105
M
etallurgical smelting
HRB500aE 耐工业大气腐蚀钢筋EAF 冶炼生产实践 李维华，林致明
（福建三宝钢铁有限公司技术中心，福建 漳州 363000）
摘 要：
本文根据耐工业大气腐蚀钢筋新国标和生产实际设计了冶炼HRB500aE 的化学成分，分别采用步料操作控制、熔化期操作控制、氧化期操作控制、出钢及预脱氧合金化操作控制和LF 精炼炉处理等操作手段，制备了化学成分符合国家标准的钢液成分。结果表明，试验生产冶炼周期范围合理，钢液具有较低氮含量，可以实现量产。
关键词：
EAF ；钢筋；耐工业大气腐蚀；炼钢；HRB500aE 中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：
11-5004（2020）16-0105-2收稿日期：
2020-08作者简介：
李维华，男，生于1983年，硕士，工程师，研究方向：炼钢工艺技术。经研究，在全球内，因钢铁腐蚀导致其失效造成当年经济损失约4%，被腐蚀的钢铁占钢铁总产量比约20%，另外，在我国金属失效造成的直接经济损失已经超过了当年自然灾害造成的经济损失，约占当年GDP 的3%～5%。其中有一半以上的钢铁暴露在在大气中，以在工业大气和海洋大气中腐蚀最突出，这给国家和社会造成了较大的资源浪费和不可估量的经济损失，因此，研究耐工业大气腐蚀钢筋具有较大的实际价值[1-4]。
当前，耐大气腐蚀钢的研究主要有两种，一种是在钢铁表面涂抹隔绝层隔断钢铁与大气接触，另一种是通过改变钢铁本身化学成分和组织来延缓大气腐蚀速率，其中第二种具有使用成本低，耐蚀性能长久等优势。鉴于以上分析，公司于2020年初决定开始耐大气腐蚀钢筋的研发，通过产学研合作和公司内部研讨，决定采用加入Cu、Cr、Ni、Mo 和V 这五种元素进行产品开发，取得了较好的成绩，本文主要研究电炉冶炼工艺部分[5-8]。
1 冶炼过程控制
1.1 化学成分设计
通过研究钢中五大元素及稀有元素在耐工业大气腐蚀钢筋HRB400aE 中的作用，参考国标GB/T 33953-2017化学成分设计标准，本实验化学成分设计见表1。
1.2 装料操作控制
炼钢三厂90t 电弧炉装入量控制在90±10t，装料采用料篮操作，每炉钢装料次数控制在3次以内。经研究，装料的合理性直接对冶炼周期、炉衬使用寿命，合金回收率、电能消耗和电极消耗产生重要影响。通过积累多年生产经验，炼钢三厂装料操作按照以下原则进行装料操作：下致密、上疏松、炉门口无大料和四周低，以达到不搭桥、效率高、熔化快和穿井快的目的。1.3 熔化期操作控制
熔化期是整个电炉冶炼的关键时期，也是占用时间最长的时期，其约占比冶炼时间60%，耗电量占比约75%，熔化期的关键操作包括：造渣提前、吹氧及时和供电合理，以达到前期脱磷、提前造渣和减少钢液挥发与吸气。炼钢三厂结合生产实际，熔化过程、电极位置、必要条件和操作办法按图1
进行实施。
图1 炉料熔化过程与操作
表1 化学成分控制标准
项目元素/wt%C
Si
Mn P S Cu Cr
Ni Mo
得到训练V
内控0.18～0.21
0.44～0.52
1.43～1.50
≤0.080≤0.0200.27～0.300.40～0.50
0.15～0.20
0.008～0.013
0.035～0.048
目标
0.19全桥整流
机械发条0.47
1.46
≤0.080
≤0.010
0.28
0.46
0.18
0.010
0.042
备注：入炉铁水S 质量分数不得超过0.045%，否则炼钢进行退铁处理；连铸浇铸第一炉Si 质量分数控制在0.38%～0.42%。四效蒸发器
节能灯灯头
M etallurgical smelting 冶金冶炼
1.4 氧化期操作控制
电炉冶炼氧化期的主要任务包括：造渣与脱磷、氧化与脱碳、去除气体与夹杂物和升温至目标温度。为了合理控制氧化期冶金反应，炼钢三厂控制氧化期初始温度为1650±15℃，后期升温采用“先快后慢”的升温方式。
1.5 出钢及预脱氧合金化操作控制
电炉冶炼完毕后，EAF采用留钢出钢操作方式，避免钢包下渣，提高合金回收率。预脱氧合金化操作采用先预脱氧，然后普通合金脱氧合金化，最后贵重合金合金化的操作方式，及采用硅钙钡和铝锭和预脱氧→SiMn合金脱氧合金化→镍铁、钼铁、铬铁、铜和钒铁合金化的方式。合金加入时机控制在1/4～1/3，加完时机控制在2/3～3/4，残锰量按0.11wt%计算，出钢量按95.00t计算。
1.6 钢包精炼操作控制
钢包精炼的主要任务包括：调节上钢温度、调整化学成分、控制生产节奏和净化钢液。钢包精炼重点在于控制精炼白渣，做到早成渣，化好渣，合理控制精炼时间，控制白渣低熔点、高碱度和低氧化性，以达到精炼效果好的目的。另外，为了提高白渣的流动性，采用CaO-Al2O3-SiO2系精炼渣，精炼渣成分如表2所示。
2 冶炼结果
通过采取以上工艺控制措施，对HRB500aE前5炉钢液生产情况进行统计，如表3所示。3 结论
（1）通过采用合理化学成分设计，控制好步料操作控制、熔化期操作控制氧化期操作控制、出钢及预脱氧合金化操作控制和LF精炼炉处理等操作手段，制备了化学成分符合国家标准的钢液成分，钢液具有较低氮含量。
（2）本次生产试验冶炼周期、安全生产等均在正常范围内，说明电炉冶炼工艺是合理可行的，可以进行大批量生产。
参考文献
[1] 郭铁明，徐秀杰，张延文，宋志涛，董志林，金玉花.Q345q桥梁钢和Q345qNH
耐候钢在模拟工业大气+除冰盐混合介质中的腐蚀行为[J].材料研究学报,2020,34(06):434-442.
小型家用抽水泵[2] 李维华，林致明，王伟，王光文.耐工业大气腐蚀HRB400aE转炉冶炼生产实践
[J].冶金管理,2020(05):10-11.
[3] 闫秉昊，王孝建，刘欣.碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行为[J].
宝钢技术,2019(05):18-24+29.
[4] 高立军，杨建炜，张侠洲，赵英建，曹建平，王凤会.耐火耐候钢在工业和海洋
大气环境中的腐蚀行为研究[5].上海金属,2019,41(03):25-28.
[5] 李维华，林致明，王伟，王光文.转炉冶炼耐工业大气腐蚀HRB500aE生产试验
[J].中国金属通报,2020(03):102+104.
[6] 闫秉昊，王孝建，赵楠，刘欣.碳钢和耐候钢在南京工业大气环境中的腐蚀行
为[C].中国腐蚀与防护学会.2018第五届海洋材料与腐蚀防护大会暨海洋新材料及防护新技术展览会论文集.中国腐蚀与防护学会：北京丰盈环蚀技术有限公司,2018:114-125.
[7] 张海涛，张建，吴保桥，胡学文，潘红波，闫军.合金元素对高强耐候钢耐大气
腐蚀行为的影响[J].安徽工业大学学报(自然科学版),2018,35(03):209-215. [8] 李维华，林致明，陈贵和，吕维纯，林军.耐工业大气腐蚀钢筋HRB500aE的开
发[J].河北冶金,2020(01):5-8.
表3 冶炼结果
序号
元素/wt%冶炼周期C Si Mn P S Cu Cr Ni Mo V N min
第1炉0.19 0.48 1.460.0770.0130.280.460.170.010 0.0430.00428.8第2炉0.20 0.47 1.450.0790.0120.280.450.180.011 0.0420.00528.7第3炉0.20 0.49 1.470.0780.0140.270.460.180.010 0.0420.00528.5第4炉0.19 0.47 1.460.0760.010 0.280.470.170.011 0.0440.00628.2第5炉0.20 0.48 1.470.0780.0120.280.460.180.010 0.0430.00529.1平均0.20 0.48 1.46 0.078 0.012 0.28 0.460.18 0.010 0.04280.00528.7
表2 精炼渣成分
成分CaO MgO Al2O3SiO2（FeO+MnO）占比/%55-654-520-305-10＜0.5
106
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议