CN114318154B - 一种高洁净度焊丝钢l-s3及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高洁净度焊丝钢L‑S3及其制备方法，所述焊丝钢L‑S3的各化学组分及质量百分比含量为：C：0.120％～0.145％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.60％～1.70％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu≤0.08％，Ni≤0.15％，Cr≤0.06％，Mo≤0.02％，Al≤0.01％，N≤0.006％，V≤0.006％，Sn≤0.01％，Ca≤0.003％，Pb≤0.01％，Nb≤0.006％，B≤0.0005％，余量为Fe。所述方法包括铁水预处理、转炉冶炼、静吹氩、LF炉精炼、连铸、加热工艺和轧制工艺等步骤。本发明制备出的成品钢材P、S较低，钢质纯净度较高，五害元素含量较低，断丝率较低，钢材质量得到有效提升。
Description
技术领域
本发明涉及焊丝钢技术领域，尤其涉及一种高洁净度焊丝钢L-S3及其制备方法。
背景技术
目前市场上焊丝钢多种多样，部分焊丝品种(如L-S3)因其P、S要求较低，钢水纯净度要求较高，浇注过程液面波动大，铸坯质量不好导致出现轧制结疤以及用户拉拔断丝情况，另外在焊接时经常出现焊花飞溅现象，严重影响了焊接质量及效率。
现有方法生产的焊丝钢L-S3非金属夹杂物含量级别高，钢质纯净度不好，五害元素、12个微量元素和P+S+N综合指标不能满足标准要求，而且物理性能、金相组织等不能满足用户使用要求；另外化学成分波动较大，力学性能、非金属夹杂物、气体含量不稳定。因此，现有生产L-S3焊丝钢的方式存在一定的缺陷和不足之处，还具有进一步提升和完善的空间。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高洁净度焊丝钢L-S3及其制备方法，制备出的成品钢材P、S较低，钢质纯净度较高，五害元素含量较低，段丝率较低，钢材质量得到有效提升。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所提出的一种高洁净度焊丝钢L-S3，各化学组分及质量百分比含量为：C：0.120％～0.145％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.60％～1.70％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu≤0.08％，Ni≤0.15％，Cr≤0.06％，Mo≤0.02％，Al≤0.01％，N≤0.006％，V≤0.006％，Sn≤0.01％，Ca≤0.003％，Pb≤0.01％，Nb≤0.006％，B≤0.0005％，余量为Fe。
一种高洁净度焊丝钢L-S3的制备方法，包括以下步骤
S1、铁水预处理；将铁水吊入脱S站，然后加入活性石灰和镁粉处理铁水20～25min，使铁水硫≤0.005％，出站温度≥1300℃，扒渣要求达到镜面效果，然后出站；
S2、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将S1中出站后的铁水输入氧气顶底复吹转炉，加入辅料白灰、白云石、石灰石和澳矿，开始升温操作，进行前期脱P，然后中后期脱S，再控制转炉终点C为0.10％～0.12％，P≤0.010％；一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；加入锰硅、低碳锰铁和铝铁等进行合金化；出钢时禁止下渣，下渣量≤30mm，然后出炉；
S3、静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉等辅料造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、低钙硅铁、碳粉、焦粉增碳剂进行微调；喂钙铁线100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm，控制过热度；恒定拉速为1.9m/min～2.2m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线。
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉进行加热；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后依次粗轧、中轧、精轧、然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得焊丝钢成品。
进一步的，所述步骤S1中，脱硫物料用量：活性石灰3.2～3.5Kg/t，镁粉0.9～1.0Kg/t；出站温度1300～1310℃，出站硫≤0.005％。
进一步的，所述步骤S2中，废钢占8％，铁水占92％；吨钢合金加入量：锰硅18～19Kg/t，铝铁0.15～0.2Kg/t，低碳锰铁4.1～4.2Kg/t；吨钢辅料加入量：白灰64～65Kg/t，白云石34～35Kg/t，石灰石10Kg/t，澳矿1.6～1.6Kg/t；出钢温度1680～1700℃。
进一步的，所述步骤S3中，静吹氩时间≥10min，处理前温度1560℃～1570℃，处理后温度1550℃～1560℃，净空500mm，渣厚40mm。
进一步的，所述步骤S4中，要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1600℃～1610℃；吨钢合金加入量：硅铁粉0.65～0.7Kg/t，中碳锰铁0.55～0.6Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，碳粉0.40～0.41Kg/t，低钙硅铁0.95～1.0Kg/t；吨钢辅料加入量：活性石灰10～11Kg/t，萤石1.3～1.4Kg/t，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，电石渣20Kg/炉，焦粉增碳剂10Kg/炉；过程中对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求。
进一步的，所述步骤S5中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1610±5℃，中包温度1560℃～1570℃，过热度保持20℃～30℃，拉速1.9m/min～2.2m/min；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣。
进一步的，所述步骤S6中，整个加热过程控制预热段880±20℃，加热段1060±20℃，均热段1100±20℃，加热时间2.5±0.2h，然后出炉。
进一步的，所述步骤S7中，整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度980±20℃；精轧入口温度860±20℃；吐丝温度900±20℃；风冷辊道速度0.25m/s；保温通道保证温度≥60℃。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、通过合理的化学成分优化，合金优化选择、白渣精炼等措施，提高了钢质纯净度，五害元素、12个微量元素和P+S+N综合指标均满足标准要求。
2、轧钢过程采用0.25m/s的风冷辊道速度及吐丝温度900±20℃，该工艺可以满足L-S3的物理性能、金相组织等要求。
3、通过一系列工艺优化措施，L-S3焊丝钢化学成分满足标准要求，力学性能、非金属夹杂物、气体含量均满足用户使用要求。
附图说明
图1是本发明所提出的一种高洁净度焊丝钢L-S3的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明所提出的一种高洁净度焊丝钢L-S3，各化学组分及质量百分比含量为：C：0.120％～0.145％，Si：0.25％～0.35％，Mn：1.60％～1.70％，P≤0.010％，S≤0.008％，Cu≤0.08％，Ni≤0.15％，Cr≤0.06％，Mo≤0.02％，Al≤0.01％，N≤0.006％，V≤0.006％，Sn≤0.01％，Ca≤0.003％，Pb≤0.01％，Nb≤0.006％，B≤0.0005％，余量为Fe及不可避免的夹杂物。
一种高洁净度焊丝钢L-S3的制备方法，包括以下步骤
S1、铁水预处理；将铁水吊入脱S站，然后加入活性石灰和镁粉处理铁水20～25min，其中，脱硫物料用量：活性石灰3.2～3.5Kg/t，镁粉0.9～1.0Kg/t；扒渣要求达到镜面效果，然后出站，出站硫≤0.005％，出站温度≥1300℃；
S2、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将S1中出站后的铁水输入氧气顶底复吹转炉，其中，按质量百分比，废钢占8％，铁水占92％；然后加入辅料白灰、白云石、石灰石和澳矿，其中，吨钢辅料加入量：白灰64～65Kg/t，白云石34～35Kg/t，石灰石10Kg/t，澳矿1.6～1.6Kg/t；然后开始升温操作，进行前期脱P、中后期脱S，再控制转炉终点C为0.10％～0.12％，P≤0.010％；随后经一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；然后加入锰硅、低碳锰铁和铝铁等进行合金化，其中，吨钢合金加入量：锰硅18～19Kg/t，铝铁0.15～0.2Kg/t，低碳锰铁4.1～4.2Kg/t；然后出炉，出钢时禁止下渣；下渣时，下渣量≤30mm；
S3、静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，静吹氩时间≥10min，处理前温度1560℃～1570℃，处理后温度1550℃～1560℃，净空500mm，渣厚40mm；且处理后禁止加入碳化稻壳，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉等辅料造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、低钙硅铁、碳粉、焦粉增碳剂进行微调；喂钙铁线100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
该步骤要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1600℃～1610℃；吨钢合金加入量：硅铁粉0.65～0.7Kg/t，中碳锰铁0.55～0.6Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，碳粉0.40～0.41Kg/t，低钙硅铁0.95～1.0Kg/t；吨钢辅料加入量：活性石灰10～11Kg/t，萤石1.3～1.4Kg/t，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，电石渣20Kg/炉，焦粉增碳剂10Kg/炉；过程中对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；其中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1610±5℃，中包温度1560℃～1570℃，过热度保持20℃～30℃，拉速1.9m/min～2.2m/min，全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；另外，水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm；恒定拉速为1.9m/min～2.2m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式；
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉，整个加热过程控制预热段880±20℃，加热段1060±20℃，均热段1100±20℃，加热时间2.5±0.2h，然后出炉；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后依次粗轧、中轧、精轧、然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得焊丝钢成品。
整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度980±20℃；精轧入口温度860±20℃；吐丝温度900±20℃；风冷辊道速度0.25m/s；保温通道保证温度≥60℃。
本发明中未详尽事宜均为本领域内的常规设置。
本发明制备出的焊丝钢L-S3的力学性能、气体含量以及显微组织和非金属夹杂物的检测结果如下：
力学性能检验结果
气体含量
显微组织和非金属夹杂物
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种高洁净度焊丝钢L-S3的制备方法，其特征在于：所述焊丝钢L-S3的各化学组分及质量百分比含量为：C：0.120%～0.145%，Si：0.25%～0.35%，Mn：1.60%～1.70%，P≤0.010%，S≤0.008%，Cu≤0.08%，Ni≤0.15%，Cr≤0.06%，Mo≤0.02%，Al≤0.01%，N≤0.006%，V≤0.006%，Sn≤0.01%，Ca≤0.003%，Pb≤0.01%，Nb≤0.006%，B≤0.0005%，余量为Fe；
所述制备方法包括以下步骤：
S1、铁水预处理；将铁水吊入脱S站，然后加入活性石灰和镁粉处理铁水20～25min，扒渣要求达到镜面效果，然后出站；
S2、转炉冶炼；先将废钢输入氧气顶底复吹转炉，再将S1中出站后的铁水输入氧气顶底复吹转炉，加入辅料白灰、白云石、石灰石和澳矿，开始升温操作，进行前期脱P，然后中后期脱S，再控制转炉终点C为0.10％～0.12％，P≤0.010％；一次倒炉，避免点吹防止氮含量偏高；加入锰硅、低碳锰铁和铝铁进行合金化；出钢时禁止下渣；下渣量≤30mm，然后出炉；
S3、静吹氩；将S2中出炉后的钢水输入氩站，进行吹氩处理，炉后禁止加入碳化稻壳，然后出站；
S4、LF炉精炼；将S3中出站后的钢水输入LF炉精炼，先精炼微正压操作，化渣前调整风门，若通电时不满足要求，则需要先调整再通电，过程中禁止大吹氩，防止吸氮；然后加入活性石灰、电石渣、硅铁粉造白渣，加入萤石用于稀释渣，然后加入中碳锰铁、锰硅、低钙硅铁、碳粉、焦粉增碳剂进行微调；喂钙铁线100米；软吹时间≥12min，确保静吹时间以及吹氩效果，离炉前加入覆盖剂碳化稻壳，然后出炉；
S5、连铸；将S4中出炉后的钢水输入方坯连铸；使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌；水口须对中，水口插入深度控制在80～90mm，控制过热度；恒定拉速为1.9m/min～2.2m/min铸成定尺150mm×150mm方坯下线；
S6、加热工艺；将S5中下线的方坯吊入推钢式加热炉进行加热；
S7、轧制工艺；将S6中加热后的方坯先进行高压水除鳞处理，随后依次粗轧、中轧、精轧、然后吐丝，吐丝后的盘条经斯太尔摩风冷线运输下线，集成盘卷，进行切头尾处理后打包，获得焊丝钢成品；
所述步骤S1中，脱硫物料用量：活性石灰3.2～3.5Kg/t，镁粉0.9～1.0Kg/t；出站温度1300～1310℃，出站硫≤0.005%；
所述步骤S2中，废钢占8％，铁水占92％；吨钢合金加入量：锰硅18～19Kg/t，铝铁0.15～0.2Kg/t，低碳锰铁4.1～4.2Kg/t；吨钢辅料加入量：白灰64～65Kg/t，白云石34～35Kg/t，石灰石10Kg/t，澳矿1.6～1.6Kg/t；出钢温度1680～1700℃；
所述步骤S3中，静吹氩时间≥10min，处理前温度1560℃～1570℃，处理后温度1550℃～1560℃，净空500mm，渣厚40mm；
所述步骤S4中，要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1600℃～1610℃；吨钢合金加入量：硅铁粉0.65～0.7Kg/t，中碳锰铁0.55～0.6Kg/t，锰硅0.65～0.7Kg/t，碳粉0.40～0.41Kg/t，低钙硅铁0.95～1.0Kg/t；吨钢辅料加入量：活性石灰10～11Kg/t，萤石1.3～1.4Kg/t，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，电石渣20Kg/炉，焦粉增碳剂10Kg/炉；过程中对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；
所述步骤S5中，结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续；平台温度1610±5℃，中包温度1560℃～1570℃，过热度保持20℃～30℃，拉速1.9m/min～2.2m/min；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；
所述步骤S6中，整个加热过程控制预热段880±20℃，加热段1060±20℃，均热段1100±20℃，加热时间2.5±0.2h，然后出炉；
所述步骤S7中，整个轧制过程的轧制温度和冷却速度具体控制如下：开轧温度980±20℃；精轧入口温度860±20℃；吐丝温度900±20℃；风冷辊道速度0.25m/s；保温通道保证温度≥60℃。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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