螺紋鋼HRB500E電爐冶煉生產(chǎn)實(shí)踐

李維華 林致明

摘 要：本文根據(jù)國標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)了HRB500E冶煉的化學(xué)成分，采用步料操作控制、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鋼包精煉操作控制等工藝操作，成功冶煉出了符合國標(biāo)化學(xué)成分要求的鋼液。結(jié)果表明，試驗(yàn)生產(chǎn)冶煉周期和鋼鐵料消耗范圍合理，鋼液具有較低氧含量，可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：HRB500E;冶煉;合金化;精煉;電弧爐

中圖分類號：TF713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）07-0065-02

HRB500E熱軋帶肋鋼筋屬于500MPa級鋼筋，于2011年納入GB 50010—2010設(shè)計(jì)規(guī)范，并于2018年納入新國標(biāo)GB/T 1499.2—2018開始實(shí)施，表明該產(chǎn)品的生產(chǎn)及應(yīng)用將越來越成為主流;另外，由于其使用可以實(shí)現(xiàn)低排放、減量化和綠色發(fā)展，同時具有抗震性能優(yōu)良、塑性好和強(qiáng)度高等好的綜合特性，現(xiàn)已作為軋帶肋鋼筋升級換代產(chǎn)品進(jìn)行推廣應(yīng)用，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)場、大跨度建筑、高層建筑、水電站、高速公路等關(guān)鍵重點(diǎn)工程的重點(diǎn)部位[1-3]。

為了響應(yīng)國家號召和滿足國家對新產(chǎn)品的嚴(yán)格要求，同時為了更好更快地取得市場占有率，公司于2019年初開始了新國標(biāo)HRB500E產(chǎn)品開發(fā)，基于開發(fā)成本的考慮，目前采用不加昂貴的合金元素，主要開發(fā)高含量Si與Mn產(chǎn)品，并獲得了較好的業(yè)績[4-6]。

1 冶煉過程控制

1.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

新國標(biāo)螺紋鋼HRB500E相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國標(biāo)GB/T 700—2006規(guī)定的化學(xué)范圍要求，設(shè)計(jì)了其相關(guān)元素含量控制標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

備注：當(dāng)成品S≥0.030%時，Mn按照1.58%～1.60%控制;鐵水S>0.045%不允許入爐冶煉，連鑄開澆爐次Si含量按照目標(biāo)值上限控制。

1.2 步料操作控制

電弧爐裝料操作采用爐頂料罐裝料，裝入量控制在70±10t。為了提高爐襯壽命，減少冶煉時間與合金元素?zé)龘p，降低電耗與電極消耗、操作過程中主要控制爐料在料罐中的布料合理性，遵循上疏松、下致密、四周低、中間高、爐門口無大料、穿井快、不搭橋、融化快和效率高的原則。

1.3 熔化期操作控制

熔化期的主要任務(wù)是將塊狀的固體廢鋼快速熔化，并加熱到氧化溫度，同時提前造渣，早期去磷，減少鋼液吸氣與揮發(fā)，操作關(guān)鍵點(diǎn)在于合理供電、及時吹氧和提前造渣。為了縮短熔化期操作時間，采用強(qiáng)化用氧、減少熱停工時間、廢鋼預(yù)熱和提高變壓器輸入功率的措施，具體操作按表2進(jìn)行。

1.4氧化期操作控制

當(dāng)固體廢鋼料完成熔化，并達(dá)到氧化溫度，脫磷率達(dá)到70%～80%以上時進(jìn)入氧化期，氧化期的主要任務(wù)是去除鋼液中的磷、氣體和夾雜物、脫碳和升溫到指定溫度，一般為了冶金反應(yīng)的進(jìn)行，氧化開始溫度控制在1550～1580℃，后續(xù)合理控制金屬料的升溫曲線。

1.5出鋼及預(yù)脫氧合金化操作控制

出鋼過程采用偏心爐底無渣出鋼方式，采用脫氧劑（硅鈣鋇和鋁錠）、硅錳合金進(jìn)行脫氧預(yù)合金化。合金加入順序?yàn)椋好撗鮿桢i合金，合金在出鋼至1/4～1/3時開始加入，出鋼至2/3～3/4時加完。合金加入量計(jì)算過程中，出鋼量按68.00t/爐計(jì)，鋼液成分按照各元素含量下限控制。

1.6 鋼包精煉操作控制

鋼包精煉操作的主要任務(wù)是微調(diào)成分、調(diào)整溫度、去氣去夾雜和調(diào)節(jié)電爐與連鑄生產(chǎn)節(jié)奏。精煉操作的核心在于白渣精煉，因精煉操作處理周期有限，白渣形成時間越早，則有效精煉時間越長，效果也越好，精煉渣采用CaO-Al2O3-SiO2系，以保障熔渣良好的流動性，實(shí)現(xiàn)高堿度、低熔點(diǎn)、低氧化鐵的精煉過程，控制好LF爐內(nèi)的還原性氣氛，同時做好良好的底吹氬攪拌，保證爐內(nèi)具有較高的傳質(zhì)速度，過程中取樣查看鋼液成分情況，適當(dāng)補(bǔ)加合金元素達(dá)到目標(biāo)值，精煉渣成分如表3所示。

1.7冶煉結(jié)果

通過采取以上工藝控制措施，對HRB500E前5爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

2結(jié)論

（1）通過采用合理化學(xué)成分設(shè)計(jì)，控制好電爐煉鋼各個階段操作性和鋼包精煉操作等工藝手段，冶煉獲得了符合國標(biāo)HRB500E的化學(xué)成分，并且鋼液的氧含量較低。

（2）試驗(yàn)工藝生產(chǎn)HRB500E鋼液相關(guān)的氧含量、鋼鐵料消耗和冶煉周期均在正常生產(chǎn)控制范圍之內(nèi)，在以后日常生產(chǎn)中是合理可行和值得推廣的。

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