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首頁 檢測技術(shù)與成果

分享:耐海洋腐蝕HRB400cE轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)實(shí)踐

HRB400cE是一種400 MPa級耐海洋腐蝕鋼筋,是國標(biāo)GB/T 33953—2017“鋼筋混凝土用熱耐蝕鋼筋”里規(guī)定的一種耐蝕鋼筋,在鋼中加入一定量的 Cu、P、C或Ni、Mo、Nb、Ti等合金元素制成的一種耐海洋腐蝕性能良好的低合金鋼。耐海洋腐蝕鋼筋主要應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境、鹽湖、海洋、沿海一帶和撒化冰鹽的道路、橋梁等,能有效阻止進(jìn)入到混凝土內(nèi)部的氯離子與鋼筋表面的鈍化膜發(fā)生復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng),避免混凝土出現(xiàn)破壞開裂現(xiàn)象[1-4]。

人們?yōu)榱搜泳徍蜏p少鋼筋腐蝕開展了很多研究工作,開發(fā)了鍍鋅鋼筋、不銹鋼筋及涂層類鋼筋等防腐技術(shù),但這些方法或者成本高或者防腐效果不理想。為了減緩沿海建筑物和工業(yè)環(huán)境中的鋼筋腐蝕速度,三寶鋼鐵有限公司決定采用微合金化和控軋控冷工藝開發(fā)耐海洋腐蝕鋼筋HRB400cE,此鋼種在經(jīng)濟(jì)性與耐海水腐蝕性方面具有較高利用價值[5-8]。

1. 國標(biāo)冶煉要求

鋼筋混凝土用HRB400cE耐蝕鋼筋新國標(biāo)GB/T 33953—2017,冶煉工藝只能采用轉(zhuǎn)爐或者電爐工藝,必要時可采用爐外精煉,化學(xué)成分要求如表1所示,其中為了進(jìn)一步提高鋼筋的耐腐蝕性能,還可以加入下列一種或多種合金元素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):Mo,≤0.30%;Re,≤0.05%等;鋼的氮含量應(yīng)≤0.012%,鋼中如有足夠數(shù)量的氮結(jié)合元素,含氮量的限制可適當(dāng)放寬,鋼筋的成品化學(xué)成分允許偏差應(yīng)符合GB/T 222的規(guī)定。


2. 冶煉過程控制

鋼筋混凝土用HRB400cE生產(chǎn)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼和鎮(zhèn)靜鋼脫氧方法,工藝流程為:裝入操作→100 t轉(zhuǎn)爐冶煉→出鋼及脫氧合金化→吹氬→連鑄。

2.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)

結(jié)合螺紋鋼HRB400cE相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國標(biāo)GB/T 33953—2017規(guī)定的化學(xué)范圍要求,設(shè)計(jì)了鋼筋混凝土用螺紋鋼HRB400cE相關(guān)元素含量控制標(biāo)準(zhǔn),如表2所示。

2.2 裝入制度

轉(zhuǎn)爐裝入制度采用定量裝入,根據(jù)爐況、生產(chǎn)組織情況、鐵水成分和溫度來調(diào)整廢鋼加入量,具體控制情況如表3所示。


2.3 供氧制度

供氧制度采用變壓變槍法,進(jìn)料完畢后,搖正爐體下槍吹煉。氧槍噴頭采用四孔拉瓦爾型,噴孔夾角12°,擴(kuò)張角為11°30′,喉口長度7 mm,工作氧壓控制在0.80~0.85 MPa,流量控制在20000~26000 m3/h。吹煉前期槍位控制在1400~1600 mm,中期槍位控制在1500~1800 mm,后期槍位控制在1300~1500 mm,拉碳槍位控制在1200 mm,火焰情況不正常時槍位可以適當(dāng)調(diào)節(jié),以化渣正常為宜。

2.4 造渣制度

造渣制度采用分批加料法。開始吹氧火焰正常后,根據(jù)鐵水成分與溫度情況并結(jié)合操作經(jīng)驗(yàn),石灰總量控制在2000~3000 kg,輕燒白云石總量控制在1000~2000 kg,一批料加入石灰總量的2/3和全部輕燒白云石,二批石灰料、三批石灰料根據(jù)吹煉情況適時加入,確?!俺跗谠缁?,過程渣化好,終渣化透”。

2.5 溫度及終點(diǎn)控制制度

過程溫度控制保證化好渣,不噴濺不返干,溫度平穩(wěn)上升;終點(diǎn)溫度控制在1640~1670 ℃,開澆第一爐、新出鋼口和新鋼包等特殊情況可以適當(dāng)提高出鋼溫度。終點(diǎn)C含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在0.06%~0.13%,防止鋼水氧含量高,影響鋼水質(zhì)量;終點(diǎn)P含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在0.020%以下,防止擋渣失敗時回磷導(dǎo)致鋼水P含量過高造成化學(xué)廢品。

2.6 出鋼及脫氧合金化制度

出鋼過程采用擋渣球進(jìn)行擋渣操作,確保擋渣成功率達(dá)到90%以上,保證鋼包渣層厚度不大于200 mm。采用脫氧劑(硅鈣鋇和鋁錠)、硅錳合金進(jìn)行脫氧合金化。合金加入順序?yàn)椋好撗鮿梃F合金→硅錳合金→貴重金屬(銅、鉻鐵和鎳鐵),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,合金加入量參考出鋼量按95.00 t/爐計(jì),冶煉鋼水殘Mn質(zhì)量分?jǐn)?shù)按0.10%計(jì),硅鐵、硅錳合金增C質(zhì)量分?jǐn)?shù)按0.020%計(jì),可根據(jù)冶煉終點(diǎn)、出鋼量等情況調(diào)整合金加入量。

2.7 爐后吹氬處理

爐后吹氬站吹氬處理對鋼液夾雜物與溫度分布影響很大,足夠的吹氬時間既能促進(jìn)鋼液中的夾雜物充分上浮,也能促進(jìn)鋼水溫度的均勻分布,可以提高測溫的準(zhǔn)確性,吹氬工藝控制如表4所示。

2.8 冶煉結(jié)果

通過采取以上工藝控制措施,對HRB400cE前5爐鋼液生產(chǎn)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如表5所示。

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