专利名称：一种利用含钒铁水冶炼er70s-6焊丝钢的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，属于冶金技术领域。
背景技术：
目前，气体保护焊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，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，逐步取代了低效的焊条保护焊，气体保护焊使用的焊丝材料普遍为ER70S-6焊丝钢。在ER70S-6焊丝钢中含有一定量的钒能够起到细化晶粒和析出强化的双重作用，主要体现在钢中钒的存在可以形成更细的铁素体晶-珠光体组织，从而改善热影响区的韧性。另外，钒作为强碳化物形成元素和沉淀硬化剂，在高温下有较强的强度和抗冲击、耐腐蚀和可焊性；背景技术的ER70S-6钢冶炼方法是以普通铁水冶炼，化学成分含量为C 0. 06%-0. 15%，Mn 1.40%-1. 85%, S1:0. 80%-1. 15%, P :彡 O. 025%, S 彡 O. 035% ;存在问题是冶炼过程中当 C、 Mn成分处于中下限时焊丝钢的强度较低，吐丝效果不好，焊缝强度也较低。
发明内容
本发明目的是提供一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，充分发挥含钒铁水中钒的作用，重新设计ER70S-6焊丝钢化学成分，通过优化冶炼工艺，合理控制ER70S-6焊丝钢中的余钒含量，改善钢的拉拔性能和焊接性能，解决背景技术存在的上述问题。本发明的技术方案是一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，包括如下工序含钒铁水为原料进行转炉提钒、半钢炼钢、LF精炼、连铸和轧钢，所述的含钒铁水为原料进行转炉提钒工序，含钒铁水成分范围重量百分比为C:3. 5%-5.0%，Si O. 09%-0. 47%, Mn 0. 07%_0· 19%, P 0. 07%_0· 12%, S 0. 02%_0· 07%, V0. 200%_0· 500%, Ti O. 13%-0· 52%，Cr :0. 09%_0· 41% ;对含钒铁水进行转炉提钒，C、S1、Mn、P、S、V含量调整如下C 0. 06%-0. 10%, Mn 1. 40%-1. 60%, Si 0. 80%-0. 95%, P ^ O. 025%, S 彡 O. 035%, V O.005%-0. 015%。所述的半钢炼钢工序，含f凡铁水经过提f凡处理，供氧4min-6min,使用球团矿做调温剂，终点温度控制在1360-1420°C，得到钒含量较低的含钒半钢，其成分范围重量百分比为C 3. 50%-3. 90%, Si+T1:痕迹，Mn :0. 05%-0. 12%, P :0· 07%_0· 12%, S :0· 02%_0· 07%, V O. 020%-0. 050%。含钒铁水提钒后得到的半钢兑入炼钢转炉，加入造渣料，当终点符合C:O. 04%-0. 06%,S ( O. 030%,P ( O. 015%重量百分比时，进行挡渣出钢操作；出钢过程中根据钢种要求计算好合金加入量，进行脱氧合金化操作，使用硅铝钡脱氧，加入小颗粒石灰和精炼渣进行预成渣，用硅铁粉进行扩散脱氧；合金料、小颗粒石灰、精炼渣、硅铁粉加入顺序为合金-小颗粒石灰-精炼渣-硅铁粉；在线吹氩气搅拌，钒控制在O. 005%-0. 010%之间。所述LF精炼工序，精炼过程中加石灰、萤石造渣，密封炉盖，使炉内保持微正压氛围，加热期间底吹氩气采用弱搅拌模式，钢液裸露直径不大于350mm，分批次加入硅铁粉造还原渣，硅铁粉总量控制在O. 6-1. Okg/t,白渣保持时间不小于15分钟，成分、温度命中后进行软吹氩操作，软吹氩时间不小于12分钟，均匀成分和温度，促进夹杂物上浮；精炼结束时成分控制如下C 0. 06%-0. 10%, Mn 1. 40%-1. 60%, Si 0. 80%-0. 95%, P :彡 O. 025%,S 彡 O. 035%, V 0. 005%-0. 015%。所述的半钢炼钢工序中，球团矿加入量为20_30kg/t ;造渣料为石灰、萤石、轻烧白云石，白云石加入量按石灰加入量的60% ;硅铝钡脱氧剂加入量为O. 2-0. 4kg/t，小颗粒石灰加入量为3. 0-4. Okg/t,精炼渣1. 0-2. Okg/t,硅铁粉O. 3-0. 6kg/t ;氩气供气强度为2_6L/min · t 钢。 所述LF精炼工序中，石灰加入量为2. 0-3. Okg/t，萤石加入量为石灰的25%。加热期间氩气供气强度为1. 2-2. OL/min · t钢，软吹供气强度为0. 5-0. 8L/min · t钢；硅铁粉成分为Si =72-80%, P :彡0. 050%, S^O. 030%，加入方法为精炼前加入0. 2-0. 4kg/t，一次加热完毕加入0. 2-0. 4kg/t，二次加热完毕加入0. 2-0. 4kg/t，加入总量控制在0. 6-1. Okg/
to本发明的有益效果充分发挥含钒铁水中钒的作用，重新设计ER70S-6焊丝钢化学成分，优化脱氧工艺，为较少Al2O3夹杂精炼过程只使用硅铁粉扩散脱氧，整个冶炼过程不添加任何含Ca物料，减少焊接过程火花；并控制焊丝钢中存在一定含量的余钒，发挥钒在钢中细化晶粒和析出强化的双重作用，提高钢的强度，改善钢的韧性。
图1为本发明实施例工艺流程图。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明做进一步说明。以下为100吨转炉冶炼ER70S-6焊丝的实施例，其中提钒转炉一座，炼钢转炉两座，炉后有两座LF钢包精炼炉以及两座八机八流方坯连铸机。实施例1:
经提钒后的铁水，C :3. 78，V :0. 031%, S :0. 038%, Cr+Ni+Cu :0. 042%，兑入炼钢转炉，吹炼终点C :0. 05%、P :0. 012%、S :0. 028%，符合出钢要求，出钢过程加入硅铝钡脱氧剂0. 3kg/吨钢，石灰358kg，精炼渣142kg，硅铁粉加入量为0. 5kg/吨钢，余钒含量0. 008%, Cr+Ni+Cu 0. 017% ；LF炉精炼加入硅铁粉0. 9kg/吨，LF炉精炼加入硅铁粉0. 9kg/t还原渣中钒，钢中钒含量增加0. 003%，使用碳粉、硅铁及低碳锰铁微调其它成分，达到成品要求后软吹12min,吊连铸保护浇铸，铸坯经轧制后各项性能满足国标要求。成品成分为C:0. 07%, S1:0. 85%, Mn:1. 47, P:0. 014%, S:0. 009%, V:0. 011%。实施例2:
经提钒后的铁水，C :3. 67，V :0. 042%, S :0. 035%, Cr+Ni+Cu :0. 046%，兑入炼钢转炉，吹炼终点C :0. 04 %、P 0. 010%,S 0. 021%，符合出钢要求，出钢过程加入硅铝钡脱氧剂0. 4kg/吨钢，石灰398kg，精炼渣145kg，硅铁粉加入量为0. 5kg/吨钢，余钒含量0. 005%, Cr+Ni+Cu 0. 014% ；LF炉精炼加入硅铁粉0. 7kg/吨，LF炉精炼加入硅铁粉0. 9kg/t还原渣中钒，钢中钒含量增加0. 004%，使用碳粉、硅铁及低碳锰铁微调其它成分，达到成品要求后软吹12min,吊连铸保护浇铸，铸坯经轧制后各项性能满足国标要求。成品成分为C:0. 07%, S1:O. 86%, Mn:1. 46, P:0. 015%, S:0. 008%, V:0. 005%。实施例3:
经提钒后的铁水，C :3. 74，V :0. 040%, S :0. 033%, Cr+Ni+Cu :0. 041%，兑入炼钢转炉，吹炼终点C :0. 06 %、P 0. 011%,S 0. 025%，符合出钢要求，出钢过程加入硅铝钡脱氧剂O. 2kg/吨钢，石灰378kg，精炼渣167kg，硅铁粉加入量为O. 3kg/吨钢，余钒含量O. 008%, Cr+Ni+Cu O. 019% ；LF炉精炼加入硅铁粉O. 9kg/t还原渣中钒，钢中钒含量增加O. 006%，使用碳粉、硅铁及低碳锰铁微调其它成分，达到成品要求后软吹12min，然后吊连铸保护浇铸，铸坯经轧制后各项性能满足国标要求。成品成分为C:0. 08%, S1:0. 88%, Mn:1. 46, P:0. 014%, S:0. 009%, V :0. 014%。实施例4:经提钒后的铁水，C :3. 47，V :0. 046%, S :0. 039%, Cr+Ni+Cu :0. 047%，兑入炼钢转炉，吹炼终点C :0. 04 %、P 0. 008%,S 0. 030%，符合出钢要求，出钢过程加入硅铝钡脱氧剂O. 4kg/吨钢，石灰377kg，精炼渣155kg，硅铁粉加入量为O. 6kg/吨钢，余钒含量O. 005%, Cr+Ni+Cu O. 012% ；LF炉精炼加入硅铁粉1. Okg/吨，LF炉精炼加入硅铁粉O. 9kg/t还原渣中钒，钢中钒含量增加O. 004%，使用碳粉、硅铁及低碳锰铁微调其它成分，达到成品要求后软吹12min,吊连铸保护浇铸，铸坯经轧制后各项性能满足国标要求。成品成分为C:0. 07%, S1:O. 85%, Mn:1. 49, P:0. 010%, S:0. 005%, V:0. 009%。
权利要求
1.一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，其特征在于包括如下工序含钒铁水为原料进行转炉提钒、半钢炼钢、LF精炼、连铸和轧钢，所述的含钒铁水为原料进行转炉提钒工序，含钒铁水成分范围重量百分比为C :3. 5%-5. 0%，S1:0. 09%-0. 47%，Mn .O.07%-0. 19%, P 0. 07%-0. 12%, S 0. 02%_0· 07%, V0. 200%_0· 500%, Ti 0. 13%-0. 52%, Cr .O.09%-0· 41% ;对含钒铁水进行转炉提钒，C、S1、Mn、P、S、V含量调整如下C :0. 06%_0· 10%，Mn 1. 40%-1. 60%, Si 0. 80%-0. 95%, P :彡 O. 025%, S 彡 O. 035%, V 0. 005%-0. 015%。
2.根据权利要求1所述的一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，其特征在于所述的半钢炼钢工序，含钒铁水经过提钒处理，供氧4min-6min，使用球团矿做调温剂，终点温度控制在1360-1420°C，得到钒含量较低的含钒半钢，其成分范围重量百分比为C 3. 50%-3. 90%, Si+T1:痕迹，Mn :0. 05%-0. 12%, P :0· 07%_0· 12%, S :0· 02%_0· 07%, V .O.020%-0. 050%。
3.根据权利要求2所述的一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，其特征在于含钒铁水提钒后得到的半钢兑入炼钢转炉，加入造渣料，当终点符合C :0. 04-0. 06%、S ( O. 030%、P ( O. 015%重量百分比时，进行挡渣出钢操作；出钢过程中根据钢种要求计算好合金加入量，进行脱氧合金化操作，使用硅铝钡脱氧，加入小颗粒石灰和精炼渣进行预成渣，用硅铁粉进行扩散脱氧；合金料、小颗粒石灰、精炼渣、硅铁粉加入顺序为合金-小颗粒石灰-精炼渣-硅铁粉，在线吹氩气搅拌。
4.根据权利要求1或2所述的一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，其特征在于所述的半钢炼钢工序中，球团矿加入量为20-30kg/t ;造渣料为石灰、萤石、轻烧白云石，白云石加入量按石灰加入量的60% ;硅铝钡脱氧剂加入量为O. 2-0. 4kg/t，小颗粒石灰加入量为3. 0-4. Okg/t，精炼渣1. 0-2. Okg/t，硅铁粉O. 3-0. 6kg/t ;氩气供气强度为2-6L/min · t 钢。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，其特征在于所述LF精炼工序中，石灰加入量为2. 0-3. Okg/t，萤石加入量为石灰的25%。
6.加热期间氩气供气强度为1.2-2. OL/min · t钢，软吹供气强度为O. 5-0. 8L/min · t钢；硅铁粉成分为=Si =72-80%, P ■.( O. 050%, S彡O. 030%，加入方法为精炼前加入.O.2-0. 4kg/t，一次加热完毕加入O. 2-0. 4kg/t，二次加热完毕加入O. 2-0. 4kg/t，加入总量控制在 O. 6-1. Okg/t。
全文摘要
本发明涉及一种利用含钒铁水冶炼ER70S-6焊丝钢的工艺，属于冶金技术领域。技术方案是含钒铁水为原料进行转炉提钒、半钢炼钢、LF精炼、连铸和轧钢，本发明的有益效果充分发挥含钒铁水中钒的作用，重新设计ER70S-6焊丝钢化学成分，优化脱氧工艺，为较少Al2O3夹杂精炼过程只使用硅铁粉扩散脱氧，整个冶炼过程不添加任何含Ca物料，减少焊接过程火花；并控制焊丝钢中存在一定含量的余钒，发挥钒在钢中细化晶粒和析出强化的双重作用，提高钢的强度，改善钢的韧性。
文档编号C21C5/28GK102994686SQ20121047761
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者国富兴, 韩春良, 翁玉娟, 王金星, 杨坤, 吴雨晨 申请人:河北钢铁股份有限公司承德分公司