CN102031334B - 管线焊丝钢的夹杂物控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种管线焊丝钢的夹杂物控制方法，包括(1)转炉炉后脱氧：在焊丝钢转炉冶炼完毕后，在炉后采用金属铝对钢液进行强脱氧；(2)LF炉精炼：当转炉炉后的钢液氧活度不大于20×10-6后，对钢液进行LF炉精炼处理；LF精炼开始10～20分钟内完成造渣，顶渣碱度1.5～4.0，Al2O3含量15％～25％，并加入萤石；在精炼中期加入钛铁进一步脱氧；LF吹氩时间为25～35分钟，氩气流量为300～400Nl/min；精炼过程钢液温度为1550～1630℃；(3)钢液吹氩搅拌：当钢液的氧活度不大于15×10-6后，对钢液进行弱吹氩搅拌，氩气流量为50～150Nl/min，吹氩时间为3～8min。采用本发明既能降低夹杂物尺寸，适当控制夹杂物数量，又能提高钢中Ti、B等元素的收得率。

Description

管线焊丝钢的夹杂物控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种管线焊丝钢的夹杂物控制方法。
背景技术
管线焊丝钢应用于管线钢的焊接工程，对于管线的服役性能影响重大。管线焊丝钢中的夹杂物尺寸和数量对焊缝金属的质量有着重要的影响。尺寸较小的夹杂物，对焊缝组织和性能可起到有益作用，而较大尺寸夹杂物对焊缝的性能起到恶化作用。
为保证管线焊丝钢中的夹杂物尺寸小和数量适宜，在管线焊丝钢的冶炼过程中通常采用精炼过程吹氩搅拌的方法，去除钢中的大尺寸夹杂，达到降低夹杂物尺寸，控制夹杂物数量的目的。
目前有关于管线焊丝钢的专利较多，如申请号为CN200510029245.8的中国专利提供了一种高性能埋弧焊丝及盘条及其制造方法，其成分质量百分比为：C 0.06～0.13％，Mn 1.3～1.7％，Si 0.1～0.5％，Mo 0.3～0.6％，Ti 0.010～0.15％，B 0.001～0.009％，其余为Fe以及不可避免杂质。申请号为CN200610145593.6的中国专利涉及一种管线钢用埋弧焊丝，适应于高压油、气输送管线用X80高钢级管线钢板的埋弧焊接。其化学成分(按重量％)含有：C0.02-0.07；Si0.10-0.30；Mn1.80-2.50；P＜0.010；S＜0.010；Cr0.10-0.50；Ti0.05-0.08；Mo0.20-0.50；B0.003-0.004；余量为Fe。该焊丝与BGSJ101-G焊剂和其它管线钢焊接专用焊剂匹配能得到最佳的焊缝强韧性。
但是，上述专利都没有明确具体的夹杂物控制方法。在普通焊丝钢生产过程中，一般在精炼过程都采用大氩气流量搅拌的方法，以促进钢液合金化均匀，同时促进钢中夹杂物上浮排出钢液。LF精炼过程氩气流量都控制在500～600Nl/min，总计吹氩时间为30～40分钟。根据夹杂物上浮理论，小氩气流量、长时间搅拌的条件下，夹杂物上浮排出的几率大。但是，由于管线焊丝钢一般含有Ti、B等易氧化元素，氩气搅拌的时间过长，钢中Ti、B元素会被大量氧化。因此，在实际生产中急需开发一种切实可行的管线焊丝钢的夹杂物控制方法。即要降低夹杂物尺寸，适当控制夹杂物数量，又要防止钢中Ti、B等元素的大量氧化烧损。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种既能降低夹杂物尺寸，适当控制夹杂物数量，又能防止钢中Ti、B等元素的大量氧化烧损的管线焊丝钢的夹杂物控制方法。
本发明是这样实现的，该管线焊丝钢的夹杂物控制方法主要包括以下3个步骤：(1)转炉炉后脱氧：在焊丝钢转炉冶炼完毕后，在炉后采用0.8～1.4kg/吨钢的金属铝对焊丝钢钢液进行强脱氧，为钢液精炼创造条件，金属铝中Al重量百分比不小于95％。；(2)LF炉精炼：当转炉炉后的钢液氧活度不大于20×10-6后，对钢液进行LF炉精炼处理。LF精炼开始10～20分钟内完成造渣，顶渣碱度控制在1.5～4.0，Al2O3含量控制在15％～25％，并按照0.5～0.8kg/吨钢的标准加入萤石，萤石中CaF2重量百分比不小于85％；在精炼中期按照2～5kg/吨钢的标准加入钛铁进一步脱氧，并通过夹杂物上浮排出钢液，以减少钢中夹杂物总量，钛铁中Ti重量百分比不小于25％；LF总计吹氩时间为25～35分钟，氩气流量为300～400Nl/min；精炼过程钢液温度控制在1550～1630℃；通过LF精炼吹氩促进钢中脱氧产物上浮排出钢液；(3)钢液吹氩搅拌：当钢液的氧活度不大于15×10-6后，对钢液进行弱吹氩搅拌处理，氩气流量控制在50～150Nl/min，时间控制在3～8min。通过弱吹氩搅拌来进一步净化钢质。
本发明管线焊丝钢的夹杂物控制方法，主要通过适当减弱LF炉阶段的吹氩强度和时间，增加了钢液LF炉精炼后的弱吹氩搅拌工艺，促进了钢中夹杂物上浮排出钢液，同时由于氩气搅拌强度的普遍降低还可以使钢中易氧化Ti、B等元素的收得率得到提高。
采用本发明管线焊丝钢的夹杂物控制方法，能使AH70G管线焊丝钢的夹杂物尺寸小于等于5um的夹杂所占的比例高达91.3％，小于等于2um的夹杂所占的比例高达78.4％，钢中Ti和B的收得率分别达到45％和93％。与普通生产方法相比，夹杂物尺寸明显减小，而钢中Ti和B的收得率明显提高。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
本发明实施例钢种为AH70G。本发明实施例管线焊丝钢的夹杂物控制方法的工艺参数及效果见表1。从表1不难看出与普通工艺相比较，采用本发明控制方法钢中夹杂物尺寸得到了降低，而钢中易氧化Ti、B等元素的收得率得到了提高。
表1本发明实施例工艺参数及效果
实施例   金属铝用量，kg/吨钢   炉后钢液氧活度，×10-6 顶渣碱度 Al2O3含量，％   萤石加入量，kg/吨钢   钛铁加入量，kg/吨钢  LF精炼吹氩时间，min   LF精炼氩气流量，Nl/min
  1   1.1   18   1.9   16   0.5   2.1  26   350
  2   1.2   12   2.1   18   0.7   2.0  27   400
  对比例   1.1   22   2.1   17   0.6   2.1  31   500
实施例   LF炉精炼后钢液氧活度，×10-6   弱吹氩氩气流量，Nl/min   弱吹氩时间，min   夹杂物尺寸≤5um所占比例，％   夹杂物尺寸≤2um所占比例，％ Ti的收得率，％ B的收得率，％
  1   13   120   4   88.7   69.2   42  92
  2   11   100   8   91.3   78.4   45  93
  对比例   17   -   -   82.4   51.1   34  90

Claims (1)

1.一种管线焊丝钢的夹杂物控制方法，其特征在于：(1) 转炉炉后脱氧：在焊丝钢转炉冶炼完毕后，在炉后采用金属铝对钢液进行强脱氧，所述金属铝的加入量为0.8～1.4kg/吨钢，金属铝中Al重量百分比不小于95%；(2) LF炉精炼：当转炉炉后的钢液氧活度不大于20×10-6后，对钢液进行LF炉精炼处理，LF精炼开始10～20分钟内完成造渣，顶渣碱度为1.5～4.0，Al2O3含量为15%～25%，并加入萤石，在精炼中期加入钛铁进一步脱氧，LF吹氩时间25～35分钟，氩气流量300～400NL/min，精炼过程钢液温度为1550～1630℃；所述萤石的加入量为0.5～0.8kg/吨钢，萤石中CaF2重量百分比不小于85%；所述钛铁的加入量为2～5kg/吨钢，钛铁中Ti重量百分比不小于25%；(3) 钢液吹氩搅拌：当钢液的氧活度不大于15×10-6后，对钢液进行弱吹氩搅拌处理，吹氩时间3～8min，氩气流量50～150NL/min。 
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