螺纹钢HRB500E电炉冶炼生产实践
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摘 要：本文根据国标和生产实际设计了HRB500E冶炼的化学成分，采用步料操作控制、熔化期操作控制氧化期操作控制、出钢及预脱氧合金化操作控制和钢包精炼操作控制等工艺操作，成功冶炼出了符合国标化学成分要求的钢液。结果表明，试验生产冶炼周期和钢铁料消耗范围合理，钢液具有较低氧含量，可以实现量产。
关键词：HRB500E;冶炼;合金化;精炼;电弧炉
中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）07-0065-02
HRB500E热轧带肋钢筋属于500MPa级钢筋，于2011年纳入GB 50010—2010设计规范，并于2018年纳入新国标GB/T 1499.2—2018开始实施，表明该产品的生产及应用将越来越成为主流;另外，由于其使用可以实现低排放、减量化和绿色发展，同时具有抗震性能优良、塑性好和强度高等好的综合特性，现已作为轧带肋钢筋升级换代产品进行推广应用，其主要应用领域为机场、大跨度建筑、高层建筑、水电站、高速公路等关键重点工程的重点部位[1-3]。
为了响应国家号召和满足国家对新产品的严格要求，同时为了更好更快地取得市场占有率，公司于2019年初开始了新国标HRB500E产品开发，基于开发成本的考虑，目前采用不加昂贵的合金元素，主要开发高含量Si与Mn产品，并获得了较好的业绩[4-6]。
1 冶炼过程控制
1.1 化学成分设计
新国标螺纹钢HRB500E相关元素在钢筋中所发挥的作用及国标GB/T 700—2006规定的化学范围要求，设计了其相关元素含量控制标准，如表1所示。
备注：当成品S≥0.030%时，Mn按照1.58%～1.60%控制;铁水S>0.045%不允许入炉冶炼，连铸开浇炉次Si含量按照目标值上限控制。
1.2 步料操作控制
电弧炉装料操作采用炉顶料罐装料，装入量控制在70±10t。为了提高炉衬寿命，减少冶炼时间与合金元素烧损，降低电耗与电极消耗、操作过程中主要控制炉料在料罐中的布料合理性，遵循上疏松、下致密、四周低、中间高、炉门口无大料、穿井快、不搭桥、融化快和效率高的原则。
1.3 熔化期操作控制
熔化期的主要任务是将块状的固体废钢快速熔化，并加热到氧化温度，同时提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发，操作关键点在于合理供电、及时吹氧和提前造渣。为了缩短熔化期操作时间，采用强化用氧、减少热停工时间、废钢预热和提高变压器输入功率的措施，具体操作按表2进行。
1.4氧化期操作控制
当固体废钢料完成熔化，并达到氧化温度，脱磷率达到70%～80%以上时进入氧化期，氧化期的主要任务是去除钢液中的磷、气体和夹杂物、脱碳和升温到指定温度，一般为了冶金反应的进行，氧化开始温度控制在1550～1580℃，后续合理控制金属料的升温曲线。
1.5出钢及预脱氧合金化操作控制
出钢过程采用偏心炉底无渣出钢方式，采用脱氧剂（硅钙钡和铝锭）、硅锰合金进行脱氧预合金化。合金加入顺序为：脱氧剂→硅锰合金，合金在出钢至1/4～1/3时开始加入，出钢至2/3～3/4时加完。合金加入量计算过程中，出钢量按68.00t/炉计，钢液成分按照各元素含量下限控制。
1.6 钢包精炼操作控制
钢包精炼操作的主要任务是微调成分、调整温度、去气去夹杂和调节电炉与连铸生产节奏。精炼操作的核心在于白渣精炼，因精炼操作处理周期有限，白渣形成时间越早，则有效精炼时间越长，效果也越好，精炼渣采用CaO-Al2O3-SiO2系，以保障熔渣良好的流动性，实现高碱度、低熔点、低氧化铁的精炼过程，控制好LF炉内的还原性气氛，同时做好良好的底吹氩搅拌，保证炉内具有较高的传质速度，过程中取样查看钢液成分情况，适当补加合金元素达到目标值，精炼渣成分如表3所示。
1.7冶炼结果
通过采取以上工艺控制措施，对HRB500E前5炉钢液生产情况进行统计，如表4所示。
2结论
（1）通过采用合理化学成分设计，控制好电炉炼钢各个阶段操作性和钢包精炼操作等工艺手段，冶炼获得了符合国标HRB500E的化学成分，并且钢液的氧含量较低。
（2）试验工艺生产HRB500E钢液相关的氧含量、钢铁料消耗和冶炼周期均在正常生产控制范围之内，在以后日常生产中是合理可行和值得推广的。
参考文献
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