CN111187970A - 一种焊条用热轧盘条bghs380的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，该方法通过在出钢及精炼的过程中，将各成分调整在要求的范围内，以确保制得盘条的相应力学性能，而且在制备过程中采用斯太尔摩线冷却，并将冷却速度控制在0.5℃/S以内，进一步提高盘条的力学性能。该焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，具有方法简单、易于操作，成本低廉，而且制得的盘条力学性能佳等优点。

Description

一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法

技术领域

本发明公开涉及钢铁冶炼的技术领域，尤其涉及一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法。

背景技术

焊条的焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能；二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。因此，焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能，为保证焊缝的质量与性能，对焊芯中各元素含量都应有严格的规定，特别是对有害杂质(如磷、硫等)的含量。

目前，公开号为CN108611567A的专利申请文件中公开了一种盘条的成分，按照质量百分比：C＝0.03％～0.04％、Si＝0.015％～0.03％、Mn＝1.2％～1.3％、P≤0.006％以及S≤0.008％。同时公开号为CN105562961A的专利申请文件中也公开了一种盘条成分，按照质量百分比：C＝0.045％～0.095％、Si＝0.035％～0.065％、Mn＝0.88％～1.02％、P＝0.009％以及S＝0.009％，但是在实际试验中发现，使用上述两种成分盘条加工成的焊芯，在进行焊接时，焊缝的力学性能一般，无法满足实际需要。

此外，现有盘条制备时，采用退火工艺进行冷却，存在制备成本高的问题。

因此，如何从成分以及制备方法两方面出发，既能降低制备成本，又能满足力学性能的盘条，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，以至少解决采用现有方法进行盘条制备时，存在制备成本高以及力学性能无法达到要求的问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

铁水预处理：将铁水进行预处理，按照质量百分比，将铁水中的P、S元素控制为，P≤0.100％，S≤0.050％；

冶炼：在转炉中加入铁矿石和石灰后，再加入预处理后的铁水，采用双渣法进行冶炼；

出钢及精炼：出钢过程中加入合金料，并经过炉外精炼进行微合金化，将各成分按照质量百分比调整为C≤0.06％、Si≤0.08％、Mn 0.42％～0.50％、P≤0.007％、S≤0.006％、Fe余量；

连铸：采用连铸机连铸成方坯；

轧制冷却：将所述方坯进行轧制后，采用斯太尔摩线冷却，且冷却的速度小于等于0.5℃/S，获得成品。

优选，所述双渣法冶炼中，按照重量百分比，终点碳值为0.04％，终点温度为640℃。

进一步优选，所述出钢及精炼步骤中的合金料为硅铁和低碳锰铁。

进一步优选，所述连铸步骤中，采用恒拉速2.8m/min，二冷水的比水量为1.2、过热温度为35～55℃。

进一步优选，所述轧制冷却步骤中，开轧温度为980±30℃、入精轧温度为880±30℃、吐丝温度为900±30℃。

进一步优选，所述轧制冷却步骤中，辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度为1.01～1.05倍。

本发明提供的焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，通过在出钢及精炼的过程中，将各成分调整在要求的范围内，以确保制得盘条的相应力学性能，而且在制备过程中采用斯太尔摩线冷却，并将冷却速度控制在0.5℃/S以内，进一步提高盘条的力学性能。试验证明：本发明盘条加工的焊条焊接低碳钢结构，适用于薄板小件及短焊缝的间断焊和要求焊缝表面光洁的盖面焊，且熔敷金属以针状铁素体组织为主，具有良好的综合力学性能，其中抗拉强度Rm为490MPa，伸长率A达到30％，冲击功常温条件可达79J。

本发明提供的焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，具有制备方法简单、易于操作，成本低廉，而且制得的盘条力学性能佳等优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为采用本发明公开实施例提供的盘条加工而成的焊条进行焊接时，熔敷金属的显微组织结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

为解决采用现有方法进行盘条制备时，存在制备成本高以及力学性能无法达到要求的问题，本实施方案提供了一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，该制备方法具体为：

1)铁水预处理：将铁水进行预处理，按照质量百分比，将铁水中的P、S元素控制为，P≤0.100％，S≤0.050％，通过对铁水中的PS提出要求，保证后续造渣脱P脱S效果；

2)冶炼：在转炉中加入铁矿石和石灰后，再加入预处理后的铁水，采用双渣法进行冶炼；

3)出钢及精炼：出钢过程中加入合金料，并经过炉外精炼进行微合金化，将各成分按照质量百分比调整为C≤0.06％、Si≤0.08％、Mn 0.42％～0.50％、P≤0.007％、S≤0.006％、Fe余量；

4)连铸：采用连铸机连铸成方坯；

5)轧制冷却：将所述方坯进行轧制后，采用斯太尔摩线冷却，且冷却的速度小于等于0.5℃/S，获得成品。

该制备方法主要从成分以及制备工艺两方面进行改进，以实现盘条的力学性能提升。

就成分而言：

碳(C)：是钢中的主要合金元素，当含碳量增加时，钢的强度、硬度明显提高，而塑性降低。在焊接过程中，碳起到一定的脱氧作用，在电弧高温作用下与氧发生化合作用，生成一氧化碳和二氧化碳气体，将电弧区和熔池周围空气排除，防止空气中的氧、氮有害气体对熔池产生的不良影响，减少焊缝金属中氧和氮的含量。但若含碳量过高，还原作用剧烈，会引起较大的飞溅和气孔。考虑到碳对钢的淬硬性及其对裂纹敏感性增加的影响，低碳钢焊芯的含碳量一般为0.1％，而本实施方案中发现将C确定为≤0.06％，效果较佳。

硅(Si)：是一种较好的合金剂，在钢中加入适量的硅，能提高钢的屈服强度、弹性及抗酸性能；但若含量过高，则会降低钢的塑性和韧性。在焊接过程中，硅也具有较好的脱氧能力，与氧形成二氧化硅，但它会提高渣的粘度，易促进非金属夹杂物生成。本实施方案中将Si确定为≤0.08％。

锰(Mn)：在钢中是一种较好的合金剂，随着锰含量的增加，其强度和韧性会有所提高。在焊接过程中，锰也是一种较好的脱氧剂，能减少焊缝中氧的含量。锰与硫化合形成硫化锰浮于熔渣中，可减少焊缝热裂纹倾向。本实施方案中Mn确定为0.42％～0.50％。

磷(P)：在钢中能全部溶于铁素体内，它对钢的强化作用仅次于碳，使钢的强度和硬度增加，磷能提高钢的抗腐蚀性能，而塑性和韧性则明显降低。特别在低温时影响更为严重，称之为磷的冷脆。故它对焊接不利，增加钢的裂缝敏感性。作为杂质，磷在钢中要加以限制，本实施方案中P确定范围≤0.007％。

硫(S)：是一种有害杂质，随着硫含量的增加，将增大焊缝的热裂纹倾向，因此焊芯中硫的含量不得大于0.040％。在焊接重要结构时，硫含量不得大于0.03％。本实施方案中S确定为≤0.006％。

其中，上述双渣法冶炼中，按照重量百分比，终点碳值为0.04％，终点温度为640℃，利用铁水温度、各种元素的氧化剂化渣产生的热量控制炉内熔池升温速度，保证造渣效果及后续温度需求。

上述出钢及精炼步骤中的合金料为硅铁和低碳锰铁。

上述连铸步骤中，采用恒拉速2.4m/s，二冷水的比水量为1.2、过热温度为35～55℃。

其中，采取恒定拉速2.4m/s进行浇注，有效控制了由于拉速的变化而对液面稳定性产生影响。合理的冷却强度是铸坯质量的有力保证，所持原则基本是头尾缓冷，中间急冷。控制铸坯在不同冷却区热量导出速度和坯壳热负荷使之适应于钢高温性能的变化，使其获取良好的铸坯质量。整个浇注过程保持接近液相线温度的低过热度浇注技术，扩大等轴晶区面积。

上述轧制冷却步骤中，开轧温度为980±30℃、入精轧温度为880±30℃、吐丝温度为900±30℃，保证盘条相变后的组织未F+P及晶粒度级别8.5-9.0，有此保证盘条的性能。

上述述轧制冷却步骤中，辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度为1.01～1.05倍。

下面结合具体的实施例对本发明进行更近一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

以下实施例按照如下方法进行制备：1)铁水预处理：将铁水进行预处理，按照质量百分比，将铁水中的P、S元素控制为，P≤0.100％，S≤0.050％；2)冶炼：在转炉中加入铁矿石和石灰后，再加入预处理后的铁水，采用双渣法进行冶炼，其中，终点碳值为0.04％，终点温度为640℃；3)出钢及精炼：出钢过程中加入合金料，并经过炉外精炼进行微合金化，将各成分按照质量百分比调整为C≤0.06％、Si≤0.08％、Mn 0.42％～0.50％、P≤0.007％、S≤0.006％、Fe余量；4)连铸：采用连铸机连铸成方坯，二冷水的比水量为1.2、过热温度为35～55℃；5)轧制冷却：将所述方坯进行轧制后，采用斯太尔摩线冷却，且冷却的速度小于等于0.5℃/S，且辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度为1.01～1.1倍，获得成品。

具体的成分配比见表1。

表1：

序号	规格	C％	Si％	Mn％	P％	S％
							实施例1	6.5mm	0.053	0.016	0.47	0.005	0.006
实施例2	6.5mm	0.047	0.014	0.47	0.006	0.006
							对比例1	6.5mm	0.095	0.07	1.02	0.011	0.007

检测实施例1、实施例2以及对比例1获得盘条中实际组织以及夹杂物控制情况，具体见表2。

表2：

将实施例1、实施例2以及对比1中的盘条进行性能检测，具体见表3。

表3：

实施例4

将实施例1中的盘条按照常规方法制备成焊条后，采用该焊条进行焊接，其中，对焊缝进行检测，参见图1，熔敷金属以针状铁素体组织为主。熔敷金属具有良好的综合力学性能，其中抗拉强度Rm为490MPa，伸长率A达到30％，冲击功在常温条件下达到79J，由此证明，实施例1中制备的盘条性能较佳。

实施例5

冷却速度增大会导致盘条的晶粒度级别增大，组织P更多些，抗拉强度更大，伸长率和断面收缩率稍增大。

下表是以0.8℃/S的降温速度进行检测的性能表。

规格(mm)	抗拉强度(MPa)	伸长率％	断面收缩率％
				6.5	342	33.2	79.5

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

铁水预处理：将铁水进行预处理，按照质量百分比，将铁水中的P、S元素控制为，P≤0.100％，S≤0.050％；

冶炼：在转炉中加入铁矿石和石灰后，再加入预处理后的铁水，采用双渣法进行冶炼；

出钢及精炼：出钢过程中加入合金料，并经过炉外精炼进行微合金化，将各成分按照质量百分比调整为C≤0.06％、Si≤0.08％、Mn 0.42％～0.50％、P≤0.007％、S≤0.006％、Fe余量；

连铸：采用连铸机连铸成方坯；

轧制冷却：将所述方坯进行轧制后，采用斯太尔摩线冷却，且冷却的速度小于等于0.5℃/S，获得成品。

2.根据权利要求1所述焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，所述双渣法冶炼中，按照重量百分比，终点碳值为0.04％，终点温度为640℃。

3.根据权利要求1所述焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，所述出钢及精炼步骤中的合金料为硅铁和低碳锰铁。

4.根据权利要求1所述焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，所述连铸步骤中，采用恒拉速2.8m/min，二冷水的比水量为1.2、过热温度为35～55℃。

5.根据权利要求1所述焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，所述轧制冷却步骤中，开轧温度为980±30℃、入精轧温度为880±30℃、吐丝温度为900±30℃。

6.根据权利要求1所述焊条用热轧盘条BGHS380的制备方法，其特征在于，所述轧制冷却步骤中，辊道入库速度15～20m/min，最大速度30～32m/min，速度梯度为1.01～1.05倍。

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