CN114875303B

CN114875303B - 一种免退火气保焊丝用热轧盘条及其制备方法

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Publication number: CN114875303B
Application number: CN202210315915.6A
Authority: CN
Inventors: 张秀香; 卢秉军; 牟立君; 赵千水; 王亚东; 李超群; 曹羽; 张群
Original assignee: Benxi Steel Group Information Automation Co ltd; Bengang Steel Plates Co Ltd
Current assignee: Benxi Steel Group Information Automation Co ltd; Bengang Steel Plates Co Ltd
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2042-03-28
Also published as: CN114875303A

Abstract

本发明涉及一种免退火气保焊丝用热轧盘条及其制备方法，属于钢材制备领域。一种免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述热轧盘条按重量百分比计，化学成分为：C：0.06～0.09％，Si：0.80～0.95％，Mn：1.40～1.55％，P≤0.020％，S：0.008～0.020％，Ni≤0.10％，Cr≤0.10％，Cu≤0.10％，Mo≤0.10％，V≤0.020，Al≤0.010％，As≤0.015％，Ca≤0.0015％，余量Fe。本发明提供的免退火气保焊丝ER50‑6E‑ZJ化学成分和生产工艺中各工序参数均为首创设计，通过合金组分和工艺组合实现对显微组织比例调控，保证用同一种成分的坯料生产气保焊丝用热轧盘条在后续拉拔过程实现免退火工艺。

Description

一种免退火气保焊丝用热轧盘条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种免退火气保焊丝用热轧盘条及其制备方法，属于钢材制备领域。

背景技术

气保焊丝用热轧盘条在后续拉拔至0.8mm过程需要进行退火热处理工艺，增加工序成本。为了满足用户需求，通过统筹生产工艺实现免退火拉拔工艺生产气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ。现有技术：申请专利号201310731644.3的中国专利“一种低碳气保焊丝生产新工艺”论述了整个原料及后续加工过程对氧化铁皮的控制提升整体生产效率。使得盘条在不退火状态实现拉拔至0.8mm以下保证生产顺行。该技术缺少对原材料生产工艺的剖析。

发明内容

本发明涉及气保焊丝用热轧盘条生产制造领域，具体为一种免退火气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ的制造方法。本发明的利用一种化学成分，通过工艺组合，实现对显微组织比例调控，保证用同一种成分的坯料生产气保焊丝用热轧盘条在后续拉拔过程实现免退火工艺。

一种免退火气保焊丝用热轧盘条，所述热轧盘条按重量百分比计，化学成分为：所述热轧盘条按重量百分比计，化学成分为：C：0.06～0.09％，Si：0.80～0.95％，Mn：1.40～1.55％，P≤0.020％，S：0.008～0.020％，Ni≤0.10％，Cr≤0.10％，Cu≤0.10％，Mo≤0.10％，V≤0.020，Al≤0.010％，As≤0.015％，Ca≤0.0015％，余量Fe。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条，所述热轧盘条的抗拉强度480MPa～530MPa，断后伸长率28％～35％，断面收缩率75％～85％。

本发明的另一目的是提供上述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法。

一种免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、除磷、轧制和冷却的步骤，其中，转炉冶炼的步骤为：装入量165-180t/炉，终点C控制在0.05％以下，加入硅锰合金10.5kg/t钢、低碳锰铁15.5kg/t钢；转炉出钢成分要求：C≤0.05％，0.78％≤Si≤0.88％，1.35％≤Mn≤1.50％，P≤0.015％，0.030％≤S≤0.040％，Cr≤0.20％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％。Cr≤0.018％、Ni≤0.018％、Cu≤0.013％、Mo≤0.004％、V≤0.004％、Ca≤0.0005％、Al≤0.004％、As≤0.004％、[O]≤0.0040％、[N]≤0.0050％，吹氩时间≥5min，开机炉氩站出站温度1595±5℃，连浇炉出站温度1585±5℃。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述精炼的步骤为：采用造白渣精炼工艺，采用低钙硅铁13.1kg/t钢合金化，软吹时间≥12min，碳化稻壳100-140kg/炉，开机炉次LF炉到站温度1575±10℃，连浇炉次出站温度1606±5℃；连浇炉次LF炉到站温度1560±10℃，连浇炉次出站温度1578±5℃。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述连铸的步骤为：中间包保证烘烤3小时以上，结晶器采用FDK-1保护渣，中间包采用低碳覆盖剂，电磁搅拌电流240A\5HZ\正反转，末端电流250A\6HZ\连续；二冷水比水量k值设定为零段和三段为1.0，一段和二段设定为1.2；中间包温度设定为零段≤1551℃、三段＞1571℃，1552℃≤一段≤1561℃、1562℃≤二段≤1571℃；采用恒拉速2.4m/min。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述加热步骤采用的加热炉是上下加热的步进梁式加热炉。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法所述加热步骤为：内控要求：预热段温度880±50℃，加热段温度1100±50℃，均热段温度1120±30℃。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述加热步骤在炉时间：正常装炉1.5～2.5h。预热段加热时间0.6～0.9h，加热段加热时间0.6～0.9h，均热段加热时间0.3～0.7h。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述轧制步骤：钢坯经过高压水除鳞后进行粗轧、中轧、预精轧和精轧。轧制速度90m/s，最后一道轧制延伸系数1.23。温度内控要求：粗轧1架入口1010±20℃，精轧入口880±30℃，吐丝880～910℃。

本发明所述免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，所述冷却步骤为：采用的工艺是延迟型斯太尔摩冷却工艺，冷却速度控制在1℃/s以下。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种免退火气保焊丝用热轧盘条丝ER50-6E-ZJ及其制备方法。免退火气保焊丝ER50-6E-ZJ化学成分和生产工艺中各工序参数均为首创设计。通过合金组分和工艺组合实现对显微组织比例调控，保证用同一种成分的坯料生产气保焊丝用热轧盘条在后续拉拔过程实现免退火工艺。

本发明具有如下优点：针对不同客户需要实现了一材多用的目的，实现差异化管理，增加客户满意度；新工艺的研究为其他钢种工艺改进奠定技术基础；客户加工断丝率减少75％；为客户节省加工成本约100元/吨。

附图说明

图1为免退火气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ动态CCT曲线，根据ER50-6E-ZJ动态CCT曲线，统筹设定温度制度。使生成理想显微组织。

图2(a)和(b)为盘条金相组织图，显微组织为F+P，其中铁素体的含量80％以上。保证其良好的加工性能和使用性能。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

具体实施方式之一：

所述热轧盘条的抗拉强度480MPa～530MPa，断后伸长率28％～35％，断面收缩率75％～85％。

一种免退火气保焊丝用热轧盘条的制备方法，包括下述工艺步骤：

1.冶炼

脱硫站→转炉→精炼→连铸(电磁搅拌)

1.1脱硫：转炉过程脱硫率30-60％，在保证铁水S在转炉工序实现要求，可采用直供方式；若铁水S过高，需要进行脱硫预处理，利用钝化金属镁为脱硫剂，在铁水包里面通过喷射法脱硫。

1.2转炉冶炼：炼钢工序主要实现脱C、脱P、脱S和气体、夹杂的去除、脱氧合金化及合适的温度控制。装入量165-180t/炉，终点C控制在0.05％以下，加入硅锰合金10.5kg/t钢、低碳锰铁约15.5kg/t钢。转炉出钢成分要求：C≤0.05％，0.78％≤Si≤0.88％，1.35％≤Mn≤1.50％，P≤0.015％，0.030％≤S≤0.040％，Cr≤0.20％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％。Cr≤0.018％、Ni≤0.018％、Cu≤0.013％、Mo≤0.004％、V≤0.004％)、Ca≤0.0005％、Al≤0.004％、As≤0.004％、[O]≤0.0040％、[N]≤0.0050％。吹氩时间≥5min，开机炉氩站出站温度1595±5℃，连浇炉出站温度1585±5℃。

1.3精炼：采用底吹氩搅拌装置的钢包、水冷炉盖、电极加热系统、合金加料系统及除尘系统装置。在保持钢包还原气氛条件下，用电弧加热高碱度炉渣，边造渣边完成脱氧、脱硫等一系列炉渣精炼。采用造白渣精炼工艺，采用低钙硅铁合金化，软吹时间≥12min。碳化稻壳100-140kg/炉，开机炉LF炉到站温度1575±10℃，连浇炉出站温度1606±5℃；连浇炉LF炉到站温度1560±10℃，连浇炉出站温度1578±5℃。

1.4连铸：中间包保证烘烤3小时以上。结晶器采用FDK-1保护渣，中间包采用低碳覆盖剂，电磁搅拌电流240A\5HZ\正反转，末端电流250A\6HZ\连续；二冷水比水量k值设定为零段和三段为1.0，一段和二段设定为1.2。中间包温度设定为零段≤1551℃、三段＞1571℃，1552℃≤一段≤1561℃、1562℃≤二段≤1571℃。采用恒拉速2.4m/min。

2.控轧控冷

加热→高压水除鳞→控轧控冷

2.1加热炉加热制度:

加热温度既对轧制前的原始奥氏体晶粒大小、轧制温度和终轧温度产生重要作用，也对道次与道次之间和终轧之后的奥氏体再结晶程度及再结晶后的晶粒大小起重要作用。内控要求：预热段温度880±50℃，加热段温度1100±50℃，均热段温度1120±30℃；

生产线采用的加热炉是上下加热的步进梁式加热炉。对于ER50-6E-ZJ钢，由于钢中Si、Mn含量高，在加热时，为防止过热脱碳，加热时间不宜过长；为在批量轧制时产品力学性能得到保证，在炉时间：正常装炉1.5～2.5h，预热段加热时间0.6～0.9h，加热段加热时间0.6～0.9h，均热段加热时间0.3～0.7h。

2.2高压水除磷水压力要求≥17MPa；确保除磷效果，即除鳞后，钢坯表面不得有可视残留氧化铁皮存在。

2.3轧制温度控制：

开轧温度通过影响晶粒变形后的存储能及晶界迁移，进而影响再结晶的形核率和晶粒的长大速度，从而影响晶粒长大后的平均晶粒尺寸，导致相变温度发生变化，影响组织形态；终轧温度直接影响着奥氏体晶粒度，进而对相变过程的组织转变和转变产物的状态产生影响。终轧温度与晶粒度的关系是晶粒随终轧温度升高而变得粗大；对于Si-Mn类合金焊丝钢，该钢种质量控制的重点就是控制转变前奥氏体晶粒大小吐丝温度是决定相变开始温度的重要参数，吐丝温度的高低对过冷奥氏体的稳定性及产品性能都有重要影响。轧制速度90m/s，最后一道轧制延伸系数1.23。内控要求：1架入口1010±20℃，精轧入口880±30℃，吐丝880～910℃。

2.4轧后冷却工艺控制

相变区冷却速度是控冷的关键所在，它是确定奥氏体分解转变温度及时间的主要因素，也是影响盘条最后组织形貌的关键因素。为了得到较多的铁素体晶粒，ER50-6E-ZJ钢采取缓慢冷却，采用延迟型斯太尔摩冷却工艺。冷却速度控制在1℃/s以下。通过1～11#风机和风门都关闭，风冷辊道头部辊道速度0.09～0.12m/s、辊道增速0～5％，5～9月份1～2#保温罩打开，3～16#关闭；10～4月份1#保温罩打开，2～16#关闭。

2.5保温通道设定：11-3月PF线所在保温通道门窗关闭，以保证温度高于60℃。

3.显微组织

合金焊线钢要求有好的塑性，适中的强度，其组织为铁素体加珠光体，不许有塑性差的马氏体、贝氏体和魏氏体组织。铁素体组织占比80％以上，晶粒度8.0-9.0级别。

4.力学性能

低碳低合金焊丝钢盘条一般用于深加工进行拉拔，所以对盘条的性能要求是低的强度与良好的延伸性能，ER50-6E-ZJ钢控冷工艺的重点是让奥氏体分解有较佳的转变温度、足够长的转变时间，以获得足够多的铁素体和少量的珠光体组织，尽可能地增加焊线钢塑性、韧性，降低强度，得到较佳的拉拔和焊接性能。

480MPa≤抗拉强度≤530MPa，28％≤断后伸长率≤35％，75％≤断面收缩率≤85％。

实施例1

1、化学成分％

一种免退火气保焊丝用热轧盘条ER50-6E-ZJ，规格为6.5mm。

所述热轧盘条按重量百分比计，化学成分为：C：0.085％，Si：0.82％，Mn：1.42％，P：0.017％，S：0.013％，Cr：0.0297％，Ni：0.0109％，Cu：0.0105％。Mo：0.0018％，V:0.0027％，Al:0.002％，As:0.0007％，Ca:0.0001％，余量Fe。

1.1脱硫

采用直供铁水。

1.2转炉冶炼：

熔炼号为2C30792，装入量178.6t/炉，终点C控制在0.041％以下，加入硅锰合金10.5kg/t钢、低碳锰铁15.5kg/t钢。转炉出钢成分要求：C 0.049％，Si 0.08％，Mn 1.46％，P 0.014％，S 0.035％，Cr 0.020％、Ni 0.019％、Cu 0.012％、Mo 0.006％、V 0.007％、Ca0.0007％、Al 0.005％、As 0.006％、[O]0.0047％、[N]0.0056％。吹氩时间6min，氩站连浇炉出站温度1582℃。

1.3精炼：

熔炼号为2C30792，白灰1200kg，萤石100kg，中锰硅铁250kg，低钙硅铁1700kg。采用造白渣精炼工艺，软吹时间14min。碳化稻壳130kg，LF炉到站温度1576℃，离站温度1580℃。连浇炉LF炉到站温度1560℃，连浇炉出站温度1583℃。

1.4连铸：

中间包保证烘烤3.5小时。结晶器采用FDK-1保护渣，中间包采用低碳覆盖剂，电磁搅拌电流240A\5HZ\正反转，末端电流250A\6HZ\连续；二冷水比水量k值零段和三段为1.0，一段和二段为1.2。中间包温度零段1545℃、三段1574℃，一段1556℃、二段1564℃，过热度为30℃。采用恒拉速2.4m/min。

2、控轧控冷

2.1加热炉加热制度

预热段870℃，加热段1090℃，均热段1130℃，在炉时间2.5h，其中，预热段加热时间0.9h，加热段加热时间0.9h，均热段加热时间0.7h。

2.2高压水除磷水压力18MPa。

2.3轧制温度控制

1架入口1010℃，精轧入口870℃，吐丝890℃。

2.4轧后冷却工艺控制

1～11#风机和风门都关闭、风冷辊道头部辊道速度0.10m/s，辊道增速3％、1#保温罩开，2～16#保温罩都关闭，保证冷却速度0.8℃/s，保温通道门窗关闭实现组织相变。

3、显微组织

铁素体+少量珠光体(铁素体组织占比86-90％)，晶粒度8.5-9.0级。

4、力学性能

抗拉强度控制在497MPa～515MPa，断后伸长率控制在29.5％～33％，断面收缩率控制在79～83％。

Claims

1.一种免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述热轧盘条按重量百分比计，化学成分为：C：0.085％，Si：0.82％，Mn：1.42％，P：0.017％，S：0.013％，Cr：0.0297％，Ni：0.0109％，Cu：0.0105％，Mo：0.0018％，V:0.0027％，Al:0.002％，As:0.0007％，Ca:0.0001％，余量Fe，

所述热轧盘条的抗拉强度控制在497MPa～515MPa，断后伸长率控制在29.5％～33％，断面收缩率控制在79～83％，

所述免退火气保焊丝用热轧盘条按下述方法制得：所述方法包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热、除磷、轧制和冷却的步骤，

所述加热步骤采用的加热炉是上下加热的步进梁式加热炉，内控要求：预热段温度880±50℃，加热段温度1100±50℃，均热段温度1120±30℃；正常装炉1.5～2.5h，其中，预热段加热时间0.6～0.9h，加热段加热时间0.6～0.9h，均热段加热时间0.3～0.7h；

所述轧制步骤：钢坯经过高压水除鳞后进行粗轧、中轧、预精轧和精轧，轧制速度90m/s，最后一道轧制延伸系数1.23；温度内控要求：粗轧1架入口1010±20℃，精轧入口880±30℃，吐丝880～910℃。

2.权利要求1所述免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述转炉冶炼的步骤为：装入量165-180t/炉，终点C控制在0.05％以下，加入硅锰合金10.5kg/t钢、低碳锰铁15.5kg/t钢；转炉出钢成分要求：C≤0.05％，0.78％≤Si≤0.88％，1.35％≤Mn≤1.50％，P≤0.015％，0.030％≤S≤0.040％，Cr≤0.20％，Ni≤0.30％，Cu≤0.20％，Cr≤0.018％、Ni≤0.018％、Cu≤0.013％、Mo≤0.004％、V≤0.004％、Ca≤0.0005％、Al≤0.004％、As≤0.004％、[O]≤0.0040％、[N]≤0.0050％，吹氩时间≥5min，开机炉氩站出站温度1595±5℃，连浇炉出站温度1585±5℃。

3.根据权利要求1所述的免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述精炼的步骤为：采用造白渣精炼工艺，采用低钙硅铁13.1kg/t钢合金化，软吹时间≥12min，碳化稻壳100-140kg/炉，开机炉次LF炉到站温度1575±10℃，连浇炉次出站温度1606±5℃；连浇炉次LF炉到站温度1560±10℃，连浇炉次出站温度1578±5℃。

4.根据权利要求3所述的免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述连铸的步骤为：中间包保证烘烤3小时以上，结晶器采用FDK-1保护渣，中间包采用低碳覆盖剂，电磁搅拌电流240A\5HZ\正反转，末端电流250A\6HZ\连续；二冷水比水量k值设定为零段和三段为1.0，一段和二段设定为1.2；中间包温度设定为零段≤1551℃、三段＞1571℃，1552℃≤一段≤1561℃、1562℃≤二段≤1571℃；采用恒拉速2.4m/min。

5.根据权利要求1所述的免退火气保焊丝用热轧盘条，其特征在于：所述冷却步骤为：采用的工艺是延迟型斯太尔摩冷却工艺，冷却速度控制在1℃/s以下。