本文依托国家十一五科技支撑计划“新一代可循环钢铁流程工艺技术”项目,以国内某宽厚板生产线建设及新产品开发为背景,以连铸坯生产高韧性特厚板及提高宽厚板综合成材率为研究对象,在中厚板直接轧制技术、连铸坯生产高韧性特厚板技术、提高中厚板综合成材率等方面开展研究工作。所开发的中厚板高效轧制技术,根据轧制规格设计剪切规则等技术已经成功应用于国内某宽厚板生产线。该工艺技术投入生产后,生产效率明显提高,综合成材率逐渐上升。主要研究内容和成果如下：1.用三角形速度场,以上界功率最小化,首次求得板坯轧制中心缺陷压合的临界力学条件；相应的变形几何条件为：l/h≥0.518缺陷压合。2.以现场有内部缺陷,320mm连铸坯在实验室进行模拟轧制,模拟比为2：1。当压下率<10%,未达到缺陷压合临界条件,钢板出现探伤缺陷且Z向断面收缩率较低；随着压下量的逐渐增加,Z向断面收缩率提高,当压下率达到临界压合条件,钢坯缺陷被压合,探伤合格。3.在实验室模拟轧制基础上,在某宽厚板生产线进行了工业试验,验证了道次压下量较小,粗轧纵轧阶段未达到缺陷压合临界条件时,钢板内部缺陷未压合且探伤不合格；当粗轧纵轧l/h超过0.518时,150mm特厚成品板内部缺陷被压合,探伤合格。4.通过热模拟试验,研究了C-Mn钢高温奥氏体变形过程中的动态再结晶和静态再结晶行为,建立了热加工方程并预测出奥氏体再结晶变形激活能为273kJ/mol。以此为基础,在某宽厚板生产线上实现了高温奥氏体直接轧制+水冷工艺开发60-85mm规格Q345系列钢板,达到了减量化目标。5.研究特厚板坯质量控制、加热制度、压下规程与控轧控冷工艺等对高韧性特厚板的影响,通过严格控制有害元素P、S含量分别小于0.014%和0.004%,H含量控制在1.0ppm以内,钢坯心部偏析达到C类0.5；加热时间达到钢坯温度均匀的要求,轧制采用低速大压下(△hmax达到38mm),钢板通过缓慢冷却促使H扩散,经过900℃正火后,实现了400mm连铸坯生产130mm以下规格Q345E-Z35高韧性特厚板的目标。使国内某宽厚板生产线成为国内首家用连铸坯生产高韧性特厚板且成材率达到了89.14%的企业。新工艺比用铸锭生产的传统工艺提高成材率8-15%。6.采用超快冷工艺,实现17.5mm规格管线钢冷却速度从ACC生产的25℃/s提高到35℃/s。生产X70的组织形态为贝氏体+针状铁素体+少量MA岛,表层和四分之一处晶粒细小,为典型贝氏体+针状铁素体组织,心部晶粒和表层有一定差异,心部块状铁素体相对粗大。钢板屈服强度比ACC生产的提高60MPa,抗拉强度提高45.8MPa。合金含量降低了17.5%,实现了合金元素减量化。7.高强钢采用UFC+堆垛缓冷工艺,实现了TMCP工艺生产Q550D高强钢,取消了原ACC生产后的回火工序,实现了工序减量化目标。8.分析了影响成材率的关键因素,以现场大量数据测量为基础,对厚度偏差、切边量和切头尾量规则进行了优化,获得了合理坯型设计规则。用Power Builder编程软件,开发出具有友好人机界面的应用程序。与人工计算比较表明,该软件有效避免人工计算错误,利于规则优化。在国内某宽厚板生产线投入运行后,船板成材率较投产初期提高了2.74%,实现了几何形状减量化的目标。