[发明专利]高洁净度低碳低硅焊丝钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业电炉生产高纯净度焊丝钢的冶炼生产工艺，具体地指一种高洁净度低碳低硅焊丝钢及其制备方法。

背景技术

钢的焊接性主要取决于它的化学成分。钢中的合金元素常常对钢的焊接性不利，这些元素在焊接热循环的作用下会促进焊缝及热影响区出现各种不利的组织，使焊接接头性能降低，还可导致产生各种缺陷，如热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂等。因此，一些不添加合金或少量合金的高端焊丝钢就相继被开发出来，如高洁净度低碳低硅焊丝系列。低碳的生产方法很多，而且工艺已经很成熟；但超低硅的冶炼方法仍然不成熟，导致生产超低硅的钢时，成分命中率较低，造成损失。

Si在焊接过程中主要是用于脱氧，硅与钢中的FeO结合成密度较小的硅酸盐渣，形成焊渣而被除去，使焊缝强度增加，但韧性和塑性有所降低。因此Si对钢有强化作用，同时Si降低焊接性能。硅在拉拔钢材中起固溶强化作用，提高钢中固溶体的强度而恶化钢的塑性和韧性，对冷加工变形硬化率的作用极强，使钢的冷加工困难，故对冷拔性能有很不利的影响，硅含量增加，钢的抗拉强度增加，塑性下降较为显著。

在焊条或焊丝中的C大部分可过渡到熔敷金属中，熔敷金属中含碳量较多时将使塑性、韧性和抗裂性变坏。

所以针对这些问题，高洁净度低碳低硅系列的焊丝钢就被开发出来。由于高洁净度低碳低硅钢系列焊丝钢在生产过程中，对碳和硅含量的控制非常严格，若未得到有效控制就容易导致成分出格改判，造成成分命中率较低；控轧控冷工艺不当，就容易影响焊接质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种高洁净度低碳低硅焊丝钢及其制备方法，通过EAF-EBT-LF-CC-CR-CF工艺，在保证钢水高洁净度的同时，严格控制钢中碳和硅的增长量，保证终点成分；通过控制连铸工艺提高连铸质量；通过控制轧制工艺来降低钢的强硬度，从而减轻钢丝冷加工的加工硬化问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高洁净度低碳低硅焊丝钢，其特征在于：该焊丝钢的化学成分按重量百分比为：C：0.002~0.10%，Si：0.005~0.04%，Mn：0.35~0.60%，P：0.001~0.006%，S：0.001~0.003%，As：0.001~0.007%，Al：0.001~0.015%，Sn：0.005~0.015%，N：0.005~0.01%，Ti：0.05~0.20%，O：0.0005~0.002%，余量为铁。

进一步地，所述焊丝钢的化学成分按重量百分比为：C：0.01~0.05%，Si：0.01~0.03%，Mn：0.35~0.50%，P：0.002~0.004%，S：0.001~0.003%，As：0.003~0.006%，Al：0.005~0.015%，Sn：0.001~0.015%，N：0.005~0.01%，Ti：0.05~0.15%，O：0.001~0.002%，余量为铁。

再进一步地，所述焊丝钢的化学成分按重量百分比为：C：0.025%，Si：0.02%，Mn：0.35%，P：0.003%，S：0.002%，As：0.004%，Al：0.01%，Sn：0.01%，N：0.008%，Ti：0.1%，O：0.002%，余量为铁。

本发明还提供了一种高洁净度低碳低硅焊丝钢的制备方法，包括以下步骤：

1）初炼电炉出钢终点成分控制要求：C≤0.05%，P≤0.003%，N≤0.0060%；出钢时加入0.6~1.2kg/吨的铝锭、6~15kg/吨的活性石灰，出钢过程严禁下渣；

2）钢水进入LF精炼炉后进行测温，送电3~5min后，加入1~1.8m/吨的铝线；

3）进入LF精炼炉后加入第一批渣料：在温度1500~1550℃条件下加热7~14min；

4）向LF精炼炉内加入第二批渣料：精炼炉渣层厚度保持在100~110mm；

5）待渣变白后，LF炉进行合金微调，先加入6~8.5kg/吨的Mn和2~3.5kg/吨的Ti，再加入2~4kg/吨的活性石灰，0.6~1.5kg/吨的萤石粉；

6）成分调整好后软吹氩气，在氩气强度为400~600NL/min条件下，工作时间3~5min后，加入2~6mm/吨的Ca线，再在氩气强度为400~600NL/min的条件下工作3~5min，使钢水成分、温度均匀，防止吊包过程中钢液裸露造成吸氮，最后加入粉状1~2kg/吨的覆盖剂；