[发明专利]一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，尤其是一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法。

背景技术

含钛焊丝钢具有优良的熔敷性和低飞溅性，可适应高能率化和高效率化焊接技术要求。与利用大量镍、钼等元素合金化的同等级别产品相比，含钛合金焊丝钢具有明显的成本优势，因此，其在高强钢气体保护焊领域得到了广泛的推广及应用。然而，由于含钛钢水连铸可浇性差、内部存在大量的高熔点非金属夹杂物、产品性能不稳定等因素影响，主要产品仍依靠进口。

日本等国首先研发成功含有适量钛元素的合金焊丝钢，成品典型钛含量为0.12-0.25%，生产流程为模铸或大方坯两火成材工艺，其产品质量控制较好，但生产成本高。小方坯生产含钛焊丝钢流程正逐步兴起。

首钢（200910076071.9）试制Ti=0.08-0.17%焊丝钢时，利用控制钢中N、Al含量等措施减轻了水口堵塞，但其由于在转炉终点和精炼期间使用铝粒或铝线脱氧，钢中铝含量达到0.020-0.030%，虽然使用了高钛合金，但无法明显减轻Al₂O₃型结瘤；其次，其应用了钙处理夹杂物变性工艺，成品焊丝飞溅性难以控制。此外，首钢（转炉炉容80吨）采用大容量中间包，有利于含钛或含铝夹杂物上浮、排除，其控制方法对于小容量转炉和中间包生产厂具有一定局限性。青钢（李文英等）利用低Al辅料和提高浇铸温度的方法解决ER55-G含钛焊丝钢的Al₂O₃结瘤，但对于Al、Ti、O关系、钛合金化工艺及实际生产控制技术所述不详。宝钢（郑宏光等）生产321(Ti=0.19和Ti=0.31)不锈钢时，通过控制钢中[Al]<0.01%可降低Al₂O₃和MgOAl₂O₃型结瘤，通过控制不加Al和Ca-Si合金、适当提高浇铸温度可减轻CaOTiO₂-MgOAl₂O₃型结瘤，此工艺主要应用于板坯铸机，与小方坯流程生产含钛焊丝钢工艺有明显的差异。

发明内容

本发明提供一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法，针对含钛焊丝钢连铸上水口和浸入水口结瘤问题，通过系统优化炼钢、精炼和连铸生产工艺，减轻水口结瘤程度，提高连浇炉数和铸坯收得率，并有效降低生产成本。

本发明所采取的技术方案是：

一种减轻连铸水口结瘤的含钛焊丝用钢生产方法，包括下述步骤：

（1）顶底复吹转炉熔炼：选用低硫铁水配加优质废钢进行吹炼，硫含量S≤0.030wt%，优质废钢来源为自产焊丝钢切头和切尾；转炉终点控制目标：出钢温度1550-1600℃，C=0.04-0.06wt%，S≤0.030wt%，P≤0.010 wt%；

（2）LF炉精炼：LF炉进站活度氧为20-30ppm，氮含量为15-25ppm，酸溶铝为30-40ppm；出LF精炼工位，氮含量为35-40ppm，钛氮积[%Ti]×[%N]＜2.5×10^-3；

LF炉造渣采用石灰、萤石，碱度为1.8-2.2；脱氧剂采用碳化硅或电石造还原泡沫渣，灰白渣保持时间为15min；

（3）LF炉钛合金化：对钢液进行软吹，时间为10min；软吹完毕后，向钢液喂入低铝低氮70Ti铁包芯线进行钛合金化，喂线速度1.5-2.0m/s，Ti收得率为60-70%；喂钛线完毕后，对钢包进行软吹2-4min；

（4）全程保护浇铸：利用氩气对中间包包头和内壁进行吹扫，确保包内空气充分驱赶；钢包长水口、中间包上水口、浸入水口采用铝碳材质，并在进口端和出口端采用锆质层保护；浇铸过程，长水口和浸入水口采用氩封保护。

其中，步骤（1）中出钢采用低碳、低磷原料合金化，脱氧剂采用硅铝钡和铝锰钛镁，并随钢流加入钢包内，脱氧剂加入量为1.0-1.5kg/吨钢；出钢全程底吹氩气搅拌，促进氧化物和氮化物夹杂充分上浮排除。

步骤（1）中采用无铝脱氧剂对顶渣预脱氧，渣中FeO+MnO含量不高于15wt%。

步骤（2）中LF全精炼过程不进行钙处理，出站Ca含量不高于10ppm。

步骤（4）中中间包覆盖剂采用三层结构：开浇时向中包加入低硅高镁稀渣剂，以降低钢中钛、铝易氧化元素烧损；待钢液面不漏红后，加入中性或碱性覆盖剂，以加强中间包顶渣对夹杂物吸附能力；上层加入碳化稻壳，对钢液进行保温；