螺紋鋼HRB500E電爐冶煉生產實踐

李維華 林致明

摘 要：本文根據國標和生產實際設計了HRB500E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。結果表明，試驗生產冶煉周期和鋼鐵料消耗范圍合理，鋼液具有較低氧含量，可以實現量產。

關鍵詞：HRB500E;冶煉;合金化;精煉;電弧爐

中圖分類號：TF713 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）07-0065-02

HRB500E熱軋帶肋鋼筋屬于500MPa級鋼筋，于2011年納入GB 50010—2010設計規范，并于2018年納入新國標GB/T 1499.2—2018開始實施，表明該產品的生產及應用將越來越成為主流;另外，由于其使用可以實現低排放、減量化和綠色發展，同時具有抗震性能優良、塑性好和強度高等好的綜合特性，現已作為軋帶肋鋼筋升級換代產品進行推廣應用，其主要應用領域為機場、大跨度建筑、高層建筑、水電站、高速公路等關鍵重點工程的重點部位[1-3]。

為了響應國家號召和滿足國家對新產品的嚴格要求，同時為了更好更快地取得市場占有率，公司于2019年初開始了新國標HRB500E產品開發，基于開發成本的考慮，目前采用不加昂貴的合金元素，主要開發高含量Si與Mn產品，并獲得了較好的業績[4-6]。

1 冶煉過程控制

1.1 化學成分設計

新國標螺紋鋼HRB500E相關元素在鋼筋中所發揮的作用及國標GB/T 700—2006規定的化學范圍要求，設計了其相關元素含量控制標準，如表1所示。

備注：當成品S≥0.030%時，Mn按照1.58%～1.60%控制;鐵水S>0.045%不允許入爐冶煉，連鑄開澆爐次Si含量按照目標值上限控制。

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。

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，操作關鍵點在于合理供電、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成分、調整溫度、去氣去夾雜和調節電爐與連鑄生產節奏。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，效果也越好，精煉渣采用CaO-Al2O3-SiO2系，以保障熔渣良好的流動性，實現高堿度、低熔點、低氧化鐵的精煉過程，控制好LF爐內的還原性氣氛，同時做好良好的底吹氬攪拌，保證爐內具有較高的傳質速度，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。

1.7冶煉結果

通過采取以上工藝控制措施，對HRB500E前5爐鋼液生產情況進行統計，如表4所示。

2結論

（1）通過采用合理化學成分設計，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HRB500E的化學成分，并且鋼液的氧含量較低。

（2）試驗工藝生產HRB500E鋼液相關的氧含量、鋼鐵料消耗和冶煉周期均在正常生產控制范圍之內，在以后日常生產中是合理可行和值得推廣的。

參考文獻

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[2] 鐘云慶，陳剛，李志丹，等.HRB500E穩定氮含量技術研究[J].中國高新科技，2019（19）：61-63.

[3] 郭躍華.釩氮微合金化HRB500E熱軋帶肋鋼筋開發[J].鋼鐵釩鈦，2019，40（6）：113-117.

[4] 吳昌飛，李劍，王慧玉.HRB500E鋼筋強屈比性能不合的原因淺析[J].萊鋼科技，2019（3）：38-39+43.

[5] 王奎，石磊.鈮釩復合微合金化HRB500E抗震性能試驗研究[J].冶金管理，2019（11）：48+53.

[6] 吳光亮，武尚文，張永集，等.氮合金化HRB500E鋼筋連鑄傳熱過程模擬及配水工藝優化[J].材料導報，2019，33（5）：731-738.