专利名称：：焊接气瓶用热轧钢板夹杂物处理方法
技术领域：
：本发明涉及炼钢4支术领域，更具体地讲，本发明涉及一种焊接气瓶用热轧钢板在冶炼过程中对于夹杂物的处理方法。
背景技术：
：焊接气瓶一般用来盛装液化石油气用作燃料，广泛地应用于家庭、食堂以及饭店等公共场所。由于焊接气瓶性能的好坏直接关系着广大用户的安全，所以对制作焊接气瓶的热轧钢板的质量要求较高。焊接气瓶要求钢板具有良好的焊接性能和沖压成型性能，并且焊接气瓶用钢要有高的洁净度和低的非金属夹杂物含量。焊接气瓶用钢中的非金属夹杂物含量过高会使钢瓶的抗爆性能降低，因此，控制焊接气瓶用钢中的非金属夹杂物含量是该
技术领域：
的研究热点。常用的焊接气瓶的主要材料是热轧钢板。目前，应用较为广泛的是YSP-15型和YSP-50型焊接气瓶，而HP295和HP325热轧钢板是用于制作这两种焊接气瓶的主要材料。为了提高焊接气瓶用热轧钢板的质量，使焊接气瓶用热轧钢板具有优良的综合性能，近年来国内夕|、一些厂家对焊接气瓶用热轧钢板的夹杂物进行了研究。中国冶金(2006年第16巻第6期)作者王永胜等人在"HP295钢在LD-BAr-CC工艺中的非金属夹杂物研究"一文中，针对转炉-吹氩精炼-连铸(即LD-BAr-CC)流程生产的HP295钢的工艺，分析研究了在整个生产过程中钢中夹杂物的演变状况和清洁度水平，主要研究了铸坯中夹杂物的类型、数量及分布情况，调查了夹杂物的控制水平，并提出了进一步改善HP295钢洁净度的措施。具体地讲，是经吹氩处理，钢液中的全氧和夹杂物数量均有所下降，效果较好；但是，在吹氩处理和钢包到中间包的过程中都有吸氮和二次氧化发生，从而从吹氩处理后到中间包的过程中对钢中夹杂物的去除效果不理想。因此，他们提出，为减少和改善钢中非金属夹杂，可加强对钢水的保护，避免二次氧化；同时优化吹氩工艺，优化中间包设计，促进夹杂物3的去除；采取对钢液进行稀土或碱土金属处理等措施，以改善夹杂物的分布和存在形态。金属世界(2007年第2期)作者燕际军在"钙处理工艺在连铸生产中的应用过程。具体地讲，4丐处理工艺可以脱氧、脱疏、改变夹杂物形态，提高钢材质量。在该文中，作者提到将钙加入钢水中有三种方式第一种是直接加入法，将硅4丐合金直接加到钢水表面，通过吹氩搅拌，使4丐溶于钢水中，达到处理目的，但此方法金属4丐烧损大，处理效果差，不很理想；第二种是喂线法，将硅钙粉末作为芯部材料，外面用一层薄软的钢带包裹起来制成包芯线，借用喂线机的机械力量将其以一定的速度插入钢水内部，当外皮熔化后，硅钙粉末在钢水内部反应，达到处理目的，此方法的处理虽然有一定效果，但是钢水中的氧、硫等杂质会影响除杂效果；第三种是喷吹法，通过喷枪，用氩气做载体，使硅钙粉在钢水内部与之反应，此方法搅动力量大，反应效果比较理想，但成本较高。经过广泛深入的调研之后，发明人发现，为了提高焊接气瓶用钢板的综合性能，目前大多是在炼钢过程中直接吹氩进行处理，或加硅钙合金。然而，
发明内容在现有技术中硫化物夹杂一般为2.0级3.0级，本发明的目的在于解决现有技术中焊接气瓶用热轧钢板中夹杂物含量过高的问题，将硫化物夹杂控制为0级1.5级。为了降低焊接气瓶用热轧钢板中的夹杂物含量，使HP295和HP325焊接气瓶用热轧钢板具有良好的冷弯成型和焊接性能，本发明提供了一种焊接气瓶用热轧钢板^L化物夹杂进行4丐处理的方法，即一种在冶炼焊接气瓶用热轧钢板的炼钢过程加入Ca-Fe包芯线来对钢中的石克化物夹杂物进4亍钓处理的方法。本发明采用以下技术方籴来达到其目的本发明的焊接气瓶用热轧钢板夹杂物的处理方法包括以下步骤(1)炼钢时控制入炉铁水的S含量为S^3.015wt%;(2)在炼钢过程中对钢水进行钙处理。本发明所述的对钢水进行钙处理是指在炼钢过程中对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，包芯线为Ca和Fe的混合粉剂，粉剂含量为20%~25%Ca,其余为Fe;所述的包芯线的重量为160g/m,可用铁皮包裹，或将混合粉剂装入铁皮制成的圆管。本发明的特点还在于所述的喂入Ca-Fe包芯线的量为当钢水中的含S量为S^0.005wt。/o时，不喂入Ca-Fe包芯线；当钢水中的含S量为0.005wt。/o〈S^0.010wt。/o时，Ca-Fe包芯线的喂入量为600m/炉~800m/炉；当钢水中的含S量为S〉0.010wt。/。时，Ca-Fe包芯线的喂入量为800m/炉~1000m/炉；所述的喂入Ca-Fe包芯线的喂线速度为2m/s~4m/s,喂线前吹氩3mm，喂线过程中继续吹氩，喂线结束后继续吹氩3mm，吹氩气量为100标升/min~200标升/min。本发明的焊接气瓶用热轧钢板的化学成分以重量百分比为C=0.13%~0.18%,Si^O.10%,Mn=0.80%~1.10%,P$0.020%，S￡0.015%，Als=0.015%~0.10%;其中的Als为酸溶Al。本发明通过对焊接气瓶用热轧钢板的夹杂物进行钙处理，所得的热轧钢板中的硫化物呈球状小尺寸分布。本发明的有益效果是通过控制转炉冶炼入炉铁水的S含量，使S￡0.015%;通过在LF炉对钢水进行Ca处理，即对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，使HP295和HP325热轧钢板中辟"匕物夹杂呈球状小尺寸分布，改善了HP295和HP325热轧钢^1的冷弯成型性能。图1示出了对根据本发明的焊接气瓶用HP295热轧钢板进行钙处理后钢板中的夹杂物形貌图。图2示出了对根据本发明的焊接气瓶用HP325热轧钢板进行钙处理后钢板中的夹杂物形貌图。图3示出了根据现有技术未对焊接气瓶用HP295热轧钢板进行钙处理的钢板中的夹杂物形貌图。具体实施例方式在本发明中，物质的含量均以重量百分比(wt%)计。另外，需要指出的是，在本申请中，吹氩的气量单位"标升/分"是本领域常用的单位，其含义是指在20。C、1个大气压的标准状态下每分钟的氩气流量。下面将以HP295和HP325焊接气瓶用热轧钢4反为例，详细描述根据本发明的焊接气瓶用热轧钢板中的夹杂物处理方法。在本发明中，HP295钢和HP325钢的化学成分(以重量百分比计)为C=0.13%~0.18%,Si^0.10%，Mn=0.80%~1.10%,P^O.020%,S^0.015%，Als=0.015%~0.10%，余量为铁(Fe)。在这里，Als是指酸溶铝(Al)的含量。(1)采用转炉热轧钢板，具体地讲，采用转炉冶炼HP295和HP325热轧钢板，在该过程中，控制转炉冶炼入炉铁水的硫(S)含量。在本发明中，炼钢时入炉铁水中的S含量被控制为不超过0.015wt0/0，即，S^).015wt%。(2)在钢包^青炼炉(Ladlefurnace,在下文简称为"LF炉")对钢水进行4丐(Ca)处理。具体地讲，对每炉钢喂入4丐-4夹(Ca-Fe)包芯线，为了控制Ca与钢水中的石危(S)的结合，将喂线速度控制为2m/s~4m/s，喂线前吹氩(Ar)3min,喂线过程中以100标升/分~200标升/分的气量吹氩，喂线结束后继续吹氩3min。在本发明中，钢水中喂入的Ca-Fe包芯线喂入量根据钢水中的S含量不同而不同，LF炉Ca-Fe包芯线喂入量与钢水中S含量的关系^口下面的表1戶斤示。表1LF炉喂入Ca-Fe包芯线量与钢水含S量的关系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>也就是说，在本发明中，当钢水中的含S量不超过0.005wt。/。时，即当SS0.005wt%时，可以不用喂入Ca-Fe包芯线；当钢水中的含S量大于0.005wt%而小于等于0.010wt。/o时，即，当0.005wt。/o〈S兰0.010wto/o时，Ca-Fe包芯线的喂入量可以为600m/炉800m/炉；当钢水中的含S量大于0.005wt。/o时，即当S〉0.010wt。/o时，Ca-Fe包芯线的喂入量可以为800m/炉~1000m/炉。在本发明中，通过采用上述喂入量和喂线速度，能够使不同喂入量的Ca与不同含量的S结合，从而使条状的硫化物夹杂物变形为球状的硫化物夹杂。(3)在进行4丐处理之后，采用连铸方法将钓处理后的钢浇铸成连铸板坯，然后在热连轧才几上将所述连铸板坯轧制成热轧钢寺反。具体地讲，在LF炉对HP295钢和HP325钢进行Ca处理后，将HP295和HP325钢采用连铸方法浇铸成规格为200mmx(800~1200)mmx1200mm的连铸板坯，然后将板坯在热连轧才几上轧制成厚度为2.5mm~4.0mm的HP295和HP325热轧钢板。在这里，要指出的是，本领域技术人员应该明白，目前制作焊接气瓶所需的钢板厚度为2.5mm4.0mm，因此，本发明所采用的制作焊接气瓶用钢板的厚度为本领域采用的厚度范围，即2.5mm~4.0mm。在本发明中，钢水中喂入的Ca-Fe包芯线为Ca和Fe的混合粉剂，粉剂含量为20wt%~25wt%Ca,其余为Fe。在本发明中，Ca-Fe包芯线的重量为160g/m,可以用《失皮包裹Ca-Fe包芯线喂入到钢水中，或者可以将Ca-Fe包芯线(即，Ca和Fe的混合粉剂)装入铁皮制成的圓管中而喂入到钢水中。具体地讲，在本发明的一个实施例中，Ca-Fe包芯线是由壁厚为0.35mm~0.40mm铁皮制成的圓管，其直径为OlOmm,圆管内为Ca和Fe混合的粉剂，将Ca-Fe包芯线装入。因此，根据本发明，采用Ca-Fe包芯线进行钙处理工艺可以改变硫化物夹杂物的形态，使钢中条状的硫化物夹杂变形为球状的夹杂，从而改善钢板的冷弯成形性能；此外，采用Ca-Fe包芯线进行钙处理工艺，可以在炼钢时控制Si《0.10。/。的条件下，通过Ca-Fe包芯线进行钙处理，钢水不增Si。的热轧钢板的厚度在2.5mm4.0mm的范围内，热轧钢板中的硫化物呈球状小尺寸分布。具体地讲，用Ca-Fe包芯线对HP295钢和HP325钢中硫化物夹杂进行Ca处理，所得到的HP295热轧钢板和HP325热轧钢板的厚度为2.5mm~4.0mm,热轧钢板中的硫化物呈球状小尺寸分布。理方法。实施例1炼钢时控制入炉铁水的S含量为S=0.005%时，钢中不喂入Ca-Fe包芯线进行Ca处理，得到1号样本HP295钢。经一佥测可得，在1号样本HP295钢中，A类硫化物夹杂为O级、B类氧化物夹杂为0.5级、C类硅酸盐夹杂为0级、D类球状氧化物夹杂为1.0级。实施例2炼钢时控制入炉铁水的S含量为S=0.009%,对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，喂线速度为3m/s，喂线前吹氩3min，喂线过程中以150标升/min的气量吹氩，喂线结束后继续吹氩3min,Ca-Fe线的喂入量为800m/炉，得到2号样本HP295钢。经;险测可得，在2号样本HP295钢中，A类石克化物夹杂为0级、B类氧化物夹杂为O级、C类硅酸盐夹杂为O级、D类球状氧化物夹杂为1,0级。实施例3炼钢时控制入炉铁水的S含量为S==0.015。/。，对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，喂线速度为4m/s,喂线前吹氩3min，喂线过程中以200标升/mm的气量吹氩，喂线结束后继续吹氩3min,Ca-Fe线的喂入量为1000m/炉，得到3号样本HP325钢。经;险测可得，在3号样本HP325钢中，A类碌"匕物夹杂为0级、B类氧化物夹杂为0.5级、C类硅酸盐夹杂为O级、D类球状氧化物夹杂为1.0级。实施例4炼钢时控制入炉铁水的S含量为S=0.010%，对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，喂线速度为2m/s，喂线前吹氩3min,喂线过程中以100标升/min的气量吹氩，喂线结束后继续吹氩3min,Ca-Fe线的喂入量为600m/炉，得到4号样本HP295钢。经;险测可得，在4号样本HP295钢中，A类石克化物夹杂为0级、B类氧化物夹杂为0.5级、C类硅酸盐夹杂为O级、D类球状氧化物夹杂为0.5级。实施例5炼钢时控制入炉铁水的S含量为S=0.013%，对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，喂线速度为4m/s,喂线前吹氩3min,喂线过程中以200标升/min的气量吹氩，喂线结束后继续吹氩3min,Ca-Fe线的喂入量为900m/炉，得到5号样本HP325钢。经;险测可得，在5号样本HP325钢中，A类石克化物夹杂为0.5级、B类氧化物夹杂为0.5级、C类硅酸盐夹杂为0级、D类球状氧化物夹杂为0.5级。》十比例炼钢时控制入炉铁水的S含量为S=0.015%，未进行喂入Ca-Fe包芯线处理，得到6号样本HP295钢，钢板A类硫化物夹杂为2.0级、B类氧化物夹杂为2.0级、C类硅酸盐夹杂为O级、D类球状氧化物夹杂为l.O级。对^4居本发明的实施例1至实施例5的1号至5号热轧钢板以及对比例8的6号热轧钢板进行金相检验，对钢中非金属夹杂物进行评级，所得结果如表2所示。表2焊接气瓶用热轧钢板金相检验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表2中，A表示硫化物夹杂、B表示氧化物夹杂、C表示硅酸盐夹杂、D表示球状氧化物夹杂，这是本领域技术人员所公知的。由表2可知，与未进行Ca处理的HP295热轧钢板相比，本发明进行了Ca-Fe处理的钢板中非金属夹杂物的级别均较低，有利于改善钢板的冷弯成型性能。下面，将对采用本发明的方法得到的热轧钢板的物理性能和化学性能进行进一步的"i兌明。板中的夹杂物形貌图。图3示出了根据现有技术对焊接气瓶用HP295钢未进行Ca处理的夹杂物形貌图。具体地讲，图1为HP295热轧钢板经Ca-Fe处理后被完全球化的硫化物夹杂形貌，此形貌的夹杂物可有效地改善钢板的冷弯成型性能；图2为HP325热轧钢板经Ca-Fe处理后^^求化的含Ca和Al和复合夹杂物形貌，此形貌的夹杂物可有效地改善钢板的冷弯成型性能。因此，由图l和图2可知，HP295热轧钢板和HP325热轧钢板经Ca-Fe处理后，通常呈条状的硫化物夹杂已被球化成球状的复合夹杂物，其尺寸为3.5(am4.5(im左右，从而改善了钢板的冷弯成型性能。然而，由图3可以看出未进行Ca处理的HP295焊接气瓶用热轧钢板中的夹杂物呈条状分布，在变形条件下，易在条状夹杂物处形成微裂紋；随着变形的增大，在条状夹杂物处形成的微裂紋很容易扩展，导致宏观试样裂紋或断裂。由此可知，在现有一支术中，未进行Ca处理的HP295和HP325热轧钢柘、中的硫化物夹杂呈条状分布，钢板冷弯时易开裂。然而，在本发明中，一方面，通过对焊接气瓶用热轧钢板进行钩(Ca-Fe处理)处理，可以将条状的硫化物夹杂变形为球状的小尺寸硫化物夹杂，从而改善了钢板的冷弯性能；另一方面，采用Ca-Fe包芯线对钢板进行《丐处理，有利于保证钢中的Si<0.10%，从而避免了因采用Ca-Si包芯线对钢板进行4丐处理时，难以控制钢中Si《0.10%的问题。对根据本发明的焊接气瓶用热轧钢板进行能语分析，可以得到焊接气瓶用热轧钢板中的非金属夹杂物的成分，结果如表3所示。表3能谙分析焊接气瓶用热轧钢板非金属夹杂物成分图号钢种部位非金属夹杂物成分(％)FeMnCaSAl0图lHP2951_28.8011.9517.4911.5030.25图2HP32519.18一一—42.734謹256.012.841.57-15.4424.13图3HP29550.5717.75—3.18—28.53由表3可知，炼钢时对钢水喂入Ca-Fe线后，Ca与钢中的S、Mn、Al、O等结合生成球状的复合夹杂物，可有效地改善钢板的冷弯性能和成型性能。而未进行Ca处理的钢板，其夹杂物为含S和Mn的条状夹杂物，恶化了钢板的冷弯性能和成型性能，从而严重影响焊接气瓶的质量。另外，对根据本发明的焊接气瓶用热轧钢板进行冷弯试验。具体地讲，对不同厚度的HP295热轧钢板和HP325热轧钢板进行冷弯试验，所得结果如下面的表4所示。表4HP295和HP325热轧钢板冷弯试验结果序钢种钢板厚度冷弯，a=180°备注—1Cmm)d=0.5ad=ad=2a<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在表4中，d表示弯心直径，a表示冷弯试样厚度。由表4可知，经过Ca-Fe处理后的HP295和HP325热轧钢板具有良好的冷弯成型性能，而未进行Ca-Fe处理的HP295热轧钢板，进行d=0.5a、d=a和d=2a的180。冷弯试验时，试样均出现了裂紋。因此，采用根据本发明的方法制得的热轧钢板具有良好的冷弯成型性能，利于制造安全性能高的焊接气瓶。转炉冶炼入炉铁水的S含量，使S^).015wt。/。，并通过在LF炉对钢水进行Ca处理，即对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，使HP295热轧钢4反和HP325热轧钢板中硫化物夹杂呈球状小尺寸分布，并且不会增加钢水中的硅(Si)含量，从而改善了HP295热轧钢+反和HP325热轧钢板的冷弯成型性能。权利要求1、一种焊接气瓶用热轧钢板夹杂物的处理方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤(1)炼钢时控制入炉铁水的S含量为S≤0.015wt％；(2)在炼钢过程中对钢水进行钙处理。2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的对钢水进行4丐处理是指在炼钢过程中对每炉钢喂入Ca-Fe包芯线，包芯线为Ca和Fe的混合粉剂，粉剂含量为20%~25%Ca,其余为Fe。3、根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述的包芯线的重量为160g/m，用铁皮包裹，或将混合粉剂装入铁皮制成的圓管中。4、根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述的喂入Ca-Fe包芯线的量为当钢水中的含S量为S^O.005wt%时，不喂入Ca-Fe包芯线；当钢水中的含S量为0.005wt%<S￡0.010wt°/』t,Ca-Fe包芯线的喂入量为600m/炉800m/炉；当钢水中的含S量为S〉0.010wt。/。时，Ca-Fe包芯线的喂入量为800m/炉~1000m/炉。5、根据权利要求2或4所述的处理方法，其特征在于，所述的喂入Ca-Fe包芯线的喂线速度为2m/s~4m/s,喂线前吹氩3mm，喂线过程中继续吹氩，喂线结束后继续吹氩3mm，吹氩气量为100标升/mm200标升/mm。6、根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的焊接气瓶用热轧钢板的化学成分以重量百分比为C=0.13%~0.18%，SSO.10%,Mn=0.80%1.10%,P^O.020%,S^O.015%,Als=0.015%~0.10%,余量为Fe;其中的Als为酸:容Al。全文摘要本发明公开了一种焊接气瓶用热轧钢板中夹杂物的处理方法。该所述方法包括以下步骤炼钢时控制入炉铁水的S含量为S≤0.015wt％；在炼钢过程中对钢水进行钙处理，即，根据钢水中的S含量的不同而喂入不同数量的Ca-Fe包芯线对钢水进行Ca处理，从而对钢中的硫化物进行了球化处理。Ca处理后的热轧钢板中的硫化物夹杂呈球状小尺寸分布，从而使焊接气瓶用热轧钢板具有良好的冷弯成型性能。文档编号C21C7/064GK101445858SQ200810187949公开日2009年6月3日申请日期2008年12月30日优先权日2008年12月30日发明者宋立秋申请人:攀钢集团研究院有限公司;攀枝花钢铁(集团)公司;攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司