王棟  王如倫 張崇堯 齊治畔 宋文生

（山西建邦集團有限公司）

摘  要：本文介紹山西建邦集團煉鋼廠利用鐵水鉻高特點降低錳合金含量，進而降低硅錳合金消耗。通過生產實踐研究表明，在鋼中含有適量鉻元素情況下降低錳合金含量可保證成品鋼材性能。

關鍵詞：高鉻鐵水；硅錳；以鉻代錳

1 引言

山西建邦集團煉鐵廠使用價格低廉的含Cr紅土礦作為燒結原料，可以顯著降低生產成本。但是使用含Cr原料造成高爐鐵水Cr含量較高，最終導致鋼中Cr含量偏高。根據煉鋼成分控制和成品性能分析對比，確定試行合金成分以鉻代錳。充分利用鐵水殘余成分Cr代替合金元素Mn是降低成本、殘余元素綜合利用的有效手段，能夠為公司節約合金成本，降低煉鋼消耗，增加企業經濟效益。

2  試驗條件及試驗方案

2.1  試驗條件

山西建邦集團煉鋼廠現有3座65噸轉爐、2座LF鋼包精煉爐、一臺5機5流和兩臺6機6流方坯連鑄機，轉爐煉鋼管理引入先進的德國巴登誤工分析系統；連鑄采用液面自動控制技術、結晶器電磁攪拌技術、凝固末端電磁攪拌技術、優化切割和熱裝熱送技術，有效地保證了鑄坯質量。轉爐單爐平均出鋼量63t；造渣料使用石灰、輕燒白云石、燒結礦、石灰石等；轉爐冶煉周期26分鐘，供氧時間13分鐘；脫氧合金化使用硅鋁鐵、硅錳、硅鐵等。

目前主要生產鋼種為HRB400E、HRB500E系列高強抗震鋼筋，預應力混凝土用PC鋼棒，MG335、MG400、MG500系列礦用錨桿鋼，以及45~75號鋼系列、82B鋼絞線、焊絲鋼等。

試驗鋼種：HRB400E，成分控制如表1所示。

表1  HRB400E高線φ10規格成分內控要求

2.2  試驗方案

表2：不同鐵水條件下煉鋼成分設置

根據統計分析，試驗階段在C含量要求不變、確保碳當量的前提下，將試驗組Mn含量標準下限降低0.05%，對比降錳后力學性能變化。統計鐵水鉻高時煉鋼成品成分鉻含量情況，初定鉻含量高于0.100%時對成分進行降錳控制。

3   以鉻代錳可行性理論分析

錳提高鋼的強度、韌性，并能提高鋼的淬透性；鉻增加鋼的淬透性，顯著提高強度和硬度，使組織細化而又均勻分布，提高鋼的塑性和韌性。鉻和錳元素在鋼中對鋼材性能影響作用相當，以鉻代替錳是可行的，一方面能夠降低煉鋼合金消耗，另一方面使鐵水中殘余元素得到有效利用。

4  試驗效果

4.1   Cr含量對成品性能影響

表3  高鉻時（Cr≥0.100%）時成分及性能情況（試驗組）

表4  鉻正常時成分及性能情況（對比組）

以上兩表對比可以得出，試驗組平均Cr含量高于對比組0.149%，試驗組平均Mn含量低于對比組0.05%。試驗組與對比組成品力學性能均符合國標要求。由于Cr對碳當量貢獻為1/5，且成品Cr普遍偏高（平均0.170%），對碳當量貢獻0.0034%，而降錳按0.05%考慮（對碳當量貢獻約0.01%），故“以鉻代錳”試驗組平均碳當量高于對比組0.02%。

4.2  降錳后經濟性分析

實施以鉻代錳方案后成品成分錳含量判定標準比原判定標準降低0.05%，其中φ10規格HRB400成品成分錳含量下限要求由原來的0.90%降低至0.85%。實際生產總結發現，實施以鉻代錳前成品成分錳含量平均為0.97%，實施后成品成分錳含量平均為0.92%，錳含量平均降低0.05%，折算硅錳合金消耗降低0.05%×1000÷65%÷90%=0.85kg/t，硅鐵合金消耗升高0.85×17%÷75%=0.19 kg/t，綜合合金消耗降低0.66 kg/t，合噸鋼成本降低4.19元。

5   結語

   1）鐵水鉻含量升高，相應影響鋼中鉻含量升高。

2）鋼中鉻元素對成品性能有一定影響，可替代部分錳合金，降低煉鋼合金消耗，并保證產品力學性能穩定。

3）鉻元素代替合金錳，由于鉻與錳對碳當量貢獻差異，保證碳當量穩定前提下，合金消耗可進一步降低。

參考文獻

[1]  劉彥平，薄濤，張玉生等．錳礦在轉爐冶煉中的應用．鋼鐵． 2006