HRB500E抗震钢筋小方坯连铸生产实践

2021-07-12李维华

新型工业化 2021年3期

李维华

（福建三宝钢铁有限公司技术中心，福建漳州 363000）

0 引言

GB/T 1499.2-2018《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》中，钢筋按屈服强度等级分为400、500、600Mpa级，按生产控制状态分为热轧钢筋和控轧细晶粒钢筋两个牌号系列，按三个强度等级，两个牌号系列划分，本标准共有HRB400、HRB500、HRB600、HRB400E、HRB500E、以及HRBF400、HRBF500、HRBF400E、HRBF500E共九个钢筋牌号。HRB500级钢筋宜应用于受荷较大且由承载力控制截面配筋的纵向受力钢筋，如高层、超高层建筑、大型框架结构、高烈度区钢筋混凝土结构和大跨度及重荷载下梁、板，不宜应用于普通跨度的多层框架结构、基本上按构造配筋的多、高层框架-剪力墙和剪力墙结构及普通楼板、按构造要求配置的钢筋[1-4]。RB500级钢筋同普通钢筋相比的优点表现在以下方面：可减少钢筋的使用量，节约工程直接成本，减少钢筋的安装量，节约工程物资及人力的投入；显著改善梁、柱节点中钢筋密集的情况；具有强度高、延性好、碳含量低、可焊性优良等良好的力学性能；能在保证工程质量的同时，满足规范及设计要求。本文研究的HRB500E抗震钢筋采用高硅高锰合金元素设计，主要摸索HRB500E抗震钢筋电炉冶炼和连铸生产的生产工艺和生产可行性，为后续轧钢工序提供前提条件[5-8]。

1 电炉冶炼

本文HRB500E抗震钢筋小方坯采用电弧炉→精炼炉冶炼法，冶炼设备为90t超高功率电弧炉，整个冶炼工艺为：电炉冶炼→出钢脱氧合金化→钢包精炼→连铸，电炉冶炼示意图如图1所示，具体控制过程如下。

图1 电炉冶炼示意图

1.1 化学成分控制

本文HRB500E抗震钢筋小方坯的化学成分在满足国标GB/T 1499.2-2018的情况下，主要采用提高钢中Si和Mn含量来增加最终钢筋产品的强度，具体情况如表1所示。

表1 化学成分控制标准

1.2 熔化期操作

熔化期的目的是将固体废钢铁料熔化，通过配料、布料、供电、吹氧助熔和提前造渣等操作，达到快速熔化，最大可能地降低电耗，为氧化期创造好条件。主要操作要点包括合理布料、合理供电、合理吹氧助熔和提前造渣熔，化期大约占整个冶炼时间的一半以上，冶炼电耗约占整个冶炼期的2/3以上，熔化期的电极消耗约占整个冶炼期的2/3以上。

1.3 氧化期操作

氧化期是现代无还原期电炉冶炼的关键过程，当废钢料完全熔化并达到氧化温度后进入氧化期，氧化期主要操作要点包括造渣与脱磷、氧化与脱碳、气体与夹杂物的去除以及终点温度控制。

1.4 LF精炼操作控制

LF精炼是冶炼高质量钢材必不可少的环节。精炼的主要任务是脱氧、脱S、脱气、去除非金属夹杂物、精确微调合金成分和钢水温度，为连铸的稳定生产提供优质钢水。

2 方坯连铸工艺控制

本文耐大气腐蚀螺纹钢HRB400aE小方坯连铸机为四机四流全弧形板坯连铸机，1#、2#和3#连铸机弧型半径均分别为8m、8m和9m，铸坯断面为165mm×165mm，铸流间距为1.2m，结晶器长度为0.9m，浇铸钢种为普碳钢、低合金钢和焊条钢。

2.1 连铸温度制度控制

连铸温度制度控制主要包括氩后温度控制、大包开浇温度控制和中间包温度控制，其温度控制还与上钢类型有关。氩后温度开浇包1600℃～1615℃，连浇包1580℃～1595℃；大包开浇温度开浇包1590℃～1610℃，连浇包1560℃～1580℃；中间包温度/℃，开浇包1535℃～1555℃，连浇包1515℃～1535℃；中间包温度/℃，开浇包1535℃～1555℃，连浇包1515℃～1535℃。

2.2 拉速控制

连铸浇铸作业过程中，拉速要适当控制，过快则容易出现漏钢等事故，过慢则影响当班产量等，1#机、2#机起步拉速0.5m/min～0.8m/min，正常拉速2.2～3.0m/min。

2.3 冷却模式主要参数控制

二次冷却模式采用中冷配水模式，1#机R8m小方坯铸机结晶器水量按115m3/h～125m3/h控制，2#机R9m小方坯铸机结晶器水量按130m3/h～140m3/h控制，二冷比水量按1.6L/kg～1.8L/kg控制，根据生产情况可对水量进行适当调整，但必须确保铸坯具有良好的表面及内在质量；为防止铸坯产生横裂纹，铸坯矫直温度>990℃。