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        電爐冶煉新國(guó)標(biāo)螺紋鋼HRB400E生產(chǎn)實(shí)踐

        2020-10-27 09:36:29李維華林致明
        中國(guó)科技縱橫 2020年10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(guó)標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)了HRB400E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(guó)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:HRB400E;冶煉;合金化;精煉;電弧爐

        中圖分類號(hào):TM724 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2020)10-0112-02

        在建筑業(yè)中,HRB400E過去的叫法為三級(jí)螺紋鋼抗震鋼筋,是眾多螺紋鋼里面的一種。螺紋鋼屬于小型型鋼鋼材,主要用于鋼筋混凝土建筑構(gòu)件的骨架,大到高速公路、鐵路、橋梁、涵洞、隧道、防洪水壩等公用設(shè)施,小到房屋建筑的基礎(chǔ),梁、柱、墻、板。生產(chǎn)螺紋鋼的原料鋼坯為經(jīng)鎮(zhèn)靜熔煉處理的碳素結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼,成品鋼筋為熱軋成形、正火或熱軋狀態(tài)交貨[1-3]。

        2018年11月1日,螺紋鋼實(shí)行了新的國(guó)標(biāo),“地條鋼”產(chǎn)業(yè)鏈遭受史無前例的重創(chuàng),“穿水鋼筋”明確規(guī)定不能生產(chǎn),增加金相組織檢驗(yàn)要求及其配套檢驗(yàn)方法,作為判定熱軋鋼筋(主要是通過添加合金元素來提高強(qiáng)度)和穿水鋼筋(主要是通過穿水工藝提高強(qiáng)度)的依據(jù),可有效避免用穿水鋼筋仿冒熱軋鋼筋。為了適應(yīng)國(guó)家對(duì)新產(chǎn)品的嚴(yán)格要求,公司于2019年初開始了新國(guó)標(biāo)HRB400E產(chǎn)品開發(fā),通過實(shí)踐主要開發(fā)了高硅高錳產(chǎn)品,取得了一定的成績(jī)[4-6]。

        1 冶煉過程控制

        新國(guó)標(biāo)螺紋鋼HRB400E生產(chǎn)試驗(yàn)采用堿性電弧爐煉鋼法與LF精煉爐法,脫氧方法采用鎮(zhèn)靜鋼脫氧法,整個(gè)工藝流程為70t堿性電弧爐全廢鋼冶煉→出鋼及脫氧合金化→LF精煉爐→方坯連鑄,具體控制過程如下。

        1.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

        新國(guó)標(biāo)螺紋鋼HRB400E相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國(guó)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。

        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(shí)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,具體控制情況如圖1所示。

        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(shí)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(shí)吹氧和提前造渣。為了縮短熔化期操作時(shí)間,采用強(qiáng)化用氧、減少熱停工時(shí)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(shí)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(shí)開始加入,出鋼至2/3~3/4時(shí)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(shí)間越早,則有效精煉時(shí)間越長(zhǎng),效果就越好,精煉渣采用CaO-Al2O3-SiO2系,以保障熔渣良好的流動(dòng)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(shí)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。

        2 冶煉結(jié)果

        通過采取以上工藝控制措施,對(duì)HRB400E前5爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如表4所示。

        3 結(jié)論

        (1)通過采用合理化學(xué)成分設(shè)計(jì),控制好電爐煉鋼各個(gè)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(guó)標(biāo)HRB400E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)HRB400E鋼液相關(guān)的氧含量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] 范仲紀(jì).RB400E含鈮直條螺紋的生產(chǎn)試驗(yàn)[J].福建冶金,2019,48(5):43-46.

        [2] 蔣建波,惠宏智,趙新成.HRB400E含鈮螺紋鋼筋的開發(fā)實(shí)踐[J].中國(guó)金屬通報(bào),2019(8):294-295.

        [3] 馮躍平,王建新.Nb微合金化在八鋼生產(chǎn)HRB400E的應(yīng)用[J].新疆鋼鐵,2019(3):6-9.

        [4] 景琳琳,周詳.微氮合金在HRB400E鋼中的試驗(yàn)研究[J].山西冶金,2019,42(3):37-40.

        [5] 蘭鋼,錢學(xué)海,周驊.釩微合金化生產(chǎn)HRB400E熱軋帶肋鋼筋的實(shí)踐[J].柳鋼科技,2019(3):30-32.

        [6] 王培培.鈮微合金化高強(qiáng)抗震鋼筋的生產(chǎn)實(shí)踐[J].山西冶金,2019,42(1):106-108.

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