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        轉(zhuǎn)爐冶煉新國標(biāo)螺紋鋼HRB500E生產(chǎn)試驗(yàn)

        2021-06-07 02:22:36供稿李維華LIWeihua
        金屬世界 2021年3期
        關(guān)鍵詞:制度

        供稿|李維華 / LI Wei-hua

        HRB500E是國標(biāo)GB1499.2—2018“鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋”規(guī)定的一種熱軋帶肋Ⅳ級鋼筋,舊稱四級鋼筋,屈服強(qiáng)度不小于500 MPa,直徑一般為6~100 mm。目前,世界各國的建筑已向大型化發(fā)展,為了提高大型建筑物的安全性,國外建筑行業(yè)已普遍采用焊接性能好、強(qiáng)度高的500 MPa級鋼筋。為實(shí)現(xiàn)我國建筑用鋼筋的升級換代,國內(nèi)已研制成功500 MPa級鋼筋并形成批量生產(chǎn)能力,滿足市場的需求[1-5]。

        鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃明確提出,在全國大中城市全面推廣使用400、500 MPa高強(qiáng)度螺紋鋼筋,促進(jìn)建筑鋼材升級換代和減量應(yīng)用。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(shí)為了更好更快地取得市場占有率,三寶鋼鐵有限公司于2019年初開始新國標(biāo)HRB500E產(chǎn)品開發(fā),進(jìn)行高硅高錳產(chǎn)品的生產(chǎn)試驗(yàn),取得了一定的成績[6-8]。

        國標(biāo)冶煉要求

        鋼筋混凝土用HRB500E螺紋鋼新國標(biāo)GB/T 1499.2—2018于2018年2月6日發(fā)布,2018年11月1日開始實(shí)施,規(guī)定其冶煉工藝只能采用轉(zhuǎn)爐或者電爐工藝,必要時(shí)可采用爐外精煉,化學(xué)成分要求如表1所示,其中碳當(dāng)量w(Ceq)可按公式計(jì)算:w(Ceq)=w(C)+w(Mn)/6+w(w(Cr)+w(V)+w(Mo))/5+(w(Cu)+w(Ni))/15,鋼的氮含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))應(yīng)不大于0.012%,鋼中如有足夠數(shù)量的氮結(jié)合元素,含氮量的限制可適當(dāng)放寬。

        表1 化學(xué)成分要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

        冶煉過程控制

        新國標(biāo)鋼筋混凝土用HRB500E采用轉(zhuǎn)爐煉鋼和鎮(zhèn)靜鋼脫氧方法生產(chǎn),工藝流程為:裝入操作→100 t轉(zhuǎn)爐冶煉→出鋼及脫氧合金化→吹氬→連鑄。

        化學(xué)成分設(shè)計(jì)

        結(jié)合螺紋鋼HRB500E的合金元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國標(biāo)GB/T 1499.2-2018規(guī)定的化學(xué)成分要求,設(shè)計(jì)了鋼筋混凝土用螺紋鋼HRB500E元素含量控制標(biāo)準(zhǔn),如表2所示。

        表2 化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)

        裝入制度

        轉(zhuǎn)爐裝入制度采用定量裝入,根據(jù)爐況、生產(chǎn)組織情況、鐵水成分和溫度來調(diào)整廢鋼加入量,具體控制情況如表3所示。

        表3 裝入制度

        供氧制度

        供氧制度采用變壓變槍法,進(jìn)料完畢后,搖正爐體下槍吹煉。氧槍噴頭采用四孔拉瓦爾型,噴孔夾角12°,擴(kuò)張角為11°30′,喉口長度7 mm,工作氧壓控制在0.80~0.85 MPa,流量控制在20000~26000 m3/h。吹煉前期槍位控制在1400~1600 mm,中期槍位控制在1500~1800 mm,后期槍位控制在1300~1500 mm,拉碳槍位控制在1200 mm,火焰情況不正常時(shí)槍位可以適當(dāng)調(diào)節(jié),以化渣正常為宜。

        造渣制度

        造渣制度采用分批加料法。開吹火焰正常后,根據(jù)鐵水成分與溫度情況,并結(jié)合操作經(jīng)驗(yàn),石灰總量控制在2000~3000 kg,輕燒白云石總量控制在1000~2000 kg,一批料加入石灰總量的2/3和全部輕燒白云石,二批石灰料、三批石灰料根據(jù)吹煉情況適時(shí)加入,吹煉結(jié)束之前加完,確保初期渣早化、過程渣化好、終渣化透。

        溫度及終點(diǎn)控制制度

        過程溫度控制保證化好渣、不噴濺不返干、溫度平穩(wěn)上升;終點(diǎn)溫度控制在1640~1670 ℃,開澆第一爐、新出鋼口和新鋼包等特殊情況可以適當(dāng)提高出鋼溫度。終點(diǎn)C質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.06%~0.13%,防止鋼水氧含量高,影響鋼水質(zhì)量;終點(diǎn)P質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.020%以下,防止擋渣失敗時(shí)回磷導(dǎo)致鋼水P含量過高造成化學(xué)廢品。

        出鋼及脫氧合金化制度

        出鋼過程采用擋渣球進(jìn)行擋渣操作,確保擋渣成功率達(dá)到90%以上,保證鋼包渣層厚度不大于200 mm。采用脫氧劑(硅鈣鋇和鋁錠)、硅錳合金進(jìn)行脫氧合金化。合金加入順序?yàn)椋好撗鮿梃F合金→硅錳合金,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,具體見表4。

        爐后吹氬處理

        爐后吹氬站吹氬處理對鋼液夾雜物與溫度分布影響很大,足夠的吹氬時(shí)間既能促進(jìn)鋼液中的夾雜物充分上浮,也能促進(jìn)鋼水溫度的均勻分布,可以提高測溫的準(zhǔn)確性,吹氬工藝控制如表5所示。

        表4 脫氧合金化制度

        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6所示。

        表5 吹氬處理控制要求

        表6 冶煉結(jié)果

        結(jié)束語

        通過采用合理化學(xué)成分設(shè)計(jì),控制好轉(zhuǎn)爐煉鋼五大制度和爐后吹氬處理工藝等手段,冶煉獲得了符合國標(biāo)化學(xué)成分要求的HRB500E,并且鋼液的氧含量和氮含量較低。試驗(yàn)工藝生產(chǎn)HRB500E鋼液相關(guān)的鋼鐵料消耗、合金消耗和冶煉周期均在正常生產(chǎn)控制范圍之內(nèi),在日常生產(chǎn)中是合理可行和值得推廣的。

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