一种低碳、低硅气体保护焊丝及焊条用热轧盘条冶炼方法与流程

1.本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种低碳、低硅气体保护焊丝及焊条用热轧盘条冶炼方法。


背景技术：

2.随着焊接技术与自动化程度的提高，焊丝已经广泛的应用到了汽车制造、造船、桥梁、工业机械等制造业中。焊丝用低硅低碳锰脱氧镇静钢冶炼中，因钢水中与锰相平衡的溶解氧含量高，采用锰铁脱氧，炉渣中存在大量的氧化锰，导致lf精炼过程中脱氧困难，钢水t[0]高，容易形成皮下气泡质量缺陷。加入铝脱氧剂以后，一旦铝量过剩，钢水的可浇性变差，影响铸坯的成坯率，严重时絮流停浇，造成生产故障。即要达到铸坯没有皮下气泡缺陷，又要保证钢水具备良好的可浇性，是生产焊丝及焊条用热轧盘条的亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0003]
本发明公开一种低碳、低硅气体保护焊丝及焊条用热轧盘条冶炼方法，工艺路线优化为：kr铁水预处理
→
转炉/电炉
→
lf
→
5#连铸(150方)。转炉/电炉出钢按照铝块0.9kg/t、硅锰合金3.0kg/t加入量加入，炉后双挡渣控制下渣量，精炼过程使用电石和硅铁粉扩散脱氧；盘条全氧含量控制在(17～35)
×
10-6
，硅含量控制在0.03％～0.04％，以解决连铸坯皮下气泡质量缺陷以及连铸浇铸过程中的絮流异常问题。
[0004]
具体采取的工艺措施如下：
[0005]
(1)利用kr铁水预处理将铁水硫含量处理至0.005％以下，需要脱硫前先扒渣，脱硫剂加入量当初始硫含量不大于0.040％时，脱硫剂按照7kg/t～9.5kg/tfe加入，当初始硫含量大于0.040％时，脱硫剂按照9kg/t～13.5kg/tfe加入，搅拌时间10min～15min。
[0006]
(2)经kr铁水预处理的铁水配入转炉，配入优质废钢，吹氧量5000m3～6000m3，煤气回收量在15000m3左右，过程加入渣料石灰3000kg～4000kg、轻烧白云石2000kg～2200kg、镁球100kg～150kg、除尘灰球1500kg～2000kg，将转炉出钢终点温度控制在1630℃
±
20℃、化学成分控制碳不大于0.05％、磷不大于0.014％、硫在0.010％左右、铬不大于0.06％，氮不大于25
×
10-6
，出钢渣料加入石灰300kg～350kg、萤石100kg，铝块0.9kg/t、硅锰3.0kg/t，其余锰合金化使用中碳锰铁1100kg～1200kg，加入时机全部在出钢的1/5时开始，出钢的4/5时结束，必须随着钢流加入。
[0007]
(3)转炉钢利用lf炉精炼将硅含量控制在0.03％～0.04％，全过程铝含量不超过0.010％，精炼时间控制30min～50min，防止长时间待钢，渣中的二氧化硅被还原，导致钢水增硅；上连铸前氮含量控制在35
×
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以下、碳：0.06％～0.08％、硅：0.03％～0.04％、锰：0.92％～1.02％、磷不大于0.020％、硫不大于0.015％、铬不大于0.08％、镍不大于0.10％、铜不大于0.10％、钼不大于0.10％、钙在8
×
10-6
以下。
[0008]
(4)首炉开浇温度控制在1610℃～1620℃，首炉开浇温度可根据中间包的烘烤程度做出相应的调整，最终将中间包过热度控制在20℃～35℃；连铸炉次温度控制在1570℃
～1580℃，拉速2.5m/min。
[0009]
(5)利用连铸工艺，对lf精炼后的钢水进行浇铸150
×
150方坯，过程液位波动平稳，无超出范围
±
10mm情况，需要精炼炉全程铝含量控制在0.010％以下，钢水纯净度足够高，无絮流堵水口问题，成坯率达到98％以上；控制成品氮含量控制在40
×
10-6
以下、氧含量控制在35
×
10-6
以下，需要做到开浇前使用氩气对中间包进行吹扫，连铸全过程氩气保护浇铸，长水口及外挂式水口保持竖直，上氮量控制在5
×
10-6
以下。
[0010]
本发明的发明点及分析：
[0011]
低碳、低硅焊丝钢在此前的生产过程中存在以下三个问题。首先，由于焊丝钢成分对其性能起到决定性的影响，所以碳、氮、铬成分没有成分允许偏差，一旦成分不合只能判废；其次，连铸坯皮下气泡质量缺陷；最后，连铸浇钢过程中有絮流堵水口的情况，液位波动范围超出
±
10mm所对应的坯子全部切废处置，成坯率仅为85％，更严重时因絮流堵水口造成连铸机非计划停浇，给生产带来极大的障碍。本发明总结了上述问题，对工艺进行了优化，其核心在于利用kr铁水预处理技术将铁水硫处理至0.005％以下，保证转炉终点硫含量在0.010％左右；利用转炉冶炼技术控制出钢终点碳含量不大于0.05％，终点氧含量控制在(500～600)
×
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，出钢合金加入量铝块按照0.9kg/t、硅锰合金3.0kg/t加入；lf炉总石灰用量控制在3.0kg/t，过程铝含量控制在0.010％以下，冶炼全过程不加铝系脱氧剂，使用电石、硅铁粉扩散脱氧，无钢液裸露；连铸长水口氩气保护，长水口及外挂式水口均保持竖直，水口内钢水流速快气压低与外部空气形成一个负压环境，一旦长水口及外挂式水口歪斜有缝隙，空气很容易渗入造成钢水二次氧化。
[0012]
本发明主要优越性在于：
[0013]
通过优化生产工艺路线：经过kr铁水预处理
→
转炉/电炉
→
lf
→
5#连铸(150方)，实现低碳、低硅焊丝钢成品碳：0.06％～0.08％、硅：0.03％～0.04％、锰：0.92％～1.02％、磷不大于0.020％、硫不大于0.015％、铬不大于0.08％、镍不大于0.10％、铜不大于0.10％、钼不大于0.10％、氮不大于40
×
10-6
、钙不大于8
×
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；选择了适宜的铝和硅锰合金加入量，使得连铸坯无低倍皮下气泡缺陷，并且连铸拉钢过程液位平稳，无絮流异常坯切废问题，钢水具备较强的可浇性，成坯率提升了10.43％。
具体实施方式
[0014]
实施例1
[0015]
(1)kr铁水预处理过程：
[0016]
铁水罐底未加废钢，铁水102吨，铁水测温1350℃，硫含量0.038％。加脱硫剂前进行扒渣操作，扒渣后加入脱硫剂960kg，搅拌15min；取罐内铁水成分硫：0.002％，扒渣。
[0017]
(2)转炉冶炼过程：
[0018]
将预处理后的铁水兑入转炉炉中，配入废钢20.88吨，吹氧量5291m3，煤气回收量15226m3，过程加入渣料石灰3595kg、轻烧白云石2193kg、镁球120kg、除尘灰球1778kg；
[0019]
终点成分碳：0.05％、磷：0.011％、硫：0.010％、铬：0.06％、氮：22
×
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，回磷量0.001％；
[0020]
翻炉钢水量113t，出钢温度1637℃，出钢随钢流加合金及渣料：铝块102kg、硅锰339kg、石灰311kg、萤石104kg、中碳锰铁1150kg；出钢采用双挡渣操作。
[0021]
(3)lf精炼过程：
[0022]
lf炉送电13min，测温度1575℃首次分析碳：0.07％、硅：0.01％、锰：0.99％、磷：0.012％、硫：0.009％、铬：0.08％、镍：0.02％、铜：0.03％、钼：0.01％、钙：5
×
10-6
、氮：18
×
10-6
；
[0023]
补加硅铁26kg、电石60kg、硅铁粉60kg，送电二次分析碳：0.07％、硅：0.03％、锰：0.98％、磷：0.012％、硫：0.008％、铬：0.08％、镍：0.02％、铜：0.03％、钼：0.01％、钙：7
×
10-6
、氮：34
×
10-6
；
[0024]
lf炉过程铝结果：0.001％-0.001％-0.001％；
[0025]
lf炉精炼时间50min，耗电量5979kwh，连铸机浇次首炉，离站温度1620℃。
[0026]
(4)连铸浇铸过程：
[0027]
连铸机到站测温1618℃，中间包过热度范围25℃～30℃，拉速2.5m/min；开浇前使用氩气对中间包进行吹扫；氩气保护浇铸，长水口氩气保护，长水口及外挂式水口保持竖直；
[0028]
浇钢过程液位波动平稳，无超出波动范围
±
10mm；
[0029]
浇铸钢水量115吨，出坯量113吨，成坯率98.26％；
[0030]
成品成分，碳：0.07％、硅：0.03％、锰：0.97％、磷：0.012％、硫：0.007％、铬：0.08％、镍：0.02％、铜：0.03％、钼：0.01％、氮：40
×
10-6
、钙：0.0001％、氧：22
×
10-6
。
[0031]
实施例2
[0032]
(1)kr铁水预处理过程：
[0033]
铁水罐底未加废钢，铁水100吨，铁水测温1321℃，硫含量0.055％。加脱硫剂前进行扒渣操作，扒渣后加入脱硫剂1200kg，搅拌15min；取罐内铁水成分s：0.001％，扒渣。
[0034]
(2)转炉冶炼过程：
[0035]
将预处理后的铁水兑入转炉炉中，配入废钢21.58吨，吹氧量5863m3，煤气回收量15253m3，过程加入渣料石灰3895kg、轻烧白云石2083kg、镁球120kg、除尘灰球1750kg；
[0036]
终点成分碳：0.057％、磷：0.017％、硫：0.011％、铬：0.04％、n：24
×
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，回磷量0.002％；
[0037]
翻炉钢水量110t，出钢随钢流加合金及渣料：铝块99kg、硅锰330kg、石灰321kg、萤石105kg、中碳锰铁1120kg；出钢采用双挡渣操作。
[0038]
(3)lf精炼过程：
[0039]
lf炉送电15min，测温度1564℃首次分析碳：0.06％、硅：0.02％、锰：0.89％、磷：0.019％、硫：0.013％、铬：0.04％、镍：0.01％、铜：0.02％、钼：0.01％、钙：4
×
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、氮：30
×
10-6
；
[0040]
补加硅锰154kg、电石60kg、硅铁粉60kg，送电二次分析碳：0.06％、硅：0.04％、锰：0.99％、磷：0.019％、硫：0.007％、铬：0.06％、镍：0.01％、铜：0.02％、钼：0.01％、钙：6
×
10-6
、氮：33
×
10-6
；
[0041]
lf炉过程铝结果：0.004％-0.005％-0.004％；
[0042]
lf炉精炼时间47min，耗电量5634kwh，浇次第3炉，离站温度1580℃。
[0043]
(4)连铸浇铸过程：
[0044]
连铸机到站测温1578℃，中间包过热度范围24℃～32℃，拉速2.5m/min；开浇前使
用氩气对中间包进行吹扫；氩气保护浇铸，长水口氩气保护，长水口及外挂式水口保持竖直；
[0045]
浇钢过程液位波动平稳，无超出波动范围
±
10mm；
[0046]
成品成分，碳：0.08％、硅：0.04％、锰：1.01％、磷：0.019％、硫：0.006％、铬：0.05％、镍：0.01％、铜：0.02％、钼：0.01％、氮：37
×
10-6
、钙：0.0008％、氧：27
×
10-6
。