一種氣體保護焊絲用鋼的冶煉方法技術

本發明專利技術公開了一種氣體保護焊絲用鋼的冶煉方法，屬于鋼鐵冶金技術領域。該方法包括電爐冶煉工序、鋼包精煉工序和小方坯連鑄工序。關鍵工藝技術包括電爐出鋼過程鋁錠的加入量控制，精煉爐渣成分的控制，精煉過程軟吹攪拌的控制，精煉過程鈦合金化時機的控制，中間包覆蓋劑成分的控制，連鑄過熱度和拉速的控制，異種焊絲用鋼的連澆技術。采用本發明專利技術的冶煉方法，操作簡單有效，生產成本較低，并可解決澆鑄過程浸入式水口的結瘤問題。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了，屬于鋼鐵冶金
。該方法包括電爐冶煉工序、鋼包精煉工序和小方坯連鑄工序。關鍵工藝技術包括電爐出鋼過程鋁錠的加入量控制，精煉爐渣成分的控制，精煉過程軟吹攪拌的控制，精煉過程鈦合金化時機的控制，中間包覆蓋劑成分的控制，連鑄過熱度和拉速的控制，異種焊絲用鋼的連澆技術。采用本專利技術的冶煉方法，操作簡單有效，生產成本較低，并可解決澆鑄過程浸入式水口的結瘤問題。【專利說明】
本專利技術涉及，具體說，本專利技術涉及一種解決氣體保護焊絲用鋼小方坯連鑄時浸入式水口結瘤問題的冶煉方法，屬于鋼鐵冶金領域。
技術介紹
CO2氣體保護電弧焊接是上世紀50年代發展起來的一種焊接技術，具有高效率、低成本、環保的特點。目前，氣體保護電弧焊接已經成為一種主流的焊接方法，在美國、日本、歐洲等發達國家和地區，氣體保護焊消耗的焊接金屬材料重量約占全部焊接材料總重量的50%~75%。但與其他電弧焊接相比，氣體保護焊接過程中容易產生金屬飛濺。日本的科研人員發現在焊絲中添加適量的Ti元素，可使焊接時熔滴細化，電弧穩定，焊接飛濺大幅降低，目前下游客戶要求將焊絲中Ti含量控制在0.17%以上。由于此類鋼種鈦含量較高，鋼液的黏度較大，流動性較差，并且在冶煉過程中容易生成高熔點的氧化鈦夾雜物。研究表明:氧化鈦與鋼液之間浸潤角小于90° ,不易上浮去除；氧化鈦與鋼液接觸良好，因此氧化鈦型結瘤物的導熱性較好，鋼液會因溫度下降而凝固在結瘤物上，從而加劇結瘤的程度。所以，在采用小方坯連鑄該類鋼種時，浸入式水口極易產生堵塞。水口堵塞不但會惡化鑄坯質量，而且可能導致生產的中斷，是限制此類鋼種工業化生產的一個關鍵因素。專利CN102586685A公開了一種高鈦合金焊絲用鋼的冶煉工藝，通過在傳統冶煉流程(電爐初煉、精煉處理) 基礎上增加二次精煉和真空處理的工序強化鋼液脫氧，從而使鋼液具有較好可澆性。但增加工序后，生產效率較低、生產成本較高。專利CN101457273B公開了一種小方坯連鑄高鈦合金焊絲用鋼的生產方法，通過在轉爐出鋼時加入鋁硅鋇合金和鋁進行預脫氧，在并在LF精煉后期喂入CaSi線對夾雜物進行變性處理的方法來解決連鑄過程水口的結瘤問題。但堿性氧化物Ca0、Mg0等在焊接的過程中會提高熔滴的表面張力，增加熔滴的尺寸，使熔滴不穩定從而產生大顆粒焊接飛濺。專利CN102212749B公開了一種小方坯連鑄高效合金焊絲用鋼的生產方法，工藝路線為:低硫鐵水和廢鋼一頂底復吹轉爐冶煉一擋渣出鋼一鋼包脫氧一鋼液合金化一LF精煉一RH精煉一小方坯鑄機全保護連鑄。通過冶煉過程中各項工藝措施控制鋼液中氧、氮含量，從而達到控制鈦與氧、氮反應的目的，降低浸入式水口堵塞風險。但該工藝過程需采用RH真空處理，并且LF精煉過程需使用合成渣造鋼包頂渣，在RH精煉過程還需調整鋼液硫含量，工藝路線和操作過程較復雜、生產成本較高。
技術實現思路
為克服現有氣體保護焊絲用鋼的冶煉工藝所存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種短流程、低成本、并可解決浸入式水口結瘤問題的冶煉方法。為實現上述專利技術目的，本專利技術采用了如下技術方案:，包括電爐冶煉工序、鋼包精煉工序和小方坯連鑄工序。所述氣體保護焊絲用鋼的重量百分比化學成分是:0.055% ≤ C ≤0.085%、0.75% ≤ Si ≤ 0.85%、1.45% ≤ Mn ≤ 1.55%,0.15% ≤ Ti≤ 0.22%,Ca ≤ 0.001%,P≤0.02%、0.01% ≤ S ≤ 0.02%、Cu ≤0.1%、Ni ≤0.1%、Cr ≤ 0.1%、Al ≤0.1%、余量為 Fe ；所述電爐冶煉工序中，爐料結構包括鐵水和廢鋼，其中鐵水占爐料總量的65~75wt.% ;當熔池中碳含量為0.04~0.07wt.%、磷含量≤0.01wt.%、溫度≥1650°C時方可出鋼；出鋼量為15~20wt.%時按照“鋁錠一低碳錳鐵一硅錳一硅鐵一石灰”順序向鋼包中加入合金和渣料；鋁錠的加入量與電爐終點鋼液中溶解氧的質量分數滿足如下關系:W (Al) = (10 ~20) X kg/t ；所述鋼包精煉工序中，精煉過程加入石灰、螢石和電石調節精煉渣的成分，將爐渣主要組成的重量百分比控制在:50%〈Ca0〈55%、15%〈A1203〈20%、15%〈Si02〈20%、8%〈Mg0〈 12%、MnO+T.Fe〈l% ;當鋼液溫度和鈦以外的其他元素含量調整到目標后，并且鋁含量為0.01~0.03wt.%時，對鋼液進行軟吹攪拌5~lOmin。然后，向鋼液中喂入FeTi線進行鈦合金化，再進行12~ISmin的軟吹攪拌后將鋼包運往連鑄平臺；所述的小方坯連鑄工序中，小方坯的斷面為140mmX 140mm ;將該氣體保護焊絲用鋼與不含鈦焊絲用鋼連澆，中間包第I~5爐澆注不含鈦焊絲用鋼，從第2~6爐開始澆注該氣體保護焊絲用鋼；連鑄過程采用全程保護澆鑄；中間包采用高堿度覆蓋劑和碳化稻殼雙層保護；澆鑄的過熱度控制在40~60°C，拉速控制在2.3~2.5m/min。本專利技術進一步改進方案是，所述的軟吹攪拌，其比攪拌能控制在10~30W/t。本專利技術更進一步改進方案是，所述的高堿度中間包覆蓋劑組成的重量百分比為:45%〈Ca0〈55%、25%〈Al203〈35%、Si02〈8%、6%〈Mg0〈8%、CaF2〈5%、C〈l% 以及雜質；所述的不含鈦焊絲用鋼的重量百分比化學成分為:0.055%≤C≤0.085%、0.75%≤Si≤0.85%、1.45% ≤ Mn ≤ 1.55%、Ca ≤ 0.001%、P ≤0.02%、0.01% ≤ S ≤ 0.02%、Cu ≤ 0.l%、Ni≤0.1%、Cr ≤0.1%, Al≤0.1%、余量為 Fe。以下對本專利技術的技術方案作更為具體的說明。電爐出鋼通過控制鋁錠的加入量使鋼液中初生的Al2O3夾雜物形態為球形，有利于上浮去除，從而提高了鋼液的潔凈度。鋼包精煉爐渣的成分控制兼顧減少鋼渣間的反應2 +3 (CaO) =Α1203+3 、4 +3 (SiO2) =2 (Ti2O3) +3 ，一方面保證了鋼液中的較低，有利于減少焊接過程金屬飛濺，另一方面，可減少鋼液中Ti2O3的生成，有利于改善澆鑄性能。喂FeTi線前，對鋼液進行軟吹攪拌，促進夾雜物的上浮去除，從而減少Ti與夾雜物中的CaO、A1203、Si02、Mn0等物相的反應生成氧化鈦。采用與不含鈦焊絲用鋼連澆，其作用是:澆鑄不含鈦焊絲鋼時，起到了對浸入式水口進行充分烘烤的作用，溫度較高，在澆鑄含鈦焊絲鋼時，水口內壁不易粘結冷鋼。通過增加鋼液中的含量，可抑制鋼液二次氧化過程中生成大量的氧化鈦，以及與鋼液中初生Al2O3夾雜物反應生產氧化鈦。 中間包采用高堿度覆蓋劑可避免鋼渣間的反應4 +3 (SiO2) =2 (Ti2O3) +3 ，從而減少鋼液中Ti2O3夾雜物。與現有技術相比，本專利技術的工藝流程較短，生產成本較低，并可解決澆鑄過程浸入式水口的結瘤問題?！緦＠綀D】【附圖說明】附圖1為本專利技術實施例1和實施例2連鑄過程中間包塞棒位置的變化曲線圖?！揪唧w實施方式】以下結合優選實施例對本專利技術的技術方案作進一步的說明。實施例1采用本專利技術的氣體保護焊絲用鋼的冶煉方法在某煉鋼車間連續生產了 3爐，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣體保護焊絲用鋼的冶煉方法，鋼的重量百分比化學成分為：0.055%≤C≤0.085%、0.75%≤Si≤0.85%、1.45%≤Mn≤1.55%、0.15%≤Ti≤0.22%、Ca≤0.001%、P≤0.02%、0.01%≤S≤0.02%、Cu≤0.1%、Ni≤0.1%、Cr≤0.1%、Al≤0.1%、余量為Fe，包括電爐冶煉工序、鋼包精煉工序和小方坯連鑄工序，其特征在于：1)電爐冶煉工序中，爐料結構包括鐵水和廢鋼，其中鐵水占爐料總量的65～75wt.%；當熔池中碳含量為0.04～0.07wt.%、磷含量≤0.01wt.%、溫度≥1650℃時方可出鋼；出鋼量為15～20wt.%時按照“鋁錠→低碳錳鐵→硅錳→硅鐵→石灰”順序向鋼包中加入合金和渣料，鋁錠的加入量與電爐終點鋼液中溶解氧的質量分數滿足如下關系：W(Al)=(10～20)×[%O]kg/t；2)鋼包精煉工序中，精煉過程加入石灰、螢石和電石調節精煉渣的成分，將爐渣主要組成的重量百分比控制在：50%<CaO<55%、15%<Al2O3<20%、15<SiO2<20%、8%<MgO<12%、MnO+T.Fe<1%；當鋼液溫度和鈦以外的其他元素含量調整到目標后，并且鋁含量為0.01～0.03wt.%時，對鋼液進行軟吹攪拌5～10min；然后，向鋼液中喂入FeTi線進行鈦合金化，再進行12～18min的軟吹攪拌后將鋼包運往連鑄平臺；3)小方坯連鑄工序中，將該氣體保護焊絲用鋼與不含鈦焊絲用鋼連澆，中間包第1～5爐澆注不含鈦焊絲用鋼，從第2～6爐開始澆注該氣體保護焊絲用鋼；中間包采用高堿度覆蓋劑和碳化稻殼雙層保護。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧敘燕，馬建超，趙偉杰，
申請(專利權)人：江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32