電爐冶煉新國標螺紋鋼HRB400E生產(chǎn)實踐

李維華 林致明

摘 要：本文根據(jù)國標和生產(chǎn)實際設(shè)計了HRB400E冶煉的化學成分，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化學成分要求的鋼液。結(jié)果表明，試驗生產(chǎn)冶煉周期范圍合理，鋼液具有較低氧含量，可以實現(xiàn)量產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：HRB400E;冶煉;合金化;精煉;電弧爐

中圖分類號：TM724 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）10-0112-02

在建筑業(yè)中，HRB400E過去的叫法為三級螺紋鋼抗震鋼筋，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，螺紋鋼實行了新的國標，“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)，增加金相組織檢驗要求及其配套檢驗方法，作為判定熱軋鋼筋（主要是通過添加合金元素來提高強度）和穿水鋼筋（主要是通過穿水工藝提高強度）的依據(jù)，可有效避免用穿水鋼筋仿冒熱軋鋼筋。為了適應國家對新產(chǎn)品的嚴格要求，公司于2019年初開始了新國標HRB400E產(chǎn)品開發(fā)，通過實踐主要開發(fā)了高硅高錳產(chǎn)品，取得了一定的成績[4-6]。

1 冶煉過程控制

新國標螺紋鋼HRB400E生產(chǎn)試驗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 化學成分設(shè)計

新國標螺紋鋼HRB400E相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國標GB/T 700-2006規(guī)定的化學范圍要求，設(shè)計了其相關(guān)元素含量控制標準，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，減少冶煉時間與合金元素燒損，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、廢鋼預熱和提高變壓器輸入功率的措施，具體操作按表2進行。

1.4氧化期操作控制

當固體廢鋼料完成熔化，并達到氧化溫度，脫磷率達到70%～80%以上時進入氧化期，氧化期的主要任務是去除鋼液中的磷、氣體和夾雜物、脫碳和升溫到指定溫度，一般為了冶金反應的進行，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）、硅錳合金進行脫氧預合金化。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，效果就越好，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，適當補加合金元素達到目標值，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HRB400E前5爐鋼液生產(chǎn)情況進行統(tǒng)計，如表4所示。

3 結(jié)論

（1）通過采用合理化學成分設(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HRB400E的化學成分，并且鋼液的氧含量較低。

（2）試驗工藝生產(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

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

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