王栋  王如伦 张崇尧 齐治畔 宋文生

（山西建邦集团有限公司）

摘  要：本文介绍山西建邦集团炼钢厂利用铁水铬高特点降低锰合金含量，进而降低硅锰合金消耗。通过生产实践研究表明，在钢中含有适量铬元素情况下降低锰合金含量可保证成品钢材性能。

关键词：高铬铁水；硅锰；以铬代锰

1 引言

山西建邦集团炼铁厂使用价格低廉的含Cr红土矿作为烧结原料，可以显著降低生产成本。但是使用含Cr原料造成高炉铁水Cr含量较高，最终导致钢中Cr含量偏高。根据炼钢成分控制和成品性能分析对比，确定试行合金成分以铬代锰。充分利用铁水残余成分Cr代替合金元素Mn是降低成本、残余元素综合利用的有效手段，能够为公司节约合金成本，降低炼钢消耗，增加企业经济效益。

2  试验条件及试验方案

2.1  试验条件

山西建邦集团炼钢厂现有3座65吨转炉、2座LF钢包精炼炉、一台5机5流和两台6机6流方坯连铸机，转炉炼钢管理引入先进的德国巴登误工分析系统；连铸采用液面自动控制技术、结晶器电磁搅拌技术、凝固末端电磁搅拌技术、优化切割和热装热送技术，有效地保证了铸坯质量。转炉单炉平均出钢量63t；造渣料使用石灰、轻烧白云石、烧结矿、石灰石等；转炉冶炼周期26分钟，供氧时间13分钟；脱氧合金化使用硅铝铁、硅锰、硅铁等。

目前主要生产钢种为HRB400E、HRB500E系列高强抗震钢筋，预应力混凝土用PC钢棒，MG335、MG400、MG500系列矿用锚杆钢，以及45~75号钢系列、82B钢绞线、焊丝钢等。

试验钢种：HRB400E，成分控制如表1所示。

表1  HRB400E高线φ10规格成分内控要求

2.2  试验方案

表2：不同铁水条件下炼钢成分设置

根据统计分析，试验阶段在C含量要求不变、确保碳当量的前提下，将试验组Mn含量标准下限降低0.05%，对比降锰后力学性能变化。统计铁水铬高时炼钢成品成分铬含量情况，初定铬含量高于0.100%时对成分进行降锰控制。

3   以铬代锰可行性理论分析

锰提高钢的强度、韧性，并能提高钢的淬透性；铬增加钢的淬透性，显著提高强度和硬度，使组织细化而又均匀分布，提高钢的塑性和韧性。铬和锰元素在钢中对钢材性能影响作用相当，以铬代替锰是可行的，一方面能够降低炼钢合金消耗，另一方面使铁水中残余元素得到有效利用。

4  试验效果

4.1   Cr含量对成品性能影响

表3  高铬时（Cr≥0.100%）时成分及性能情况（试验组）

表4  铬正常时成分及性能情况（对比组）

以上两表对比可以得出，试验组平均Cr含量高于对比组0.149%，试验组平均Mn含量低于对比组0.05%。试验组与对比组成品力学性能均符合国标要求。由于Cr对碳当量贡献为1/5，且成品Cr普遍偏高（平均0.170%），对碳当量贡献0.0034%，而降锰按0.05%考虑（对碳当量贡献约0.01%），故“以铬代锰”试验组平均碳当量高于对比组0.02%。

4.2  降锰后经济性分析

实施以铬代锰方案后成品成分锰含量判定标准比原判定标准降低0.05%，其中φ10规格HRB400成品成分锰含量下限要求由原来的0.90%降低至0.85%。实际生产总结发现，实施以铬代锰前成品成分锰含量平均为0.97%，实施后成品成分锰含量平均为0.92%，锰含量平均降低0.05%，折算硅锰合金消耗降低0.05%×1000÷65%÷90%=0.85kg/t，硅铁合金消耗升高0.85×17%÷75%=0.19 kg/t，综合合金消耗降低0.66 kg/t，合吨钢成本降低4.19元。

5   结语

   1）铁水铬含量升高，相应影响钢中铬含量升高。

2）钢中铬元素对成品性能有一定影响，可替代部分锰合金，降低炼钢合金消耗，并保证产品力学性能稳定。

3）铬元素代替合金锰，由于铬与锰对碳当量贡献差异，保证碳当量稳定前提下，合金消耗可进一步降低。

参考文献

[1]  刘彦平，薄涛，张玉生等．锰矿在转炉冶炼中的应用．钢铁． 2006