CN105665662A - 基于esp线的药芯焊丝用钢制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，包括：炼钢阶段：将高炉铁水依次经脱硫、转炉冶炼、精炼和真空循环脱气后形成钢水；ESP连铸连轧阶段：基于ESP线将炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧形成薄规格热轧钢带；冷却阶段：将ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却；卷取阶段：将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷；酸洗阶段：将卷取阶段所卷取的卷筒状热轧卷进行酸洗；平整重卷阶段：将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢。通过本发明能够减少能源消耗、提高金属收得率，降低生产成本。

Description

基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，更为具体地，涉及一种基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法。

背景技术

药芯焊丝也称为管状焊丝，是粉芯线材中专门用于焊接的一类消耗材料。药芯焊丝由金属外皮和粉芯两部分组成，外皮的材料可选用低碳钢、不锈钢、铝、铜、锌等具有一定延展性的材料，芯的材料可根据产品用途的需要在很大范围内选择各类金属或非金属粉末、矿物粉、化工产品以及纳米材料等。

目前，生产药芯焊丝用钢的主要原料是冷轧钢带，其一般在成型机上将冷轧钢带连续卷制成型，并同步加入药粉，然后在直线拉丝机上拔制减径至成品焊丝。其中，一般根据生产药芯焊丝的品种选择冷轧钢带的宽度和厚度。

其中，传统的生产药芯焊丝用钢的具体流程为：优质高炉铁水→KR脱硫→转炉冶炼→LF精炼→RH脱气→连铸→铸坯二次加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→退火→平整→重卷→取样→检验→包装→入库。

通过上述流程可以看出，在传统的生产药芯焊丝的过程中需要铸坯二次加热，经过粗轧、精轧等工序后还要再次冷却，一方面，这会使得金属的收得率下降，增加生产成本；另一方面，传统的生产药芯焊丝的过程需要加热冷却、再加热再冷却，因此，这会加大能源的消耗，增加温室气体和有害气体的排放，造成环境污染；并且，由于需要根据药芯焊丝的品种选择冷轧钢带的宽度和厚度，因此，药芯焊丝专用钢带的用量随着药芯焊丝的增加而迅速增长，这无疑也会增加生产药芯焊丝的成本。另外，目前，生产药芯焊丝用钢所用的冷轧钢带，必须是在热轧卷经酸洗、冷轧、退火、平整等相关工序后生产出来的，如此多的工序必然导致生产成本的增加。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，以解决传统的生产药芯焊丝用钢方法存在的生产成本高、环境污染大等问题。

本发明提供的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，包括：炼钢阶段：将高炉铁水依次经脱硫、转炉冶炼、精炼和真空循环脱气后形成钢水；ESP连铸连轧阶段：基于ESP线将炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧形成薄规格热轧钢带；其中，在ESP连铸连轧阶段中，通过采用结晶器非正弦振动模式及制动式鸭嘴型浸入水口控制结晶器与坯壳之间的摩擦力及结晶器内钢水的温度分布，并通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、及带矫直的弧形段、水平段，在一次冷却和二次冷却后，对所述钢水进行连铸形成连铸坯，通过粗轧机将连铸坯轧制为中间坯，对中间坯进行电磁感应加热后高压水除鳞处理，并通过精轧机将经高压水除鳞处理后的中间坯经精轧机全无头轧制成薄规格热轧卷；其中，制动式鸭嘴型浸入水口的内孔包括两个开口，在各开口的侧壁上分别设置有向下倾斜的导流孔；冷却阶段：将ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却；卷取阶段：将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷；酸洗阶段：将卷取阶段所卷取的卷筒状热轧卷进行酸洗；平整重卷阶段：将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢。

此外，优选的方式为：在通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、带矫直的弧形段、水平段，在经一次冷却和二次冷却后，对钢水进行连铸形成连铸坯之后，连铸坯进入HRM进行粗轧，通过HRM将连铸坯轧制为中间坯；通过IHF感应加热炉来保证中间坯的表面温度，同时对中间坯表面氧化铁皮进行高压水除鳞处理；经过高压水除鳞处理后的中间坯进入精轧机，通过精轧机将经过高压水除鳞后的中间坯全无头轧制成薄规格热轧钢带。

此外，优选的方式为：在将ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却的过程中，将薄规格热轧钢带送入输出辊道，通过输出辊道的夹送辊将薄规格热轧钢带送入卷取机。

此外，优选的方式为：在将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷的过程中，通过卷取机将薄规格热轧钢带进行卷取。

利用上述，本发明提供的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，通过利用ESP线直接对钢水进行连铸连轧，从而替代传统工序中的“连铸→铸坯二次加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→退火”等步骤，进而能够减少能源消耗，同时，以热轧卷替代冷轧钢带生产药芯焊丝用钢的方式可以减少冷轧环节，提高金属收得率，降低生产成本。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法流程示意图；

图2为制动式鸭嘴型浸入水口的结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

图中，水口侧壁1、底部2、内孔3、开口31、开口32、导流孔311、导流孔321。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

ESP(EndlessStripProduction，无头带钢生产)线，是阿维迪新建的新一代薄板坯连铸连轧生产线，由于其连铸速度最高可达7m/min，一个浇次可生产一整条钢带，中间没有任何切头切尾，因而具有全连续带钢生产，单条连铸线即可达到出色的生产能力、大规模生产大带宽带钢和优质带钢、从钢水到热轧卷的转换成本低、生产线工艺布置最为紧凑等特点。

为了说明本发明提供的基于ESP线生产药芯焊丝用钢的制造方法，图1示出了根据本发明实施例的基于ESP线生产药芯焊丝用钢的制造方法流程；图2示出了制动式鸭嘴型浸入水口的结构。

如图1所示，本发明提供的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法包括：

S110：炼钢阶段：将高炉铁水依次经脱硫、转炉冶炼、精炼和真空循环脱气后形成钢水。

具体地，可以利用脱硫装置(例如KR脱硫装置)将高炉铁水进行脱硫，脱硫后的高炉铁水再经过转炉冶炼、精炼和真空循环脱气等工序后，最终形成钢水。

S120：ESP连铸连轧阶段：基于ESP线将炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧形成薄规格热轧钢带；其中，在ESP连铸连轧阶段中，通过采用结晶器非正弦振动模式及制动式鸭嘴型浸入水口控制结晶器与坯壳之间的摩擦力及结晶器内钢水的温度分布，并通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、带矫直的弧形段、水平段，在经一次冷却和二次冷却后，对钢水进行连铸形成连铸坯，通过粗轧机将连铸坯轧制为中间坯，对中间坯进行电磁感应加热后经高压水除鳞处理，并通过精轧机将处理后的中间坯全无头轧制成薄规格热轧钢带；其中，制动式鸭嘴型浸入水口为在内孔切线方向的水口侧壁上周向开设若干导流孔。

具体地，结合图2所示，在ESP连铸连轧阶段中，钢水首先进入制动式鸭嘴型浸入水口内，在制动式鸭嘴型浸入水口中，在内孔切线方向的水口侧壁上周向开设有导流孔，在钢水注入时，通过导流孔能够有效制动钢水注入时结晶器液面产生的波动，使结晶器内钢水的温度分布均匀，避免在连铸过程中造成卷渣，从而提高连铸坯的质量。

其中，如图2所示，制动式鸭嘴型浸入水口由水口侧壁1、底部2，以及水口侧壁与底部围成的顶端开口的内孔3组成。其中，水口侧壁1与底部一体设计，内孔3呈鸭嘴型，包括开口31和开口32，在开口31和开口32的侧壁上分别设置有向下倾斜的导流孔311和导流孔321。导流孔311和导流孔321的中心线均与开口31和开口32之间的中心连线平行，并且导流孔311和导流孔321的出口处设置有可使流股产生相同旋转方向的外扩的斜角。

通过该制动式鸭嘴型浸入水口能够快速导出钢水过热度，稳定保护渣的消耗，以形成均匀的渣膜，同时通过在导流孔出口处设置的使流股产生相同旋转方向的外扩的斜角能够切割流股，衰减流股的上升动能，从而使流股缓慢到达结晶器液面附近，从而使结晶器液面波动稳定。

此外，由于结晶器内弯月面处液态保护渣膜的压力在负滑脱过程中增大而迫使坯壳产生向内的弯曲变形而引起振痕，由于振痕的几何形状、显微组织以及合金成分等均是不连续的，这容易诱发铸坯产生缺陷，因此，在本发明中，采用非正弦振动模式，通过改变振动速度分布，使结晶器振动时处于负滑脱的时间缩短，从而减少坯壳因受保护渣道压力导致的变形，促使振痕深度变浅。通过采用非正弦振动模式及制动式鸭嘴型浸入水口可以有效控制结晶器与坯壳之间的摩擦力及结晶器内钢水的温度分布，从而为铸造高质量铸坯打下基础。

另外，由于钢水到热轧卷的连续生产需要在稳定达到高拉速的情况下才能实现，而对于高拉速(即高流量，通常普通铸机一般只能达到5m/min左右)，传统的薄板坯连铸机难以达到，无法实现高拉速和全无头轧制。本发明在ESP线中采用带液芯压下的弯曲段和带矫直的弧形段，可以实现高拉速(最高可达7m/min)，能够将钢水静压力保持得非常低，可以大大提高连铸坯的质量，同时，一个浇次能够生产“一整条钢带”，中间没有任何切头和切尾，能够减少铸坯浪费，节约生产成本。

此外，为了避免高拉速对结晶器流场和结晶器弯月面造成的波动，通过采用电磁制动可以对结晶器内的钢水施加外来磁场，从而影响钢水的流动轨迹，以保持结晶器流场模式和维持结晶器弯月面的稳定，从而可靠的控制连铸坯的初始凝固和坯壳在连铸机上部区域的形成，进而确保在高拉速下达到高度的操作稳定性，以间接提升连铸坯的质量。

在通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、带矫直的弧形段、水平段，在经一次冷却和二次冷却后，对钢水进行连铸，形成连铸坯之后，连铸坯进入HRM(HighReductionMill，大压下量轧机)，通过HRM将连铸坯轧制为中间坯；然后通过IHF(InductiveHeaterFurnace，感应加热炉)来保证中间坯的表面温度，同时对中间坯表面氧化铁皮进行高压水除鳞处理，经过高压除鳞处理后的中间坯进行入精轧机，通过精轧机将经过高压水除鳞后的中间坯全无头轧制成薄规格热轧钢带。其中，在精轧机架间设有液压活套装置，能够使热轧卷进行恒张力轧制，从而保证热轧卷的轧制精度。

在精轧机后设置测厚仪和测宽仪，通过测厚仪和测宽仪可以测量并显示热轧卷的厚度和宽度；同时，测厚仪和测宽仪还与精轧机的控制系统、窜辊和弯辊系统配合，从而可以提高热轧卷纵向尺寸精度和减少热轧卷带钢横向厚度公差。实验证明，通过本发明，能够将厚度公差控制在5微米以内。

S130：冷却阶段：将ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却。

具体地，将薄规格热轧钢带送入输出辊道，通过输出辊道的夹送辊将薄规格热轧钢送入卷取机。其中，将薄规格热轧钢送入输出辊道的过程即为实现对薄规格热轧钢带进行层流冷却的过程。

S140：卷取阶段：将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷。

其中，通过卷取机将薄规格热轧钢带进行卷取，进而形成卷筒状热轧卷。

S150：酸洗阶段：将卷取阶段所卷取的卷筒状热轧卷进行酸洗。

S160：平整重卷阶段：将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢。

进一步地，在将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢之后，还依次包括对药芯焊丝用钢轧卷进行取样、检验、包装和入库。

通过上述流程可以看出，通过本发明所轧制的药芯焊丝用钢的厚度在0.6mm～1.0mm。经过实验证实，本发明目前能够实现的最薄的轧制规格为0.8mm，最大宽度为1600mm。与传统的生产药芯焊丝用钢的流程相比，本发明通过ESP线直接对钢水连铸连轧，从而不必再对铸坯进行二次加热，卷取、酸洗后也不用再经过冷轧和退火的过程即可使产品直接下线入库。因此，本发明具有更快和更高的适应性，并且还能够使产品获得更高的质量。

需要说明的是，由于现有药芯焊丝用钢的生产方式都是采用冷轧钢带为基料进行生产，在生产冷轧钢带时需要将热轧卷依次经过酸洗、冷轧、退火和平整等工序后方可获得药芯焊丝用钢，而本发明基于ESP线，将ESP连铸连轧阶段获得的热轧卷经过酸洗和平整后，直接获得药芯焊丝用钢，其不仅减少了生产药芯焊丝用钢的步骤，且成本比现有的利用冷轧钢带为基料生产药芯焊丝用钢的成本低。

具体地，本发明具有以下有益效果：

1、由于是通过ESP线直接将钢水进行连铸连轧，因此可以在高温下趁热打铁，充分利用连铸坯高温的能量，用较低的轧制力产生大的压下量，这与常规热连轧机相比，可以减少加热炉的数量，从而使大大降低能量的消耗；

2、高温下进行轧制，可以提高产品的微观结构组织的均匀性，使产品的指标性能大幅提高；

3、整个ESP线从连铸到成品卷取机不超过200米，结构紧凑，可以减少成本投入；

4、利用ESP线连铸，可以实现全无头连轧，直接把钢水变成薄规格热轧卷，产品收得率高，成本低。轧制的热轧卷可直接供用户使用，并且在产品规格小于2mm，比例不小于56％，最大宽度为1600mm时，采用本发明轧制的热轧卷还可替代上述规格的冷轧产品。

5、由于本发明的轧制线长度短，因此可以减少氧化铁皮的生成量，降低除磷水的污染，降低温室气体排放，有利于环境保护；

6、通过本发明生产的产品可覆盖低碳软钢系列、IF钢、中碳系列、低合金高强度系列、双相钢、耐候钢、电工钢、管线钢等全系列钢种范围。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (7)

1.一种基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，包括：

炼钢阶段：将高炉铁水依次经脱硫、转炉冶炼、精炼和真空循环脱气后形成钢水；

ESP连铸连轧阶段：基于ESP线将所述炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧，形成薄规格热轧钢带；其中，在所述ESP连铸连轧阶段中，

通过采用非正弦振动模式及制动式鸭嘴型浸入水口控制结晶器与坯壳之间的摩擦力及结晶器内钢水的温度分布，并通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、及带矫直的弧形段、水平段，在一次冷却和二次冷却后，对所述钢水进行连铸形成连铸坯，通过粗轧机将所述连铸坯轧制为中间坯，对所述中间坯进行电磁感应加热后高压水除鳞处理，并通过精轧机将经高压水除鳞处理后的中间坯全无头轧制成薄规格热轧钢带；其中，

所述制动式鸭嘴型浸入水口的内孔包括两个开口，在各开口的侧壁上分别设置有向下倾斜的导流孔；

冷却阶段：将所述ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却；

卷取阶段：将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷；

酸洗阶段：将所述卷取阶段所卷取的卷筒状热轧卷进行酸洗；

平整重卷阶段：将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢。

2.如权利要求1所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，基于ESP线将所述炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧所形成的薄规格热轧钢带的厚度为0.6mm～1.0mm。

3.如权利要求2所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，基于ESP线将所述炼钢阶段形成的钢水进行连铸连轧所形成的薄规格热轧钢带的厚度为0.8mm。

4.如权利要求1所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，在将酸洗后的热轧卷进行平整和重卷获得药芯焊丝用钢之后，还依次包括对所述药芯焊丝用钢热轧卷进行取样、检验、包装和入库。

5.如权利要求1所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，在通过结晶器电磁制动、带液芯压下的弯曲段、及带矫直的弧形段、水平段，在一次冷却和二次冷却后，对所述钢水进行连铸形成连铸坯之后，

所述连铸坯进入HRM进行粗轧，通过所述HRM将所述连铸坯轧制为中间坯；

通过IHF来保证所述中间坯的表面温度，同时对所述中间坯表面氧化铁皮进行高压水除鳞处理；

经过高压水除鳞处理后的中间坯进入精轧机，通过所述精轧机将经过高压水除鳞后的中间坯经精轧机全无头轧制后成薄规格热轧钢带。

6.如权利要求1所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，在将所述ESP连铸连轧阶段所形成的薄规格热轧钢带进行层流冷却的过程中，

将所述薄规格热轧钢带送入输出辊道，通过输出辊道的夹送辊将所述薄规格热轧钢带送入卷取机。

7.如权利要求6所述的基于ESP线的药芯焊丝用钢制造方法，其中，在将进行层流冷却后的薄规格热轧钢带进行卷取形成卷筒状热轧卷的过程中，

通过卷取机将所述薄规格热轧钢带进行卷取。