螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)實(shí)踐

李維華

（福建三寶鋼鐵有限公司技術(shù)中心，福建 漳州 363000）

螺紋鋼HRB400E鋼筋舊稱三級螺紋鋼，為熱軋帶肋鋼筋的一種，屈服強(qiáng)度不低于400MPa。螺紋鋼與光圓鋼筋的區(qū)別是表面帶有縱肋和橫肋，通常帶有二道縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋。螺紋鋼屬于小型型鋼鋼材，主要用于房屋、橋梁、道路等土建工程建設(shè)，大到高速橋梁、鐵路、公路、等公用設(shè)施，小到房屋墻、梁、板、枉等，其在使用中要求有一定的機(jī)械強(qiáng)度、彎曲變形性能及工藝焊接性能[1-4]。目前，螺紋鋼的生產(chǎn)分為長流程和短流程，其中長流程工藝流程為：燒結(jié)礦+焦炭→煉鐵→煉鋼（轉(zhuǎn)爐或者電爐）→連鑄→熱軋→入庫，短流程工藝流程為：煉鋼（電爐）→連鑄→熱軋→入庫，可以看出，兩種生產(chǎn)工藝都包含連鑄工藝，說明了連鑄在現(xiàn)代生產(chǎn)螺紋鋼HRB400E鋼筋的主要性。本文主要研究螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)工藝，主要包括：控制連鑄鋼水化學(xué)成分及其它成分配比、中間包的檢查與烘烤、連鑄溫度制度、溫中間包高度液面控制、拉速和冷卻水流量控制等，摸索螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)可行性，為后續(xù)連軋鋼工序提供前提條件[5-8]。

1 工藝裝備與生產(chǎn)流程

本文研究的螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)車間屬煉鋼三廠管轄區(qū)域，煉鋼三廠工藝裝備主要有90t超高功率電弧爐2座，70t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐一座，配套2座R9m弧形連鑄機(jī)和其他配套輔助設(shè)備設(shè)施。螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)工藝流程為：LF爐出鋼→鋼包回轉(zhuǎn)臺→中間包→結(jié)晶器→二冷段→拉矯機(jī)→火焰切割機(jī)→輸送輥道→翻鋼機(jī)及移坯機(jī)→出坯→熱送（冷堆）。

2 連鑄機(jī)主要工藝技術(shù)參數(shù)

螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄機(jī)主要工藝技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 連鑄機(jī)主要工藝技術(shù)參數(shù)

3 連鑄操作工藝過程控制

3.1 連鑄鋼水化學(xué)成分要求

根據(jù)新國標(biāo)GB/T 1499.2－2018規(guī)定的螺紋鋼HRB400E化學(xué)范圍要求，連鑄鋼水化學(xué)成分應(yīng)滿足表1要求。另外，鋼水應(yīng)有一定的流動性，要求錳硫比在15以上，錳硅比在2.5以上；氧含量要降低，Als在60ppm以內(nèi)；爐后吹氬時(shí)間≥240s。

表2 連鑄鋼水化學(xué)成分要求

3.2 中間包的檢查與烘烤

中間包內(nèi)襯材質(zhì)選用絕熱板材料，首先檢查中間包水口座磚情況，有問題及時(shí)更換，其次要檢查絕熱板與絕熱板之間的泥料粘合情況，無異常方可安裝定徑水口。在烘烤之前中間包必須保持干凈，正常操作情況下，中間包烘烤小火20min以上，中火20min以上，大火20min以上，總時(shí)間在90min以上。另外，定徑水口烘烤時(shí)間要保證在3h以內(nèi)，且烘烤時(shí)間要大于中間包烘烤時(shí)間1h以上。

3.3 連鑄溫度制度控制

連鑄溫度制度控制主要包括氬后溫度控制、大包開澆溫度控制和中間包溫度控制，其溫度控制還與上鋼類型有關(guān)，關(guān)鍵參數(shù)控制如表3所示。

表3 連鑄溫度制度控制

3.4 中間包高度液面控制

連鑄澆鑄作業(yè)過程中，中包液面高度控制應(yīng)與實(shí)際鋼水溫度和當(dāng)時(shí)拉速相匹配，中間包正常工作液面高度控制在600mm～700mm，鋼水溢流高度控制在800mm，在大包轉(zhuǎn)換時(shí)中間包液面高度控制在500mm以上，最低液面高度必須控制在400mm以上，澆鑄尾包液面最低不得低于150mm。

3.5 拉速控制

連鑄澆鑄作業(yè)過程中，拉速要適當(dāng)控制，過快則容易出現(xiàn)漏鋼等事故，過慢則影響當(dāng)班產(chǎn)量等，具體控制范圍如表4所示。

表4 拉速控制

3.6 冷卻水流量控制

為了提高鋼坯的質(zhì)量，對連鑄機(jī)用水水質(zhì)的要求越來越高，水的冷卻效果好壞直接影響到鋼坯的質(zhì)量和結(jié)晶器的使用壽命，另外由于連鑄工藝的實(shí)施，簡化了加工鋼材的過程，不但大量節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且減少能耗，提高成材率，具體控制范圍如表5所示。

表5 冷卻水流量控制

4 連鑄方坯質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1 低倍組織檢驗(yàn)

連鑄坯低倍組織抽檢頻率為每周抽檢1次，每次1個(gè)樣品；當(dāng)出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定或新工藝，新材料應(yīng)取樣做低倍。連鑄坯低倍檢驗(yàn)的內(nèi)部組織缺陷評級標(biāo)準(zhǔn)：YB/T153-2015《優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼連鑄方坯低倍組織缺陷評級圖》。當(dāng)連鑄坯低倍組織缺陷＞2.5級時(shí)造成軋鋼出現(xiàn)的廢品倒扣到煉鋼車間，其它缺陷如影響到軋鋼車間的鋼筋質(zhì)量根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)分析確認(rèn)后另行考核；試驗(yàn)樣小方坯低倍組織如圖1所示，可以看出低倍質(zhì)量合格。

圖1 低倍組織檢驗(yàn)

4.2 外形尺寸及表面質(zhì)量

連鑄坯表面不得有肉眼可見的裂紋、重接、翻皮、結(jié)疤、夾雜，深度或高度大于3mm的劃痕、壓痕、擦傷、氣孔、皺紋、冷濺、耳子、凸塊、凹坑和深度大于2mm的發(fā)紋，連鑄坯橫截面不得有縮孔、皮下氣泡等。除上述規(guī)定外，連鑄坯彎曲度每米不得大于10mm，總彎曲長度不得大于總長度的2%；在熱裝熱送生產(chǎn)過程中，如出現(xiàn)連鑄坯判試軋、有菱變（脫方）等缺陷但不影響軋制時(shí)，鋼坯不需吊出另外堆放，應(yīng)記錄缺陷名稱、支數(shù)并跟蹤，考核煉鋼車間。經(jīng)過檢查，試驗(yàn)樣小方坯外形尺寸及表面質(zhì)量均合格。

5 結(jié)論

通過控制螺紋鋼HRB400E小方坯連鑄生產(chǎn)過程及關(guān)鍵工藝參數(shù)，達(dá)到了成功制備鋼HRB400E小方坯連鑄的目的，并且螺紋鋼HRB400E小方坯表面質(zhì)量和低倍組織質(zhì)量均合格，說明制備工藝可以大規(guī)模生產(chǎn)。