CN110205560A - 一种低碳钢板用焊接用钢铸坯及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低碳钢板用焊接用钢铸坯及其生产方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明提供了一种低碳钢板用焊接用钢铸坯及其生产方法，包括以下步骤：(1)将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液；(2)将所述步骤(1)中得到的粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液；(3)将所述步骤(2)中精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板用焊接用钢铸坯。采用本发明提供的低碳钢板用焊接用钢铸坯生产方法所产铸坯，经轧制、拉拔制成的成品焊丝的焊接飞溅率低且焊接发尘量低。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种低碳钢板用焊接用钢铸坯及其生产方法。
背景技术
ER70S-3焊接用钢是常用的CO2气体保护焊丝品种，广泛应用于低碳板材方面的焊接，市场前景广阔。
目前GB/T 3429-2015《焊接用钢盘条》要求的钢盘条化学成分范围较大，且仅规定了碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍、铜常规元素的控制范围，导致盘条制成的成品焊丝焊接过程中飞溅量大(≥6％)、发尘量多(≥7g/Kg)，使用效果难以达到预期。
发明内容
本发明提供一种低碳钢板用焊接用钢铸坯及其生产方法，旨在降低成品焊丝焊接飞溅率，减少焊接发尘量，达到提高焊接用户使用效果的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种低碳钢板用焊接用钢铸坯的生产方法，包括以下步骤：
(1)将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液；
(2)将所述步骤(1)中得到的粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液；
(3)将所述步骤(2)中精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板用焊接用钢铸坯。
优选地，所述步骤(1)中熔炼的操作参数包括：在转炉熔炼过程中，全程底吹流量为400～450Nm3/h的氩气，出钢前钢包氩气排空1～3min；出钢温度为1580～1610℃，出钢时间为4～6min；
以质量百分含量计，控制出钢的钢液中C 0.04～0.05％、P≤0.018％、S0.015～0.025％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％，余量为Fe及杂质；
以质量百分含量计，控制所述粗炼钢液中C 0.060～0.065％、Si0.50～0.55％、Mn0.95～1.00％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、余量为Fe及杂质。
所述步骤(1)中废钢和铁水的质量比为(0.1～0.2)：1；
所述步骤(1)中石灰的用量为所述粗炼钢液质量的0.20～0.30％；
以质量百分含量计，所述高硅硅锰合金包括以下组分Mn 63～70％、Si22.0～25.0％、C≤0.7％、P≤0.15％、S≤0.04％、余量为Fe及杂质；
以质量百分含量计，所述低钙硅铁包括以下组分Si 74～80％、Al≤0.03％、Ca≤0.03％、Mn≤0.10％、Cr≤0.10％、P≤0.020％、S≤0.04％、C≤0.020％、Ti≤0.015％，余量为Fe及杂质；
以质量百分计，所述低氮增碳剂包括以下组分C≥95％、N≤0.0100％，余量为杂质。
优选地，所述步骤(2)中石灰、硅铁粉、碳化硅加入量与所述步骤(1)中粗炼钢液质量的质量比分别为0.5～0.7％、0.04～0.06％、0.04～0.06％；精炼渣整个精炼过程为灰白渣状态，确保控制精炼终渣R 1.4～1.8，(MnO％+FeO％)<1％。
优选地，所述步骤(2)中精炼的总时长为42～46min，其中，精炼后软吹的时间为14～16min；
以质量百分含量计，控制所述精炼后钢液中C 0.060～0.070％、Si0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.015％、S 0.020～0.025、游离氧含量[O]0.0010～0.0015％、N≤0.0035％、Ca≤0.0005％。
优选地，步骤(1)和步骤(2)中所述石灰独立地包括以下质量百分含量的组分CaO≥85％、MgO≤5％、SiO2≤3.5％、S≤0.100％，余量为杂质；所述石灰的灼减量≤7％、活性度≥250。
优选地，所述步骤(3)中覆盖剂包括以下质量百分含量的组分：C≤5.0％、CaO 40～45％、SiO240～45％、Al2O310～15％、MgO 2～5％、CaF 3～5％，其余为不可避免的杂质；所述覆盖剂的用量以中包液面不裸露为标准。
优选地，所述步骤(3)中浇铸的操作参数包括：中间包钢液的过热度为15～25℃；结晶器液渣层的厚度为10～15mm。
本发明提供了一种低碳钢板用焊接用钢铸坯，其特征在于，由上述技术方案所述生产方法制备得到。
优选地，所述低碳钢板用焊接用钢铸坯包括以下质量百分含量的组分：C 0.060～0.075％、Si 0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.020％、S 0.007～0.014％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0040％，Ca≤0.0008％，余量为Fe及杂质。
本发明提供了一种低碳钢板用焊接用钢铸坯的生产方法，包括以下步骤：(1)将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液；(2)将所述步骤(1)中得到的粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液；(3)将所述步骤(2)中精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板用焊接用钢铸坯。采用本发明提供的低碳钢板用焊接用钢铸坯生产方法所产铸坯，经轧制、拉拔制成的成品焊丝大大降低了飞溅率、减少了焊接发尘量，如本发明实施例测试结果所示，采用本发明提供的低碳钢板用焊接用钢铸坯铸坯制成的成品焊丝焊接飞溅率≤4％、焊接发尘量≤5g/Kg。
本发明为对焊丝钢盘条制作工艺的改进指引了一个新方向和新思路。而且本发明提供的生产方法操作简单、适宜工业化生产。
具体实施方式
本发明提供一种低碳钢板焊接用钢的生产方法，包括以下步骤：
(1)将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液；
(2)将所述步骤(1)中粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液；
(3)将所述步骤(2)中精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板焊接用钢铸坯。
本发明将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液。在本发明中，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰优选为在出钢1/4时加入高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂，在出钢3/4时加入石灰进行渣洗得到粗炼钢液。在本发明中，具体的，是将铁水和废钢加入到转炉中进行熔炼，在转炉熔炼过程中，全程底吹流量为400～450Nm3/h的氩气，出钢使用红包，出钢前钢包氩气排空1～3min，出钢温度1580～1610℃，出钢时间为4～6min，不得出现散流，控制转炉冶炼终点C 0.04～0.050wt％、P≤0.018wt％、S0.015～0.025wt％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％；在出钢1/4时依次加入高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂，在出钢3/4时加入石灰进行渣洗得到粗炼钢液；控制所述粗炼钢液中C0.050～0.060wt％、Si 0.50～0.55wt0％、Mn 0.95～1.00wt％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％。
本发明通过控制在熔炼过程中转炉全程底吹氩气、在出钢前钢包氩气可以大大减少N含量的增加机率，有利于控制粗炼钢液的N含量，控制出钢时间有利于减少出钢过程中下渣。
在本发明中，以质量百分含量计，所述铁水优选包括以下组分：S0.020～0.030％、P≤0.120％、Si 0.17～0.45％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、余量为Fe及杂质，更优选为S 0.022～0.030％、P 0.001～0.120％、Si 0.20～0.30％、Cr 0.001～0.15％、Ni 0.001～0.10％、Cu0.001～0.10％、Mo 0.001～0.10％、V0.0001～0.01％、余量为Fe及杂质在本发明中，以质量百分含量计，所述废钢的成分优选包括S 0.020～0.030％、P≤0.040％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％，余量为Fe及杂质；更优选为S 0.022～0.030％、P 0.001～0.040％、Cr 0.001～0.15％、Ni 0.001～0.10％、Cu 0.001～0.10％、Mo 0.001～0.10％、V 0.0001～0.01％，余量为Fe及杂质。在本发明中，所述废钢和铁水的质量比优选为(0.1～0.2)：1，更优选为(0.12～0.18)：1，最优选为(0.14～0.16)：1。本发明通过控制铁水和废钢的用量比，可以最大限度的减少废钢中N的带入量。
在本发明中，所述石灰优选包括以下质量百分含量的组分CaO≥85％、MgO≤5％、SiO2≤3.5％、S≤0.100％，余量为杂质，更优选为CaO 85～90％、MgO 0.01～5％、SiO20.01～3.5％、S 0.01～0.100，余量为杂质；所述石灰的灼减量优选为≤7％，更优选为0.5～7％，最优选为2～6％。在本发明中，所述石灰的活性度优选为≥250，更优选为260～280，最优选为300～350。在本发明中，所述出钢过程中石灰的用量优选为所述粗炼钢液质量的0.20～0.30％，更优选为0.22～0.28％，最优选为0.25％。本发明在熔炼步骤中加入石灰，能够提高脱氧产物的去除效果，有利于降低精炼过程去除夹杂物的压力。
在本发明中，以质量百分含量计，所述高硅硅锰合金优选包括以下组分：Mn 63～70％、Si 22.0～25.0％、C≤0.7％、P≤0.15％、S≤0.04％、余量为Fe及杂质，更优选为Mn65～70％、Si 22.5～24.5％、C≤0.6％、P≤0.10％、S≤0.03％，余量为Fe及杂质，最优选为Mn 67～70％、Si 23～24％、C 0.01～0.55％、P 0.01～0.10％、S 0.005～0.025％，余量为Fe及杂质。在本发明中，以质量百分含量计，所述低钙硅铁优选包括以下组分：Si 74～80％、Al≤0.03％、Ca≤0.03％、Mn≤0.10％、Cr≤0.10％、P≤0.020％、S≤0.04％、C≤0.020％、Ti≤0.015％，余量为Fe及杂质，更优选为Si 75～80％、Al≤0.25％、Ca≤0.25％、Mn≤0.08％、Cr≤0.08％、P≤0.15％、S≤0.35％、C≤0.015％、Ti≤0.010％，余量为Fe及杂质。在本发明中，以质量百分含量计，所述低氮增碳剂的成分优选包括C≥95％、N≤100ppm、余量为杂质，更优选为C 95～99％、N1～100ppm、余量为杂质。本发明对于所述高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂的加入量没有特殊限定，能够保证所述粗炼钢液中C、Si和Mn的含量分别为C 0.060～0.065％、Si 0.50～0.55％、Mn 0.95～1.00％即可。
得到粗炼钢液后，本发明将所述步骤(1)中粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液。在本发明中，具体的，以粗炼钢液的质量为基准，精炼初期往装有粗炼钢液的钢包中加入粗炼钢液质量0.5～0.7％的石灰，待石灰熔化后，加入粗炼钢液质量的0.04～0.06％的碳化硅和0.04～0.06％的硅铁粉进行渣面扩散脱氧，以控制精炼渣整个精炼过程为灰白渣状态，确保控制精炼终渣R 1.4～1.8，(MnO％+FeO％)<1％、钢水中游离氧含量[O]0.0010～0.015wt％；精炼中期结合钢水化学成分取样分析结果，加入中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂，确保控制所述精炼钢液中C、Si、Mn三种元素的化学成分含量分别达到：C 0.060～0.070％、Si 0.50～0.60％、Mn0.95～1.05％范围即可；精炼精炼的总时长为42～46min；在精炼全程中，以钢包沿与精炼炉眼罩缝隙处有少量烟尘冒出为宜，避免钢液发生大翻和裸露，精炼后软吹过程以钢液液面波动为宜，控制精炼后软吹时间为14～16min，以确保精炼钢水中N≤0.0035％、Ca≤0.0005％。
在本发明中，以质量百分含量计，所述中碳锰铁包括Mn 78～85％、C≤1.5％、Si≤2.0％、P≤0.20％、S≤0.03％，更优选为Mn 79～84％、C 0.001～1.5％、Si 0.01～2.0％、P0.001～0.20％、S 0.001～0.03％。在本发明中，所述石灰、低钙硅铁和低氮增碳剂优选为与粗炼钢液的制备步骤中的石灰、低钙硅铁和低氮增碳剂的成分相同。在本发明中，所述碳化硅、硅铁粉的成分没有特殊限定，采用本领域熟知的碳化硅、硅铁粉即可。
本发明对于所述中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳的用量没有特殊限定，能够保证所述精炼后上钢浇铸前钢液中C 0.060～0.070wt％、Si 0.50～0.60wt％和Mn 0.95～1.05wt％即可。
本发明在精炼过程中再次加入石灰，使得在精炼过程中控制精炼渣碱度，其利于吸附钢水中的夹杂物，同时实现对Ca含量的控制；通过控制精炼渣为灰白渣状态，使其颜色接近于白色，降低了精炼渣的氧化性，有利于脱氧、脱硫和吸附夹杂物，以提高钢水纯净度；本发明在精炼过程中控制钢液面不波动和裸露，并且弱搅过程以钢液液面波动为宜，一方面能够能够避免钢液吸氧吸氮，另一方面还能避免精炼渣卷入钢水中使未被精炼渣吸附的夹杂物中的Ca％含量上升，而最终导致铸坯中Ca％含量增加。本发明通过控制精炼后软吹时间为14～16min，能够最大程度的去除钢水中的夹杂物；通过控制精炼钢液中游离氧含量，有利于降低铸坯中的全氧([O])含量。
得到精炼钢液后，本发明在中包覆盖剂作用下，将所述精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板用焊接用钢铸坯。在本发明中，具体的，是将所述精炼钢液进行全保护浇铸，在钢包开浇后，在中间包钢流冲击区加入中包覆盖剂；控制中间包钢液的过热度为15～25℃；采用低碳焊接用钢专用保护渣，控制结晶器渣层的厚度为10～15mm。本发明中通过控制浇铸过程中的操作参数，有利于提高铸坯内部化学成分的均匀性以及铸坯纯净度。
本发明通过控制中间中间包钢液的过热度为15～25℃；通过控制结晶器渣层的厚度为10～15mm，不仅能够保温，同时能够减少钢液对氮和氧的吸附。
在本发明中，所述中包覆盖剂包括以下质量百分含量的组分：C≤5.0％、CaO 40～45％、SiO240～45％、Al2O310～15％、MgO 2～5％、CaF 3～5％其余为不可避免的杂质，更优选为C≤4.0％、CaO 41～44％、SiO241～44％、Al2O311～14％、MgO 3～4％，其余为不可避免的杂质。
本发明在低碳钢板焊接用钢的生产过程中，通过控制各步骤中添加的原料种类和操作参数，对C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、V、O、N、Ca元素含量的合理控制，使得钢盘条化学成分的重量百分比为：C0.060～0.075％、Si 0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.020％、S 0.007～0.014％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、O≤0.0035％、N≤0.0040％，Ca≤0.0008％，余量为Fe，从而降低了成品焊丝的焊接飞溅率，减少了焊接过程的发尘量，而且本发明提供的生产方法操作简单、耗能低、适宜工业化生产。
在本发明中，一种低碳钢板用焊接用钢铸坯的冶炼条件优选包括：采用80t转炉冶炼、80tLF精炼炉、6机/6流连铸机(R9m、160mm*160mm)；工艺流程包括转炉冶炼工序、LF炉精炼工序、连铸工序。
本发明提供了上述技术方案所述生产方法制备的低碳钢板用焊接用钢铸坯，优选包括以下质量百分含量的组分：C 0.060～0.075％、Si 0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.020％、S 0.007～0.014％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0040％，Ca≤0.0008％，余量为Fe及杂质；更优选包括以下质量百分含量的组分：C0.065～0.075％、Si 0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.020％、S 0.007～0.010％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、T[O]0.0015～0.0035％、N≤0.0040％，Ca≤0.0008％，余量为Fe及杂质。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
实施例1
(1)转炉冶炼工序：将铁水和废钢加入到转炉中进行熔炼，熔炼过程中全程底吹流量为400Nm3/h的氩气，转炉冶炼终点化学成分C 0.040wt％、P 0.012wt％、S 0.015wt％、Cr0.05％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V0.003％、余量为Fe及杂质；出钢温度为1580℃，使用红包出钢，在出钢前钢包氩气排空1min，出钢时间为4min，出钢过程中未出现散流和明显下渣，出钢量为82t；在出钢1/4时依次加入高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂，在出钢3/4时加入164kg石灰，得到粗炼钢液，粗炼钢液中以质量百分计C 0.050％、Si0.45％、Mn 0.90％、Cr 0.05％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、余量为Fe及杂质。
以质量百分含量计，所述铁水包括：S 0.020％、P 0.100％、Cr 0.10％、Ni0.05％、Cu 0.02％、Mo 0.01％、V 0.005％、余量为Fe及杂质；所述废钢包括：S 0.030％、P0.040％、Cr 0.12％、Ni 0.010％、Cu 0.050％、Mo 0.005％、V 0.006％，余量为Fe及杂质；所述入炉废钢与铁水的质量为0.1：1；
(2)LF炉精炼工序：在精炼初期加入410kg石灰，精炼过程中加入扩散脱氧剂碳化硅32.8kg和49.2kg硅铁粉，保持精炼渣为灰白渣状态；精炼10min后加入低钙硅铁、中碳锰铁、低氮增碳剂调整化学成分；精炼过程钢包沿与精炼炉眼罩缝隙处有少量烟尘冒出，精炼全程钢液面未发生翻腾、未裸露，精炼后软吹过程钢液液面蠕动，精炼总时长42min，其中精炼后软吹14min，精炼后上钢浇铸前取钢样进行化学成分以及气体N含量分析、取精炼渣样进行化学成分分析，采用定氧仪器进行钢水游离氧([O])含量测定，精炼后钢水化学成分以质量百分计C 0.060％、Si 0.50％、Mn 0.95％、P0.013％、S 0.007％、Cr 0.05％、Ni0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca 0.0003％、N 0.0030％、上钢游离氧含量([O])0.0015％，精炼终渣的碱度为1.40，(MnO％+FeO％)为0.58％；
(3)连铸工序：将所述精炼钢液进行全保护浇铸，钢包开浇后，在中间包钢钢流冲击区加入低碳低碱度覆盖整个中间包液面，控制中间包钢液的过热度为15℃，采用电磁搅拌技术，控制结晶器渣层的厚度为10mm，得到低碳钢板焊接用钢铸坯ER70S-3；
所得铸坯经高速线材轧制机组轧制成直径5.5mm盘条后，取盘条进行化学成分以及全氧、氮含量分析，其化学成分的重量百分比为：C 0.060％、Si 0.50％、Mn 0.95％、P0.013％、S 0.014％、Cr 0.05％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca0.0003％、T[O]0.0035％、N 0.0040％，余量为Fe及杂质。
实施例2
(1)转炉冶炼工序：将铁水和废钢加入到转炉中进行熔炼，熔炼过程中全程底吹流量为450Nm3/h的氩气，转炉冶炼终点化学成分C 0.050wt％、P 0.015wt％、S 0.025wt％、Cr0.04％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V0.002％；出钢温度为1610℃，使用红包出钢，在出钢前钢包氩气排空3min，出钢时间为6min，出钢过程中未出现散流和明显下渣，出钢量为82t；在出钢1/4时依次加入高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂，在出钢3/4时加入246kg石灰，得到粗炼钢液，粗炼钢液中以质量百分计C 0.060％、Si 0.50％、Mn 0.95％、Cr0.04％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、余量为Fe及杂质。。
以质量百分含量计，所述铁水包括：S 0.030％、P 0.120％、Cr 0.08％、Ni0.05％、Cu 0.02％、Mo 0.01％、V 0.006％、余量为Fe及杂质；所述废钢包括：S 0.020％、P0.030％、、Cr 0.10％、Ni 0.010％、Cu 0.030％、Mo 0.007％、V 0.004％，余量为Fe及杂质；所述入炉废钢与铁水的质量为0.2：1；
(2)LF炉精炼工序：在精炼初期加入574kg石灰，精炼过程中加入扩散脱氧剂碳化硅49.2kg和32.8kg硅铁粉，保持精炼渣为灰白渣状态；精炼10min后加入低钙硅铁、中碳锰铁、低氮增碳剂调整化学成分；精炼过程钢包沿与精炼炉眼罩缝隙处有少量烟尘冒出，精炼全程钢液面未发生翻腾、未裸露，精炼后软吹过程钢液液面蠕动，精炼总时长46min，其中精炼后软吹16min，精炼后上钢浇铸前取钢样进行化学成分以及气体N含量分析、取精炼渣样进行化学成分分析，采用定氧仪器进行钢水游离氧含量([O])测定，精炼后钢水化学成分以质量百分计C 0.070％、Si 0.60％Mn 1.05％、P0.015％、S 0.014％、Cr 0.05％、Ni0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca 0.0006％、N 0.0033％、上钢游离氧含量([O])0.0010％，精炼终渣的碱度为1.80，(MnO％+FeO％)为0.58％；
(3)连铸工序：将所述精炼钢液进行全保护浇铸，钢包开浇后，在中间包钢钢流冲击区加入低碳低碱度覆盖整个中间包液面，控制中间包钢液的过热度为25℃，采用电磁搅拌技术，控制结晶器渣层的厚度为15mm，得到低碳钢板焊接用钢铸坯ER70S-3；
所得铸坯经高速线材轧制机组轧制成直径5.5mm盘条后，取盘条进行化学成分以及全氧、氮含量分析，其化学成分的重量百分比为：C 0.071％、Si 0.55％、Mn 0.100％、P0.013％、S 0.014％、Cr 0.05％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca0.0008％、T[O]0.0027％、N 0.0036％，余量为Fe及杂质。
实施例3
(1)转炉冶炼工序：将铁水和废钢加入到转炉中进行熔炼，熔炼过程中全程底吹流量为430Nm3/h的氩气，转炉冶炼终点化学成分C 0.055％、P0.016％、S 0.020t％、Cr0.03％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.002％；出钢温度为1610℃，使用红包出钢，在出钢前钢包氩气排空2min，出钢时间为5min，出钢过程中未出现散流和明显下渣，出钢量为82t；在出钢1/4时依次加入高硅硅锰合金、低钙硅铁和低氮增碳剂，在出钢3/4时加入200kg石灰，得到粗炼钢液，粗炼钢液中以质量百分计C 0.063％、Si 0.47％、Mn0.92％、Cr 0.03％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％，余量为Fe及杂质。
以质量百分含量计，所述铁水包括：S 0.025％、P 0.110％、Cr 0.05％、Ni0.05％、Cu 0.02％、Mo 0.01％、V 0.007％、余量为Fe及杂质；所述废钢包括：S 0.025％、P0.035％、、Cr 0.12％、Ni 0.020％、Cu 0.020％、Mo 0.005％、V 0.006％，余量为Fe及杂质；所述入炉废钢与铁水的质量为0.15：1；
(2)LF炉精炼工序：在精炼初期加入410kg石灰，精炼过程中加入扩散脱氧剂碳化硅40kg和42kg硅铁粉，保持精炼渣为灰白渣状态；精炼10min后加入低钙硅铁、中碳锰铁、低氮增碳剂调整化学成分；精炼过程钢包沿与精炼炉眼罩缝隙处有少量烟尘冒出，精炼全程钢液面未发生翻腾、未裸露，精炼后软吹过程钢液液面蠕动，精炼总时长44min，其中精炼后软吹15min，精炼后上钢浇铸前取钢样进行化学成分以及气体N含量分析、取精炼渣样进行化学成分分析，采用定氧仪器进行钢水游离氧含量([O])测定，精炼后钢水化学成分以质量百分计C 0.065％、Si 0.57％、Mn 1.00％、P 0.014％、S0.010％、Cr 0.05％、Ni 0.03％、Cu0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca 0.0004％、N 0.0035％、上钢游离氧含量([O])0.0012％，精炼终渣的碱度为1.60，(MnO％+FeO％)为0.72％；
(3)连铸工序：将所述精炼钢液进行全保护浇铸，钢包开浇后，在中间包钢钢流冲击区加入低碳低碱度覆盖整个中间包液面，控制中间包钢液的过热度为20℃，采用电磁搅拌技术，控制结晶器渣层的厚度为13mm，得到低碳钢板焊接用钢铸坯ER70S-3；
所得铸坯经高速线材轧制机组轧制成直径5.5mm盘条后，取盘条进行化学成分以及全氧、氮含量分析，其化学成分的重量百分比为：C 0.071％、Si 0.55％、Mn 0.100％、P0.013％、S 0.014％、Cr 0.05％、Ni 0.03％、Cu 0.02％、Mo 0.002％、V 0.003％、Ca0.0005％、T[O]0.0031％、N 0.0038％，余量为Fe及杂质。
测试例
对实施例1～3制备的ER70S-3低碳钢板焊接用钢热轧盘条经机械除磷、拉拔、镀铜制成直径0.8～1.2mm成品焊丝后进行焊接性能测试(GB/T25776-2010焊接材料焊接工艺性能评定方法)，其性能测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
由表1可知，采用本发明提供的低碳钢板用焊接用钢铸坯制成的成品焊丝焊接飞溅率≤4％、焊接发尘量≤5g/Kg，优于行业正常水平。本发明为焊丝钢盘条技术领域提供了一种新选择，为对焊丝钢盘条制作工艺的改进指引了一个新方向和新思路。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低碳钢板用焊接用钢铸坯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铁水和废钢进行熔炼，在出钢过程中加入高硅硅锰合金、低钙硅铁、低氮增碳剂和石灰，得到粗炼钢液；
(2)将所述步骤(1)中得到的粗炼钢液中加入石灰、硅铁粉、碳化硅进行LF精炼，同时补加中碳锰铁、低钙硅铁和低氮增碳剂微调成分，得到精炼钢液；
(3)将所述步骤(2)中精炼钢液进行浇铸，得到低碳钢板用焊接用钢铸坯。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔炼的操作参数包括：在转炉熔炼过程中，全程底吹流量为400～450Nm3/h的氩气，出钢前钢包氩气排空1～3min；出钢温度为1580～1610℃，出钢时间为4～6min；
以质量百分含量计，控制出钢的钢液中C 0.04～0.05％、P≤0.018％、S 0.015～0.025％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％，余量为Fe及杂质；
以质量百分含量计，控制所述粗炼钢液中C 0.060～0.065％、Si 0.50～0.55％、Mn0.95～1.00％、Cr≤0.15％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％，余量为Fe及杂质。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中废钢和铁水的质量比为(0.1～0.2)：1；
所述步骤(1)中石灰的用量为所述粗炼钢液质量的0.20～0.30％；
以质量百分含量计，所述高硅硅锰合金包括以下组分Mn 63～70％、Si 22.0～25.0％、C≤0.7％、P≤0.15％、S≤0.04％，余量为Fe及杂质；
以质量百分含量计，所述低钙硅铁包括以下组分Si 74～80％、Al≤0.03％、Ca≤0.03％、Mn≤0.10％、Cr≤0.10％、P≤0.020％、S≤0.04％、C≤0.020％、Ti≤0.015％，余量为Fe及杂质；
以质量百分计，所述低氮增碳剂包括以下组分C≥95％、N≤0.0100％，余量为杂质。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中石灰、硅铁粉、碳化硅加入量与所述步骤(1)中粗炼钢液质量的质量比分别为0.5～0.7％、0.04～0.06％、0.04～0.06％；精炼渣整个精炼过程为灰白渣状态，确保控制精炼终渣R1.4～1.8，(MnO％+FeO％)<1％。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中精炼的总时长为42～46min，其中，精炼后软吹的时间为14～16min；
以质量百分含量计，控制所述精炼后钢液中C 0.060～0.070％、Si 0.50～0.60％、Mn0.95～1.05％、P≤0.015％、S 0.020～0.025、游离氧含量[O]0.0010～0.0015％、N≤0.0035％、Ca≤0.0005％。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中所述石灰独立地包括以下质量百分含量的组分CaO≥85％、MgO≤5％、SiO2≤3.5％、S≤0.100％，余量为杂质；所述石灰的灼减量≤7％、活性度≥250。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中覆盖剂包括以下质量百分含量的组分：C≤5.0％、CaO 40～45％、SiO2 40～45％、Al2O3 10～15％、MgO 2～5％、CaF 3～5％，其余为不可避免的杂质；所述覆盖剂的用量以中包液面不裸露为标准。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中浇铸的操作参数包括：中间包钢液的过热度为15～25℃；结晶器液渣层的厚度为10～15mm。
9.一种低碳钢板用焊接用钢铸坯，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述生产方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的低碳钢板用焊接用钢铸坯，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：C 0.060～0.075％、Si 0.50～0.60％、Mn 0.95～1.05％、P≤0.020％、S0.007～0.014％、Cr≤0.10％、Ni≤0.10％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、V≤0.01％、T[O]≤0.0035％、N≤0.0040％，Ca≤0.0008％，余量为Fe及杂质。
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