本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法。
背景技术：
随着焊接结构对强度要求的提高，高强焊丝钢在焊接结构中得到越来越广泛的应用。河钢承钢二高线具有较好的轧机装备条件，目前以h08a、er70s-6、h08mna、h10mn2等中低端优质焊材产品为主，利润低、经济效益差。为了提高企业产品的竞争力，急需开发具有较高性能的高端产品，以提高经济效益。随着我国低合金高强钢的迅速发展，特别是管线钢、压力容器、工程机械以及桥粱、船舶等大形结构用钢焊接要求的提高，对焊接性能提出了更高的要求，市场容量不断扩大，且效益明显。因此，研究开发高强焊丝钢er80-g冶炼工艺具有较强的代表性与重要意义。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）含钒铁水装入提钒转炉进行脱磷处理，保证半钢p≤0.060%；
（2）出钢完毕，向半钢包里折入10～20kg/t钢的热态钢包浇余渣；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入螺纹切头或铸坯切头废钢48～64kg/t钢，转炉通过双渣操作，在冶炼前期加入造渣料石灰、轻烧白云石吹炼，然后倒出前期炉渣，加入贵重合金镍板、钼铁，继续吹炼，分批次加入剩余造渣料石灰、轻烧白云石重新造渣；
（4）在出钢过程的前期加入电石，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰、预熔精炼渣对钢水进行渣洗预成渣，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，确保挡渣命中，避免下渣回磷；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，根据lf进站钢水氧活度，喂入硅钡线降低钢中氧含量；lf精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰、改质剂，加热过程中小批量、多批次加入铝粉和硅铁粉混合物，加热过程底吹氩气流量控制在150～200nl/min，调整钢水温度为1580～1620℃，喂入硅钡线，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本发明所述步骤（1）中加入石灰30～40kg/t钢、轻烧白云石8～15kg/t钢，控制半钢温度在1350～1400℃，保证半钢p≤0.060%；所述步骤（2）中热态钢包浇余渣主要化学成分及质量百分含量为：cao≥40.0%，sio2+al2o3≥20.0%，mgo≤10.0%，mno+feo≤2.0%。
本发明所述步骤（3）中转炉冶炼采用恒压变枪操作，冶炼前期加入造渣料石灰15～25kg/t钢、轻烧白云石8～12kg/t钢，枪位控制在1.5～1.8m，吹炼3～5min时倒出1/2～2/3前期渣。
本发明所述步骤（3）中将贵重金属镍板、钼铁加入炉内，继续吹炼，分批次均匀加入剩余渣料石灰10～25kg/t钢、轻烧白云石2～7kg/t钢重新造渣，枪位控制在1.2～1.6m。
本发明所述步骤（3）中控制转炉冶炼终点c：0.03～0.06%，温度≤1640℃，再次倒出炉渣的1/2～2/3，利用副枪tso测温、取样，化验钢水成分，控制钢水p≤0.010%。
本发明所述步骤（4）中出钢过程的前期加入电石1.0～1.5kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰3.2～4.0kg/t钢、预熔精炼渣3.5～4.0kg/t钢，所述小颗粒石灰粒度为10～30mm。
本发明所述步骤（5）中lf精炼炉对进站钢水进行定氧，当氧活度＞10ppm时，喂入硅钡线0.2～0.8kg/t钢，对钢水进行脱氧，保证氧活度≤10ppm。
本发明所述步骤（5）中lf精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰4.0～5.0kg/t钢、改质剂0.8～1.0kg/t钢，加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.10～0.20kg/t钢，加入总量控制在0.80～1.20kg/t钢；所述改质剂主要化学成为及质量百分含量为：caf2≥82.0%，sio2≤13.0%。
本发明所述步骤（5）中铝粉和硅铁粉混合物中的铝粉和硅铁粉质量比为1:2。
本发明所述步骤（5）中调整钢水温度后喂入硅钡线0.8～1.6kg/t钢。
本发明所述步骤（1）中含钒铁水装入量为转炉容积的90～110%。
本发明所述步骤（1）中含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：3.85～4.86%、si：0.10～0.29%、ti：0.08～0.25%、mn：0.23～0.45%、p：0.121～0.204%、s：0.025～0.079%、v：0.160～0.228%，其余为铁和不可避免的杂质；温度：1282～1356℃。
本发明所述高强焊丝钢er80-g成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.07～0.09%，si：0.40～0.50%，mn：1.50～1.60%，p≤0.015%，s≤0.015%，ni：1.60～1.75%，mo：0.30～0.45%，cr：0.35～0.45%，ti：0.05～0.07%，n≤0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明中铝粉主要技术指标如下：al≥99.0%，水份＜0.2%，粒度2～4mm；硅铁粉主要技术指标为：si:≥70%，p≤0.04%，s≤0.02%，粒度2～4mm；硅钡线主要化学成分及质量百分含量为：ba≥25.0%，si≥50.0%，al≤2.0%。
本发明所述高强焊丝钢er80-g力学性能：抗拉强度≤950mpa，断面收缩率≥50%。
本发明技术方案，首先，含钒铁水经双联脱磷工艺，双渣法有效降低钢中磷含量；其次，使用非铝基脱氧剂对钢水进行脱氧，降低钢中三氧化二铝夹杂物的生成；再次，出钢过程加入渣料预成渣，为精炼处理创造条件；最后，精炼加热过程分批次、小批量加入铝粉和硅铁粉混合物，保证精炼渣还原气氛，有效地降低钢中硫含量和去除夹杂物等，为钢水洁净度和连铸可浇性提供有力保障，连铸做好全程保护浇注工作，实现含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的目的。
本发明方法设计思路：
由于含钒铁水磷含量在0.121～0.204%，利用提钒转炉对铁水进行脱磷处理，控制半钢p≤0.060%，半钢温度在1350～1400℃。
由于铁水脱磷处理时，si、ti、mn元素被氧化成为微量，c元素部分被氧化，半钢冶炼化渣困难，往半钢包内折入10～20kg/t钢热态钢包浇余渣，为冶炼半钢快速化渣创造条件；前期造渣料加入石灰15～25kg/t、轻烧白云石8～12kg/t，利用低温、高碱度、高氧化性炉渣和大渣量条件，将前期脱磷渣倒出1/2～2/3，再重新加入渣料造渣，有利于控制冶炼终点较低的磷含量。
由于镍板、钼铁为贵重金属，在将前期脱磷渣倒出1/2～2/3后加入，保证贵重金属较高的回收率，避免随前期渣流失。
出钢过程的前期加入电石，对钢水进行预脱氧，脱氧产物为cao与co2，过程随脱氧合金物料加入小颗粒石灰、预熔精炼渣，利用钢水冲击能与吹氩搅动将渣料熔化，为精炼预成渣创造条件。
精炼处理前，使用硅钡线控制钢水氧活度在10ppm以下，过程中小批量、多批次加入铝粉和硅铁粉混合物，保证精炼渣还原气氛，有效地去除夹杂物和降低硫含量，调整钢水温度喂入硅钡线，保证足够的软吹时间与良好的软吹效果，促进夹杂物的上浮，提高钢水质量，为连铸浇注创造条件。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、利用提钒转炉对含钒铁水进行脱磷处理，保证冶炼时较低的磷含量，减轻冶炼脱磷负担。2、由于脱磷半钢硅、钛、锰等元素被氧化为痕迹，折入热态浇余渣辅助半钢冶炼快速化渣，利用冶炼前期低温的有利条件，快速将磷含量脱到较低含量。3、在倒出前期脱磷渣后加入贵重金属，有效提高了金属收得率。4、出钢过程加入电石、进lf炉使用硅钡线脱氧，有效降低钢中三氧化二铝夹杂物的生成，出钢加入小颗粒石灰与预熔精炼渣，利用钢水冲击能与吹氩搅动将渣料熔化，为精炼预成渣创造条件。5、精炼加热过程分批次、小批量加入铝粉和硅铁粉混合物，保证精炼渣还原气氛，有效地去除钢中氧化夹杂物和降低硫含量，为钢水洁净度和连铸可浇性提供有力保障。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细地说明。
实施例1
本实施例含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：4.32%、si：0.16%、ti：0.14%、mn：0.32%、p：0.172%、s：0.031%、v：0.186%，其余为铁和不可避免的杂质；铁水温度：1312℃；
提钒转炉装入含钒铁水量为126t（转炉容积120t），加入石灰30kg/t钢、轻烧白云石15kg/t钢，经提钒转炉脱磷后，半钢温度为1365℃，p：0.040%；
（2）出钢完毕，往半钢包内折入15kg/t钢热态钢包浇余渣，主要化学成分及质量百分含量为：cao：48.0%，sio2+al2o3：24%，mgo：8%，mno+feo：1.8%；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入螺纹切头废钢48kg/t钢，转炉冶炼前期加入造渣料石灰25kg/t钢、轻烧白云石8kg/t钢，枪位控制在1.8m，吹炼5min时倒出1/2前期渣后，加入贵重金属镍板、钼铁，继续吹炼造新渣，分批次加入石灰15kg/t钢、轻烧白云石4kg/t钢，枪位控制在1.5m；冶炼终点c：0.05%，氧含量为562ppm，温度为1638℃，再次倒出炉渣的1/2，控制钢水p：0.009%；
（4）在出钢过程的前期加入电石1.0kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰3.2kg/t钢、预熔精炼渣4.0kg/t钢，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，使用挡渣标挡渣命中；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，氧活度为17ppm，喂入硅钡线0.2kg/t钢对钢水进行脱氧，脱氧后氧活度为8ppm；精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰5.0kg/t钢、改质剂0.8kg/t钢（caf2：82.0%，sio2：13.0%），加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.10kg/t钢，加入8次，加入总量为0.80kg/t钢，加热过程底吹流量控制在160nl/min，钢水温度为1580℃时喂入硅钡线0.8kg/t钢，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.07%，si：0.49%，mn：1.52%，p：0.011%，s：0.001%，ni：1.69%，mo：0.35%，cr：0.39%，ti：0.058%，n：0.0046%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品力学性能：抗拉强度为945mpa，断面收缩率为63%。
实施例2
本实施例含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：4.28%、si：0.17%、ti：0.13%、mn：0.33%、p：0.168%、s：0.027%、v：0.188%，其余为铁和不可避免的杂质；铁水温度：1326℃；
提钒转炉装入含钒铁水量为125t（转炉容积120t），加入石灰40kg/t钢、轻烧白云石8kg/t钢，经提钒转炉脱磷后，半钢温度为1372℃，p：0.052%；
（2）出钢完毕，往半钢包内折入10kg/t钢热态钢包浇余渣，主要化学成分及质量百分含量为：cao：46.0%，sio2+al2o3：22%，mgo：7%，mno+feo：1.6%；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入螺纹切头废钢64kg/t钢，转炉冶炼前期加入造渣料石灰20kg/t钢、轻烧白云石10kg/t钢，枪位控制在1.6m，吹炼5min时倒出2/3前期渣后，加入贵重金属镍板、钼铁，继续吹炼造新渣，分批次加入石灰15kg/t钢、轻烧白云石5kg/钢t，枪位控制在1.4m；冶炼终点c：0.04%，氧含量为668ppm，温度为1635℃，再次倒出炉渣的2/3，控制钢水p：0.008%；
（4）在出钢过程的前期加入电石1.5kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰4.0kg/t钢、预熔精炼渣3.5kg/t钢，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，使用挡渣标挡渣命中；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，氧活度为19ppm，喂入硅钡线0.6kg/t钢对钢水进行脱氧，脱氧后氧活度为6ppm；精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰4.0kg/t钢、改质剂1.0kg/t钢（caf2：85.0%，sio2：11.0%），加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.15kg/t钢，加入6次，加入总量为0.90kg/t钢，加热过程底吹流量控制在170nl/min，钢水温度为1620℃时喂入硅钡线1.6kg/t钢，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.08%，si：0.46%，mn：1.55%，p：0.010%，s：0.003%，ni：1.67%，mo：0.38%，cr：0.40%，ti：0.062%，n：0.0044%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品力学性能：抗拉强度为946mpa，断面收缩率为65%。
实施例3
本实施例含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：4.18%、si：0.15%、ti：0.12%、mn：0.35%、p：0.159%、s：0.029%、v：0.178%，其余为铁和不可避免的杂质；铁水温度：1318℃；
提钒转炉装入含钒铁水量为130t（转炉容积120t），加入石灰35kg/t钢、轻烧白云石12kg/t钢，经提钒转炉脱磷后，半钢温度为1369℃，p：0.048%；
（2）出钢完毕，往半钢包内折入20kg/t钢热态钢包浇余渣，主要化学成分及质量百分含量为：cao：45.0%，sio2+al2o3：25%，mgo：9%，mno+feo：2.0%；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入螺纹切头废钢50kg/t钢，转炉冶炼前期加入造渣料石灰15kg/t钢、轻烧白云石8kg/t钢，枪位控制在1.7m，吹炼3min时倒出2/3前期渣后，加入贵重金属镍板、钼铁，继续吹炼造新渣，分批次加入石灰20kg/t钢、轻烧白云石5kg/t钢，枪位控制在1.3m；冶炼终点c：0.03%，氧含量为718ppm，温度为1632℃，再次倒出炉渣的1/2，控制钢水p：0.008%；
（4）在出钢过程的前期加入电石1.2kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰3.6kg/t钢、预熔精炼渣3.5kg/t钢，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，使用挡渣标挡渣命中；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，氧活度为21ppm，喂入硅钡线0.8kg/t钢对钢水进行脱氧，脱氧后氧活度为5ppm；精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰4.2kg/t钢、改质剂0.9kg/t钢（caf2：89.0%，sio2：9.0%），加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.20kg/t钢，加入6次，加入总量为1.20kg/t钢，加热过程底吹流量控制在190nl/min，钢水温度为1590℃时喂入硅钡线1.2kg/t钢，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.08%，si：0.48%，mn：1.54%，p：0.009%，s：0.002%，ni：1.66%，mo：0.36%，cr：0.42%，ti：0.060%，n：0.0047%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品力学性能：抗拉强度为942mpa，断面收缩率为63%。
实施例4
本实施例含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：3.85%、si：0.10%、ti：0.08%、mn：0.23%、p：0.121%、s：0.025%、v：0.160%，其余为铁和不可避免的杂质；铁水温度：1282℃；
提钒转炉装入含钒铁水量为125t（转炉容积120t），加入石灰30kg/t钢、轻烧白云石15kg/t钢，经提钒转炉脱磷后，半钢温度为1350℃，p：0.060%；
（2）出钢完毕，往半钢包内折入10kg/t钢热态钢包浇余渣，主要化学成分及质量百分含量为：cao：40.0%，sio2+al2o3：28%，mgo：10%，mno+feo：1.5%；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入铸坯切头废钢56kg/t钢，转炉冶炼前期加入造渣料石灰25kg/t钢、轻烧白云石8kg/t钢，枪位控制在1.5m，吹炼3.0min时倒出1/2前期渣后，加入贵重金属镍板、钼铁，继续吹炼造新渣，分批次加入石灰10kg/t钢、轻烧白云石2kg/t钢，枪位控制在1.2m；冶炼终点c：0.06%，氧含量为720ppm，温度为1640℃，再次倒出炉渣的2/3，控制钢水p：0.010%；
（4）在出钢过程的前期加入电石1.0kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰3.2kg/t钢、预熔精炼渣3.5kg/t钢，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，使用挡渣标挡渣命中；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，氧活度为20ppm，喂入硅钡线0.7kg/t钢对钢水进行脱氧，脱氧后氧活度为5ppm；精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰4.0kg/t钢、改质剂0.8kg/t钢（caf2：90.0%，sio2：8.0%），加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.10kg/t钢，加入8次，加入总量为0.8kg/t钢，加热过程底吹流量控制在150nl/min，钢水温度为1600℃时喂入硅钡线1.2kg/t钢，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.07%，si：0.40%，mn：1.50%，p：0.015%，s：0.015%，ni：1.60%，mo：0.30%，cr：0.35%，ti：0.05%，n：0.0060%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品力学性能：抗拉强度为950mpa，断面收缩率为50%。
实施例5
本实施例含钒铁水冶炼高强焊丝钢er80-g的方法，具体工艺步骤如下所述：
（1）含钒铁水化学成分组成及其质量百分含量为：c：4.86%、si：0.29%、ti：0.25%、mn：0.45%、p：0.204%、s：0.079%、v：0.228%，其余为铁和不可避免的杂质；铁水温度：1356℃；
提钒转炉装入含矾铁水量为130t（转炉容积120t），加入石灰40kg/t钢、轻烧白云石8kg/t钢，经提钒转炉脱磷后，半钢温度为1400℃，p：0.043%；
（2）出钢完毕，往半钢包内折入20kg/t钢热态钢包浇余渣，主要化学成分及质量百分含量为：cao：41.0%，sio2+al2o3：20%，mgo：6%，mno+feo：1.4%；
（3）将脱磷半钢装入炼钢转炉，加入铸坯切头废钢60kg/t钢，转炉冶炼前期加入造渣料石灰15kg/t钢、轻烧白云石12kg/t钢，枪位控制在1.8m，吹炼5min时倒出2/3前期渣后，加入贵重金属镍板、钼铁，继续吹炼造新渣，分批次加入石灰25kg/t钢、轻烧白云石7.0kg/t钢，枪位控制在1.6m；冶炼终点c：0.03%，氧含量为705ppm，温度为1625℃，再次倒出炉渣的1/2，控制钢水p：0.007%；
（4）在出钢过程的前期加入电石1.5kg/t钢，过程中随脱氧合金物料加入小颗粒石灰4.0kg/t钢、预熔精炼渣4.0kg/t钢，全程吹氩搅拌均匀钢水成分，使用挡渣标挡渣命中；
（5）lf精炼炉对进站钢水进行定氧，氧活度为16ppm，喂入硅钡线0.3kg/t钢对钢水进行脱氧，脱氧后氧活度为10ppm；精炼加热处理前期，通过料仓向钢包加入小颗粒石灰5.0kg/t钢、改质剂1.0kg/t钢（caf2：82.0%，sio2：13.0%），加热过程中铝粉和硅铁粉混合物每次加入量为0.20kg/t钢，加入6次，加入总量为1.20kg/t钢，加热过程底吹流量控制在200nl/min，钢水温度为1610℃时喂入硅钡线1.2kg/t钢，软吹氩气保证钢水液面不裸露，处理完毕，吊往连铸，连铸工序做好全程保护浇注工作。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品化学成分组成及其质量百分含量为：c：0.09%，si：0.50%，mn：1.60%，p：0.010%，s：0.009%，ni：1.75%，mo：0.45%，cr：0.45%，ti：0.07%，n：0.0045%，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例高强焊丝钢er80-g的成品力学性能：抗拉强度为950mpa，断面收缩率为62%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。