CN106756435B - 一种焊丝钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焊丝钢的冶炼方法，所述方法包括：利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005％；利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％；利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，温度为1650‑1670℃；利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH到站温度为1590‑1610℃，吹氧量≤150m3；利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25‑40℃；如此，采用铁水KR脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉→RH精炼→板坯连铸的工艺方法，可稳定控制钢水中的S、P含量，进而稳定生产低S低P含量焊丝钢(P+S)＜0.0080％的钢种，提高低S低P焊丝钢性能，减少拉拔断裂的现象，确保焊丝钢的质量。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种焊丝钢的冶炼方法。
背景技术
随着焊接技术和工业自动化程度的提高，焊丝已被广泛应用于车辆制造、造船、工程机械、桥梁等制造业中。
焊丝钢的化学成分决定焊丝的内在质量，而焊丝的焊接工艺性能将直接影响焊缝的质量乃至整个焊接结构的安全性，因此对焊丝钢的冶炼成分具有严格的要求。在实际生产中为了使该钢种保持良好的拉拔性能，焊丝成分均匀，不允许有严重的成份偏析，需尽量降低S、P含量。因为S、P都是有害元素在钢中产生严重偏析，对焊丝钢来说，S在钢中形成低熔点化合物，在焊接过程中焊缝出现热、冷裂纹，钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。P含量高会增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏，恶化盘条的拉拔性能，严重影响焊丝的焊接性能。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种焊丝钢的冶炼方法，用于解决现有技术中，生产低S低P焊丝钢时，焊丝性能不均匀，不能保证焊丝钢质量的技术问题。
本发明提供一种焊丝钢的冶炼方法，所述方法包括：
利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005％；
利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％；
利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，温度为1650-1670℃；
利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH到站温度为1590-1610℃，吹氧量≤150m3；
利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25-40℃。
上述方案中，对钢水进行脱硫前，所述钢水中0.15≤Si≤0.40％，所述钢水温度1330≤T≤1380℃。
上述方案中，所述对钢水进行脱硫前，所述钢水温度优选为1350～1370℃。
上述方案中，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳时，以0.03～0.20Nm3/t.min的强度向所述钢水中吹入氩气。
上述方案中，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳时，钢水温度优选为1655≤T≤1665℃。
上述方案中，利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼时，控制钢水的纯循环时间≥6min。
上述方案中，利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼时，第一炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥25min，其余炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥20min。
上述方案中，RH真空精炼工艺结束后，钢水的各成分的质量百分比包括：
C：0.020-0.040％；
Si≤0.03％；
Mn：0.19-0.26％；
P：≤0.0055％
S：≤0.0035％；
Alt：0.0018～0.030％；
N：≤0.0025％；
其余组分为Fe。
上述方案中，在连铸过程中，控制三路吹氩量塞棒Ar气流量＜4Nl/min，上水口Ar气流量＜3.5Nl/min，板间密封Ar气流量＜4Nl/min，背压≥0.2bar。
上述方案中，利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯时，结晶器保护渣液渣层厚度为10-12mm。
本发明提供了一种焊丝钢的冶炼方法，所述方法包括：利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005％；利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％；利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，温度为1650-1670℃；利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH到站温度为1590-1610℃，吹氧量≤150m3；利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25-40℃；如此，采用铁水KR脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉→RH精炼→板坯连铸的工艺方法，可稳定控制钢水中的S、P含量，进而稳定生产低S低P含量焊丝钢(P+S)＜0.0080％的钢种，提高低S低P焊丝钢性能，减少拉拔断裂的现象，确保焊丝钢的质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的焊丝钢的冶炼方法流程示意图。
具体实施方式
为了在生产低S低P焊丝钢时，避免焊丝钢出现拉拔断裂的现象，提高焊丝钢的质量，本发明提供了一种焊丝钢的冶炼方法，所述方法包括：利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005％；利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％；利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，温度为1650-1670℃；利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH到站温度为1590-1610℃，吹氧量≤150m3；利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25-40℃。
在介绍本发明的具体实施例之前，先介绍下本发明的核心思想，本发明中为保证焊丝性能均匀，保证焊丝钢有较高的冶金质量，不允许有严重的成份偏析的产生，对钢种化学成分S，P含量进行严格要求，为生产低S低P含量焊丝钢(P+S)＜0.0080％的钢种，采用铁水KR脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉→RH精炼→板坯连铸的工艺流程进行冶炼。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种焊丝钢的冶炼方法，如图1所示，所述方法包括：
S101，利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005％。
本步骤中，在对钢水进行脱硫之前，所述钢水中0.15≤Si≤0.40％，优选地为0.20≤Si≤0.30％；所述钢水温度1330≤T≤1380℃，优选地为1350≤T≤1370℃。
在利用KR脱硫法对钢水进行脱硫后，扒渣要见“亮面”，严格控制脱硫带渣量，脱硫后S≤0.0005％。
S102，利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％。
利用KR脱硫法对钢水进行脱硫后，利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，在脱磷过程中，向脱磷炉中加入白灰、轻烧、萤石及烧结矿，其中，白灰加入量的质量百分比为3～3.5％，轻烧加入量的质量百分比为1％～1.5％，萤石加入量的质量百分比为0.15％～0.2％，烧结矿加入量的质量百分比为0.2％～0.4％。确保脱磷后S≤0.003％，P≤0.040％。
S103，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，温度为1650-1670℃。
对钢水脱磷后，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，在脱碳过程中，全程以0.03～0.20Nm3/t.min的强度向脱碳炉中吹入氩气，并且向钢水中提供氧气，加强熔池搅拌，出钢后在钢水中加入渣料，并且在出钢过程中采用前后滑板挡渣，出钢时间控制在6～8min。其中，所述渣料包括：石灰及高钙铝渣球；所述石灰加入量的质量百分比为0.3％～0.4％，高钙铝渣球加入量的质量百分比为0.1％～0.2％，
脱碳后TSOC≤0.04％，P≤0.0040％，S≤0.0030％，终点温度为1650-1670℃，优选地为1655-1665℃。避免由于终点温度控制不好，多次补吹造成钢水氧含量增加以及钢中碳、铝、合金含量波动和夹杂物含量升高。
这里，因为脱碳炉的吹炼终点钢水氧含量不仅直接影响到脱氧元素的收得率和钢水成分的控制，而且影响焊丝钢中非金属夹杂物的含量及焊丝钢的性能，为此，要避免钢水过度氧化，稳定钢水的含氧量。
S104，利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH入口温度为1590-1610℃，吹氧量≤150m3。
这里，由于RH精炼对于钢水的脱碳、脱气、升温、均匀钢水温度和成分、去除夹杂物等方面精炼效果好，处理周期短，生产能力大，因此对钢水进行脱碳之后，利用RH精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH入口温度为1590-1610℃，OB吹氧量≤150m3。在利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼时，控制钢水的纯循环时间≥6min。
精炼处理过程采用碳含量≤0.03％、锰含量为80％的微碳锰铁配锰，不喂丝不软吹，RH真空精炼工艺结束后，钢水的各成分的质量百分比包括：C：0.020-0.040％；优选地为0.030％；Si≤0.03％；优选地为0.025％；Mn：0.19-0.26％；优选地为0.25％；P：≤0.0055％；优选地≤0.0040％；S≤0.0035％；优选为0.003％；Alt：0.0018～0.030％；优选地为0.020％；N≤0.0025％；优选地为：0.0015％；其余组分为Fe。
第一炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥25min，其余炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥20min。
S105，利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25-40℃。
本步骤中，对钢水进行精炼后，利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，采用钢包→中间包→结晶器全程保护浇铸，以避免了钢水的二次氧化，有效减少了连铸坯的夹杂物。其保护浇铸方式具体为：开浇时先上套管后开浇，停浇时先停浇后摘套管，中间包加低碳钢覆盖剂，中间包到结晶器之间采用浸入式水口，低碳钢专用保护渣，低碳钢配水，控制用结晶器液面波动在±3mm以内，过热度为25-40℃。结晶器保护渣液渣层厚度控制在10-12mm，优选为11mm。
并且，在连铸过程中，控制三路吹氩量塞棒Ar气流量＜4Nl/min，上水口Ar气流量＜3.5Nl/min，板间密封Ar气流量＜4Nl/min，背压≥0.2bar。
实施例二
实际应用中，利用实施例一提供的冶炼方法对焊丝钢某炉次进行冶炼时，具体过程如下：
在对钢水进行脱硫之前，所述钢水中0.02≤Si≤0.30％；所述钢水温度1335℃。在利用KR脱硫法对钢水进行脱硫后，扒渣见“亮面”，严格控制脱硫带渣量，脱硫后S含量为0.0005％。
利用KR脱硫法对钢水进行脱硫后，利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，在脱磷过程中，向脱磷炉中加入白灰、轻烧、萤石及烧结矿，其中，白灰加入量的质量百分比为3.25％，轻烧加入量的质量百分比为1.25％，萤石加入量的质量百分比为0.17％，烧结矿加入量的质量百分比为0.3％。确保脱磷后S含量为0.0025％，P含量为0.0350％。
对钢水脱磷后，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，在脱碳过程中，全程以0.1Nm3/t.min的强度向脱碳炉中吹入氩气，并且向钢水中提供氧气，加强熔池搅拌，脱碳转炉出钢后，向钢水中加入小粒石灰0.99t，高钙铝渣球0.56t，萤石0.517t，并且在出钢过程中采用前后滑板挡渣，出钢时间控制在7min。
脱碳后TSOC含量为0.055％，P含量为0.0039％，S含量为0.0029％，终点温度为1658℃；避免由于终点温度控制不好，多次补吹造成钢水氧含量增加以及钢中碳、铝、合金含量波动和夹杂物含量升高。
这里，因为脱碳炉的吹炼终点钢水氧含量不仅直接影响到脱氧元素的收得率和钢水成分的控制，而且影响焊丝钢中非金属夹杂物的含量及焊丝钢的性能，为此，要避免钢水过度氧化，稳定钢水的含氧量。
这里，由于RH精炼对于钢水的脱碳、脱气、升温、均匀钢水温度和成分、去除夹杂物等方面精炼效果好，处理周期短，生产能力大，因此对钢水进行脱碳之后，利用RH精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH入口温度为1599℃，OB吹氧量为150m3。在利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼时，控制钢水的纯循环时间为8min。其中，真空处理的时间为20min。
精炼处理过程采用碳含量≤0.03％、锰含量为80％的微碳锰铁配锰，不喂丝不软吹，RH真空精炼工艺结束后，钢水的各成分的质量百分比包括：C：0.025％；Si：0.02％；Mn：0.23％；P：0.0037％；S：0.0028％；Alt：0.025％；N：0.0020％；其余组分为Fe。
RH破真空至连铸开浇第一炉的间隔时间≥25min，其余炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥20min。
对钢水进行精炼后，利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，采用钢包→中间包→结晶器全程保护浇铸，以避免了钢水的二次氧化，有效减少了连铸坯的夹杂物。其保护浇铸方式具体为：开浇时先上套管后开浇，停浇时先停浇后摘套管，中间包加低碳钢覆盖剂，中间包到结晶器之间采用浸入式水口，低碳钢专用保护渣，低碳钢配水，控制用结晶器液面波动在±3mm以内，过热度为30℃。结晶器保护渣液渣层厚度控制在10mm，。
并且，在连铸过程中，控制三路吹氩量塞棒Ar气流量3.5Nl/min，上水口Ar气流量3.2Nl/min，板间密封Ar气流量3.8Nl/min，背压≥0.2bar。
最后获取的钢水成分中P含量为0.0038％，S含量为0.0037％，[P]+[S]＜0.0080％。
从生产实践看，采用工艺流程：KR脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉→RH精炼→板坯连铸生产方式，可稳定生产低S低P含量焊丝钢(P+S)＜0.0080％的钢种，可减少有严重的成份偏析的产生，确保焊丝性能均匀，从而提高了焊丝钢的质量。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种焊丝钢的冶炼方法，其特征在于，所述方法包括：
利用KR脱硫法对钢水进行脱硫，脱硫后S≤0.0005%；
利用脱磷炉对脱硫后的钢水进行脱磷，脱磷后S≤0.003%，P≤0.040%；
利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳，脱碳后TSOC≤0.04%，P≤0.0040%，S≤0.0030%，温度为1650-1670℃；
利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼，RH到站温度为1590-1610℃，吹氧量≤150m3, 利用RH真空精炼工艺对脱碳后的钢水进行精炼时，控制钢水的纯循环时间≥6min,第一炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥25min，其余炉次的RH破真空至连铸开浇的间隔时间≥20min；
利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯，在铸坯过程中液面波动控制在±3mm以内，过热度为25-40℃, 在连铸过程中，控制三路吹氩量塞棒Ar气流量＜4Nl/min，上水口Ar气流量＜3.5Nl/min，板间密封Ar气流量＜4Nl/min，背压≥0.2bar；其中，
RH真空精炼工艺结束后，钢水的各成分的质量百分比包括：
C：0.020-0.040%；
Si≤0.03%；
Mn：0.19-0.26%；
P：≤0.0055%
S：≤0.0035%；
Alt：0.0018~0.030%；
N：≤0.0025%；
其余组分为Fe；
利用连铸工艺对精炼后的钢水进行铸坯时，结晶器保护渣液渣层厚度为10-12mm；所述焊丝钢为(P+S)＜0.0080%的钢种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对钢水进行脱硫前，所述钢水中0.15≤Si≤0.40%，所述钢水温度1330≤T≤1380℃。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对钢水进行脱硫前，所述钢水温度为1350~1370℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳时，以0.03~0.20Nm3/t.min的强度向所述钢水中吹入氩气。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用脱碳炉对脱磷后的钢水进行脱碳时，钢水温度为1655≤T≤1665℃。
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