90t電爐冶煉耐工業(yè)大氣腐蝕HRB400aE生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)

李維華 林致明

摘要：本文根據(jù)耐工業(yè)大氣腐蝕鋼新國(guó)標(biāo)和生產(chǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)了冶煉HRB400aE的化學(xué)成分，分別采用步料操作控制、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LF精煉爐處理等操作手段，制備了化學(xué)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼液成分。結(jié)果表明，試驗(yàn)生產(chǎn)冶煉周期范圍合理，鋼液具有較低氮含量，可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：耐工業(yè)大氣;HRB400aE;電爐;吹氬;精煉

中圖分類(lèi)號(hào)：TN108.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

長(zhǎng)期以來(lái)，鋼鐵材料因高性?xún)r(jià)比及通用性，在當(dāng)前工業(yè)化高速發(fā)展情況下，其消費(fèi)量逐年增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，上個(gè)十年國(guó)內(nèi)粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)達(dá)16%。但隨著時(shí)間的推移，應(yīng)用鋼鐵材料的各種設(shè)施將面臨越來(lái)越多的腐蝕問(wèn)題，腐蝕問(wèn)題將給中國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)非常大的危害，而大氣腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失將占總腐蝕損失的一半。為了解決大氣腐蝕問(wèn)題，人們主要開(kāi)展了五個(gè)方面的研究，其中四種研究都是采用隔離的辦法減緩鋼材腐蝕，其主要缺點(diǎn)是成本高，導(dǎo)致其市場(chǎng)認(rèn)可度非常低，另外一種是通過(guò)改變鋼材本身成分和組織的方法來(lái)緩解和抑制大氣腐蝕，因其制造和使用成本的低廉性，是目前人們主要的研究方向[1-4]。

鑒于耐工業(yè)大氣腐蝕鋼筋的優(yōu)點(diǎn)和市場(chǎng)前景，同時(shí)也為了提高市場(chǎng)占有率和公司生產(chǎn)效益，近年來(lái)，公司技術(shù)中心已逐漸開(kāi)始了耐工業(yè)大氣腐蝕HRB400aE的研發(fā)，結(jié)合成本與產(chǎn)品性能，目前主要開(kāi)發(fā)含Cu、Cr、Ni、Mo和V的鋼筋產(chǎn)品，本文主要介紹90t電爐冶煉研發(fā)工藝[5-8]。

1 冶煉過(guò)程控制

1.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

通過(guò)研究鋼中五大元素及稀有元素在耐工業(yè)大氣腐蝕鋼筋HRB400aE中的作用，參考GB/T 33953-2017化學(xué)成分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)驗(yàn)化學(xué)成分設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.2 裝料操作控制

煉鋼三廠(chǎng)90t電弧爐裝入量控制在90±10t，裝料采用料籃操作，每爐鋼裝料次數(shù)控制在3次以?xún)?nèi)。經(jīng)研究，裝料的合理性直接對(duì)冶煉周期、爐襯使用壽命、合金回收率、電能消耗和電極消耗產(chǎn)生重要影響。通過(guò)積累多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，煉鋼三廠(chǎng)裝料操作按照以下原則進(jìn)行裝料操作：下致密、上疏松、爐門(mén)口無(wú)大料和四周低，以達(dá)到不搭橋、效率高、熔化快和穿井快的目的。

1.3 熔化期操作控制

熔化期是整個(gè)電爐冶煉的關(guān)鍵時(shí)期，也是占用時(shí)間最長(zhǎng)的時(shí)期，其約占冶煉時(shí)間60%，耗電量占比約75%，熔化期的關(guān)鍵操作包括：造渣提前、吹氧及時(shí)和供電合理，以達(dá)到前期脫磷、提前造渣和減少鋼液揮發(fā)與吸氣。煉鋼三廠(chǎng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，熔化過(guò)程、電極位置、必要條件和操作辦法按圖1進(jìn)行實(shí)施。

1.4 氧化期操作控制

電爐冶煉氧化期的主要任務(wù)包括：造渣與脫磷、氧化與脫碳、去除氣體與夾雜物和升溫至目標(biāo)溫度。為了合理控制氧化期冶金反應(yīng)，煉鋼三廠(chǎng)控制氧化期初始溫度為1650℃±15℃，后期升溫采用“先快后慢”的升溫方式。

1.5 出鋼及預(yù)脫氧合金化操作控制

電爐冶煉完畢后，EAF采用留鋼出鋼操作方式，避免鋼包下渣，提高合金回收率。預(yù)脫氧合金化操作采用先預(yù)脫氧，然后普通合金脫氧合金化，最后貴重合金合金化的操作方式，及采用硅鈣鋇和鋁錠和預(yù)脫氧→SiMn合金脫氧合金化→鎳鐵、鉬鐵、鉻鐵、銅和釩鐵合金化的方式。合金加入時(shí)機(jī)控制在1/4～1/3，加完時(shí)機(jī)控制在2/3～3/4，殘錳量按0.11wt%計(jì)算，出鋼量按95.00t計(jì)算。

1.6 鋼包精煉操作控制

鋼包精煉的主要任務(wù)包括：調(diào)節(jié)上鋼溫度、調(diào)整化學(xué)成分、控制生產(chǎn)節(jié)奏和凈化鋼液。鋼包精煉重點(diǎn)在于控制精煉白渣，做到早成渣，化好渣，合理控制精煉時(shí)間，控制白渣低熔點(diǎn)、高堿度和低氧化性，以達(dá)到精煉效果好的目的。另外，為了提高白渣的流動(dòng)性，采用CaO-Al2O3-SiO2系精煉渣，精煉渣成分如表2所示。

2 冶煉結(jié)果

通過(guò)采取以上工藝控制措施，對(duì)HRB400aE前5爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表3所示。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)采用合理化學(xué)成分設(shè)計(jì)，控制好裝料操作控制、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LF精煉爐處理等操作手段，制備了化學(xué)成分符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼液成分，鋼液具有較低氮含量。

（2）本次生產(chǎn)試驗(yàn)冶煉周期、安全生產(chǎn)等均在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明電爐冶煉工藝是合理可行的，可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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