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)

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