HRB500cE 耐海洋腐蝕鋼筋電爐冶煉生產(chǎn)試驗(yàn)

李維華，林致明

（福建三寶鋼鐵有限公司技術(shù)中心，福建 漳州 363000）

鋼鐵材料在人們生活中廣泛應(yīng)用，但無論應(yīng)用于何種環(huán)境，材料都會(huì)受到不同程度的腐蝕，造成相應(yīng)的不同危害，其不僅會(huì)因維護(hù)、更換等費(fèi)用造成直接經(jīng)濟(jì)損失，更會(huì)帶來更多的間接經(jīng)濟(jì)損失，兩者加起來的損失是相當(dāng)巨大的。雖然鋼鐵材料腐蝕速率比較慢，但其廣泛分布于水、陸、空等領(lǐng)域，其中海洋面積占全球面積66.67%以上，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵材料海洋腐蝕占比總腐蝕不低于50%。因此，研究HRB500cE 耐海洋腐蝕鋼筋是十分有必要的[1-4]。

經(jīng)研究，鋼鐵材料海洋腐蝕主要原因是有氯離子引起，它能穿透具有防腐蝕作用的鋼鐵材料外殼，達(dá)到腐蝕的目的，原因是Cl-具有半徑小、腐蝕性強(qiáng)和滲透性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，并且Cl-與鋼鐵材料發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物（氯絡(luò)合物）能夠加速金屬外殼的腐蝕，原因是其具有較強(qiáng)的水溶解性。針對(duì)氯離子腐蝕問題，公司積極加大研發(fā)力度，開展產(chǎn)學(xué)研合作工作，通過專家和技術(shù)人員研討，決定采用Cu-Cr-Ni-Mo-V 系進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，本文主要研究電爐冶煉工藝部分[5-8]。

1 冶煉過程控制

1.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

通過研究鋼中五大元素及稀有元素在耐工業(yè)大氣腐蝕鋼筋HRB400aE 中的作用，參考國標(biāo)GB/T 33953-2017 化學(xué)成分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)化學(xué)成分設(shè)計(jì)見表1。

1.2 裝料操作控制

煉鋼三廠90t 電弧爐裝入量控制在90±10t，裝料采用料籃操作，每爐鋼裝料次數(shù)控制在3 次以內(nèi)。經(jīng)研究，裝料的合理性直接對(duì)冶煉周期、爐襯使用壽命，合金回收率、電能消耗和電極消耗產(chǎn)生重要影響。通過積累多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，煉鋼三廠裝料操作按照以下原則進(jìn)行裝料操作：下致密、上疏松、爐門口無大料和四周低，以達(dá)到不搭橋、效率高、熔化快和穿井快的目的。

1.3 熔化期操作控制

熔化期是整個(gè)電爐冶煉的關(guān)鍵時(shí)期，也是占用時(shí)間最長的時(shí)期，其約占比冶煉時(shí)間60%，耗電量占比約75%，熔化期的關(guān)鍵操作包括：造渣提前、吹氧及時(shí)和供電合理，以達(dá)到前期脫磷、提前造渣和減少鋼液揮發(fā)與吸氣。煉鋼三廠結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，熔化過程、電極位置、必要條件和操作辦法按圖1 進(jìn)行實(shí)施。

表1 化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)

表2 精煉渣成分

表3 冶煉結(jié)果

圖1 爐料熔化過程與操作

1.4 氧化期操作控制

電爐冶煉氧化期的主要任務(wù)包括：造渣與脫磷、氧化與脫碳、去除氣體與夾雜物和升溫至目標(biāo)溫度。為了合理控制氧化期冶金反應(yīng)，煉鋼三廠控制氧化期初始溫度為1650±15℃，后期升溫采用“先快后慢”的升溫方式。

1.5 出鋼及預(yù)脫氧合金化操作控制

電爐冶煉完畢后，EAF 采用留鋼出鋼操作方式，避免鋼包下渣，提高合金回收率。預(yù)脫氧合金化操作采用先預(yù)脫氧，然后普通合金脫氧合金化，最后貴重合金合金化的操作方式，及采用硅鈣鋇和鋁錠和預(yù)脫氧→SiMn 合金脫氧合金化→鎳鐵、鉬鐵、鉻鐵、銅和釩鐵合金化的方式。合金加入時(shí)機(jī)控制在1/4 ～1/3，加完時(shí)機(jī)控制在2/3 ～3/4，殘錳量按0.11wt%計(jì)算，出鋼量按95.00t 計(jì)算。

1.6 鋼包精煉操作控制

鋼包精煉的主要任務(wù)包括：調(diào)節(jié)上鋼溫度、調(diào)整化學(xué)成分、控制生產(chǎn)節(jié)奏和凈化鋼液。鋼包精煉重點(diǎn)在于控制精煉白渣，做到早成渣，化好渣，合理控制精煉時(shí)間，控制白渣低熔點(diǎn)、高堿度和低氧化性，以達(dá)到精煉效果好的目的。另外，為了提高白渣的流動(dòng)性，采用CaO-Al2O3-SiO2系精煉渣，精煉渣成分如表2 所示。

2 冶煉結(jié)果

通過采取以上工藝控制措施，對(duì)HRB500cE 前5 爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表3 所示。

3 結(jié)論

（1）通過采用合理化學(xué)成分設(shè)計(jì)，控制好步料操作控制、熔化期操作控制氧化期操作控制、出鋼及預(yù)脫氧合金化操作控制和LF 精煉爐處理等操作手段，制備了化學(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)的鋼液成分，鋼液具有較低氮含量。

（2）本次生產(chǎn)試驗(yàn)冶煉周期、安全生產(chǎn)等均在正常范圍內(nèi)，說明電爐冶煉工藝是合理可行的，可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)。