冶金新技术讲座论文

H08H10焊条钢的冶炼工艺研究089014112（冶金与资源学院冶081班）摘要：介绍日照第一炼钢厂H08A焊条钢和青钢H10Mn2、H10MnSi焊条钢的冶炼工艺：H08A焊条钢在炼钢中转炉、连铸工序的过程控制及生产情况；采用氧气顶吹转炉冶炼、钢包底吹氩、小方坯连铸机和无扭控轧控冷高速线材轧机工艺生产H10Mn2、H10MnSi焊条钢。关键词：H08A钢；H10Mn2钢；H10MnSi钢；冶炼工艺TheweldingsteelsmeltingtechnologyresearchofH08H10089014112FanBo(Collegeofmetallurgyandresourcesmetallurgy081)Abstract:IntroducethefirstH08AsteelweldingsteelandgreensteelH10Mn2,H10MnSiweldingsteelsmeltingprocess:theH08Aweldingsteelinsteelmakingconverter,theprocessofcontinuouscastingprocesscontrolandproductionprocess;Theoxygenfurnace(smelting,ladlebottomblowingargon,smallbilletconcasterandnotwistcontrolledrollingaccusedofcoldhigh-speedwiremillproductionprocessH10Mn2,H10MnSiweldingsteel.Keywords:H08Asteel;H10Mn2steel;H10MnSisteel;SmeltingprocessH08A是典型的低碳低硅准沸腾钢,该钢种由于含碳、硅低,导致转炉出钢后,钢水的氧含量偏高,如果脱氧不充分,高氧含量的钢水浇注后容易引起连铸坯产生气泡,高线轧制过程中易产生结疤、折叠等产品缺陷。使用含铝合金脱氧过低后易引起连铸浇注过程中絮流,产生断浇,另外温度控制,吹氩控制、喂丝、保护浇注、保护渣等对铸坯的质量也有一定的影响。1工艺路线及技术措施经过近三年的生产实践,日照钢铁公司按照生产精品焊条钢的工艺原则,逐渐制定出切实可行的冶炼工艺,完善了钢水在线定氧、脱氧、吹氩搅拌、喂丝、大包保护浇注等技术措施,以保证产品质量,满足用户的使用要求。工艺路线如下:混铁炉铁水�60t转炉(合金为Al�Mn铁、低碳锰铁)�炉后(硅钙钡脱氧)�吹氩站(定氧、Al�Mn铁脱氧、吹氩搅拌、定氧、喂丝、软吹)�连铸(保护浇注、中包覆盖剂、专用保护渣)。2成分与工艺控制2.1Si含量的控制(1)H08A钢企业成分内控标准及用户要求标准见（2)Si对焊条质量的危害。H08A盘条是制造焊条的主要原料,钢中Si质量分数的高低直接影响焊条性能,因此对Si的质量分数限制严格。Si对焊条质量的危害主要在于它在焊缝中有降低塑性的倾向,酸性焊条中,由于熔渣中的SiO2甚高而使焊缝表面产生气孔的倾向增强。为此把焊芯中w(Si)控制在不大于0.030%[1]。(3)硅的质量分数的控制。为了控制成品中的Si的质量分数,必须从以下几方面控制。铁水方面:要求铁水含P、S量较低,铁水到炼钢厂后必须经混铁炉均匀成分及温度;铁水P、S含量高时易造成转炉后吹严重,出钢后加入大量脱氧剂增Si。合金料:选用含Si较低的合金,如低碳锰铁、铝锰铁。2．2氧含量的控制(1)转炉终点氧含量的控制。转炉终点氧含量与终点C含量和终点温度有直接关系,一般来讲,在一定温度下,C含量越高,氧含量越低,脱氧量也就越少,有利于钢水流动性;但从表1可以看出H08A成品w(C)要求控制在0.10%以内,一般出钢后过程中钢水增C在0.02%~0.03%左右,故转炉出钢w(C)应控制在0.05%~0.06%以内。经验表明,终点w(O)在550∀10-6~750∀10-6时,脱氧度控制比较容易,铸坯出现气泡的可能性小。理论上钢中氧含量与碳含量成反比关系,试验结果与理论相符,见图1。从图1可以看出,当钢水中w(C)0.06%时,随着碳含量的降低,钢中氧含量迅速增加。所以,控制转炉终点钢水w(C)0.06%时,钢中w(O)控制在450∀10-6以下,可有效降低钢中夹杂物及有害元素的含量,从而提高钢材的实物质量。同时,也可降低钢铁料、合金消耗,提高转炉炉龄,降低生产成本,因此,控制转炉终点钢水碳含量是必要的。(2)吹氩站氧质量分数的控制。转炉出钢到吹氩后使用Al�Mn铁脱氧,使用贺力士定氧仪定氧,测定氧质量分数,氧质量分数高时,铸坯产生气泡,氧质量分数较低时,加Al�Mn铁较多,易产生连铸水口絮流,某厂经验数据如表2。��从表2看出,H08A中包钢水合理的氧含量应控制50∀10-6~65∀10-6之间,此时既能保证铸坯质量,又能保证正常生产,连铸坯低倍样如图2,氧含量较高时,易使连铸坯产生气泡,连铸坯低倍样如图3。氧含量过低,加入Al�Mn铁量较多,钢水中的Al含量较大,在连铸浇注过程中导致中包水口絮流,当钢水中氧含量达到要求后,软吹后喂丝上连铸。2.3吹氩的控制通过有效的钢包底吹氩,使钢水夹杂物充分上浮净化钢液,钢水中全氧质量分数控制在50∀10-6~65∀10-6之间,确保浇钢工艺顺利进行和钢坯质量的提高。吹氩站定氧、加Al�Mn铁时氩气压力为0.6~0.9MPa;软吹时氩气压力为0.3~0.6MPa。2.4温度的控制根据计算,H08A钢的液相线温度为1528#,考虑到钢包在吹氩站进行多次脱氧、定氧、软吹等时间较长,温降较大,连铸第一炉转炉出钢温度控制在1720~1740#,连铸第二炉控制在1700~1720#,第三炉及以后炉次控制在1680~1700#[2]。3结论(1)冶炼H08A钢转炉是关键,合理吹氧,转炉控制终点钢液w(C)在0.05%~0.06%。(2)吹氩站钢水氧的质量分数控制在50∀10-6~65∀10-6,能保证连铸水口不絮流及连铸坯不产生气泡。(3)为保证成品C质量分数及Si质量分数,加强合金料及耐材质量的控制,减少钢水过程中增C、增Si。(4)连铸使用全保护浇注,H08A专用保护渣,防止二次氧化,确保连铸坯质量。青岛钢铁控股集团有限责任公司(简称青钢)是以生产线材为主的钢铁企业,高炉、转炉、钢包底吹氩和小方坯机等配套齐全,能生产出成分均匀稳定的优质铸坯,公司配有从英国曼彻斯特引进的无扭控轧控冷高速线材生产线,并有多年生产H08Mn2Si(A)、ER50�6和H08A焊接用盘条的经验,具有开发生产H08MnA、H10Mn2、H10MnSi焊接用钢盘条的能力。1工艺流程高炉铁水!氧气顶吹转炉!钢包底吹氩+炉外处理!小方坯连铸机连铸110mm×110mm×12000mm方坯!检查!入库2吹炼终点钢水含氧量的控制吹炼终点钢水氧含量,不仅直接影响到脱氧元素的收得率和钢水成分的控制,而且还影响钢中非金属夹杂物的含量及钢的性能。为此,我们加强吹炼过程控制,避免钢水过度氧化,稳定钢水的含氧量。同时,采用蓄热式全高炉煤气钢包烘烤器,对钢包进行在线烘烤,钢包烘烤温度≥1050%,实现了“红包”出钢,使出钢温度降低了30~40%,取得了明显的效果。3采用钢包吹氩工艺,均匀化学成分对钢水进行吹氩处理,具有均匀成分、温度,去除钢水中气体和夹杂物的作用。根据青钢以往生产焊接用钢的经验,钢包底吹氩4min就可以获得较好的效果。为此,我们规定冶炼H08MnA、H10Mn2、H10MnSi全部采用钢包底吹氩工艺进行精炼处理,吹氩时间≥4min4采用全程保护浇铸工艺,降低夹杂物含量钢中夹杂物不但影响线材的拉拔性能,而且影响埋弧焊丝的使用性能和焊缝质量。为此,我们采取镁质涂料中间包和全程保护浇铸措施,防止了钢水的二次氧化,使C类、D类夹杂物分别降低了1.0级和0.5级,钢的内在质量、表面质量得到了进一步提高。5试制结果及分析经随机抽取钢材18炉盘条试样,检验化学成分(见表2)。由表2可知,盘条五元素的波动较小,化学成分稳定。同时,盘条的金相组织均为F+P,抗拉强度和伸长率分别为H10Mn2:σb#455MPa,δ10=31%~37%;H10MnSi:σb#525MPa,δ10=29%~36%,强度低,塑性高,力学性能好,为确保盘条的拉拔性能和埋弧焊丝的焊接性能奠定了较好的基础。表1化学成分参考文献：[1]大冶特钢技术中心.超低碳焊条钢的VOD冶炼[2]青岛钢铁.H08MnA、H10Mn2、H10MnSi焊接钢研究[3]赵秀芳,王立君.低硅焊条钢的冶炼工艺与质量控制