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        螺紋鋼HRB500E電爐冶煉生產(chǎn)實踐

        2020-09-02 07:12:44李維華林致明
        中國科技縱橫 2020年7期
        關(guān)鍵詞:電弧爐合金化

        李維華 林致明

        摘 要:本文根據(jù)國標(biāo)和生產(chǎn)實際設(shè)計了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)計規(guī)范,并于2018年納入新國標(biāo)GB/T 1499.2—2018開始實施,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)域為機場、大跨度建筑、高層建筑、水電站、高速公路等關(guān)鍵重點工程的重點部位[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

        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。合金加入順序為:脫氧劑→硅錳合金,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。合金加入量計算過程中,出鋼量按68.00t/爐計,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,實現(xiàn)高堿度、低熔點、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,如表4所示。

        2結(jié)論

        (1)通過采用合理化學(xué)成分設(shè)計,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。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 馬慶水.鈮釩微合金HRB500E小規(guī)格(φ12、φ14)抗震直條鋼筋開發(fā)[J].冶金管理,2019(19):24+29.

        [2] 鐘云慶,陳剛,李志丹,等.HRB500E穩(wěn)定氮含量技術(shù)研究[J].中國高新科技,2019(19):61-63.

        [3] 郭躍華.釩氮微合金化HRB500E熱軋帶肋鋼筋開發(fā)[J].鋼鐵釩鈦,2019,40(6):113-117.

        [4] 吳昌飛,李劍,王慧玉.HRB500E鋼筋強屈比性能不合的原因淺析[J].萊鋼科技,2019(3):38-39+43.

        [5] 王奎,石磊.鈮釩復(fù)合微合金化HRB500E抗震性能試驗研究[J].冶金管理,2019(11):48+53.

        [6] 吳光亮,武尚文,張永集,等.氮合金化HRB500E鋼筋連鑄傳熱過程模擬及配水工藝優(yōu)化[J].材料導(dǎo)報,2019,33(5):731-738.

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