别只有后者30%和20%左右。
意大利Danieli自动化部提出了一种基于摩擦补偿的滑动控制(sliding mode, SM)模式，用于热轧板带机架间活套控制，通过在希腊Sovel SA热轧板厂精轧机组进行测试，显示出了比传统的PI活套控制更具优势和效率。
(三)冷轧带钢生产技术的发展
1．酸洗技术
在酸洗线中采用了拉伸破鳞和紊流酸洗技术。酸洗技术由硫酸酸洗发展到盐酸酸洗，在盐酸酸洗方面，浅槽紊流酸洗技术可以提高酸洗效率，提高酸洗线的酸洗速度，节省酸液，可以回收再利用。我国已经可以自行设计制造冷轧浅槽紊流酸洗的生产线。为了提高轧制过程的效率，已经发展了大型酸轧联合机组，由于酸洗线和轧制线的连接，提高了生产效率，减少了带钢切头损失，使冷轧机组上了一个档次。近年来我国新建的宽带钢冷轧生产线一般均采用了国际上最先进的酸洗-冷轧联合机组(CDCM)，将酸洗冷轧集中在一条作业线上进行连续处理，从酸洗到冷轧完成仅需进行一次开卷和卷取，与过去工艺相比，节约了投资，降低了生产成本，提高了经济效益。达涅利公司开发了用于厚板生产的推拉式酸洗作业线(PPPL)、连续式酸洗作业线和热浸镀锌作业线。
2．冷轧技术
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冷连轧机根据产品精度要求，可以采用4辊式和6辊式。如果轧制精度要求高，规格比较薄，应选择6辊式。六辊式轧机有HCM、HCMW、UCM、UCMW、CVC-6等不同机型，其中UCM轧机是日本三菱-日立公司开发的新一代六辊冷轧机，相比于HCM轧机增加了中间辊弯曲，其中间辊不仅能够轴向移动还设有正弯辊，工作辊则设有正负弯辊。UCM轧机增加工作辊轴向移动即成为UCMW轧机，UCMW轧机具有较好的2次和4次板形的调整功能，又可以较好的控制边部减薄，应用较多。可逆式轧机除了普通单机轧机外，还出现了双机架可逆式冷轧机，已经在我国济钢等单位得到应用。我国新建的串列式冷轧机大多采用德国SMS-DEMAG开发的6H-CVC Plus轧机或日本三菱-日立开发的6H-CVC轧机，利用中间辊的轴向移动来控制辊缝形状，具有良好的带钢板形控制能力和稳定性。最近我国中冶京诚公司开发的5机架八辊串列，拓普公司开发的5机架十四辊连轧生产线均已投入生产，一般用于年产能力60万t左右的冷轧带钢生产线。
为了提高产品的厚度精度，除了传统的AGC控制方式外，现代冷连轧机普遍配备了激光测速仪、机架间测厚仪等检测仪表。激光测速仪直接测量带钢的速度，其测量精度可以达到±0.05%，激光测速仪配合AGC控制技术可以提高出口带钢厚度控制精度，其保证值可以提高到0.8%。利用支撑辊的滚动轴承化以及高响应速度的交流调速，再配以高精度轧制技术，可以实现高速轧制技术，国外已经可以达到2800m/min。
3．连续退火技术
连续退火技术是生产优质高强钢重要的生产技术，其关键核心技术是退火后的快速冷却技术。我国已经引进快速冷却技术，目前急需国内消化引进再创新，开发具有我国特色的连续退火快速冷却技术。
连续退火技术是重要的控制冷轧板质量的技术。近年来对退火工艺技术研究，主要集中在开发柔性退火技术，其中心思想是利用退火过程中温度的控制，改变钢材的相变过程，得到不同的组织和性能，满足用户的多方面的需求。
4．板带涂镀层及表面技术
连续式热镀锌生产技术，要点是研究热镀锌板镀层的抗粉化性能，防止材料表面氧化造成的漏镀点。对于合金化热镀锌汽车用高强钢来说，一般在钢中添加了较多硅和锰等易氧化元素，在连续镀锌机组进行再结晶退火时，这些元素会发生外部氧化，并富集在钢板表面。为了抑制再结晶退火时易氧化元素在钢板表面的富集，JFE公司开发了扩大硅和锰等合金元素添加量范围的合金化热镀锌钢板。如在退火前对钢板表面进行电镀，延缓钢板表面易氧化元素的富集；在热轧阶段即对易氧化元素的表面富集进行抑制等。针对易氧化元素在钢板表面的富集，研究了低硅成分设计和相应的退火工艺设计，采用铝代替硅，既保证了基板的性能，又改善了镀锌板的镀层质量。充分考虑连续热镀锌的镀锌温度制度，针对高强汽车用镀锌板组织要求，建立了可以兼顾热镀锌和连续退火的工艺制度，得到需要的镀层质量和材料组织与性能。合金化镀锌已经较大幅度地提高了热镀锌钢板的涂层质量，在汽车行业得到了广泛的应用。对于汽车车身用合金化热镀锌钢板来说，当强度超过了980MPa，除了需要改善材料性能、确保镀层附着性和防锈性能外，在钢板的成形、焊接和延迟破坏技术等方面也需要不断取得进步。
热镀锌板技术今后研发的重点主要是：对锌液成分的改善和稀土等微量元素的添加对热镀锌的影响；对镀锌板表面粗糙度进行控制；对钢板的表面质量即表面缺陷状态、清洁度和表面形貌的控制；对锌锅流场进行研究，改进锌锅的加热方式和锌锭的加入位置；解决先进高强度钢 (AHSS)如双相钢(DP)、相变诱导塑性钢(TRIP)、复相钢(CP)和马氏体钢(MART)的退火热处理制度与镀锌工序之间的矛盾以及高强度钢中的合金元素与钢板可镀性之间的矛盾。
根据欧洲的禁令，涂镀钢板的钝化过程应为无六价铬涂层过程，为此国外已经生产了无
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铬钝化钢板，但是成本比有铬钝化高得多。为了防止铅的有害作用，汽车油箱用钢板已经过渡到采用无铅钢板。功能化涂层钢板生产技术是涂层钢板的重要发展方向，国际上已经开发出耐指纹钢板，自润滑钢板，防菌钢板等功能型钢板，我国也已经开始生产。
O5面板用钢板的生产技术受到重视，并已经取得重要成果。在汽车、家电等高质量冷轧、退火、涂镀生产线上，采用表面清洗技术、乳化液过滤技术、合理的工艺润滑技术、环境清洁化技术等，保证了钢材表面的清洁度，提高了表面质量。我国宝钢、鞍钢等企业不仅可以大批量生产供应O5面板，而且在成材率和质量稳定性方面达到和