一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，具体如下：向转炉中加入原料；加入渣料；转炉出钢C≤0.05%，温度在1640℃以上；转炉出钢加入渣料石灰、合金，合金量一次加足，精炼补加合金量应小于合金总量的10%；精炼过程渣面脱氧采用硅铁粉和碳化硅，精炼渣目标碱度2.0；Ca含量稳定控制在10ppm以内，Al含量不超过0.004%；精炼时间≥30分钟，保持白渣时间≥20分钟，精炼出站后，钢包底软吹氩≥20分钟；连铸时，从钢包到中间包使用全保护浇注，钢包到中间包水口氩封保护；结晶器使用电磁搅拌，采用低过热度浇注，二冷采用中冷模式。得到的焊丝钢在焊接时，能够有效避免焊接飞溅大的现象。
【专利说明】一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焊丝钢冶炼工艺，具体地说是一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺。
【背景技术】
[0002]气体保护焊丝是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，由于具有优质、高效、节能的焊接特点，在我国重型机械、工程机械、船舶、锅炉、车辆等制造行业已得到越来越广泛的应用，正逐步取代低效的焊条保护焊。
[0003]焊丝钢一般要求不经过热处理直接拉拔成直径为00.8-1.2mm的细焊丝，为了使该钢种保持良好的拉拔性能和焊接性能，在冶炼过程中就必须严格控制钢种的残余元素 (S、P等)以及气体含量(O、N)和非金属夹杂物。为了更好的控制N含量和节约成本，冶炼此钢种一般采用转炉一精炼一小方坯连铸的工艺路线。
[0004]焊丝钢冶炼有以下几个方面的要点:(I)严格控制C、S1、Mn含量，并使化学成分波动范围窄。碳是影响焊接性能的关键元素，选择碳含量在0.069T0.09% ；Mn/Si比选择在 1.8?2.0以内对焊缝韧性的提高有益处。(2)严格控制有害气体元素0、N。[0]在钢中大多以氧化物和硅酸盐等夹杂物的形式存在，会削弱焊缝金属的强度与韧性；[N]影响焊丝的拉拔性能，同时又是焊缝金属形成气孔的主要因素之一。(3)钢中残余元素的控制，如Cu、 Sn元素等。以上冶炼焊丝钢的诸要点都已得到实际效果的验证。
[0005]但是焊丝钢在焊接时经常出现飞溅烟雾大，进而影响焊丝焊接性能。对于焊丝材料引起焊接飞溅大的原因在文献研究上所见甚少，而实际生产中发现Ca含量能显著影响焊接飞溅，因此，如何控制焊丝钢的成品Ca含量是避免焊接飞溅的关键要素。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，该工艺对焊丝钢中成品Ca含量进行控制，在保证化学成分合格、杂质气体含量少、钢水纯净度高的前提下，将Ca 含量稳定控制在IOppm以内，使焊丝钢在焊接时，能够有效避免焊接飞溅大的现象。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，其特征在于:该工艺包括转炉冶炼、精炼和连铸，具体操作如下:
(I)向转炉中加入原料铁水、废钢或生铁；在转炉冶炼过程中，加入渣料；转炉出钢 C0.05%，温度在1640°C以上；渣料包括石灰、白云石、镁球。
[0008](2)转炉出钢加入洛料石灰、合金,合金为低碳猛合金和娃铁,合金量一次加足，精炼补加合金量应小于合金总量的10% ；
(3)精炼过程渣面脱氧采用硅铁粉和碳化硅，禁止使用含钙类脱氧材料；精炼分批加入脱硫剂和萤石，精炼渣目标碱度2.0 ；Ca含量稳定控制在IOppm以内，Al含量不超过
0.004% ；(4)精炼时间>30分钟，保持白渣时间> 20分钟，精炼出站后，钢包底软吹氩> 20分钟，氩气压力适当，避免钢水出现大翻；
(5)连铸时，从钢包到中间包使用全保护浇注，钢包到中间包水口氩封保护，中间包上水口内装，使用挡渣堰和双层覆盖剂；
(6)结晶器使用电磁搅拌，采用低过热度浇注，二冷采用中冷模式，比水量约为0.8L/
[0009]本发明冶炼的焊丝钢，能够将成品Ca含量稳定控制在IOppm以内，进而有效避免产生焊接飞溅，本发明有以下两个关键控制点:(I)冶炼全过程中采用硅、锰脱氧，不使用含钙的材料脱氧，如不加入电石、硅钙钡等复合脱氧剂；精炼出站后软吹不喂入硅钙线、钙线等夹杂物变质剂。(2)冶炼全过程中尽可能控制含铝材料的加入，保证成品Al含量在
0.004%以内。这是由于在低铝钢中，钙主要以复合氧化物夹杂形式存在，Al含量和Ca含量成正比关系，如果Al含量小于0.004%,则Ca含量小于lOppm。这就要求冶炼过程中一方面不加入含铝脱氧材料；另一方面严格控制精炼过程加入的硅铁量，由于ER50-6E硅含量达到0.80、.95%，需要加入大量的硅铁，而硅铁中含有19 2%的铝，如果精炼补加合金过多，导致Al含量增加，进而影响Ca含量，因此要求精炼过程合金补加量约为总合金量的 5%-10%。
[0010]本发明对焊丝钢中成品Ca含量进行控制，在保证化学成分合格、杂质气体含量少、钢水纯净度高的前提下，将Ca含量稳定控制在IOppm以内，使焊丝钢在焊接时，能够有效避免焊接飞溅大的现象。
【具体实施方式】
[0011]下面通过实例对本发明作进一步的详细说明。
[0012]一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，生产工艺流程:120t转炉一120t钢包精炼炉一10机10流160X 160mm小方坯连铸机。冶炼钢种为焊丝钢ER50-6E。
[0013](I)使用原料为铁水+废钢或生铁，铁水要求:S1: 0.20、.80%、P≤0.12%、 S≤0.035%, T≤1280。。。废钢比约为10%-15%，总装入量稳定在130-140t。
[0014](2)转炉冶炼严格控制后吹次数不大于I次，出钢时间控制5-7分钟；钢包采用在低碳钢上周转使用过的钢包，防止钢包增碳，另外小修状态以上的钢包第一次不得使用于该钢种。
[0015](3)转炉出钢温度范围控制在164(Tl680°C，确保到LF温度≤1546°C。终点P控制0.015%以下。出钢时随钢流依次加入硅铁约3.0kg/t、低碳锰铁约25.lkg/t和800kg/ 炉的石灰料。出钢过程中严禁下渣。
[0016](4)精炼过程采用碳化硅脱氧，加入量为9(Tl50kg/炉，根据渣况的变化，加入一定量的石灰和萤石调渣。精炼合程底吹氩搅拌，压力0.8-1.010 ，流量200-2501/1 11。精炼终渣为Ca0、Si02和A1203三元渣系，使渣具有低的熔点和良好的流动性，Ca含量稳定控制在IOppm以内,Al含量不超过0.004%。具体化合物组成见表I所示。洛中MgO具有保护包壁耐火材料的作用，同时也减少了耐火材料对钢液的污染。渣中含有一定量的A1203，其与钢中的脱氧产物界面张力小，因此，对夹杂物具有较好有吸附作用。
[0017]表I ER50-6E精炼终渣组成％
【权利要求】
1.一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，其特征在于:该工艺包括转炉冶炼、精炼和连铸，具体操作如下:(1)向转炉中加入原料铁水、废钢或生铁；在转炉冶炼过程中，加入渣料，包括石灰、白云石、镁球；转炉出钢C≤0.05%，温度在1640°C以上；(2)转炉出钢加入洛料石灰、合金,合金为低碳猛合金和娃铁；(3)精炼过程渣面脱氧采用硅铁粉和碳化硅；精炼分批加入脱硫剂和萤石，精炼渣目标碱度2.0 ;严格控制钢水中Ca含量和Al含量；(4)精炼时间>30分钟，保持白渣时间> 20分钟，精炼出站后，钢包底软吹氩> 20分钟，氩气压力适当，避免钢水出现大翻；软吹过程中不喂入硅钙线/钙线等材料；(5)连铸时，从钢包到中间包使用全保护浇注，钢包到中间包水口氩封保护，中间包上水口内装，使用挡渣堰和双层覆盖剂；(6)结晶器使用电磁搅拌，采用低过热度浇注，二冷采用中冷模式，比水量为0.8L/kg。
2.根据权利要求1所述的防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，其特征在于:步骤(3)中， 精炼过程渣面脱氧采用硅铁粉和碳化硅，禁止使用含钙类脱氧材料；成品Ca含量稳定控制在IOppm以内，Al含量不超过0.004%。
3.根据权利要求1所述的防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，其特征在于:步骤(2)中， 转炉出钢加入合金为低碳猛铁和娃铁，合金量一次加足， 精 炼补加合金量小于合金总量的 10%。
【文档编号】C21C7/00GK103436657SQ201310380655
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】桂仲林, 冷永磊, 孙光涛, 张正林, 苏旺, 蒋鲤平 申请人:中天钢铁集团有限公司