一种高钛特种焊丝钢的冶炼方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种高钛特种焊丝钢的冶炼方法。
【背景技术】
[0002]随着国内外焊接机器人的普及和焊接技术自动化的发展，制造企业对适应自动化焊接的焊接材料需求越来越大。含Ti焊接用钢是在普通焊接用钢的基础上加入Ti和其他一些元素，可以减少飞溅30%-50%，其焊缝金属塑性、韧性良好，引弧、再引弧容易，电弧稳定柔和，焊缝成形美观，是目前日本和欧美发达国家使用量最大的焊丝产品。随着焊丝市场的不断进步，对含钛焊丝等高端焊丝材料的需求日益增大。
[0003]含钛焊丝钢按钛含量的控制，可以分为三个档次:0.04-0.12%，0.12-0.20%，0.20%以上。很明显，钛含量越高，档次越高，焊丝的性能也越优良，但是冶炼难度也随之急剧的增加，这主要是因为高钛焊丝钢在冶炼过程中存在如下三方面的问题:首先，钛元素活性极高，冶炼过程中很容易氧化流失，导致收得率偏低，需要通过技术手段稳定钛元素的收得率，确保钢液中钛含量稳定；其次，在连续浇铸过程中，大包水口及浸入式水口容易聚集氧化钛夹杂物，导致水口结瘤，影响连铸坯质量，严重时会导致意外停浇；再次就是碳含量的控制，较低的C含量可以降低盘条强度，方便焊丝企业的拉拔，同时也减少了焊接飞溅问题，国内多数钢业一般可以将C含量稳定控制在0.05-0.10%的水平，盘条的强度仍然较高，拉拔相对比较困难，因此需要将碳含量稳定控制在更低的水平。
[0004]CN103045946A(公开日:20130417)《一种高钛合金焊丝用钢及其制备方法》，该方法采用电炉+LF+真空处理+连铸的工艺生产高钛焊丝钢，通过加入稀土元素，抑制了合金焊丝在连铸过程中的氧化，克服了因钛氧化进入保护渣导致保护渣变性而引发的连铸质量问题，并且，焊接时稀土元素能控制和减少钛氧化，并细化了熔滴，稳定了电流，提高了焊缝的质量，但是加入稀土元素，加入的方法和时机不好把握，再就是稀土元素价格较高，增加了炼钢的成本，因此，该方法的通用性不强。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供一种较为简便通用的高钛特种焊丝钢冶炼方法，具体流程为铁水预处理脱硫_80t转炉-90t LF精炼炉-连铸150mm X 150mm小方坯，目的在于通过技术手段稳定钛的收得率，确保钢液中钛含量的稳定，成功解决大包水口和浸入式水口的堵塞问题，并将碳含量稳定控制在0.03-0.08%，使焊丝拉拔顺畅。
[0006]一种高钛特种焊丝钢的冶炼方法，步骤为:
1)控制转炉终点出钢成分及出钢温度，出钢时进行脱氧合金化；
2)LF精炼炉进站之后加入造渣料；精炼过程采用电石脱氧，将电石分多次加在渣面上；送电提温后进行取样操作，根据焊丝钢成分进行合金微调；温度、成分合格后，喂入钛铁包芯线；控制出站时氧含量及出站温度；
3)LF出站后，对钢液进行软吹； 4)软吹结束后吊钢进行浇注，铸坯断面150mmX 150mm，浇注过程全程保护浇注。
[0007]进一步的，所述步骤(I)中控制出钢成分为C彡0.05%，P彡0.012%，S彡0.020% ；出钢温度彡1600°C。
[0008]进一步的，所述步骤(I)中脱氧合金化，加入合金的顺序及重量为:出钢1/3后加入23-25kg/t的高硅硅锰和2-4kg/t的微铝硅铁，出钢2/3后加入0.5-lkg/t的硅钙钡。
[0009]进一步的，所述步骤(2)中造澄料的组分为石灰7_8kg/t钢，娃灰石5.5-6.5kg/1钢，和萤石适量。
[0010]进一步的，所述步骤(2)中电石脱氧的总加入量为100_200kg。
[0011]进一步的，所述步骤(2)中根据成分补加中碳锰铁、微铝硅铁进行合金微调。
[0012]进一步的，所述步骤(2)中以3-5.05m/s的速度喂入8.5-9.5m/t的钛铁包芯线。
[0013]进一步的，所述步骤(2)中控制出站时氧含量彡0.0020%，出站温度1600_1610°C。
[0014]进一步的，所述步骤(3)中软吹氩气的压力为0.2-0.4MPa，软吹时间彡1mino
[0015]进一步的，所述步骤(4)中浇注工艺，中间包温度控制为1560-1580°C，拉速控制为1.8-2.5m/min，结晶器水量为120±5m3/h，结晶器电磁搅拌参数为电流200-260A、频率5-6Hz，二冷比水量为 L 19-1.6L/kgo
[0016]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明具有下列优点和效果:(I)本发明的冶炼工艺简便易行，需要的设备都是转炉冶炼碳钢过程最基本的设备，成本较低，通用性较强；(2)本发明的冶炼工艺可以将钛稳定控制在0.14%-0.19%，平均钛含量为
0.16% ; (3)本发明通过在转炉终点出钢时进行脱氧合金化，可以将连铸坯的总氧含量稳定控制在< 0.0030%，从而成功解决了大包水口和结晶器浸入式水口结瘤的问题，不会出现气泡，连浇炉数达到了 22炉；(4)碳含量稳定控制在了 0.03-0.08%，使得焊丝拉拔顺畅，焊接性能良好。
【具体实施方式】
[0017]下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
[0018]本发明的高钛特种焊丝钢，是按照如下国家标准的化学成分进行炼制，重量百分比为:C:0.03-0.08%，Si:0.72-0.88%，Mn:1.42-1.58%，P: ^ 0.019%，S: ^ 0.019%，Ti:
0.14-0.25%，Cu 0.20%，其他元素总量:彡0.50%，余量为铁。
[0019]本发明提供的高钛特种焊丝钢的制备方法为:
I)转炉终点出钢成分控制要求:c ( 0.05%，P彡0.012%，S彡0.020% ;出钢温度^ 16000C ;出钢时进行脱氧合金化，加入合金的顺序及重量为:出钢1/3后加入23-25kg/t的高硅硅锰和2-4kg/t的微铝硅铁；出钢2/3后加入0.5-lkg/t的硅钙钡，控制转炉终点氧含量在低于30ppm。
[0020]2) LF精炼炉进站之后加入造渣料，所述造渣料的组分为石灰7-8kg/t钢、硅灰石5.5-6.5kg/t钢和萤石适量；精炼过程主要采用电石脱氧，将电石分多次加在渣面上，总加入量为1.0-2.0 kg/t钢，确保第一次降电极送电期间电石的加入量达到总量的2/3之上；送电提温后进行取样操作，根据成分补加中碳锰铁、微铝硅铁进行合金微调；温度、成分合格后，以3-5.05m/s的速度喂入8.5-9.5m/t钢的钛铁包芯线；控制出站时氧含量(0.0020%，出站温度 1600-1610°Co
[0021]3) LF出站后，对钢液进行软吹氩气，压力为0.2-0.4MPa，软吹时间彡lOmin。
[0022]4)软吹结束后吊钢进行浇注，中间包温度控制为1560_1580°C，拉速控制为
1.8-2.5m/min，结晶器水量为120±5m3/h，结晶器电磁搅拌参数为电流200-260A、频率5-6Hz，二冷比水量为1.19-1.6L/kg，浇注过程全程保护浇注。
[0023]本发明采用常规的转炉冶炼碳钢设备，改进了冶炼工艺，在转炉终点出钢时进行脱氧合金化，通过调节加入合金的顺序及合金重量，控制焊丝钢的化学成分，将碳含量稳定控制在0.03-0.08%，使得焊丝拉拔顺畅，钢的焊接性能良好；同时将连铸坯的总氧含量稳定控制在< 0.0030%，从而成功解决了连铸大包水口和结晶器浸入式水口结瘤的问题，不会出现气泡，连浇炉数达到了 22炉。
[0024]在LF精炼炉中经合金微调至温度、成分合格后，以3-5.05m/s的速度喂入8.5-9.5m/t钢的钛铁包芯线，控制了较低的含氧量，最终将钛稳定控制在0.14%_0.19%，平均钛含量为0.16%，降低了钛的氧化率，稳定了钛元素的收得率。
[0025]实施例1:
高钛特种焊丝钢ER50-G的冶炼方法为:
I)转炉终点出钢成分控制要求:C:0.045%，P