耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯連鑄生產(chǎn)實踐

耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯連鑄生產(chǎn)實踐

Summary：本文通過采用Cu-Cr-Ni-M-V合金元素成分設(shè)計了耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯的化學(xué)成分，連鑄拉速控制、溫度制度和冷卻制度等工藝手段，成功開發(fā)了符合國標(biāo)的耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯。結(jié)果表明，連鑄小方坯表面質(zhì)量和低倍組織質(zhì)量均合格，說明制備工藝可以大規(guī)模生產(chǎn)。Keys：HRB500cE；螺紋鋼；耐海水；拉速；冷卻HRB500cE耐蝕鋼筋，是指具有抗腐蝕功能的鋼筋，具有一般鋼筋的承受拉應(yīng)力的功能，同時又具備抗腐蝕的特性，相對腐蝕率低于70%，可有效延長鋼筋的使用壽命。鋼鐵材料在人們生活中廣泛應(yīng)用，使用過程中或多或少會受到不同程度的腐蝕，并造成不必要的直接經(jīng)濟損失，主要原理是混凝土內(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)，導(dǎo)致鋼筋混凝土開裂破壞，因此，研究HRB500cE耐海洋腐蝕鋼筋是十分有必要的[1-4]。人們?yōu)榱搜泳徍蜏p少鋼筋腐蝕現(xiàn)象，開展了很多研究工作，比如鍍鋅鋼筋、不銹鋼筋以及涂層類鋼筋，但以上三種主流鋼筋有兩種明顯的缺點導(dǎo)致社會使用量收到限制：使用成本高和施工不方便。公司結(jié)合內(nèi)部設(shè)備和技術(shù)情況，決定開發(fā)耐海水腐蝕低合金鋼HRB500cE螺紋鋼筋，不需要鍍層、涂層，主要成分含有Cu、Cr、Ni、M和V等合金元素，本文主要研究電爐冶煉和小方坯連鑄工藝[5-8]。1化學(xué)成分控制結(jié)合螺紋鋼HRB500cE相關(guān)元素在鋼筋中所發(fā)揮的作用及國標(biāo)GB/T33953-2017規(guī)定的化學(xué)范圍要求，設(shè)計了鋼筋混凝土用耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯相關(guān)元素含量控制標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。表1化學(xué)成分控制標(biāo)準(zhǔn)Table1controlstandardsofchemicalcomposition項目元素/wt%CSiMnPSCuCrNiMoV國標(biāo)≤0.21≤0.80≤1.60≤0.030≤0.030-0.25～7.0≤0.65--內(nèi)控0.10～0.130.60～0.681.25～1.33≤0.030≤0.0200.22～0.300.88～0.960.32～0.400.12～0.200.055～0.070目標(biāo)0.120.641.29≤0.020≤0.0100.260.920.550.160.0642冶煉-連鑄工藝過程控制本文耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯冶煉-連鑄生產(chǎn)整個工藝流程為：90t超高功率電爐冶煉→LF精煉→軟吹氬→上連鑄，具體控制過程如下。3連鑄機主要工藝技術(shù)參數(shù)海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE方坯連鑄機主要工藝技術(shù)參數(shù)如表2所示，另外，連鑄生產(chǎn)具體控制過程如下。表2連鑄機主要工藝技術(shù)參數(shù)Table2maintechnicalparametersofcontinuouscaster連鑄機型全弧型連鑄機流數(shù)四機四流弧型半徑R9000mm鑄流間距1200mm結(jié)晶器長度900mm澆鑄鋼種普碳鋼、低合金鋼、焊條鋼拉坯速度正常工作拉速m/min最大拉速m/min120mm×120mm2.5～3.84.2150mm×150mm2.0～3.03.2結(jié)晶器錐度連續(xù)錐度結(jié)晶器振動半板簧振動矯直方式連續(xù)澆注方式敞開式、保護切割方式高能燃氣、火焰切割引錠桿類型剛性3.1拉速控制連鑄二冷配水與鑄坯質(zhì)量密切相關(guān),而拉坯速度是影響二冷配水的一個主要因素,因此在基于拉速前饋的連鑄二冷控制系統(tǒng)中,鑄機拉速的優(yōu)化控制對于提高鑄坯質(zhì)量具有重要的意義，具體控制范圍如表3所示。表3拉速控制Table3speedcontrol連鑄機編號1#機、2#機斷面165mm*165mm起步拉速（m/min）0.5～0.8正常拉速（m/min）2.2～3.03.2溫度控制要想使連鑄生產(chǎn)穩(wěn)定高效地進行,并且保證鑄坯質(zhì)量,首先要準(zhǔn)備好成分,溫度,脫氧程度及純凈度都合格的鋼水另外.煉鋼工序和連鑄工序要緊密配合,溫度控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，連鑄溫度控制主要包括氬后溫度控制、大包開澆溫度控制和中間包溫度控制，如表4所示。表4連鑄溫度制度控制Table4continuouscastingtemperaturesystemcontrol序號上鋼類型開澆包連澆包1氬后溫度/℃1600～16151580～15952大包開澆溫度/℃1590～16101560～15803中間包溫度/℃1535～15551515～15354液相線溫度/℃15053.3冷卻控制除了連鑄三大制度中拉速控制、溫度控制之外，冷卻控制也是重中之重。為了提高鋼坯的質(zhì)量，對連鑄機用水水質(zhì)的要求越來越高，水的冷卻效果好壞直接影響到鋼坯的質(zhì)量和結(jié)晶器的使用壽命，具體控制范圍如表5所示。表5冷卻水流量控制Table5coolingwaterflowcontrol斷面結(jié)晶器水流量（m3/h）二冷水比水量（L/kg）165mm*165mm0.5～0.80.8～2.03連鑄方坯質(zhì)量檢驗3.1外形尺寸及表面質(zhì)量連鑄方坯外形尺寸評定標(biāo)準(zhǔn)和本文試驗方坯質(zhì)量情況如表5所示，由表5可以看出，本文試驗方坯外形邊長、對角線之差、定尺長度、切斜長度和鼓肚情況均合格。另外，通過表面質(zhì)量檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋、翻皮、結(jié)疤、夾雜、擦傷、氣孔、皺紋等缺陷，可見表面質(zhì)量是合格的。表5外形尺寸檢驗Table5dimensioninspection規(guī)格邊長對角線之差定尺長度切斜鼓肚165×165160～170≤7≤80≤12.0≤4.0試驗樣164×1663205-3.2低倍組織檢驗試驗樣小方坯低倍組織如圖1所示，可以看出低倍質(zhì)量合格。圖1低倍組織檢驗Fig.1macro-structuretest4結(jié)論通過采用Cu-Cr-Ni-M-V合金元素成分設(shè)計，同時控制好連鑄拉速控制、溫度制度和冷卻制度等工藝手段，成功開發(fā)了符合國標(biāo)的耐海水腐蝕螺紋鋼HRB500cE小方坯，并且連鑄小方坯表面質(zhì)量和低倍組織質(zhì)量均合格，說明制備工藝可以大規(guī)模生產(chǎn)。Reference吳建永.ER70S-6焊絲鋼的小方坯連鑄生產(chǎn)技術(shù)分析[J].冶金與材料,2020,40(06):81-82+90.李杰,郭子強.小方坯連鑄連軋技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J].河北冶金,2020(11):24-27.范世超,李志敏,劉列喜.小方坯連鑄拉矯機的維修保養(yǎng)及改進實踐[J].山西冶金,2020,43(05):89-91.王海達,陳列,李超,王興華,郭鑫.動態(tài)輕壓下在SWRH82B方坯連鑄中的應(yīng)用[J].特鋼技術(shù),2020,26(03):27-30.姚賓葉,溫樹文,張書彥,張鵬,張志明,林晏民,鐘壽軍,胡壽浩.基于OpenFOAM的方坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)多相流場數(shù)值模擬研究[J].鑄造技術(shù),2020,41(09):88