本發(fā)明涉及冶金技術領域，特別涉及一種雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法。
背景技術：
隨著焊接技術和工業(yè)自動化程度的提高，焊絲已被廣泛應用于車輛制造、造船、工程機械、橋梁等制造業(yè)中，焊接材料是焊接技術的基礎，它為先進的焊接工藝、焊接設備提供支撐，我國焊絲的產(chǎn)量也在快速增長。焊絲的廣泛用途決定了焊絲鋼要有良好的拉拔性能和焊接性能，因而對鋼中的化學成分的質(zhì)量分數(shù)均有嚴格的要求。
焊絲的性能直接關系到整個焊接結(jié)構的綜合性能和安全，包括力學性能，耐高溫性能，抗蠕變性能和焊接工藝性能等。焊絲鋼化學成分決定焊絲的內(nèi)在質(zhì)量，而焊絲的焊接工藝性能將直接影響焊縫的質(zhì)量乃至整個焊接結(jié)構的安全性，因此對焊絲鋼的冶煉成分具有嚴格的要求。
現(xiàn)有技術中的生產(chǎn)方法無法保證焊絲成分均勻，可能存在嚴重的成分偏析，拉拔性能較差。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術中的生產(chǎn)方法無法保證焊絲成分均勻，可能存在嚴重的成分偏析，拉拔性能較差的技術問題，實現(xiàn)了保證焊絲性能良好，提高焊絲的冶金質(zhì)量的技術效果。
本發(fā)明提供的一種雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法，包括以下步驟：
通過機械攪拌法對鐵水脫硫，以質(zhì)量百分比計算，脫硫后的所述鐵水的S≤0.0005％；
將脫硫后的所述鐵水通過脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉，以質(zhì)量百分比計算，所述脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼的C≤3.5％，Si≤0.0020％，S≤0.0040％；
將所述脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼送入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉，以質(zhì)量百分比計算，所述脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼的C≤0.05％，Si≤0.010％；
對所述脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼進行循環(huán)脫氣法精煉，以質(zhì)量百分比計算，所述循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水的C≤0.01％，Si≤0.0045％，S≤0.0050％，N≤0.0018％；
對所述循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水進行鋼包精煉，以質(zhì)量百分比計算，所述鋼包精煉后的鋼水的C≤0.03％，Si≤0.0090％，S≤0.0030％，N≤0.0028％；
對所述鋼包精煉后的鋼水進行板坯連鑄。
作為優(yōu)選，所述脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼的溫度為1300～1320℃。
作為優(yōu)選，所述脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉的過程中全程吹氬且控制所述脫碳轉(zhuǎn)爐的爐后氮≤15ppm；
所述脫碳轉(zhuǎn)爐的終點溫度為1685～1705℃；
出鋼過程中加入白灰及螢石，進行不脫氧出鋼，按照前后滑板擋渣操作；所述出鋼的時間為6～8min。
作為優(yōu)選，所述循環(huán)脫氣法精煉過程中，鋼水升溫吹氧量≤150Nm3，真空處理時間≥6min，鎮(zhèn)靜時間≥10min；
所述循環(huán)脫氣法精煉過程選擇前期真空槽，整個精煉過程的增氮≤3ppm。
作為優(yōu)選，所述鋼包精煉的到站溫度為1575～1585℃；
所述鋼包精煉的結(jié)束溫度為1590～1610℃。
作為優(yōu)選，所述鋼包精煉的增氮≤8ppm。
作為優(yōu)選，所述板坯連鑄采用鋼包、中間包及結(jié)晶器全程保護澆鑄。
作為優(yōu)選，所述鋼包開澆時先上套管后開澆，停澆時先停澆后摘套管；
所述中間包加高堿度覆蓋劑，中間包到結(jié)晶器之間采用浸入式水口。
作為優(yōu)選，所述結(jié)晶器的液面波動控制在±3mm，過熱度為25～40℃；
所述結(jié)晶器的保護渣層厚度為10～12mm。
作為優(yōu)選，所述板坯連鑄的鑄機的三路氬氣流量都小于＜5Nl/min。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：
由于采用了機械攪拌法對鐵水脫硫、脫硫后的鐵水通過脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉、脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼送入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉、脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼進行循環(huán)脫氣法精煉(RH精煉)、循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水進行鋼包精煉(LF精煉)、鋼包精煉后的鋼水進行板坯連鑄，實現(xiàn)對低碳焊絲鋼的RH+LF雙聯(lián)工藝生產(chǎn)方法，以質(zhì)量百分比計算，使低碳焊絲鋼的C≤0.03％，Si≤0.0090％，S≤0.0030％，N≤0.0028％，保證生產(chǎn)的低碳焊絲鋼具有良好的拉拔性能和焊接性能。這樣，有效解決了現(xiàn)有技術中的生產(chǎn)方法無法保證焊絲成分均勻，可能存在嚴重的成分偏析，拉拔性能較差的技術問題，實現(xiàn)了保證焊絲性能良好，提高焊絲的冶金質(zhì)量的技術效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例提供的雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法的流程圖。
具體實施方式
本申請實施例提供了一種雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法，解決了或部分解決了現(xiàn)有技術中的生產(chǎn)方法無法保證焊絲成分均勻，可能存在嚴重的成分偏析，拉拔性能較差的技術問題，通過鐵水KR脫硫、脫磷轉(zhuǎn)爐、脫碳轉(zhuǎn)爐、RH精煉、LF精煉、板坯連鑄的工藝，實現(xiàn)了保證焊絲性能良好，提高焊絲的冶金質(zhì)量的技術效果。
參見附圖1，本發(fā)明提供的一種雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法，包括以下步驟：
S1：通過機械攪拌法(KR)對鐵水脫硫，以質(zhì)量百分比計算，脫硫后的鐵水的S≤0.0005％；KR工序要求深脫硫，KR扒渣后要見亮面，嚴控脫硫帶渣量。
S2：將脫硫后的鐵水通過脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉，以質(zhì)量百分比計算，脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼的C≤3.5％，Si≤0.0020％，S≤0.0040％；脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼的溫度為1300～1320℃。
S3：將脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼送入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉，以質(zhì)量百分比計算，脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼的C≤0.05％，Si≤0.010％；脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉的過程中全程吹氬且采用低氮模式，控制脫碳轉(zhuǎn)爐的爐后氮≤15ppm；脫碳轉(zhuǎn)爐的終點溫度為1685～1705℃；出鋼過程中加入白灰及螢石，進行不脫氧出鋼，按照前后滑板擋渣操作，減少下渣；出鋼的時間為6～8min。冶煉過程中選擇合適的槍位以及供氧流量，加強熔池攪拌，要求保持全程化渣良好。
S4：對脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼進行循環(huán)脫氣法(RH)精煉，以質(zhì)量百分比計算，循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水的C≤0.01％，Si≤0.0045％，S≤0.0050％，N≤0.0018％；RH精煉過程中，鋼水升溫吹氧量≤150Nm3，真空處理時間≥6min，鎮(zhèn)靜時間≥10min；循環(huán)脫氣法精煉過程選擇前期真空槽，整個精煉過程的增氮≤3ppm。RH精煉對于鋼水的脫碳、脫氣、升溫、均勻鋼水溫度和成分、去除夾雜物等方面，精煉效果好，處理周期短，生產(chǎn)能力大，非常適合與大型轉(zhuǎn)爐相配合。
S5：對循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水進行鋼包(LF)精煉，以質(zhì)量百分比計算，鋼包精煉后的鋼水的C≤0.03％，Si≤0.0090％，S≤0.0030％，N≤0.0028％；鋼包精煉的到站溫度為1575～1585℃；鋼包精煉的結(jié)束溫度為1590～1610℃，鋼包精煉的增氮≤8ppm。LF精煉的造渣操作為深脫硫模式處理，LF結(jié)束溫度為：第一爐1600～1610℃，連澆1590～1610℃，LF精煉的任務主要是造渣脫S，LF爐處理過程不進行深脫硫以防止增硅，根據(jù)進站及過程S含量控制脫S攪拌時間，只要達到所需要求的S含量即可。LF精煉工序采用全程關閉除塵、控制升溫過程的氬氣流量。
S6：對鋼包精煉后的鋼水進行板坯連鑄。板坯連鑄采用鋼包、中間包及結(jié)晶器全程保護澆鑄，避免了鋼水的二次氧化，有效減少了連鑄坯的夾雜物。鋼包開澆時先上套管后開澆，停澆時先停澆后摘套管；中間包加高堿度覆蓋劑，中間包到結(jié)晶器之間采用浸入式水口。結(jié)晶器的液面波動控制在±3mm，過熱度為25～40℃；結(jié)晶器的保護渣層厚度為10～12mm。板坯連鑄的鑄機的三路氬氣流量都小于5Nl/min，同時調(diào)整背壓達到0.2bar以上。
其中，對于焊絲用鋼，鋼中硫化夾雜物使鋼的延展性和韌性降低，S含量過高，盤條拉拔性能變差，盤條成材率降低；碳素焊條鋼經(jīng)拉拔后，用作焊條鋼芯，要求成分穩(wěn)定，鋼中S等有害元素含量盡可能低，而且鋼中Si，N含量也要求控制在一定范圍內(nèi)，Si的質(zhì)量分數(shù)直接影響焊縫金屬的力學性能和抗氣孔性能以及制造工藝性能，鋼中Si質(zhì)量分數(shù)的高低直接影響焊條性能，因此對Si的質(zhì)量分數(shù)限制嚴格，Si對焊條質(zhì)量的危害主要在于它在焊縫中有降低塑性的傾向。N在鋼中能夠起到強化和穩(wěn)定奧氏體的作用，但N含量過高，加熱過程中有害元素作為第二相析出，降低鋼的物理、機械性能，使鋼老化，N元素也是焊縫金屬形成氣孔的主要因素之一，必須嚴格控制鋼中N含量。氮在鋼中以氮化物形式存在，其含量影響鋼的時效性能，同時氮化物析出還會引起金屬晶格扭曲而產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，從而惡化了鋼的塑性和沖擊韌性使鋼變脆。
本申請?zhí)峁┑碾p聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法，通過機械攪拌法對鐵水脫硫、脫硫后的鐵水通過脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉、脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼送入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉、脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼進行循環(huán)脫氣法精煉(RH精煉)、循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水進行鋼包精煉(LF精煉)、鋼包精煉后的鋼水進行板坯連鑄，實現(xiàn)對低碳焊絲鋼的RH+LF雙聯(lián)工藝生產(chǎn)方法，嚴格控制鋼水中Si、S和N的含量，以質(zhì)量百分比計算，使低碳焊絲鋼的C≤0.03％，Si≤0.0090％，S≤0.0030％，N≤0.0028％，保證生產(chǎn)的低碳焊絲鋼具有良好的拉拔性能和焊接性能。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明提供的雙聯(lián)工藝生產(chǎn)低碳焊絲鋼的方法進行詳細描述：
實施例一
采用鐵水KR脫硫→脫磷轉(zhuǎn)爐→脫碳轉(zhuǎn)爐→RH精煉→LF精煉→板坯連鑄的工藝路線生產(chǎn)低碳、低硅、低硫、低氮的焊絲鋼。
S1：鐵水采用KR攪拌脫S，脫硫后鐵水的C含量為4.3％，Si含量為0.13％，S含量為0，出站鐵水的溫度為1323℃。
S2：脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼溫度為1312℃，C含量為3.4％，P含量為0.036％，S含量為0.0038％。
S3：脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉后的終點溫度為1703℃，終點C含量為0.027％，終點氧含量為0.0741％，爐后N含量檢測為0.0014％。出鋼過程加入白灰，螢石，全部使用滑板前后擋渣，擋渣效果良好，出鋼時間為6min。
S4：RH精煉的真空處理時間20min，RH精煉結(jié)束后，C含量為0.0084％，Si含量為0.0043％，S含量為0.0047％，N含量為0.0013％。
S5：LF精煉中對進站鋼水渣改質(zhì)，添加鋁粒，鋁鐵，錳鐵。LF爐處理過程不進行深脫硫以防止增硅，LF精煉結(jié)束的S含量為0.0024％，N含量為0.0020％，Si含量為0.0078％。
S6：采用全保護澆鑄，開澆時先上套管后開澆，停澆時先停澆后摘套管，該澆次鑄坯斷面230mm×1600mm，目標拉速為1.35m/min，澆鑄采用80t中間包，浸入式水口，高堿中包覆蓋劑，結(jié)晶器低碳保護渣。使用結(jié)晶器液面自動控制，液面波動控制在±3mm以內(nèi)，過熱度35℃，成品的C含量為0.029％，Si含量為0.0081％，N含量為0.0020％，S含量為0.0020％，成份全部合格，滿足成品要求。
實施例二
采用鐵水KR脫硫→脫磷轉(zhuǎn)爐→脫碳轉(zhuǎn)爐→RH精煉→LF精煉→板坯連鑄的工藝路線生產(chǎn)低碳、低硅、低硫、低氮的焊絲鋼。
S1：鐵水采用KR攪拌脫S，脫硫后鐵水的C含量為4.1％，Si含量為0.14％，S含量為0.0002％，出站鐵水的溫度為1326℃。
S2：脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼溫度為1315℃，C含量為3.2％，P含量為0.031％，S含量為0.0037％。
S3：脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉后的終點溫度為1698℃，終點C含量為0.033％，終點氧含量為0.0762％，爐后N含量檢測為0.0011％。出鋼過程加入白灰，螢石，全部使用滑板前后擋渣，擋渣效果良好，出鋼時間為7min。
S4：RH精煉的真空處理時間20min，RH精煉結(jié)束后，C含量為0.0081％，Si含量為0.0040％，S含量為0.0049％，N含量為0.0016％。
S5：LF精煉中對進站鋼水渣改質(zhì)，添加鋁粒，鋁鐵，錳鐵。LF爐處理過程不進行深脫硫以防止增硅，LF精煉結(jié)束的S含量為0.0024％，N含量為0.0023％，Si含量為0.0082％。
S6：采用全保護澆鑄，開澆時先上套管后開澆，停澆時先停澆后摘套管，該澆次鑄坯斷面230mm×1600mm，目標拉速為1.40m/min，澆鑄采用80t中間包，浸入式水口，高堿中包覆蓋劑，結(jié)晶器低碳保護渣。使用結(jié)晶器液面自動控制，液面波動控制在±3mm以內(nèi)，過熱度32℃，成品的C含量為0.027％，Si含量為0.0074％，N含量為0.0023％，S含量為0.0026％，成份全部合格，滿足成品要求。
實施例三
采用鐵水KR脫硫→脫磷轉(zhuǎn)爐→脫碳轉(zhuǎn)爐→RH精煉→LF精煉→板坯連鑄的工藝路線生產(chǎn)低碳、低硅、低硫、低氮的焊絲鋼。
S1：鐵水采用KR攪拌脫S，脫硫后鐵水的C含量為4.2％，Si含量為0.11％，S含量為0.0001％，出站鐵水的溫度為1324℃。
S2：脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼溫度為1318℃，C含量為3.1％，P含量為0.029％，S含量為0.0035％。
S3：脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉后的終點溫度為1688℃，終點C含量為0.034％，終點氧含量為0.0795％，爐后N含量檢測為0.0012％。出鋼過程加入白灰，螢石，全部使用滑板前后擋渣，擋渣效果良好，出鋼時間為8min。
S4：RH精煉的真空處理時間15min，RH精煉結(jié)束后，C含量為0.0084％，Si含量為0.0042％，S含量為0.0047％，N含量為0.0015％。
S5：LF精煉中對進站鋼水渣改質(zhì)，添加鋁粒，鋁鐵，錳鐵。LF爐處理過程不進行深脫硫以防止增硅，LF精煉結(jié)束的S含量為0.0023％，N含量為0.0025％，Si含量為0.0084％。
S6：采用全保護澆鑄，開澆時先上套管后開澆，停澆時先停澆后摘套管，該澆次鑄坯斷面230mm×1600mm，目標拉速為1.35m/min，澆鑄采用80t中間包，浸入式水口，高堿中包覆蓋劑，結(jié)晶器低碳保護渣。使用結(jié)晶器液面自動控制，液面波動控制在±3mm以內(nèi)，過熱度29℃，成品的C含量為0.026％，Si含量為0.0077％，N含量為0.0026％，S含量為0.0021％，成份全部合格，滿足成品要求。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：
由于采用了機械攪拌法對鐵水脫硫、脫硫后的鐵水通過脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉、脫磷轉(zhuǎn)爐的出鋼送入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉、脫碳轉(zhuǎn)爐的出鋼進行循環(huán)脫氣法精煉(RH精煉)、循環(huán)脫氣法精煉后的鋼水進行鋼包精煉(LF精煉)、鋼包精煉后的鋼水進行板坯連鑄，實現(xiàn)對低碳焊絲鋼的RH+LF雙聯(lián)工藝生產(chǎn)方法，以質(zhì)量百分比計算，使低碳焊絲鋼的C≤0.03％，Si≤0.0090％，S≤0.0030％，N≤0.0028％，保證生產(chǎn)的低碳焊絲鋼具有良好的拉拔性能和焊接性能。這樣，有效解決了現(xiàn)有技術中的生產(chǎn)方法無法保證焊絲成分均勻，可能存在嚴重的成分偏析，拉拔性能較差的技術問題，實現(xiàn)了保證焊絲性能良好，提高焊絲的冶金質(zhì)量的技術效果。
以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。