李维华，林致明
三宝钢铁有限公司技术中心 福建 漳州 363000
摘要：本文通过化学成分设计确定了耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE连铸板坯的化学成分，同时通过控制转炉炼钢五大制度、拉速和温度、大包与中包重量、结晶器及二冷水主要参数等工艺，成功制备了符合国标化学成分要求的HRB500aE连铸板坯。检验结果表明，HRB500aE连铸板坯具有较好的低倍组织和表面质量，冶炼和连铸生产组织顺畅，后续可以批量生产。
关键词：螺纹钢；板坯；连铸；HRB500aE；冶炼
Atmospheric corrosion resistant rebar
production practice of HRB500aE slab continuous casting
Li weihua，Lin zhiming
Technology Center , San Bao Iron and Steel Company Limited, Zhang Zhou 363000,Fu Jian, China
Abstract: In this paper, the chemical composition of HRB500aE continuous casting slab of atmospheric corrosion-resistant rebar was determined by chemical composition design. Meanwhile, the continuous casting slab of HRB500aE which met the requirements of national standard chemical composition was successfully prepared by controlling the five systems of converter steelmaking, casting speed and temperature, weight of ladle and tundish, main parameters of crystallizer and secondary cooling water. The test results showed that HRB500aE continuous casting slab had good macrostructure and surface quality, the smelting and continuous casting production organization was smooth, and the subsequent batch production could be carried out.
Key words: keywords rebar; slab; continuous casting; HRB500aE; smelting
耐大气腐蚀螺纹钢又叫耐候螺纹钢，其化学成分主要包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、钼和钒等少量合金元素，与不锈钢相比，具有显著的成本优势，同时其在大气中具有良好的耐腐蚀性，在使用过程中表面会形成保护膜，与碳素钢相比，该保护膜的致密性、稳定性和强的粘附性可以有效降低大气腐蚀的速率，后来也因其较高的性价比逐渐引起学者的关注和研究[1-4]。
直接或者间接裸露在空气中的钢铁材料会与气体中的氧气和水蒸气等发生薄液膜下电化学反应导致大气腐蚀，腐蚀类型主要有干腐蚀、湿腐蚀和潮腐蚀三种，每年地球上钢铁材料因大气腐蚀造成的损失难以估计，因此为了减少和延缓钢筋的腐蚀现象，人们开展了大量的研究，主要包括涂层类钢筋、镀锌钢筋和不锈钢筋等，上述钢筋产品在实际应用中存在着较多问题。经过市场调研和科学研究论证，公司决定决定采用微合金化和控轧控冷工艺生产HRB500aE耐大气腐蚀螺纹钢，本文主要研究转炉冶炼工艺和板坯连铸工艺，为后续控轧控冷轧钢工序提供前提条件[5-8]。
1 转炉冶炼工艺控制
本文耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE连铸板坯采用转炉冶炼法，冶炼设备为100t氧气顶底复吹转炉，整个冶炼工序为转炉冶炼→出钢脱氧合金化→吹氩→直上连铸，具体控制过程如下。
1.1 化学成分设计
耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE化学成分设计是在参考国标GB/T 700－2006具体要求下，根据相关元素在钢中发挥的作用对化学成分进行设定，具体情况如表1所示。
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1.2温度制度、造渣制度与终点控制
吹炼温度以平稳上升为宜，过程不喷溅不返干，非特殊情况下终点T控制在1655±15℃，终点C控制在0.06～0.12wt%，终点P控制在0.028wt%以下。造渣制度采用分批加料法，前期第一批，中期第二批，中期结束时第三批，石灰和轻烧白云石总量分别控制在2.0t～3.0t和1.0t～2.0t，保证初期渣早化，过程渣化好，终渣化透作粘。
1.3 供氧制度与装入制度
喷吹氧气纯度为99.999%，氧枪喷头为拉瓦尔型四孔设计，扩张角为11°30′，马赫数为2.0，夹角为12°，喉口长度为7.5mm，氧气流量为19000～25000Nm3/h，氧压为0.75MPa～0.85MPa，吹炼枪位采用低-高-低的模式，拉碳枪位控制在1300mm，结合火焰和化渣情况及时调整枪位。转炉装入操作采用定量装入，装入量为102±2.0t，其中铁水和废钢配比结合铁水温度与成分、生产节奏和转炉炉况等因素来适当调整。
1.4出钢及脱氧合金化制度
出钢时采用硅钙钡进行预脱氧，硅锰合金进行脱氧合金化，采用铝锭进行终脱氧，合金在出钢量达到四分之一时开始加入，加入顺序为：脱氧剂→硅锰合金→脱氧剂，合金在出钢达到四分之三时加毕，合金加入情况如表2所示。挡渣操作采用挡渣锥进行挡渣，确保挡渣成功率达到95%以上。吹氩时间控制在240s以上，钢水裸露面积保证低于碗口面积，确保夹杂物充分上浮和避免钢水二次氧化。
2 板坯连铸工艺控制
本文耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE连铸板坯连铸机为链式引锭杆直弧形板坯连铸机，连铸机流数为2流，可生产铸坯厚度为150 mm 、160 mm 和180mm，宽度范围为500 mm～900mm，铸坯定尺长度范围为7m～10m，工作拉速范围为0.5m/min～2.0m/min，基本圆弧半径为8m，垂直段高度为2426mm，关键工艺控制如下。
2.1拉速与温度控制
开浇后连铸机开到标准拉速后就进入铸中操作，在浇铸过程中，拉速保持“典拉”操作，拉速禁止大幅度波动，避免引起液面大起大落，造成漏钢事故。拉速下限控制在0.5m/min，再次恢复“典拉”速度过程中，单次升速须≤0.1m/min。浇铸过程中，结合转炉冶炼工序供钢情况，适当调整拉速来匹配节奏，捞渣作业时，拉速控制在0.8m/min。大包第一炉温度控制在1625℃-1655℃，连浇炉次温度控制在1590℃-1620℃，中包钢水温度控制在1535℃-1560℃，过热度控制在20℃-30℃。
2.2大包与中包重量控制
为减少大包下渣量，在大包钢水重量为10t左右时，持续关注大包浇铸情况，通过“看渣”和“听渣”判断出大包下渣时，迅速关闭钢包滑动水口。为减少中包下渣量，正常浇铸中包钢水重量控制在16t左右，钢包交替时控制钢水重量为18t（满包）。
2.3结晶器及二冷水主要参数控制
为了提高铸坯表面及内部质量，结晶器及振动装置技术参数的选用也要合理。结晶器锥度两侧：0.8%/0.5%/m（双锥度），内外弧：0.3-0.5%/m，结晶器冷却水量：窄面水量17-21m3/h，宽面水量75-85m3/h，水压≥0.8Mpa，水流速≥10m/s，振幅：2-6.5mm，结晶器振动偏摆＜±0.5mm，振频：20-180次/分，振动曲线：正弦。二冷水流量控制对铸坯冷却效果影响较大，结合理论和实际生产经验，确定较为理想的二冷水配水流量表2所示。
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3 连铸板坯质量检验
3.1 表面缺陷检验
耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE表面缺陷检验执行国标标准YB/T 2012-2014。本次研究随机抽取1个板坯做质量检验，检验结果如表4所示，由表4可知，试验HRB500aE连铸板坯表面质量是合格的。
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3.2 低倍组织检验
耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE低倍组织检验执行标准为YB/T4003-2016《连铸板坯低倍组织缺陷评级图》，本次研究随机抽取1个低倍做质量检验，检验结果如图1和表4所示，由图1和表4可知，试验HRB500aE连铸板坯低倍组织质量是合格的。
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4 结论
通过采用合理化学成分设计，控制好转炉炼钢操作和连铸操作等工艺手段，成功
制备了符合国标的耐大气腐蚀螺纹钢HRB500aE连铸板坯，并且连铸板坯表面质量和低倍组织质量均合格，说明制备工艺合理且可以规模化生产。
参考文献
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