本发明属于钢铁材料生产领域，具体涉及一种焊丝用热轧盘条及其生产方法。
背景技术：
er70s-6焊丝是目前使用最广泛的碳钢系列气保焊丝，通常由直径5.5mm的热轧盘条拉拔制成。
焊丝生产企业迫于日益激烈的行业竞争及生产成本压力，急需增大焊丝加工过程中的拉拔速度，以便于提高生产效率，相应的，这就对焊丝用盘条的性能，尤其是影响到上述拉拔速度的相关性能，提出了更高的标准和要求。
经研究，盘条表面氧化铁皮的剥离性、盘条的组织、力学性能的均匀性等性能和质量均能够影响上述拉拔速度。
比如，在盘条加工成焊丝的生成过程中，通常先采用机械剥壳的方式去除盘条表面的氧化铁皮，而后再进行拉拔工序。当盘条表面氧化铁皮的剥离性较差时，在机械剥壳中氧化铁皮往往去除不净而残存在盘条表面，导致表面润滑不良，从而增大模具异常损伤或损耗，并进一步划伤盘条引起断丝，由此形成恶性循环，限制了拉拔速度的提升。因此，通过控制氧化铁皮的厚度和结构来提升氧化铁皮的剥离性，对满足焊丝生产企业对拉拔速度的需求极其重要。
再比如，盘条局部的异常贝氏体或马氏体等硬相组织严重影响盘条其它部位高塑性的延续性，使得盘条整体变形不均匀导致拉拔断丝。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种焊丝用热轧盘条及其生产方法，能够使获得的盘条的质量和性能得到优化，以进一步满足焊丝生产企业的要求。
为实现上述目的之一，一实施方式还提供了一种焊丝用热轧盘条，所述焊丝用热轧盘条的化学成分以重量百分比计包括：c、0.060～0.075％；si、0.80～0.88％；mn、1.40～1.48％；p≤0.013％，s≤0.010％，ti、0.005～0.020％，余量为fe及不可避免的杂质。
其中，c、si、mn、ti化学成分及其含量的作用：c作为焊丝用盘条中的重要元素之一，可有效提升焊缝金属的强度；si作为焊接过程中的主要脱氧元素和强化元素；mn作为焊缝金属的主要强化元素和焊接过程中的主要脱氧元素；ti可细化焊缝组织，使焊缝金属强韧性同步提升。综上所述，上述元素合理的重量百分比范围可确保焊缝金属的强韧性和焊接过程顺利进行，元素总量偏低导致焊缝强度不足，元素总量偏高易产生成分偏析，使盘条产生硬相组织的敏感性增加，恶化拉拔性能。因此，通过对各组分的含量研究及实验，c含量的范围控制在0.060～0.075％，si含量的范围控制在0.80～0.88％，mn含量的范围控制在1.40～1.48％，ti含量的范围控制在0.005～0.020％。
另外，p、s作为盘条中的杂质元素，p、s含量过高易在钢水凝固末期产生成分偏析，对盘条拉拔不利，且p、s含量过高对焊缝的低温韧性也不利。因此，优选的，p含量的范围≤0.013％，s含量的范围≤0.010％。
由此，通过优化c、si、mn元素的的含量，同时加入并优化ti元素含量，使得盘条具有较好的组织和强度，降低宏观及微观偏析，大大提升了盘条在拉拔加工焊丝中的拉拔速率，该盘条可以用于以30m/s及以上的拉拔速度拉拔出直径≤1.2mm的成品焊丝，相较于现有技术的18～23m/s的拉拔速率而言具有了远超预料的提升，并且还同时改善了焊缝组织，提高了焊缝韧性，改善了焊丝的焊接性能。
作为一实施方式的进一步改进，所述焊丝用热轧盘条的化学成分以重量百分比计还包括：cr+ni+cu+mo≤0.05％；并且，
其碳当量ceq＝[c]+[mn]/6+[si]/24+[ni]/40+[cr]/5+[mo]/4+[v]/14≤0.35。由此，通过对cr、ni、cu、mo等杂质元素以及碳当量的控制，降低微观偏析和轧钢过程中的组织控制难度，提升盘条的组织和强度，进一步保证盘条在拉拔加工焊丝中的拉拔速度。
为实现上述目的之一，一实施方式提供了所述焊丝用热轧盘条的生产方法，通过依序进行的钢水冶炼工序、精炼工序、浇铸工序、加热工序、控温轧制工序以及斯太尔摩缓冷工序，得到焊丝用热轧盘条；
所述控温轧制工序：将所述加热工序所得的钢坯在高压水除鳞后轧制成盘条，精轧机入口温度≤880℃，盘条在终轧之后在生产线上前行至少50m再进入水冷冷却，冷却之后吐丝，吐丝温度为880～910℃；
所述斯太尔摩缓冷工序：对所述控温轧制工序所得的盘条在斯太尔摩缓冷线上保温缓冷，保温罩及风机风口全部关闭，盘条在相变温度区间的冷却速度≤0.8℃/s。
本实施方式通过控制精轧机的入口温度、水冷时机、吐丝温度以及斯太尔摩缓冷的控制，实现对盘条表面的氧化铁皮的厚度和结构的有效控制，使获得的盘条表面氧化铁皮厚度在10μm以上，且经验证，与现有技术相比，基于该实施方式获得的盘条其氧化铁皮的剥离性优异，利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度。
作为一实施方式的进一步改进，所述控温轧制工序中，除鳞水压≥18mpa，中轧机采用机加工轧槽，由此，可以有效去除钢坯表面的氧化铁皮，并且可以避免残留的氧化铁皮在轧制成盘条的过程中压入到盘条组织深处，同时通过机加工轧槽可以保证盘条表面平整度，也可以避免因轧槽表面粗糙导致盘条表面缺陷增大，基于此获得的盘条的氧化铁皮的压入深度≤10μm，以保证盘条的组织及强度性能，进而利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度。
作为一实施方式的进一步改进，在所述斯太尔摩缓冷线上，全部保温罩的总长度大于80m，以使盘条维持在保温缓冷的输送辊上的长度大于80m，斯太尔摩缓冷线的入口辊道速度≤0.18m/s且其出口辊道速度≤0.40m/s。由此，可以进一步确保维持较低的冷却速度，延长在相变温度区间的停留时间，实现合理控制盘条表面氧化铁皮的厚度、结构以提升氧化铁皮的机械剥离性，以及提升盘条内部组织的均匀性，进而利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度。
作为一实施方式的进一步改进，所述钢水冶炼工序：将由铁水和废钢组成的冶炼原料在转炉中进行冶炼，铁水占所述冶炼原料的重量百分比＞90％，出钢过程中按硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁合金、石灰的顺序加入钢水中。由此，通过控制铁水的重量百分比和各种合金、石灰的加入时机，来保证钢水成分的高纯净度，以最终改善盘条的组织和强度，进而利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度，并且可以提升焊丝的焊接性能。
作为一实施方式的进一步改进，所述钢水冶炼工序中，所述硅铁合金的加入量为12.5±0.5kg/t，所述硅锰合金的加入量为7.0±0.5kg/t，所述低碳锰铁合金的加入量为12.0±0.5kg/t。由此，与现有技术相比，本实施方式通过调控各种合金的加入顺序，惊喜的发现该顺序下出乎意料地极大改善了钢水成分的高纯净度，进而提升了盘条的纯净度、组织和强度。
作为一实施方式的进一步改进，所述废钢的化学组分满足：c≤0.15％；si≤0.95％；mn≤1.5％；p≤0.020％，s≤0.015％，cr+ni+cu+mo≤0.10％，余量为fe及不可避免的杂质。通过选用化学组分最纯净、杂质含量更少的优质废钢，降低后续步骤中除杂的难度，并保证钢水成分的高纯净度。
作为一实施方式的进一步改进，所述精炼工序：在lf炉内对所述钢水冶炼工序所得钢水进行精炼35min以上，在精炼期间，通过造白渣15min以上来进行脱氧脱硫，在喂入钛铁线之前调整其它合金含量满足目标范围，以及在精炼后期软搅拌15min以上；
所述浇铸工序：将所述精炼工序所得的钢水进行全保护浇铸，钢水过热度为18～35℃，铸坯保持恒定拉速且拉速为2.5～2.7m/min，获得钢坯。由此，通过喂入钛铁线的时机管控，避免钛在精炼前期的烧损，提升钛元素的收得率，优化最终盘条的化学组分并有效控制生产成本，而本实施方式中各化学组分及其百分比能够保证盘条的组织和强度，并保证制得焊丝的焊接性能；并且，精炼中各种处理的时间管控以及浇铸的方式、过热度、拉速等控制，大大改善钢液的均质化，来降低坯料的宏观及微观偏析，以使得最终所得盘条的组织和强度得以提升，进而利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度。
结合所述，与现有技术相比，本实施方式的焊丝用热轧盘条的加工方法，通过提升钢水成分的均匀性、纯净度，降低坯料的宏观及微观偏析，以及通过盘条表面缺陷深度、通条组织及强度均匀、氧化铁皮的机械剥离性、塑性等方面的改善，使采用该加工方法最终得到的盘条抗拉强度≤520mpa、通条强度差≤25mpa、断面收缩率≥80％、硬相组织体积百分比≤1％、氧化铁皮压入深度≤10μm、氧化铁皮厚度≥10μm，以最终保证盘条可以用于以30m/s及以上的拉拔速度拉拔出直径≤1.2mm的成品焊丝。
具体实施方式
本发明一实施方式中，提供了一种焊丝用热轧盘条，所述焊丝用热轧盘条的化学成分以重量百分比计包括：c、0.060～0.075％；si、0.80～0.88％；mn、1.40～1.48％；p≤0.013％，s≤0.010％，ti、0.005～0.020％，余量为fe及不可避免的杂质。
并且优选地，所述焊丝用热轧盘条的化学成分以重量百分比计还包括：cr+ni+cu+mo≤0.05％；并且，
其碳当量ceq＝[c]+[mn]/6+[si]/24+[ni]/40+[cr]/5+[mo]/4+[v]/14≤0.35。
其中，在上述碳当量ceq的公式中，中括号“[]”表示其中元素的重量百分比，例如[c]表示c的重量百分比。
进一步地，本实施方式还提供了一种所述焊丝用热轧盘条的生产方法，通过依序进行的钢水冶炼工序、精炼工序、浇铸工序、加热工序、控温轧制工序以及斯太尔摩缓冷工序，得到所述焊丝用热轧盘条。
下面，对上述各个工序按照实施顺序予以介绍。
(1)钢水冶炼工序
将由铁水和废钢组成的冶炼原料在转炉中进行冶炼，其中，废钢优选地优质废钢，如低碳钢冶炼时割废的头尾坯，当然不限于此，具体地废钢的化学组分满足：c≤0.15％；si≤0.95％；mn≤1.5％；p≤0.020％，s≤0.015％，cr+ni+cu+mo≤0.10％，余量为fe及不可避免的杂质。通过选用化学组分最纯净、杂质含量更少的优质废钢，降低后续步骤中除杂的难度，并保证钢水成分的高纯净度。
铁水占所述冶炼原料的重量百分比＞90％，通过控制铁水的重量百分比，来保证钢水成分的高纯净度。另外，每包铁水中s的重量百分比≤0.03％，p的重量百分比≤0.09％。
在该钢水冶炼工序的转炉出钢1/3时按硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁合金、石灰的顺序加入钢水中，以调整钢水中的组分含量以及造渣，经研究，本实施方式的各种合金及石灰的添加顺序可以有效提升钢水的纯净度，并最终改善盘条的组织和强度。
进一步地，所述硅铁合金的加入量为12.5±0.5kg/t，也即按照每吨钢水加入12.5±0.5kg硅铁合金的比例，向钢水中添加所述硅铁合金；类似的，所述硅锰合金的加入量为7.0±0.5kg/t，所述低碳锰铁合金的加入量为12.0±0.5kg/t。经研究，与现有技术相比，本实施方式通过调控各种合金的加入顺序，出乎意料地极大改善了钢水成分的高纯净度，进而提升了盘条的纯净度、组织和强度。
(2)精炼工序
在lf炉内对所述钢水冶炼工序所得钢水进行精炼35min以上，在精炼期间，通过造白渣15min以上来进行脱氧脱硫，在喂入钛铁线之前调整其它合金含量满足目标范围，以及在精炼后期软搅拌15min以上。由此，通过喂入钛铁线的时机管控，避免钛在精炼前期的烧损，提升钛元素的收得率，优化最终盘条的化学组分并有效控制生产成本；并且，精炼中各种处理的时间管控，大大改善钢液的均质化，来降低坯料的宏观及微观偏析，以使得最终所得盘条的组织和强度得以提升。
(3)浇铸工序
将所述精炼工序所得的钢水进行全保护浇铸，例如具体包括大包长水口氩封、中间包覆盖剂、整体水口全保护氩封浇铸，由此以避免过氧化而影响钢水的纯净度，钢水过热度控制为18～35℃，铸坯保持恒定拉速且拉速为2.5～2.7m/min，获得断面尺寸为140mm×140mm的钢坯，当然钢坯尺寸不限于此。其中，通过对过热度、拉速等控制，大大改善钢液的均质化，来降低坯料的宏观及微观偏析，以使得最终所得盘条的组织和强度得以提升。
其中，进一步地钢水过热度更优地控制为18～28℃，从而进一步降低坯料的宏观及微观偏析。
(4)加热工序
对所述浇铸工序所得的钢坯在加热炉进行控温加热，加热段温度为920～1020℃，更优选为960～1020℃，均热段温度为1080～1120℃，更优选为1040～1120℃。
(5)控温轧制工序
将所述加热工序所得的钢坯在高压水除鳞后轧制成盘条，除鳞水压≥18mpa，以有效去除钢坯表面的氧化铁皮，并且可以避免残留的氧化铁皮在轧制成盘条的过程中压入到盘条组织深处。
中轧机采用机加工轧槽，相较于现有的激光熔敷法制成的传统轧槽，可以保证盘条表面平整度，也可以避免因轧槽表面粗糙导致盘条表面缺陷增大。
钢坯在除鳞之后进行轧制时，开轧温度为970～1000℃，精轧机入口温度≤880℃，通过低温轧制提升轧制盘条的塑性。
盘条在终轧之后在生产线上前行至少50m再进入水冷冷却，冷却之后吐丝，吐丝温度为880～910℃，也就是说在轧机和吐丝机之间进行水冷，而该水冷与轧机之间的距离不小于50m，由此经过终轧获得的盘条并非如现有技术立马进入水冷，而是在生产线上无水冷的情况下经过50m再集中冷却，从而延长盘条在高温下的持续时间，控制盘条表面的氧化铁皮的厚度和结构，且经实验验证，基于该实施方式获得的盘条其氧化铁皮的剥离性大大提升。
本实施方式可通过如下方案予以实施：轧机和吐丝机之间依次设置有三个或以上水冷水箱，在盘条离开轧机后穿过三个水冷水箱时，仅开启与吐丝机相近的一个最多两个水冷水箱，而关闭其余水冷水箱。当然，不限于此。
(6)斯太尔摩缓冷工序
对所述控温轧制工序所得的盘条在斯太尔摩缓冷线上保温缓冷，保温罩及风机风口全部关闭，盘条在相变温度区间的冷却速度≤0.8℃/s，由此延长盘条在相变温度区间的停留时间，以进一步实现对盘条表面的氧化铁皮的厚度和结构。
全部保温罩的总长度大于80m，以使盘条维持在保温缓冷的输送辊上的长度大于80m，斯太尔摩缓冷线的入口辊道速度≤0.18m/s且其出口辊道速度≤0.40m/s。由此，可以进一步确保维持较低的冷却速度，延长在相变温度区间的停留时间，实现合理控制盘条表面氧化铁皮的厚度、结构以提升氧化铁皮的机械剥离性，以及提升盘条内部组织的均匀性，进而利于提升盘条在拉拔成焊丝时的拉拔速度。
以下通过具体序号1～6的6个实施例并结合序号7～9的3个对比例，进一步对本发明的具体实施方式予以介绍。
(1)钢水冶炼工序
将由铁水和废钢组成的冶炼原料在180t转炉中进行冶炼，其中每包铁水中s的重量百分比≤0.03％，p的重量百分比≤0.09％，6个实施例及3个对比例的冶炼原料的总装入量、铁水在冶炼原料中的重量百分比、铁水中s重量百分比、铁水中p重量百分比、冶炼时间、出钢时c重量百分比、出钢时p重量百分比以及出钢温度等分别如表1所示；
[表1]
另外，在6个实施例中废钢选用化学组分满足：c≤0.15％；si≤0.95％；
mn≤1.5％；p≤0.020％，s≤0.015％，cr+ni+cu+mo≤0.10％，余量为fe及不可避免的杂质的低碳钢割废的头尾坯，而3个对比例中废钢则为化学组分不满足：c≤0.15％；si≤0.95％；mn≤1.5％；p≤0.020％，s≤0.015％，cr+ni+cu+mo≤0.10％，余量为fe及不可避免的杂质(包括所涉元素全部不满足相应范围或者其中部分不满足相应范围)的普通废钢；
并且，在6个实施例中，出钢1/3时按硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁合金、石灰的顺序加入钢水中，且具体加入量分别如表2所示，而3个对比例中则出钢1/3时按硅铁合金、硅锰合金、低碳锰铁合金、石灰的顺序加入钢水中，且具体加入量分别如表2所示。
[表2]
(2)精炼工序
在lf炉内对所述钢水冶炼工序所得钢水进行精炼，在精炼期间，通过造白渣来进行脱氧脱硫，在喂入钛铁线之前调整其它合金含量满足目标范围，以及在精炼后期软搅拌，软搅拌时以渣面微微波动且钢水不裸露为操作标准。
其中，6个实施例及3个对比例的开浇炉次或连浇炉次、精炼时间、造白渣时间、软搅拌时间、出钢温度分别如表3所示。
[表3]
(3)浇铸工序
将所述精炼工序所得的钢水进行全保护浇铸，例如具体包括大包长水口氩封、中间包覆盖剂、整体水口全保护氩封浇铸，由此以避免过氧化而影响钢水的纯净度；
6个实施例及3个对比例的钢水过热度、拉速如表4所示的控制条件下，保持保持恒定拉速浇铸，并且结晶器电磁搅拌电流350a且频率4hz，末端电磁搅拌电流480a且频率10hz，浇铸成断面尺寸为140mm×140mm的方坯。
[表4]
(4)加热工序
对所述浇铸工序所得的钢坯在加热炉进行控温加热，6个实施例及3个对比例的加热段温度、均热段温度、均热段空燃比、保温时间分别如表5中所示进行控制。
[表5]
(5)控温轧制工序
将所述加热工序所得的钢坯在出加热炉后经过高压水除鳞，而后轧制成盘条。
其中，6个实施例及3个对比例的除鳞水压、中轧机所采用的轧槽类型、最后两道次的精轧机所使用的碳化钨辊环的过钢量、开轧温度、精轧机入口温度、吐丝温度等按照表6所示予以控制；另外，作为终轧的最后一道次的精轧机和吐丝机之间由前向后依次总共设置有5#、6#及7#等三个水箱，其中5#水箱紧邻最后一道轧机，二者间距大致为65cm，而6#水箱与最后一道轧机之间的距离为50m，在6个实施例及3个对比例中5#、6#及7#这三个水箱的开启情况也如表6所示。
[表6]
(6)斯太尔摩缓冷工序
对所述控温轧制工序所得的盘条在斯太尔摩缓冷线上保温缓冷，保温罩及风机风口全部关闭，盘条在相变温度区间的冷却速度≤0.8℃/s。并且，6个实施例及3个对比例的斯太尔摩缓冷线的全部保温罩的总长度、入口辊道速度、出口辊道速度等按照表7所示予以控制。
其中，盘条在相变温度区间的冷却速度可以采用红外测温仪测试盘条各保温罩间的温度并依此计算而得。
[表7]
6个实施例及3个对比例各自根据上述生产方法，制得最终的盘条产品，对盘条进行检验。
其中，成品盘条的化学成分及重量百分比(数值单位，％)如表8，其中的ceq＝[c]+[mn]/6+[si]/24+[ni]/40+[cr]/5+[mo]/4+[v]/14，另外，盘条的组织、力学性能、氧化皮压入深度以及氧化铁皮的机械剥离率如表9。
[表8]
[表9]
由上述实施例和对比例可以看出，本实施方式的焊丝用热轧盘条及其生产方法，通过冶炼时对钢水成分的高纯净化、均质化控制，以及控轧控冷时对热轧盘条的组织类型及表面质量控制，所生产盘条的组织、强度及塑性均匀，通条强度差≤25mpa，更加适用于高速拉拔，可促进现有产品的提档升级。
而经过实施验证，实施例1-6采用本实施方式所述的生产方法生产的成品盘条，在制造直径1.2mm焊丝时拉拔速度可达到30m/s以上，而对比例7-9中部分元素的含量及关键生产工艺参数不在本实施方式的范围内，在制造直径1.2mm焊丝时拉拔速度最高仅达到23m/s，进一步提高拉拔速度测试时，断丝严重，无法正常生产。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。