[发明专利]一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊丝钢冶炼工艺，具体地说是一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺。

背景技术

气体保护焊丝是利用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊，由于具有优质、高效、节能的焊接特点，在我国重型机械、工程机械、船舶、锅炉、车辆等制造行业已得到越来越广泛的应用，正逐步取代低效的焊条保护焊。

焊丝钢一般要求不经过热处理直接拉拔成直径为Φ0.8~1.2mm的细焊丝，为了使该钢种保持良好的拉拔性能和焊接性能，在冶炼过程中就必须严格控制钢种的残余元素（S、P等）以及气体含量（O、N）和非金属夹杂物。为了更好的控制N含量和节约成本，冶炼此钢种一般采用转炉→精炼→小方坯连铸的工艺路线。

焊丝钢冶炼有以下几个方面的要点：（1）严格控制C、Si、Mn含量，并使化学成分波动范围窄。碳是影响焊接性能的关键元素，选择碳含量在0.06%~0.09%；Mn/Si比选择在1.8~2.0以内对焊缝韧性的提高有益处。（2）严格控制有害气体元素O、N。[O]在钢中大多以氧化物和硅酸盐等夹杂物的形式存在，会削弱焊缝金属的强度与韧性；[N]影响焊丝的拉拔性能，同时又是焊缝金属形成气孔的主要因素之一。（3）钢中残余元素的控制，如Cu、Sn元素等。以上冶炼焊丝钢的诸要点都已得到实际效果的验证。

但是焊丝钢在焊接时经常出现飞溅烟雾大，进而影响焊丝焊接性能。对于焊丝材料引起焊接飞溅大的原因在文献研究上所见甚少，而实际生产中发现Ca含量能显著影响焊接飞溅，因此，如何控制焊丝钢的成品Ca含量是避免焊接飞溅的关键要素。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，该工艺对焊丝钢中成品Ca含量进行控制，在保证化学成分合格、杂质气体含量少、钢水纯净度高的前提下，将Ca含量稳定控制在10ppm以内，使焊丝钢在焊接时，能够有效避免焊接飞溅大的现象。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，其特征在于：该工艺包括转炉冶炼、精炼和连铸，具体操作如下：

（1）向转炉中加入原料铁水、废钢或生铁；在转炉冶炼过程中，加入渣料；转炉出钢C≤0.05%，温度在1640℃以上；渣料包括石灰、白云石、镁球。

（2）转炉出钢加入渣料石灰、合金，合金为低碳锰合金和硅铁，合金量一次加足，精炼补加合金量应小于合金总量的10%；

（3）精炼过程渣面脱氧采用硅铁粉和碳化硅，禁止使用含钙类脱氧材料；精炼分批加入脱硫剂和萤石,精炼渣目标碱度2.0；Ca含量稳定控制在10ppm以内，Al含量不超过0.004%；

（4）精炼时间≥30分钟，保持白渣时间≥20分钟，精炼出站后，钢包底软吹氩≥20分钟，氩气压力适当，避免钢水出现大翻；

（5）连铸时，从钢包到中间包使用全保护浇注，钢包到中间包水口氩封保护，中间包上水口内装，使用挡渣堰和双层覆盖剂；

（6）结晶器使用电磁搅拌，采用低过热度浇注，二冷采用中冷模式，比水量约为0.8L/kg。

本发明冶炼的焊丝钢，能够将成品Ca含量稳定控制在10ppm以内，进而有效避免产生焊接飞溅，本发明有以下两个关键控制点：（1）冶炼全过程中采用硅、锰脱氧，不使用含钙的材料脱氧，如不加入电石、硅钙钡等复合脱氧剂；精炼出站后软吹不喂入硅钙线、钙线等夹杂物变质剂。（2）冶炼全过程中尽可能控制含铝材料的加入，保证成品Al含量在0.004%以内。这是由于在低铝钢中，钙主要以复合氧化物夹杂形式存在，Al含量和Ca含量成正比关系，如果Al含量小于0.004%，则Ca含量小于10ppm。这就要求冶炼过程中一方面不加入含铝脱氧材料；另一方面严格控制精炼过程加入的硅铁量，由于ER50-6E硅含量达到0.80~0.95%，需要加入大量的硅铁，而硅铁中含有1%~2%的铝，如果精炼补加合金过多，导致Al含量增加，进而影响Ca含量，因此要求精炼过程合金补加量约为总合金量的5%~10%。

本发明对焊丝钢中成品Ca含量进行控制，在保证化学成分合格、杂质气体含量少、钢水纯净度高的前提下，将Ca含量稳定控制在10ppm以内，使焊丝钢在焊接时，能够有效避免焊接飞溅大的现象。

具体实施方式

下面通过实例对本发明作进一步的详细说明。

一种防止焊接飞溅的焊丝钢冶炼工艺，生产工艺流程：120t转炉→120t钢包精炼炉→10机10流160×160mm小方坯连铸机。冶炼钢种为焊丝钢ER50-6E。