硅钢是电力和电信行业制造发电机、电动机、变压器等电器的重要软磁材料，也是一种高投入、高技术、高消耗、高成本的钢材。自20世纪初取向硅钢出现以来，美国和日本的研究人员对其进行了大量研究，生产工艺和性能水平不断提高。传统生产主要以厚板坯工艺为主，但传统生产存在工艺流程长、工艺复杂、技术要求严格等问题。短流程生产线可以大大降低资源和能源的消耗，减少有害气体的排放，降低生产成本。在全球排放问题日益紧迫，钢厂经济效益大多较差的背景下，短流程钢铁生产可以有效缓解这一压力。
薄板坯连铸连轧技术和薄带连铸连轧技术都体现了缩短工艺流程的思想。传统板坯连铸机+常规热轧机要求车间覆盖的工艺路线长度约为800m·m，薄板坯连铸工艺包括一台连铸机、一台常化炉和几台热轧机架，所需工艺路线长度约为一半，即300 m ~ 400 m，而采用Castrip技术的薄带连铸连轧工艺路线长度仅为60m，新建路线长度已缩短至50m以内。各工艺路线对比见图1。
图1各种工艺路线的比较
短流程硅钢生产的发展现状薄板坯连铸连轧技术由于有多家单位参与研发，形成了自己独特的生产工艺。最具代表性的薄板坯连铸连轧技术包括Simak公司的CSP技术、丹麦公司的ISP技术、德国Dagnelie公司的FTSR技术、VAI奥地利的CONROLL技术、鞍钢的ASP技术、新日铁和住友的QSP技术等。其中，CSP技术最受欢迎，占全球市场份额的50%以上。国内钢铁企业，如涟源钢铁、唐钢、武钢(现隶属宝武集团)，可以批量生产中高碳钢和硅钢。利用薄板坯连铸连轧工艺钢水凝固速度高的优势，马钢在国内率先采用CSP工艺试制成功冷轧低牌号无取向硅钢，主要技术指标优于传统工艺的同类型产品。无取向硅钢占WISCO CSP生产线产量的40%。
国内外企业对薄带连铸连轧工艺生产钢材进行了大量的研究和实践。目前最火的有Newco的Castrip，浦项的Postrip，宝钢的Baostrip，东北大学的E2Strip。东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室(RAL)在实验室条件下开发了不同硅含量、性能优异的无取向硅钢、取向硅钢和高级硅钢。河北叶静集团与之合作，推出了中国第一套具有完全自主知识产权的短流程薄带连铸优质钢项目。本项目基于我国在特殊钢产品技术和薄带连铸装备技术领域的理论研发成果，将E2Strip薄带连铸技术成果产业化。
短流程生产硅钢的专利状况
截至2017年4月，全球已获得447项硅钢短流程生产专利(合并为139项同家族专利)。
专利分布
检索到的447项专利涉及50个专利权人，包括钢铁公司、研究机构和设备供应商。
图2国内外短流程硅钢生产年度专利申请分布
从图2可以看出，短流程生产硅钢的技术从1977年开始申请专利，发展了近40年，大致经历了三个阶段:从1977年到1999年的最初阶段。现阶段专利申请量很少，占申请总量的13.7%。这一阶段跨越23年，专利申请总量只有19件，平均每年不到一件专利。现阶段，短流程技术的发展处于探索阶段，对硅钢生产的研究更少。
从2000年到2008年的稳定时期。在这一阶段，专利申请量占申请总量的17.3%。这一阶段跨越9年，共有24项专利申请，平均每年近3项专利申请。现阶段，短流程工艺，尤其是薄板坯连铸连轧工艺经过消化吸收，完成了推广应用。
2009年后的快速发展期。在这一阶段，专利申请量占申请总量的69.1%。这一阶段跨越8年，共有96项专利申请，平均每年超过10项专利申请。现阶段，薄带连铸技术蓬勃发展。中国东北大学在这方面做了很多研究，2016年华南理工大学申请了薄板坯连铸连轧生产硅钢的6项专利。
专利申请状态
表1显示了短流程技术生产硅钢的国内外主要申请人的专利分布。从表1可以看出，短流程硅钢生产的专利申请量前三名分别是蒂森克虏伯(118)、纽科(47)和东北大学(38)；前15名申请者中，有6名中国申请者，其余9名申请者来自德国、美国、韩国、日本等发达国家。
表1国内外主要公司短流程硅钢专利分布
以下是主要申请人在短流程技术生产硅钢方面的专利介绍。蒂森克虏伯。蒂森克虏伯在短流程硅钢生产领域共申请了118项专利。是该领域专利申请数量最多的外国申请人，申请时间跨度为1991年至2014年。蒂森克虏伯短流程生产硅钢的专利主要采用薄板坯连铸连轧，在这方面已经申请了93项专利。其中有效专利67项，有效率72%。此外，公司在薄带连铸连轧生产硅钢方面申请了25项专利，其中有效专利2项。因此，蒂森克虏伯在薄板坯连铸连轧生产硅钢方面具有明显的R&D优势。
新公司。Newco在短流程硅钢生产领域申请了47项专利，申请时间跨度为2001年至2014年。Newco生产硅钢的短流程工艺专利采用薄带铸轧法；47项申请专利中，有效专利41项，有效率87%。
东北大学。东北大学在短流程硅钢生产领域申请了38项专利，是该领域国内申请人数最多的。申请时间跨度从2005年到2016年。东北大学短流程生产硅钢专利主要采用薄带连铸连轧法，其中已申请专利36项。其中有效专利35项，有效率97%。东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室采用薄带连铸技术(E2Strip)提供热轧带钢。经过后续的冷轧和热处理，开发出了不同硅含量、性能优异的无取向硅钢、取向硅钢和高级硅钢。
AK钢.AK钢在短流程硅钢生产领域申请了33项专利，申请时间跨度为1989年至2004年。AK钢在薄带铸轧方面申请了18项专利，全部有效。薄板坯连铸连轧法申请专利15项，有效专利8项。
其他主要申请人。除上述主要申请人外，马钢、JFE、浦项、新日铁住金、宝武、必和必拓、北科大、华南理工、鞍钢、IHI也申请了多项专利。
马钢和华工生产硅钢的短流程技术专利都是薄板坯连铸连轧。马的专利是关于无波纹缺陷无取向硅钢、半工艺无取向硅钢、高效无取向硅钢、蓝色涂层无取向电工钢的生产。华工的专利是关于半工艺无取向硅钢和蓝色涂层无取向电工钢的生产。宝武集团短流程技术生产硅钢专利中，薄板坯连铸连轧11项，薄带连铸连轧4项，主要生产无波纹缺陷无取向硅钢、半工艺无取向硅钢和无取向高硅钢。鞍钢有三项专利采用薄板坯连铸连轧法，一项专利采用薄带连铸连轧法。北京科技大学的专利涉及实验室常用的方法，如旋压、快速凝固甩带、定向凝固+中温包层轧制等。
JFE短流程生产硅钢的专利采用薄板坯连铸连轧法，目前基本处于失效状态，说明JFE基本放弃了短流程生产硅钢的研发。浦项的短流程生产硅钢专利是薄带连铸连轧生产无取向高硅钢，专利有效率92%。新日铁住金公司短流程技术生产硅钢有7项专利，分别是薄板坯连铸连轧，3项专利是薄带连铸连轧，专利效率60%。必和必拓生产硅钢的短流程工艺专利采用薄带铸轧法。IHI的6项专利与BHP共同申请，BHP和IHI的专利有效率分别为75%和67%。
专利摘要
国内外有447项生产硅钢的短流程技术专利，主要是薄板坯连铸连轧和薄带连铸连轧。目前国内外生产硅钢的短流程技术专利主要体现在薄板坯连铸连轧生产无波纹缺陷无取向硅钢、半流程无取向硅钢、无取向高硅钢、高效无取向硅钢和取向硅钢，薄带连铸连轧生产无取向高硅钢、取向高硅钢、超低碳取向硅钢和极薄取向硅钢。各工艺生产的硅钢的主要R&D方向和特征见表2。
表2各工艺生产的硅钢的主要R&D方向和特征
