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CN114231844B - 经济型焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法 - Google Patents

经济型焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法 Download PDF

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CN114231844B
CN114231844B CN202111466858.3A CN202111466858A CN114231844B CN 114231844 B CN114231844 B CN 114231844B CN 202111466858 A CN202111466858 A CN 202111466858A CN 114231844 B CN114231844 B CN 114231844B
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Bengang Steel Plates Co Ltd
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Abstract

本发明焊丝钢BZJ60‑Ti及其生产制备方法，涉及冶金制造技术领域，尤其涉及制造经济型的焊丝用的BZJ60‑Ti钢以及该BZJ60‑Ti钢的制备方法。本发明焊丝钢BZJ60‑Ti包括如下化学成分：C：0.50%～0.80%；Si：0.42%～0.60%；Mn：1.42%～1.60%；Cr：0.35%～0.45%；P：≤0.015%；S：0.008%～0.015%；V：0.03%～0.05%；Ti：0.080%～0.11%；B：0.0030～0.005%。生产制备方法包括如下步骤：转炉冶炼、钢包合金化、静吹氩、LF炉精炼、连铸、加热工艺、轧制工艺。本发明的技术方案解决了现有技术中的现有BZJ60‑Ti焊丝钢钛含量较高、可浇注性差、浇铸过程液面波动大、铸坯质量不好导致出现轧制结疤及用户拉拔断丝情况，生产出的焊丝焊接时出现飞溅现象，严重影响焊接质量和效果等问题。

Description

经济型焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法
技术领域
本发明焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，涉及冶金制造技术领域，尤其涉及制造经济型的焊丝用的BZJ60-Ti钢以及该BZJ60-Ti钢的制备方法。
背景技术
目前市场上焊丝钢多种多样，部分焊丝品种（如BZJ60-Ti)因其钛含量较高，钢水可浇性差，浇注过程液面波动大，铸坯质量不好导致出现轧制结疤以及用户拉拔断丝情况，另外在焊接时经常出现焊花飞溅现象，严重影响了焊接质量及效率。
BZJ60-Ti焊线钢是用于拉拔CO2气体保护焊丝。CO2气体保护焊具有施焊成本低，生产效率高和节省能耗等优点。比如，半自动CO2气保焊生产效率是手工焊的3～5倍，节约电耗51%；与埋弧焊相比可节约电耗70%左右，焊接成本降低40～50%。由于工艺先进，这项焊接技术在美、日、欧等工业发达国家得到了广泛应用，相应的焊丝用量占全部焊接材料消耗量的50～57%。而在中国，CO2气保焊丝的用量仅占焊接材料消耗量的17%。
针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
发明内容
根据上述现有技术提出的现有BZJ60-Ti焊丝钢钛含量较高、可浇注性差、浇铸过程液面波动大、铸坯质量不好导致出现轧制结疤及用户拉拔断丝情况，生产出的焊丝焊接时出现飞溅现象，严重影响焊接质量和效果等技术问题，而提供一种焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法。
本发明采用“高炉铁水→铁水预处理（脱S、扒渣）→120t转炉（顶底复吹）→钢包底吹氩→LF炉精炼→150*150mm方坯连铸”工艺生产焊丝钢BZJ60-Ti；从而满足焊缝金属的抗拉强度和韧性；焊丝施焊过程中飞溅少、电弧稳定以及焊缝成形性良好等要求。
本发明采用的技术手段如下：
一种焊丝钢BZJ60-Ti包括如下化学成分：
C：0.50%～0.80%；
Si：0.42%～0.60%；
Mn：1.42%～1.60%；
Cr：0.35%～0.45%；
P：≤0.015%；
S：0.008%～0.015%；
V：0.03%～0.05%；
Ti：0.080%～0.11%；
B：0.0030～0.005%。
焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法包括如下步骤：
21、转炉冶炼：废钢占7％，铁水占93％；氧气顶底复吹，出钢温度1680～1700℃；出钢终点C为0.030％～0.040％，P≤0.010％，严禁下渣。
22、钢包合金化：出钢1/4～1/3时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间≥5min；吨钢合金加入目标量：低碳铬铁7.4Kg/t，低碳锰铁17.4Kg/t，低钙硅铁6.5Kg/t，钒铁0.75Kg/t，FeTi70-A钛铁57Kg/t，硼铁40Kg/t，焦丁增碳剂2.1kg /t。
23、静吹氩：静吹氩时间≥10min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂纯钙线50m～100m/炉，喂线速度3m/s。
24、LF炉精炼：要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1635℃～1645℃；吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，氧化铝球3.0～3.5Kg/t，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，焦粉增碳剂,10Kg/炉，并对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求，软吹时间≥12min，喂钙线80m～100m。
25、连铸：结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃，拉速2.0m/min～2.2m/min；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式。
26、加热工艺：步进式加热炉加热，预热段880±20℃，加热段1080±20℃，均热段1140±20℃，加热时间2.5±0.2h。
27、轧制工艺：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1020±20℃；精轧入口温度：860±20℃；吐丝温度：800±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.07～0.09m/s；保温通道保证温度≥60℃。
通过本发明的化学成分以及铸造方法所得产品的各项检测结果为：
1、铸坯低倍缺陷检验结果：
Figure 943183DEST_PATH_IMAGE001
2、气体以及钙含量：
Figure 437750DEST_PATH_IMAGE002
3、显微组织和非金属夹杂物
Figure 786341DEST_PATH_IMAGE003
而现有的焊丝钢BZJ60-Ti生产方法存在以下问题：
（1）现有方法生产的焊丝钢BZJ60-Ti精炼过程碱度低等钛铁回收率，目前钛铁回收率远低于55%。
（2）现有方法生产的焊丝钢BZJ60-Ti通过LF出站钙处理导致钢中的钙含量过高，造成断丝。
（3）现有方法生产的焊丝钢BZJ60-Ti铸坯质量缺陷率高，铸坯清理率远高于75%。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，通过化学成分设计及工艺技术调整，钢水中Al2O3等夹杂得到有效控制，提高了钢水的可浇性；
2、本发明提供的焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，通过合金优化选择、白渣精炼等措施，提高并稳定了钛铁回收率，目前钛铁回收率可稳定达到55%；
3、本发明提供的焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，通过成分优化、物料使用优化以及LF出站适量钙处理有效的控制了BZJ60-Ti焊丝钢中的钙含量，目前炼钢厂BZJ60-Ti钢中钙含量可控制在10×10-6；
4、本发明提供的焊丝钢BZJ60-Ti及其生产制备方法，通过一系列工艺优化措施，BZJ60-Ti铸坯质量有明显提高，铸坯清理率降低75%，钢水收得率大大提高。
综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的现有BZJ60-Ti焊丝钢钛含量较高、可浇注性差、浇铸过程液面波动大、铸坯质量不好导致出现轧制结疤及用户拉拔断丝情况，生产出的焊丝焊接时出现飞溅现象，严重影响焊接质量和效果等问题。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提供了一种焊丝钢BZJ60-Ti包括如下化学成分：
C：0.50%～0.80%；
Si：0.42%～0.60%；
Mn：1.42%～1.60%；
Cr：0.35%～0.45%；
P：≤0.015%；
S：0.008%～0.015%；
V：0.03%～0.05%；
Ti：0.080%～0.11%；
B：0.0030～0.005%。
焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法包括如下步骤：
21、转炉冶炼：废钢占7％，铁水占93％；氧气顶底复吹，出钢温度1680～1700℃；出钢终点C为0.030％～0.040％，P≤0.010％，严禁下渣。
22、钢包合金化：出钢1/4～1/3时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间≥5min；吨钢合金加入目标量：低碳铬铁7.4Kg/t，低碳锰铁17.4Kg/t，低钙硅铁6.5Kg/t，钒铁0.75Kg/t，FeTi70-A钛铁57Kg/t，硼铁40Kg/t，焦丁增碳剂2.1kg /t。
23、静吹氩：静吹氩时间≥10min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂纯钙线50m～100m/炉，喂线速度3m/s。
24、LF炉精炼：要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1635℃～1645℃；吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，氧化铝球3.0～3.5Kg/t，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，焦粉增碳剂,10Kg/炉，并对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求，软吹时间≥12min，喂钙线80m～100m。
25、连铸：结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃，拉速2.0m/min～2.2m/min；全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式。
26、加热工艺：步进式加热炉加热，预热段880±20℃，加热段1080±20℃，均热段1140±20℃，加热时间2.5±0.2h。
27、轧制工艺：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1020±20℃；精轧入口温度：860±20℃；吐丝温度：800±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.07～0.09m/s；保温通道保证温度≥60℃。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种焊丝钢BZJ60-Ti，其特征在于，所述的焊丝钢BZJ60-Ti包括如下化学成分，其质量百分比为：
C：0.50%～0.80%；
Si：0.42%～0.60%；
Mn：1.42%～1.60%；
Cr：0.35%～0.45%；
P：≤0.015%；
S：0.008%～0.015%；
V：0.03%～0.05%；
Ti：0.080%～0.11%；
B：0.0030～0.005%；
生产制备方法包括如下步骤：
21、转炉冶炼：废钢占7％，铁水占93％；氧气顶底复吹，出钢温度1680～1700℃；
22、钢包合金化：出钢1/4～1/3时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间≥5min；
23、静吹氩：静吹氩时间≥10min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂纯钙线50m～100m/炉，喂线速度3m/s；
24、LF炉精炼：要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1635℃～1645℃；
25、连铸：结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃，拉速2.0m/min～2.2m/min；
26、加热工艺：步进式加热炉加热，预热段880±20℃，加热段1080±20℃，均热段1140±20℃，加热时间2.5±0.2h；
27、轧制工艺：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1020±20℃；精轧入口温度：860±20℃；吐丝温度：800±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.07～0.09m/s；保温通道保证温度≥60℃。
2.一种焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法，其特征在于，所述的生产制备方法包括如下步骤：
21、转炉冶炼：废钢占7％，铁水占93％；氧气顶底复吹，出钢温度1680～1700℃；
22、钢包合金化：出钢1/4～1/3时加入石灰、预脱氧剂及铁合金进行脱氧合金化，吹氩时间≥5min；
23、静吹氩：静吹氩时间≥10min，处理前温度1640℃～1650℃，处理后温度1610℃～1620℃，静吹氩后喂纯钙线50m～100m/炉，喂线速度3m/s；
24、LF炉精炼：要求白渣操作，在保证渣流动性的条件下，控制渣碱度和渣中的氧势；对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求；LF精炼时间90min～100min，全分析温度1635℃～1645℃；
25、连铸：结晶器电磁搅拌电流240A，频率5Hz，正反转；末端电磁搅拌电流250A，频率6Hz，连续平台温度1595±5℃，中包温度1540℃～1550℃，过热度保持20℃～30℃，拉速2.0m/min～2.2m/min；
26、加热工艺：步进式加热炉加热，预热段880±20℃，加热段1080±20℃，均热段1140±20℃，加热时间2.5±0.2h；
27、轧制工艺：开轧温度：1180±20℃；1架入口温度：1020±20℃；精轧入口温度：860±20℃；吐丝温度：800±20℃；风冷辊道速度：头部辊道0.07～0.09m/s；保温通道保证温度≥60℃；
由上述步骤生产的焊丝钢BZJ60-Ti包括如下化学成分，其质量百分比为：
C：0.50%～0.80%；
Si：0.42%～0.60%；
Mn：1.42%～1.60%；
Cr：0.35%～0.45%；
P：≤0.015%；
S：0.008%～0.015%；
V：0.03%～0.05%；
Ti：0.080%～0.11%；
B：0.0030～0.005%。
3.根据权利要求2所述的焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法，其特征在于：
所述的步骤21转炉冶炼，出钢终点C为0.030％～0.040％，P≤0.010％，严禁下渣。
4.根据权利要求2所述的焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法，其特征在于：
所述的步骤22钢包合金化，吨钢合金加入目标量：低碳铬铁7.4Kg/t，低碳锰铁17.4Kg/t，低钙硅铁6.5Kg/t，钒铁0.75Kg/t，FeTi70-A钛铁57Kg/t，硼铁40Kg/t，焦丁增碳剂2.1kg/t。
5.根据权利要求2所述的焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法，其特征在于：
所述的步骤24 LF炉精炼，吨钢辅料加入量：活性石灰8.0～9.0Kg/t，氧化铝球3.0～3.5Kg/t，电石渣20Kg/炉，碳化稻壳1.5～2.0Kg/t，焦粉增碳剂,10Kg/炉，并对钢水时时检测，进行微调合金，保证钢水成分达到标准要求，软吹时间≥12min，喂钙线80m～100m。
6.根据权利要求2所述的焊丝钢BZJ60-Ti的生产制备方法，其特征在于：
所述的步骤25连铸，全过程保护浇铸，结晶器保护渣使用中碳钢保护渣；铸坯切割采用自动加人工相结合的方式。
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