ISO 151772021 商用质量热轧双辊铸轧钢板标准立项发展报告

*商用质量热轧双辊铸轧钢板标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Hot-rolledtwin-rollcaststeelsheetofcommercialquality摘要随着全球钢铁工业向高效、低碳、短流程方向转型，双辊铸轧技术作为一种近终形制造工艺，因其显著缩短生产流程、降低能耗及投资成本而受到广泛关注。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO15177:2021《商用质量热轧双辊铸轧钢板》标准，系统阐述了其立项背景、核心技术要求、与现有标准的关联性及产业应用价值。报告首先分析了双辊铸轧技术相较于传统厚板坯连铸-热连轧工艺的技术优势及其在全球范围内的产业化现状。其次，重点解读了该标准的核心技术内容，包括钢板化学成分、力学性能、尺寸公差及表面质量等关键指标，并对比了其与通用热轧钢板标准（如ISO3573）的异同。研究表明，该标准为双辊铸轧钢板提供了统一的质量判定依据，填补了该细分领域国际标准的空白，降低了国际贸易中的技术壁垒。报告最后指出，该标准的发布与实施将有力推动双辊铸轧技术在汽车、建筑、家电等行业的规模化应用，对促进全球钢铁制造技术的绿色低碳发展具有里程碑式的意义。关键词：双辊铸轧；热轧钢板；商用质量；国际标准；ISO15177:2021；近终形制造；扁平材Keywords:Twin-rollcasting;Hot-rolledsteelsheet;Commercialquality;Internationalstandard;ISO15177:2021;Near-net-shapemanufacturing;Flatproducts1.引言在全球“碳达峰、碳中和”战略目标下，钢铁工业作为能源消耗和碳排放的重点行业，正面临前所未有的技术升级压力。传统的钢铁生产流程——高炉-转炉长流程及薄板坯连铸连轧短流程，虽然技术成熟，但在节能降耗和投资成本方面仍有较大局限性。双辊铸轧技术，作为一种革命性的近终形制造工艺，将液态钢水直接铸轧成1至2毫米厚的薄带钢，省去了连铸、加热及多道次热轧工序，使生产线长度从数百米缩短至几十米，能耗降低约50%，生产成本降低约30%，被公认为21世纪最具发展潜力的钢材生产绿色技术之一。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2021年发布的ISO15177:2021《商用质量热轧双辊铸轧钢板》标准，是双辊铸轧技术标准化进程中的重要里程碑。该标准专为“商用质量”等级的钢板制定，这类产品通常用于对表面质量及成型性能要求相对宽松，但对成本敏感性高的应用领域。本报告旨在从标准化发展的角度，对该标准的立项背景、技术内容、适用性及产业价值进行深入剖析，为相关企业的技术研发、生产管理和国际贸易提供参考。2.标准立项背景与行业发展分析2.1产业迫切需求双辊铸轧技术虽然起源于20世纪中叶，但直至21世纪初才在工业级规模上实现商业化突破。以纽柯钢铁（Nucor）等为代表的钢铁企业成功实现了该技术的连续稳定生产。然而，由于生产工艺（如铸轧速度、冷却制度、轧制力控制）的独特性，双辊铸轧钢板的微观组织（如晶粒大小、偏析程度）和表面特性与常规热轧钢板存在差异，导致传统的热轧钢板标准（如ISO3573、EN10025）无法完全适用于评价其质量。例如，传统标准中对厚板坯连铸中常见的“中心线偏析”的评级方法，对于薄带铸轧（几乎没有中心偏析）完全不适用。产业界亟需一套专门针对双辊铸轧工艺特征的质量判定标准，以规范市场秩序，保障用户权益。2.2技术演进趋势双辊铸轧技术经历了从实验室研究到工业化生产的飞跃。其核心工艺在于将钢水注入两个反向旋转的结晶辊之间，钢水在辊面快速凝固并被轧制成带钢。该技术的优势在于：-流程极简：省去了连铸、板坯加热炉和粗轧/精轧机组，直接实现“从钢水到卷板”。-组织细化：极高的冷却速度（可达\(10^3-10^4\)K/s）赋予铸带钢独特的细小等轴晶显微组织，其二次枝晶臂间距远小于传统连铸坯。-节能环保：直接省略了板坯再加热环节，显著降低了化石燃料消耗与温室气体排放。然而，其技术难点也显而易见，包括结晶辊寿命、熔池稳定性、边部质量控制以及与下游冷轧工序的衔接等。ISO15177:2021的立项，正是为了回应这些技术发展中的标准化需求。2.3标准化历程国际标准化组织技术委员会ISO/TC17（钢）下属的SC12（连续轧制扁平材产品）分委会组织制定了该标准。在起草过程中，工作组充分考虑了全球主要的双辊铸轧生产商（如浦项制铁POSCO、纽柯Nucor等）的技术数据与市场反馈。标准起草历时数年，经历了从工作组草案（WD）、委员会草案（CD）到国际标准草案（DIS）等多个阶段，最终于2021年8月正式发布。该标准的发布，标志着国际社会对双辊铸轧技术商业地位与成熟度的正式认可。3.标准核心内容解读ISO15177:2021适用于厚度范围为1.5mm至4.0mm、宽度范围通常为1000mm至2000mm的热轧双辊铸轧钢板。其核心内容主要体现在以下几个方面：3.1化学成分标准对钢的熔炼分析化学成分进行了明确规定，主要控制了碳（C）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）等元素，以确保钢的基本可焊性和成型性。与通用热轧钢板相比，该标准对某些微量元素（如硅、铝）的允许范围更宽，以适应双辊铸轧工艺对钢水纯净度和流动性的特殊要求。例如，标准可能允许稍高的铝含量以进行脱氧和细化晶粒，但需避免因过量铝导致铸轧过程中产生“气泡”缺陷。3.2力学性能与工艺性能商用质量钢板主要关注其常规力学性能，包括屈服强度、抗拉强度和延伸率。ISO15177:2021规定了不同牌号（如HR1、HR2等）的力学性能下限。值得注意的是，由于双辊铸轧钢板的快速凝固特性，其屈服比（屈服强度/抗拉强度）通常略低于同成分的传统热轧板，表现出更好的成型性能。该标准取消了传统标准中对该类产品严格的弯曲性能要求，反映了其“商用”而非“结构用”的定位。3.3尺寸与形状公差标准对厚度、宽度、镰刀弯、不平度等外形尺寸误差进行了量化。受限于双辊铸轧工艺的设备特性（辊系刚度、冷却均匀性），该类产品沿宽度方向的厚度均匀性控制难度较大。因此，相较于ISO3573等标准，ISO15177:2021在厚度公差方面可能设置了稍宽的公差带，特别是针对带材边缘部分的厚度偏差。3.4表面质量商用质量等级允许存在轻微的、不影响后续加工（如冲压、涂装）的表面缺陷，如气泡、结疤、划伤等。但标准明确禁止出现严重的分层、裂边或有害的氧化铁皮压入。与深冲或精密级板材相比，该标准的表面验收标准更为宽松，体现了“够用就好”的商用实用性原则。3.5与相关标准的比较该标准与ISO3573:2020《商用和冲压用热轧碳素钢板》的主要区别在于：-生产工艺限定：ISO15177特指“双辊铸轧”工艺，而ISO3573适用于所有热轧工艺。-微观结构差异：双辊铸轧钢板的组织更均匀、偏析更轻。-可成型性：ISO15177产品适用于一般的成型和折弯，但一般不适用于深拉延。-验收条款：ISO15177的公差、缺陷定义均针对铸轧工艺特点进行了优化。4.标准主要参与单位介绍（以国际标准化组织ISO/TC17/SC12秘书处为例）标准的制定离不开行业领先机构的鼎力支持。在此，我们将重点关注标准制定过程中的技术牵头与协调单位——国际标准化组织钢技术委员会连续轧制扁平材产品分委会（ISO/TC17/SC12）及其秘书处。组织概述：ISO/TC17/SC12是国际标准化组织下属的专业技术委员会之一，专门负责连续轧制（热轧和冷轧）扁平材产品领域的国际标准制修订工作。其工作范围覆盖了各类钢带、钢板、覆层板等产品标准，以及相关的试验方法、尺寸公差和交货技术条件。该分委会在全球钢铁标准化体系中占据核心地位，拥有来自中国、日本、德国、美国、韩国等主要产钢国的众多专家成员。作用与贡献：在ISO15177:2021的立项与编制过程中，ISO/TC17/SC12的秘书处发挥了关键的统筹与协调作用。1.组织立项论证：分委会秘书处在收到澳大利亚、韩国等国家提出双辊铸轧钢板标准化的新工作项目提案（NP）后，迅速组织各国专家进行投票和论证，系统地评估了该技术的成熟度、商业应用前景以及标准化工作的必要性。2.技术框架搭建：分委会成立了专门的工作组（WG,WorkingGroup），由来自技术领先企业（如POSCO、Nucor）的专家牵头起草。工作组在秘书处的帮助下，建立了涵盖化学成分、力学性能、表面质量等维度的完整框架，确保了标准内容的科学性和合理性。3.协调利益分歧：在标准制定过程中，不同国家基于自身产业现状（如设备能力、产品定位）对公差设定、合格判据等细节存在分歧。秘书处通过组织多次国际会议和函审，成功调和各方观点，最终达成共识。例如，关于厚度公差的讨论，通过引入“按照协议”等灵活性条款，既满足了技术规范需求，又照顾了不同厂商的设备能力差异。通过ISO/TC17/SC12及其秘书处的不懈努力，ISO15177:2021不仅成为一项技术上可靠、经济上可行的国际准则，更展示了国际标准化在促进新技术产业化、全球贸易便利化方面的卓越价值。5.标准实施的意义与影响ISO15177:2021的发布与实施对全球钢铁行业及相关下游产业具有深远影响：5.1推动绿色制造技术普及该标准为双辊铸轧这一低碳技术提供了“通行证”。标准认可了该技术生产产品的市场地位，增强了投资者和下游用户对技术路线的信心。这将激励更多钢铁企业投资建设双辊铸轧生产线，加速传统高炉长流程向这一绿色短流程的转变，助力全球钢铁工业实现碳中和目标。5.2降低贸易摩擦与技术壁垒在此标准发布前，各国对双辊铸轧钢板的质量判定依据不一，经常导致商业纠纷。例如，出口方按照内部工艺标准供货，而进口方却参照通用热轧板标准验收，导致误判。ISO15177:2021的统一判据消除了这种障碍，买卖双方有了共同的“技术语言”，有利于促进该产品的国际贸易，扩大市场规模。5.3引导下游产业选材优化对于汽车、家电、建筑等终端用户而言，该标准提供了清晰的产品性能图谱。用户可以根据标准中提供的力学性能数据、成型工艺参数，准确评估能否采用成本更低的双辊铸轧钢板替代传统热轧板。例如，在制造重型卡车底盘结构件或建筑用檩条时，标准给出的屈服强度指标足以满足设计要求，可帮助企业实现降本增效。5.4促进标准的持续迭代ISO15177:2021作为第一版标准，定位为“商用质量”等级。未来，随着双辊铸轧技术的进步（如硅钢、高强钢的铸轧），标准化工作将向更高端、更精细化的方向演进。该标准草案中提到的“如供需双方同意，可执行更高的性能要求”等弹性条款，为后续开发诸如“结构用双辊铸轧钢板”（对应ISO630系列）、“对表面质量有更高要求的冲压用板”等系列标准预留了接口。6.结论ISO15177:2021《商用质量热轧双辊铸轧钢板》标准的正式发布，是国际标准化组织在全球钢铁制造技术转型期取得的重大阶段性成果。它不仅为一种全新的、具有革命性的近终形制造工艺提供了科学、规范的质量评价体系，更从顶层设计层面肯定了双辊铸轧技术在提高资源利用率、降低碳排放方面的巨大潜力。