薄板坯连铸连轧（TSDR）是冶金工业中最重要的技术之一。自从1989年美国纽柯钢铁公司将此项技术应用于工业化生产以来，此技术得到广泛的利用和发展，并已日臻成熟。目前，一台薄板坯连铸机的生产能力已达到90～200万t/a。随着CSP技术的发展，已经开发出不同的连铸连轧技术，其中主要是依据板坯的不同厚度。传统连铸法生产的板坯厚度为200～300mm。采用近终形连铸技术生产扁平材，其铸坯厚度如下：
薄板坯：40～125mm
厚带钢：8～25mm
带钢：1～8mm
薄带钢：<1mm
一些人认为薄板坯的厚度限于40～90mm，而厚度在90～150mm的板坯应定义为中厚板坯。1990年以来，在生产低碳高强度低合金钢的薄板坯连铸连轧技术中采用了微合金化技术，其工艺特点与传统技术有很大的区别。
薄板坯连铸连轧的类型
CSP工艺最先由SMS公司设计和开发，但在近年来派生出大量的不同方法，并已有很多改进。在各种不同的薄板坯技术中，CSP工艺经历了不同的变化和发展，全世界已有超过44台的连铸机采用TSDR工艺进行生产，约占连铸连轧法的60%～70%。所有的TSDR工艺采用的一些设备是共同的，例如摆式剪、高压除鳞机、液压厚度控制和可依据不同的钢种采用不同的冷却方法的层流冷却线。为了减少中心疏松和偏析、提高生产率，某些钢厂采用液芯压下，在板坯连铸机的轻压下时施加机械压力。不同TSDR的主要特点如表1所示，现简述如下：
（1）紧凑式带钢生产（CSP）：CSP工艺的主要特点之一是采用漏斗型结晶器和大口径浸入式水口。薄板坯初生坯壳厚度为50mm，一经定尺切割即被送进长约200m的隧道炉中，在送入精轧机之前进行均质、均热。起初，纽柯钢铁公司的轧机是5机架，现在趋势是再增加1～2个机架或者更多。
（2）在线带钢生产工艺（ISP）：采用此工艺的连铸机有一个平板型结晶器，薄板坯的厚度为60～80mm，在连铸过程中采用轻压下技术。薄板坯直接送入3机架轧机，轧制到预定的厚度（15～25mm）。铸坯在感应式加热炉中加热，并用一台双卷箱式炉卷取，此炉称作Cremona炉。带钢在精轧机入口外开卷。这种布置所需的空间要比采用薄板坯连铸连轧工艺的隧道炉小得多。
表1主要的薄板坯连铸连轧工艺
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工艺公司结晶器类型厚度mm加热炉产能百万t投产时间
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CSP纽柯（美国）漏斗型50～70隧道式1.81989年和1994年
ISP阿尔维迪（意大利）平板型60～80感应式0.81992年
Conroll阿维斯塔（瑞典）平板型75～125推钢式0.81995年
QSTTrico（美国）平板型90～105隧道式2.21996年
fTSC阿尔格马（加拿大）透镜型45～90感应式+隧道式2.01997年
DSP康力斯（荷兰）漏斗型70隧道式1.31999年
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（3）Conroll（连铸连轧）：此工艺采用平板型结晶器，中厚板坯的厚度为70～80mm，在进入精轧机之前，送入加热炉加热。最初应用于不锈钢的生产。后来所建生产线生产的中厚板坯的厚度为100～15mm，并与1～2机架粗轧机和5～7机架精轧机相连接。
（4）灵活型薄板坯连铸工艺（fTSC）：此工艺的特点是结晶器为平板型设计，可生产包晶钢，经液芯轻压下和粗轧后，送至加热传送台，以避免在板坯送入精轧机之前有过多的温度损失。
（5）优质带钢生产工艺：此工艺是在平板型结晶器的基础上开发的，其优点是可以浇注包晶钢。板坯厚度约为90～110mm。据报道，采用这种设计，拉坯速度高于CSP工艺。
此后，TSDR工艺的发展包括半无头轧制工艺，旨在生产超薄规格（0.8mm）以及提高生产率。采用此工艺，送入轧机的板坯长度大大增加，带钢可根据终卷的尺寸定尺切割。所需的隧道炉长于传统工艺（大于300mm），大大减少了轧制薄规格所产生的相关问题，如带钢的头尾不稳、轧制过程中薄带钢对轧辊的损伤、润滑问题等）。
如表1所示，不同板坯的厚度范围较大，目前对板坯的较为理想的厚度仍在讨论之中。最近，有报告指出，板坯的厚度应当考虑与生产成本、资金和产品质量相关的各个方面，例如：加大压下量以改变铸态组织；减少有缺陷的表面面积；加大容量，改善流动条件；通过除鳞减小表面和产量损失等。必须注意的是，在浇注厚度较大（大于60～70mm）的薄板坯时，应采用液芯轻压下技术。
经济和生态效益
据统计，采用薄板坯连铸连轧工艺生产的钢产量接近于世界热轧带钢总量的15%。最近几年内，新钢厂数量增加主要是因为亚洲的钢材需求量快速增长。采用薄板坯连铸连轧工艺的钢厂迅速增多的原因之一是与传统工艺相比具有经济和生态方面的优势。考虑到可能的经济优势，必须对投资费用、能耗和产量/人力比三个方面进行评估，一些优势简述如下：
（1）降低与传统钢厂相关的大型连铸机、均热炉以及粗轧机的投资费用。
（2）能量输入仅为传统工艺的25%～30%左右。有关研究表明，在所有的钢铁生产工艺中以及用废钢炼钢的电炉法中，所需能耗是最低的，从50mm厚度的薄板坯最终轧制成2mm的厚度，所需的能量为传统工艺（高炉和加热254mm厚的板坯）的六分之一左右。
（3）成本比传统的联合钢厂大大降低：吨钢成本比联合钢厂的1～2工时低0.36工时。这是由于薄板坯连铸连轧工艺自动化程度比传统工艺高的缘故。
（4）薄板坯从连铸机出来到产品卷取成卷不超过30min。相比之下，在传统的联合钢厂板坯的冷却往往需要数天的时间（有时在加热和热轧之前还要储存很长时间；有的钢厂的连铸和轧制还不在同一地点）。
（5）采用薄板坯连铸连轧工艺，连铸和卷取距离小，占用空间小。
在生态优势上还必须考虑以下几个方面：
（1）采用电炉供应钢水，环境优势在于使用废钢炼钢。采用薄板坯连铸连轧工艺，吨钢温室气体排放量比传统联合钢厂降低0.14～0.2t。
（2）降低能耗具有直接的生态效益，例如在热轧时的二氧化碳排放量，采用传统工艺（加热、轧制250mm厚度的板坯）的能耗要比采用50mm厚的薄板坯直接轧制高2倍。
薄板坯连铸连轧工艺与传统轧制工艺的差别
与传统轧制工艺相比，例如与传统的控制轧制（CCR）相比，薄板坯连铸连轧工艺有很多变化，重大的变化如下：
（1）凝固时中心偏析较小，夹杂物尺寸较小（凝固速率和二次凝固冷却速率较高）。
（2）薄板坯在进入精轧机前的温度分布均匀，热轧带钢的力学性能稳定。
（3）热轧前的铸态奥氏体晶粒粗大，与冷轧或热装相比，直接装料轧制没有奥氏体-铁素体（冷轧时）和铁素体-奥氏体（加热时）相变，轧制前的显微组织得以细化。
（4）氮含量和残余元素含量较高（采用电炉废钢炼钢法）。
（5）热轧的总压下量较小。
（6）某些薄板坯连铸连轧工艺无法浇铸碳含量为0.09%～0.17%的包晶钢（主要取决于结晶器的几何形状及板坯厚度）。
在热机械过程中，所有这些特性将对微合金化元素的性能产生重大的影响。图1所示为薄板坯连铸连轧工艺的主要阶段（考虑到相应的CSP工艺的布置）以及微合金化中相应的显微组织的变化。同样，在合金化中也会出现某些问题。其中，轧制前由于过早的析出而造成微合金化效率损失，可能会造成最终产品的表面缺陷和显微组织不均匀。为了将这些问题减小到最低限度，对每种工艺、有别于传统工艺的专项解决方案，必须选择适当的化学成分、工艺参数。此外，采用微合金化的薄板坯连铸连轧工艺还要考虑以下两个方面：
（1）优化微合金化添加剂，降低产品的生产成本。
（2）传统钢厂采用薄板坯连铸连轧工艺生产开发新钢种或者新厚度中应用微合金化技术的作用。
