CN109881110B - 焊网用热轧盘条及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种焊网用热轧盘条及其制造方法，焊网用热轧盘条化学成分按质量百分比包括：C 0.20‑0.25％、Si 0.15‑0.25％、Mn 0.85‑0.95％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和≤0.2％。本发明的优点在于生产的Φ10～14mm规格的焊网用热轧盘条抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥360MPa，伸长率≥26％，使强度和良好塑性得到有效结合，满足客户使用要求。

Description

焊网用热轧盘条及其制造方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种焊网用热轧盘条及其制造方法。

背景技术

焊网主要用于现浇混凝土构件中，广泛用于高速公路桥面铺装层、软基路段混凝土路面、高铁轨道板底座，铁路站台、车站广场混凝土地面，飞机场跑道，隧道，高架桥的桥面铺装层以及水利设施、港口等。为了保证混凝土的强度和抗冲击性，必须要求焊网具有高强度和高塑性。

焊网的主要生产过程为：热轧盘条→机械剥壳→冷轧减径(减径量为1-2mm)→焊接→焊网。在整个生产过程中无调质处理过程，减径量不大，为了保证焊网具有优良的强韧性，热轧盘条必须具有良好的强度和塑性。另外，为了保证材料良好的焊接性能，对盘条的化学成分必须进行合理设计和精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊网用热轧盘条及其制造方法，使其具有良好的强度和塑性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

本申请实施例公开了一种焊网用热轧盘条，其化学成分按质量百分比包括：C0.20-0.25％、Si 0.15-0.25％、Mn 0.85-0.95％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和≤0.2％。

优选的，在上述焊网用热轧盘条中，所述热轧盘条直径为10-14mm。

优选的，在上述焊网用热轧盘条中，所述热轧盘条的显微组织为铁素体和珠光体，无异常组织。

相应的，还公开了一种焊网用热轧盘条的制造方法，包括如下步骤：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比＞75％，控制终点碳含量为0.06-0.21％，磷含量≤0.018％，出钢温度控制为1610-1650℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.2-3.0，精炼时间大于35min，白渣时间不低于15min，精炼软搅拌时间≥10min；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为20-30℃，拉速控制在2.5±0.1m/min；结晶器水量控制为1750±50L/min；结晶器电磁搅拌电流为400-500A，频率为3-5Hz，末端电磁搅拌电流为350-450A，频率为10-14Hz；连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：55-65L/min、75-85L/min、20-25L/min、17-22L/min，连铸二冷区比水量控制为1.15-1.36L/kg；

轧制工序，轧制开轧温度控制为950-980℃，吐丝温度控制为850-900℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.4-0.6m/s。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，所述转炉炼钢工序中出钢过程避免下渣。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，所述炉外精炼工序出钢前5min不添加合金及碳粉，所述炉外精炼结束后添加保温剂。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，所述连铸工序中连铸坯尺寸为140×140mm。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，所述连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，所述轧制工序中，斯太尔摩线冷却中，开启前5-10台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

优选的，在上述焊网用热轧盘条的制造方法中，斯太尔摩线上冷却速度控制为6-12℃/s。

本发明通过提出合理的成分体系、炼钢、精炼、连铸和轧制方案，生产出满足焊网用的热轧盘条。通过转炉炼钢和LF精炼精确控制盘条的化学成分；连铸工序通过设置合理的过热度、拉速和二冷区冷却水量等参数，铸坯内部和表面质量良好，铸坯可不经过修磨即可轧制；调整轧制过程的开轧温度、斯太尔摩冷却制度控制热轧盘条组织与性能，成功生产出高强度、高塑性、焊接性能优良的高品质热轧盘条。

本发明生产的Φ10～14mm规格的焊网用热轧盘条抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥360MPa，伸长率≥26％，使强度和良好塑性得到有效结合，满足客户使用要求。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将采用5个实施例做示例性说明，5个实施例中化学成分质量百分比不同，工艺参数也不同，但都属于本发明技术工艺。

实施例1

实施例1热轧盘条中化学成分按质量百分比包括：C 0.21％、Si 0.18％、Mn0.89％、P 0.014％、S 0.011％、Cr 0.03％、Ni 0.01％、Cu≤0.02％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和为0.06％。热轧盘条直径为10mm。

实施例1中工艺步骤包括：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比78％，控制终点碳含量为0.10％，磷含量0.012％，出钢温度控制为1635℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.5，精炼时间36min，白渣时间17min，出钢前5min不添加合金及碳粉，精炼软搅拌时间10min，炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为24℃，拉速控制在2.5m/min；结晶器水量控制为1750L/min；结晶器电磁搅拌电流为450A，频率为4Hz，末端电磁搅拌电流为400A，频率为12Hz；连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却，连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：60L/min、80L/min、23L/min、19L/min，连铸二冷区比水量控制为1.25L/kg，连铸坯尺寸为140×140mm；

轧制工序，轧制开轧温度控制为950℃，终轧速度为58m/s，吐丝温度控制为895℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.4m/s，斯太尔摩线上冷却速度控制为9℃/s，斯太尔摩线冷却中开启前5台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

实施例2

实施例2热轧盘条中化学成分按质量百分比包括：C 0.20％、Si 0.20％、Mn0.90％、P 0.014％、S 0.007％、Cr 0.01％、Ni 0.001％、Cu 0.01％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和0.03％。热轧盘条直径为11mm。

实施例2中工艺步骤包括：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比76％，控制终点碳含量为0.08％，磷含量0.012％，出钢温度控制为1610℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.7，精炼时间37min，白渣时间15min，出钢前5min不添加合金及碳粉，精炼软搅拌时间11min，炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为26℃，拉速控制在2.5m/min；结晶器水量控制为1780L/min；结晶器电磁搅拌电流为450A，频率为4Hz，末端电磁搅拌电流为400A，频率为12Hz；连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却，连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：55L/min、75L/min、20L/min、17L/min，连铸二冷区比水量控制为1.15L/kg，连铸坯尺寸为140×140mm；

轧制工序，轧制开轧温度控制为960℃，终轧速度为49m/s，吐丝温度控制为880℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.5m/s，斯太尔摩线上冷却速度控制为6℃/s，斯太尔摩线冷却中开启前7台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

实施例3

实施例3热轧盘条中化学成分按质量百分比包括：C 0.20％、Si 0.18％、Mn0.91％、P 0.020％、S 0.010％、Cr 0.02％、Ni 0.01％、Cu 0.02％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和0.05％。热轧盘条直径为12mm。

实施例3中工艺步骤包括：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比80％，控制终点碳含量为0.06％，磷含量0.017％，出钢温度控制为1625℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.9，精炼时间39min，白渣时间15min，出钢前5min不添加合金及碳粉，精炼软搅拌时间13min，炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为22℃，拉速控制在2.5m/min；结晶器水量控制为1740L/min；结晶器电磁搅拌电流为450A，频率为4Hz，末端电磁搅拌电流为400A，频率为12Hz；连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却，连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：65L/min、85L/min、25L/min、22L/min，连铸二冷区比水量控制为1.36L/kg，连铸坯尺寸为140×140mm；

轧制工序，轧制开轧温度控制为970℃，终轧速度为41m/s，吐丝温度控制为870℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.5m/s，斯太尔摩线上冷却速度控制为12℃/s，斯太尔摩线冷却中开启前8台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

实施例4

实施例4热轧盘条中化学成分按质量百分比包括：C 0.23％、Si 0.21％、Mn0.92％、P 0.018％、S 0.008％、Cr 0.01％、Ni 0.01％、Cu 0.02％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和0.04％。热轧盘条直径为13mm。

实施例4中工艺步骤包括：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比78％，控制终点碳含量为0.09％，磷含量0.015％，出钢温度控制为1630℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.5，精炼时间37min，白渣时间16min，出钢前5min不添加合金及碳粉，精炼软搅拌时间12min，炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为25℃，拉速控制在2.5m/min；结晶器水量控制为1760L/min；结晶器电磁搅拌电流为450A，频率为4Hz，末端电磁搅拌电流为400A，频率为12Hz；连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却，连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：55L/min、75L/min、20L/min、17L/min，连铸二冷区比水量控制为1.15L/kg，连铸坯尺寸为140×140mm；

轧制工序，轧制开轧温度控制为980℃，终轧速度为35m/s，吐丝温度控制为860℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.6m/s，斯太尔摩线上冷却速度控制为6℃/s，斯太尔摩线冷却中开启前10台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

实施例5

实施例5热轧盘条中化学成分按质量百分比包括：C 0.20％、Si 0.19％、Mn0.88％、P 0.019％、S 0.011％、Cr 0.02％、Ni 0.01％、Cu 0.01％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和0.04％。热轧盘条直径为14mm。

实施例5中工艺步骤包括：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比79％，控制终点碳含量为0.07％，磷含量0.016％，出钢温度控制为1629℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.6，精炼时间40min，白渣时间16min，出钢前5min不添加合金及碳粉，精炼软搅拌时间11min，炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为27℃，拉速控制在2.5m/min；结晶器水量控制为1750L/min；结晶器电磁搅拌电流为450A，频率为4Hz，末端电磁搅拌电流为400A，频率为12Hz；连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却，连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：60L/min、80L/min、23L/min、19L/min，连铸二冷区比水量控制为1.25L/kg，连铸坯尺寸为140×140mm；

轧制工序，轧制开轧温度控制为980℃，终轧速度为29m/s，吐丝温度控制为850℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.6m/s，斯太尔摩线上冷却速度控制为8℃/s，斯太尔摩线冷却中开启前10台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

上述实施例获得的Φ10-14mm焊网用热轧盘条，其力学性能指标等经检测如下表：

本发明合金元素设计原理：

碳是提高盘条的强度的重要因素，但是过高的碳导致焊网焊缝金属的冷裂倾向，降低了盘条的焊接性能，本发明兼顾盘条的强度和焊接性能，将碳含量控制在0.20～0.25％。

硅有较强的固溶强化作用，能够有效提高盘条强度，但是硅含量过高时会对焊缝韧性不利，并会增加焊缝裂纹敏感性，所以硅含量不宜过高，控制硅含量在0.15～0.25％。

锰是提高盘条的强度的重要元素，但过高的锰含量会使焊缝韧性降低，并增加焊缝的裂纹敏感性，为保证盘条和焊缝具有合理的强度，设定锰含量为0.85～0.95％。

上述碳、硅和锰含量设置，辅以轧制工艺控制，盘条的强度、塑性可以达到理想目标。

铬，镍和铜元素可以提高耐蚀性能；但同时对焊接性能不利，当其含量总和超过0.2％时，容易引发焊接裂纹，因而控制Cr≤0.10％，Ni≤0.10％，Cu≤0.10％，Cr+Ni+Cu≤0.2％。

本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种焊网用热轧盘条，其特征在于，其化学成分按质量百分比包括：C 0.20-0.25％、Si 0.15-0.25％、Mn 0.85-0.95％、P≤0.020％、S≤0.015％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％，其余为Fe以及不可避免的杂质，其中Cr、Ni、Cu质量百分比之和≤0.2％，所述热轧盘条直径为10-14mm，所述热轧盘条的显微组织为铁素体和珠光体，无异常组织，所述热轧盘条抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥360MPa，伸长率≥26％。

2.如权利要求1所述的焊网用热轧盘条的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

转炉炼钢工序，将金属原料加入转炉内后进行顶吹氧气冶炼，铁水装入量占比＞75％，控制终点碳含量为0.06-0.21％，磷含量≤0.018％，出钢温度控制为1610-1650℃，钢包氩气搅拌强度为0.70MPa，出钢至1/3时添加全部的造渣剂以及硅锰合金总量的75％，所述转炉炼钢工序中出钢过程避免下渣；

炉外精炼工序，添加剩余的硅锰合金，采用电石对炉渣进行扩散脱氧，精炼渣二元碱度控制为2.2-3.0，精炼时间大于35min，白渣时间不低于15min，精炼软搅拌时间≥10min，所述炉外精炼工序出钢前5min不添加合金及碳粉，所述炉外精炼结束后添加保温剂；

连铸工序，连铸时中间包钢水过热度控制为20-30℃，拉速控制在2.5±0.1m/min；结晶器水量控制为1750±50L/min；结晶器电磁搅拌电流为400-500A，频率为3-5Hz，末端电磁搅拌电流为350-450A，频率为10-14Hz；连铸二冷区包括四个区，该四个区水量分别为：55-65L/min、75-85L/min、20-25L/min、17-22L/min，连铸二冷区比水量控制为1.15-1.36L/kg，所述连铸二冷区采用水冷却和气雾冷却；

轧制工序，轧制开轧温度控制为950-980℃，吐丝温度控制为850-900℃，采用斯太尔摩线冷却，斯太尔摩入口段辊道速度控制为0.4-0.6m/s。

3.根据权利要求2所述的焊网用热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述连铸工序中连铸坯尺寸为140×140mm。

4.根据权利要求2所述的焊网用热轧盘条的制造方法，其特征在于，所述轧制工序中，斯太尔摩线冷却中，开启前5-10台风机，风机风量为100％，其余风机关闭，保温罩全开。

5.根据权利要求2所述的焊网用热轧盘条的制造方法，其特征在于，斯太尔摩线上冷却速度控制为6-12℃/s。