石灰-鎂粒包芯線及應(yīng)用和大線能量焊接用鋼生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了石灰?鎂粒包芯線及應(yīng)用和大線能量焊接用鋼生產(chǎn)工藝，包芯線包括外層和包芯；外層為低碳鋼，厚度為0.5～1.0mm；包芯為緩釋鈍化鎂粒，包芯包括緩釋劑及鈍化鎂粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占包芯含量的5～90%，鈍化鎂粒占包芯含量的10～95%。本發(fā)明的包芯線在制備大線能量焊接用鋼中的應(yīng)用。本發(fā)明向鋼液喂入以石灰為緩釋劑的緩釋鈍化鎂粒包芯線，Mg的吸收率穩(wěn)定，Mg的作用和利用率高，夾雜物分散、豐富，含Mg的夾雜物達(dá)到80%以上。采用本發(fā)明，具有控制簡單，生產(chǎn)成本低，可工業(yè)化大生產(chǎn)大線能量焊接用鋼。
【專利說明】
石灰-鎮(zhèn)粒包巧線及應(yīng)用和大線能量焊接用鋼生產(chǎn)工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于低合金鋼制造技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及石灰-儀粒包忍線及應(yīng)用和大線能 量焊接用鋼生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼板被廣泛用于諸如建筑、橋梁、壓力容器、儲罐、管線和船舶等基礎(chǔ)建設(shè)和大型 建筑中。建筑構(gòu)件的大型化和高層化發(fā)展趨勢要求鋼板的厚度增加，同時具有更高的綜合 性能，包括更高的力學(xué)性能、高效的加工性能W及優(yōu)良的抗腐蝕性能和抗疲勞破壞性能等。
[0003] 但是，隨著鋼板強(qiáng)度的提高，其沖擊初度和焊接性能顯著下降，焊接裂紋敏感性增 加。為了提高工程結(jié)構(gòu)的焊接效率，行業(yè)內(nèi)相繼采用大線能量焊接技術(shù)，隨之帶來的問題就 是焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度、初性隨焊接線能量的提高而大幅下降。焊接熱影響區(qū)(HAZ)出現(xiàn)嚴(yán) 重的晶粒粗化、局部軟化和脆化，綜合表現(xiàn)為熱影響區(qū)的初性大幅度降低，威脅著工程結(jié)構(gòu) 的使用安全性。因此，防止焊接過程熱影響區(qū)性能的惡化是開發(fā)大線能量焊接用鋼的關(guān)鍵。
[0004] 研究表明，焊接時晶粒粗化是鋼板初性低的主要原因，解決的最有效方法是細(xì)化 奧氏體晶粒。氧化物冶金技術(shù)利用鋼中的細(xì)小氧化物，通過促進(jìn)晶內(nèi)鐵素體形核明顯改善 焊接熱影響區(qū)的組織，成為解決大線能量焊接用鋼技術(shù)難題的最有效技術(shù)途徑。同時鋼的 微合金化處理，生成細(xì)小、彌散、高烙點(diǎn)氧化物和碳、氮化物質(zhì)點(diǎn)，在晶界沉淀析出，抑制晶 粒長大，可細(xì)化焊接熱影響區(qū)晶粒，改善鋼的強(qiáng)度與初性，從而大幅度提高大線能量焊接性 能。近年來，上述研究的前沿是采用Mg作為鋼的微合金化元素之一。
[0005] 金屬儀是較為活潑的元素，其沸點(diǎn)為1107°C，在煉鋼過程中由于鋼液溫度較高，其 蒸汽壓高達(dá)2.OX IO6Pa,因此儀在鋼液中添加易發(fā)生蒸發(fā)損失和氧化損失，添加不當(dāng)會發(fā) 生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)，在鋼水中產(chǎn)生強(qiáng)烈的飛瓣，易產(chǎn)生安全問題，同時也難于做到鋼中Mg的 精確控制。歐洲專利EP1052303A2"大線能量焊接時具有優(yōu)良低溫初性低合金高強(qiáng)鋼"介紹 了采用Ti-Mg復(fù)合的方法可W在試驗(yàn)鋼中獲得細(xì)小的氧化物粒子，但是該試驗(yàn)方法僅適用 于實(shí)驗(yàn)室真空冶煉爐冶煉。中國專利CN 103938065 A"-種大線能量焊接用鋼中復(fù)合添加 儀鐵的方法"采用在中間包喂Mg-Y-Ni合金絲的方法提高鋼液中的Mg濃度，加 Mg的同時不可 避免的帶入其它元素，難于實(shí)現(xiàn)Mg含量的單獨(dú)調(diào)節(jié)。中國專利CN 101724774 A "可大線能 量焊接厚鋼板制造過程中添加儀的方法"，中國專利CN 102191356 A"大線能量焊接用厚鋼 板的夾雜物控制方法"中介紹了通過在鑄模底部均勻鋪墊Ni-Mg合金的方法獲得鋼中穩(wěn)定 的Mg收得率，但是該方法適合于小規(guī)格真空冶煉爐冶煉，無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐-連鑄工業(yè)化大生 產(chǎn)，且加 Mg的同時也不可避免的帶入其它元素，難于實(shí)現(xiàn)Mg含量、加 Mg時機(jī)的調(diào)節(jié)。中國專 利CN 203048979 U"-種用于煉鋼脫硫的實(shí)屯、金屬儀合金包忍線"，盡管其方法用于煉鋼脫 硫，而不用于大線能量焊接用鋼的微合金化，其實(shí)屯、金屬儀合金包忍線的忍部是儀合金，喂 入鋼液時同樣會帶入其他金屬元素，不能完全實(shí)現(xiàn)Mg的單獨(dú)控制。且其含Mg93.6%，向鋼液 喂入此包忍線時，不能實(shí)現(xiàn)阻燃。該包忍線喂入鋼液結(jié)束時，包忍線被鋼液烙斷，紅熱的包 忍端部會繼續(xù)強(qiáng)烈氧化，一直將整盤包忍線燒毀，而無法用于實(shí)際生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)大線能量焊接 用鋼性能的要求，需要控制鋼的夾雜物結(jié)構(gòu)，使其細(xì)小、分散、豐富，從而最大化的誘導(dǎo)奧氏 體晶內(nèi)鐵素體的形核、抑制奧氏體晶粒長大，充分細(xì)化熱影響區(qū)組織，大幅度提高鋼的低溫 沖擊初性，運(yùn)是W鋼的微合金化精準(zhǔn)控制為前提，Mg是其中最重要的一種微合金元素，提供 一種可靠的向鋼液添加 Mg的方法，才能實(shí)現(xiàn)Mg的單獨(dú)、時時、精準(zhǔn)控制，才能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供石灰-儀粒包忍線及應(yīng)用和大線能量焊接用鋼 生產(chǎn)工藝。該包忍線加入鋼液后不產(chǎn)生氣體、不與鋼液發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，對鋼質(zhì)量沒有不良影 響；該方法在LF精煉工序向鋼液加入Mg時可避免帶入其它金屬元素，能準(zhǔn)確控制加 Mg量和 加 Mg時機(jī)，實(shí)現(xiàn)Al、Ti、Mg等多元素微合金化順序的精準(zhǔn)控制，喂線過程鋼液沸騰適度，鋼包 包沿?zé)o殘鋼殘?jiān)?br>[0007] 本發(fā)明的目的在于提供石灰-儀粒包忍線，所述包忍線包括外層和包忍;所述外層 為低碳鋼，厚度為0.5~1. Omm;所述包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，所 述緩釋劑為石灰，所述緩釋劑占包忍含量的5~90%，純化儀粒占包忍含量的10~95%。
[000引本發(fā)明所述緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：Ca0>85%，SW2《 3.5%，]\%0《5%，化2〇3+412〇3《3%，5《0.15%，出0《0.3%，余量為其他不可避免的雜質(zhì)。
[0009] 本發(fā)明所述純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的質(zhì)量比例>3%。
[0010] 本發(fā)明所述純化儀粒含儀90~96%，其余為純化劑和不可避免的雜質(zhì)。
[0011] 本發(fā)明所述包忍線直徑為10~15mm，包忍緩釋純化儀粒堆密度0.6~1.2g/cm3。
[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述的石灰-儀粒包忍線在制備大線能量焊接用鋼中 的應(yīng)用。
[0013] 本發(fā)明還提供一種大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝包括:將上述的石 灰-儀粒包忍線喂入待儀合金化的鋼水中進(jìn)行儀微合金化。
[0014] 本發(fā)明所述大線能量焊接用鋼生產(chǎn)工藝包括轉(zhuǎn)爐煉鋼、LF精煉W及連鑄工序;所 述LF精煉工序進(jìn)行Ti微合金化，同時根據(jù)Al目標(biāo)值對Al調(diào)整并化處理，然后進(jìn)行Mg微合金 化。
[001引本發(fā)明所述LF精煉工序，精煉時間>35min，喂Ti線后凈吹氣時間>5min，凈吹時 避免鋼水液面裸露;進(jìn)站鋼水溫度，第一爐1580~1590°C，連誘爐1575~1585°C ;進(jìn)站后侶 線喂入量1.5-2.5m/t鋼，加石灰、蛋石，降電極化渣，加侶粉造白渣；巧處理前鋼水：S《 0.010%，413=250~35化9111^=1580~1590°(：;巧處理采用〔3-51線，〔3-51線喂入量1.5- 2.5m/t鋼；巧處理后鋼水Als=ISO~300ppm，Ca=25~40ppm，然后喂入石灰緩釋劑包忍線，喂 絲速度2.5-3.5m/s，喂入量1.5-2.5 m/t鋼，出站溫度1570~1580 °C。
[0016] 本發(fā)明所述轉(zhuǎn)爐煉鋼工序，煉鋼所用鐵水[P]《0.090%，[ S ]《0.045%;終點(diǎn)目標(biāo) [口=0.04~0.060/0、[口]《0.015〇/〇、[5]《0.030〇/〇、[0]=500~80化口111，出鋼溫度1660~1690。(：， 出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用Al終脫氧;所述連鑄工序， 二冷采用弱冷卻，矯直溫度>900°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱度15~35°C ; 開誘正常后，拉速控制在0.90~1. lOm/min之間。
[0017] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路： 本發(fā)明大線能量焊接用鋼冶煉流程工藝為轉(zhuǎn)爐煉鋼、LF精煉、連鑄。脫氧劑種類和微合 金元素為:Mo、Mn、Si、Nb、Al、Ca、Ti、Mg。轉(zhuǎn)爐出鋼過程加入Mo、Mn、Si、Nb，并用Al終脫氧，LF 精煉工序進(jìn)行Ti微合金化，同時根據(jù)Al目標(biāo)值對Al調(diào)整并化處理，然后進(jìn)行Mg微合金化。
[0018] 本發(fā)明采用Al終脫氧，進(jìn)行Mo、Nb、Ti、Mg微合金化，形成彌散、豐富、細(xì)小的高烙點(diǎn) 氧化物，促進(jìn)奧氏體晶內(nèi)針狀鐵素體的生成。另一方面，一定含量的Mo、Nb，在細(xì)化晶粒提高 鋼的強(qiáng)初性的同時，抑制晶界先共析鐵素體的形成。此外部分細(xì)小的夾雜物粒子及碳、氮化 物釘扎奧氏體晶界，幾方面共同作用充分細(xì)化了熱影響區(qū)晶粒，明顯提高了鋼的強(qiáng)初性。
[0019] 本發(fā)明在LF精煉工序向鋼包喂入W石灰為緩釋劑的緩釋純化Mg粒包忍線，石灰緩 釋純化Mg粒包忍線含Mg量和喂入速度可根據(jù)鋼包噸位，鋼包上方自由空間大小由包忍線直 徑和緩釋劑比例來調(diào)節(jié)，使儀在喂入鋼液過程中的蒸發(fā)、氧化可控，避免喂入時鋼水中產(chǎn)生 過于強(qiáng)烈的飛瓣造成生產(chǎn)安全問題。包忍線由于石灰緩釋劑的加入降低了金屬儀的氣化速 度和鋼液沸騰強(qiáng)度，因此可W增加石灰緩釋純化Mg粒包忍線的喂入速度和插入深度，提高 了金屬儀在鋼水中吸收的時間，顯著、穩(wěn)定地提高了金屬儀的吸收率。
[0020] 本發(fā)明向鋼液喂入W石灰為緩釋劑的緩釋純化儀粒包忍線，Mg的吸收率穩(wěn)定，Mg 的作用和利用率高，夾雜物分散、豐富，含Mg的夾雜物達(dá)到80%W上。WAI2O3為核屯、含有 Ti2化、MgO復(fù)合夾雜周圍的基體相中，形成貧C、貧Mn的微區(qū)，提高鐵素體相變溫度，增大鐵素 體形核驅(qū)動力，促進(jìn)鐵素體晶粒形核。同時部分氧化物和碳、氮化物質(zhì)點(diǎn)，在晶界沉淀析出， 抑制晶粒長大和奧氏體晶界先共析鐵素體形成，從而充分細(xì)化了 HAZ組織，大幅度提高了 HAZ低溫初性，達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)大線能量焊接用鋼板的要求。
[0021] 本發(fā)明向鋼包鋼液喂入石灰緩釋純化Mg粒包忍線結(jié)束時，由于包忍中純化儀顆粒 之間被石灰形成的緩釋劑阻隔稀釋，烙斷的包忍線不會繼續(xù)燃燒，從而實(shí)現(xiàn)有效阻燃。
[0022] 本發(fā)明向鋼包鋼液喂入石灰緩釋純化Mg粒包忍線的方法，適用于實(shí)際生產(chǎn)，向鋼 包喂入石灰緩釋純化^te粒包忍線結(jié)束后，鋼包包沿?zé)o殘鋼殘?jiān)?br>[0023] 采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于：1、石灰緩釋劑加入鋼液后不產(chǎn)生氣體、 不與鋼液發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，不對鋼質(zhì)量造成不良影響，在煉鋼溫度下烙化迅速，價位低，粒度 《80目的比例不小于3%。2、本發(fā)明使儀在喂入鋼液過程中的蒸發(fā)、氧化可控，避免喂入時鋼 水中產(chǎn)生過于強(qiáng)烈的飛瓣造成生產(chǎn)安全問題。3、包忍線由于石灰緩釋劑的加入降低了金屬 儀的氣化速度和鋼液沸騰強(qiáng)度，增加了包忍線的喂入速度和插入深度，提高了金屬儀在鋼 水中吸收的時間，顯著、穩(wěn)定地提高了金屬儀的吸收率。4、本發(fā)明生產(chǎn)方法充分細(xì)化了HAZ 組織，大幅度提高了 HAZ低溫初性，達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)大線能量焊接用鋼板的要求。本發(fā)明控 制簡單，生產(chǎn)成本低，可工業(yè)化大生產(chǎn)大線能量焊接用鋼。
【附圖說明】
[0024] 圖1為實(shí)施例1中大線能量焊接用鋼熱影響區(qū)200倍組織圖； 圖2為實(shí)施例2中大線能量焊接用鋼熱影響區(qū)200倍組織圖； 圖3為實(shí)施例3中大線能量焊接用鋼熱影響區(qū)200倍組織圖； 圖4為實(shí)施例1中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜形貌圖； 圖5為實(shí)施例1中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜能譜圖； 圖6為實(shí)施例2中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜形貌圖； 圖7為實(shí)施例2中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜能譜圖； 圖8為實(shí)施例3中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜形貌圖； 圖9為實(shí)施例3中大線能量焊接用鋼鑄態(tài)組織復(fù)合夾雜能譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[00%] 實(shí)施例1 一種石灰-儀粒包忍線，直徑為13mm，包忍線包括外層和包忍;所述外層為低碳鋼08A1， 厚度為1. Omm;包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占 包忍含量的75%，純化儀粒占包忍含量的25%。純化儀粒含儀92%，其余為純化劑和不可避免 的雜質(zhì)。
[0027] 緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：Ca0: 91 %，Si02:1 %，Mg0: 3.5%， Fe2〇3+Al2〇3:2.5%，S: 0.15%，出0:0.3%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[002引純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的比例為4%。
[00巧]包忍緩釋純化儀粒堆密度1 .Og/cm3。
[0030] 應(yīng)用石灰-儀粒包忍線的大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)方法，具體如下： 冶煉大線能量焊接用鋼過程為12化頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-120tLF鋼包爐精煉-連鑄。
[0031] 鐵水條件:鐵水[P ]《0.090%、[ S ]《0.045〇/〇。
[0032] 轉(zhuǎn)爐：終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0.04 ~0.06〇/〇、[P]《0.015〇/〇、[S]《0.030〇/〇、[0]=500~800ppm， 出鋼溫度1685°C，出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用Al終脫 氧。
[0033] LF:精煉時間40min，喂Ti線后凈吹氣時間Smin，凈吹時避免鋼水液面裸露。進(jìn)站鋼 水溫度，第一爐1585°C，連誘爐1580°C。進(jìn)站后侶線喂入量2.0m/t鋼，加石灰、蛋石，降電極 化渣，根據(jù)渣況加侶粉造白渣。巧處理前鋼水:S《0.010%，Als=280ppm，T=1585°C。巧處理采 用化-Si線，Ca-Si線喂入量1.85m/t鋼，巧處理后鋼水Als=260ppm，Ca=3^ipm。巧處理后喂入 石灰緩釋純化％粒包忍線，喂絲速度3. Om/s，喂入量1.92m/t鋼，出站溫度1575°C。
[0034] 連鑄:二冷采用弱冷卻，矯直溫度920°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱 度20°C。開誘正常后，拉速控制在1. Om/min。
[0035] 所得大線能焊接用鋼的化學(xué)成分見表1，沖擊性能見表2。
[0036] 實(shí)施例2 一種石灰-儀粒包忍線，直徑為12mm，包忍線包括外層和包忍;所述外層為低碳鋼08A1， 厚度為1. Omm;包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占 包忍含量的75%，純化儀粒占包忍含量的25%。純化儀粒含儀93%，其余為純化劑和不可避免 的雜質(zhì)。
[0037] 緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：CaO:92%，Si〇2:2%，MgO:3%Je2〇3+ AI2O3:2%，S: 0.1%，出0:0.3%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[003引純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的比例為60/0。
[0039] 包忍緩釋純化儀粒堆密度0.9g/cm3。
[0040] 應(yīng)用石灰-儀粒包忍線的大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)方法，具體如下： 冶煉大線能量焊接用鋼過程為12化頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-120tLF鋼包爐精煉-連鑄。
[0041 ]鐵水條件:鐵水[P]《0.090%、[S]《0.045〇/〇。
[0042] 轉(zhuǎn)爐：終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0.04 ~0.06〇/〇、[P]《0.015〇/〇、[S]《0.030〇/〇、[0]=500~800ppm， 出鋼溫度1660~1690°C，出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用 Al終脫氧。
[0043] LF:精煉時間45min，喂Ti線后凈吹氣時間IOmin，凈吹時避免鋼水液面裸露。進(jìn)站 鋼水溫度，第一爐1580°C，連誘爐1575°C。進(jìn)站后侶線喂入量1.5m/t鋼，加石灰、蛋石，降電 極化渣，根據(jù)渣況加侶粉造白渣。巧處理前鋼水:S《0.010%，Als=250ppm，T=1580°C。巧處理 采用化-Si線，Ca-Si線喂入量1.9m/t鋼，巧處理后鋼水Als=180ppm，Ca=34ppm。巧處理后喂 入石灰緩釋純化％粒包忍線，喂絲速度3. Im/s，喂入量1.9m/t鋼，出站溫度1572°C。
[0044] 連鑄:二冷采用弱冷卻，矯直溫度905°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱 度22°C。開誘正常后，拉速控制在1. Om/min。
[0045] 所得大線能焊接用鋼的化學(xué)成分見表1，沖擊性能見表2。
[0046] 實(shí)施例3 一種石灰-儀粒包忍線，直徑為1 Imm，包忍線包括外層和包忍;所述外層為低碳鋼08A1， 厚度為1. Omm;包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占 包忍含量的75%，純化儀粒占包忍含量的25%。
[0047] 緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：Ca0:90%，Si02:3%，Mg0:4%，F(xiàn)e203 +A1203:1 %，S: 0.1 %，肥0:0.3%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[004引純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的比例為4%。
[0049] 包忍緩釋純化儀粒堆密度l.Og/cm3。
[0050] 應(yīng)用石灰-儀粒包忍線的大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)方法，具體如下： 冶煉大線能量焊接用鋼過程為12化頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-120tLF鋼包爐精煉-連鑄。
[0051 ]鐵水條件:鐵水[P]《0.090%、[S]《0.045〇/〇。
[0052] 轉(zhuǎn)爐：終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0.04 ~0.06〇/〇、[P]《0.015〇/〇、[S]《0.030〇/〇、[0]=500~800ppm， 出鋼溫度1660~1690°C，出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用 Al終脫氧。
[0053] LF:精煉時間42min，喂Ti線后凈吹氣時間6min，凈吹時避免鋼水液面裸露。進(jìn)站鋼 水溫度，第一爐1590°C，連誘爐1585°C。進(jìn)站后侶線喂入量1.9m/t鋼，加石灰、蛋石，降電極 化渣，根據(jù)渣況加侶粉造白渣。巧處理前鋼水:S《0.010%，Als=320ppm，T=1590°C。巧處理采 用化-Si線，Ca-Si線喂入量1.75m/t鋼，巧處理后鋼水Als=280ppm，Ca=30ppm。巧處理后喂入 石灰緩釋純化％粒包忍線，喂絲速度3.2m/s，喂入量1.88m/t鋼，出站溫度1570~1580°C。
[0054] 連鑄:二冷采用弱冷卻，矯直溫度910°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱 度25°C。開誘正常后，拉速控制在1. Om/min。
[0055] 所得大線能焊接用鋼的化學(xué)成分見表1，沖擊性能見表2。
[0056] 實(shí)施例4 一種石灰-儀粒包忍線，直徑為IOmm，包忍線包括外層和包忍;所述外層為低碳鋼HP肥， 厚度為0.5mm;包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占 包忍含量的75%，純化儀粒占包忍含量的25%。純化儀粒含儀96%，其余為純化劑和不可避免 的雜質(zhì)。
[0057] 緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：CaO: 85%，Si〇2:3.5%，MgO: 4.5%， Fe2〇3+Al2〇3:2.5%，S: 0.13%，出0:0.3%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[0化引純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的比例為50/0。
[0化9] 包忍緩釋純化儀粒堆密度0.6g/cm3。
[0060]應(yīng)用石灰-儀粒包忍線的大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)方法，具體如下： 冶煉大線能量焊接用鋼過程為SOt頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-8化LF鋼包爐精煉-連鑄。
[0061 ]鐵水條件:鐵水[P]《0.090%、[S]《0.045〇/〇。
[0062] 轉(zhuǎn)爐：終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0.04 ~0.06〇/〇、[P]《0.015〇/〇、[S]《0.030〇/〇、[0]=500~800ppm， 出鋼溫度1660~1690°C，出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用 Al終脫氧。
[0063] LF:精煉時間38min，喂Ti線后凈吹氣時間5min，凈吹時避免鋼水液面裸露。進(jìn)站鋼 水溫度，第一爐1586 °C，連誘爐1578 °C。進(jìn)站后侶線喂入量2. Om/t鋼，加石灰、蛋石，降電極 化渣，根據(jù)渣況加侶粉造白渣。巧處理前鋼水:S《0.010%，Als=350ppm，T=1586°C。巧處理采 用化-Si線，Ca-Si線喂入量2.5m/t鋼，巧處理后鋼水Als=300ppm，Ca=25ppm。巧處理后喂入 石灰緩釋純化^te粒包忍線，喂絲速度2.5m/s，喂入量2.5111八鋼，出站溫度1570~1580°(：。
[0064] 連鑄:二冷采用弱冷卻，矯直溫度900°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱 度15 °C。開誘正常后，拉速控制在0.90m/min。
[0065] 所得大線能焊接用鋼的化學(xué)成分見表1，沖擊性能見表2。
[0066] 實(shí)施例5 一種石灰-儀粒包忍線，直徑為15mm，包忍線包括外層和包忍;所述外層為低碳鋼Q195， 厚度為0.8mm;包忍為緩釋純化儀粒，包忍包括緩釋劑及純化儀粒，緩釋劑為石灰，緩釋劑占 包忍含量的75%，純化儀粒占包忍含量的25%。純化儀粒含儀90%，其余為純化劑和不可避免 的雜質(zhì)。
[0067] 緩釋劑石灰的化學(xué)組成及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：CaO: 89%，Si〇2:1.5%，MgO: 5%， Fe2〇3+Al2〇3:3%，S:0.1%，出0:0.2%，余量為不可避免的雜質(zhì)。
[006引純化儀粒的粒度0.5~3mm，粒度《80目的比例為3%。
[0069] 包忍緩釋純化儀粒堆密度1.2g/cm3。
[0070] 應(yīng)用石灰-儀粒包忍線的大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)方法，具體如下： 冶煉大線能量焊接用鋼過程為16化頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐-ieotLF鋼包爐精煉-連鑄。
[0071 ]鐵水條件:鐵水[P]《0.090%、[S]《0.045〇/〇。
[0072] 轉(zhuǎn)爐：終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0.04 ~0.06〇/〇、[P]《0.015〇/〇、[S]《0.030〇/〇、[0]=500~800ppm， 出鋼溫度1660~1690°C，出鋼過程中加入鋼鐵、儘鐵、娃鐵、妮鐵、侶鐵進(jìn)行微合金化，并用 Al終脫氧。
[0073] LF:精煉時間35min，喂Ti線后凈吹氣時間7min，凈吹時避免鋼水液面裸露。進(jìn)站鋼 水溫度，第一爐1590°C，連誘爐1580°C。進(jìn)站后侶線喂入量2.5m/t鋼，加石灰、蛋石，降電極 化渣，根據(jù)渣況加侶粉造白渣。巧處理前鋼水:S《0.010%，Als=250ppm，T=1590°C。巧處理采 用化-Si線，Ca-Si線喂入量1.5m/t鋼，巧處理后鋼水Als=150ppm，Ca=40ppm。巧處理后喂入 石灰緩釋純化^te粒包忍線，喂絲速度3.5m/s，喂入量1.92111八鋼，出站溫度1580°(：。
[0074] 連鑄:二冷采用弱冷卻，矯直溫度910°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱 度35°C。開誘正常后，拉速控制在I. lOm/min。
[0075]所得大線能焊接用鋼的化學(xué)成分見表1，沖擊性能見表2。 「00761 夫1出施倆h -Fi的化當(dāng)成
表2列出40mm厚鋼板焊接線能量為150KJ/cm時，實(shí)施例1-5的焊接熱影響區(qū)低溫沖擊初 性值。本發(fā)明生產(chǎn)的鋼板具有合理的熱影響區(qū)組織結(jié)構(gòu)，其通過形成豐富的晶內(nèi)針狀、片狀 鐵素體和粒狀貝氏體，及有效的夾雜物粒子對奧氏體晶界的釘扎，大大細(xì)化了熱影響區(qū)組 織，使鋼的強(qiáng)初性明顯提高。
[0077] 附圖中圖1-圖3可W看出利用該石灰緩釋劑的緩釋儀粒包忍線冶煉的大線能量焊 接用鋼熱影響區(qū)組織中晶粒細(xì)小，顯微組織主要有鐵素體和珠光體組成。圖4-圖9分別為實(shí) 施例1，實(shí)施例2,實(shí)施例3鑄態(tài)組織中典型的夾雜物形貌圖和能譜圖，大小約為化m，誘發(fā)其 生成的夾雜物主要為Mg,Al ,Si等元素形成的復(fù)合夾雜，促進(jìn)奧氏體晶內(nèi)針狀鐵素體的形 成，使焊接熱影響區(qū)的晶粒細(xì)小，在細(xì)化晶粒提高鋼的強(qiáng)初性的同時，抑制晶界先共析鐵素 體的形成，沖擊功吸收值增加數(shù)倍。實(shí)施例4和實(shí)施例5產(chǎn)品圖與實(shí)施例1-3相似，故省略。
[0078] W上實(shí)施例僅用W說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā) 明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可W對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等 同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán) 利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 石灰-鎂粒包芯線，其特征在于，所述包芯線包括外層和包芯;所述外層為低碳鋼，厚 度為0.5~1.0 mm;所述包芯為緩釋鈍化鎂粒，包芯包括緩釋劑及鈍化鎂粒，所述緩釋劑為石 灰，所述緩釋劑占包芯含量的5~90%，鈍化鎂粒占包芯含量的10~95%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石灰-鎂粒包芯線，其特征在于，所述緩釋劑石灰的化學(xué)組成 及質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍如下：CaO彡 85%，Si〇2<3.5%，MgO<5%，F(xiàn)e2〇3+Al2〇3<3%，S<0.15%，H2〇< 0.3%，余量為其他不可避免的雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石灰-鎂粒包芯線，其特征在于，所述鈍化鎂粒的粒度0.5 ~3mm，粒度彡80目的質(zhì)量比例彡3%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石灰-鎂粒包芯線，其特征在于，所述鈍化鎂粒含鎂90~ 96%，其余為鈍化劑和不可避免的雜質(zhì)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石灰-鎂粒包芯線，其特征在于，所述包芯線直徑為10~ 15mm，包芯緩釋鈍化鎂粒堆密度0 · 6~1 · 2g/cm3 〇6. 基于權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的石灰-鎂粒包芯線在制備大線能量焊接用鋼中的 應(yīng)用。7. -種大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，該生產(chǎn)工藝包括:將權(quán)利要求1-5 中任意一項(xiàng)所述的石灰-鎂粒包芯線喂入待鎂合金化的鋼水中進(jìn)行鎂微合金化。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述大線能 量焊接用鋼生產(chǎn)工藝包括轉(zhuǎn)爐煉鋼、LF精煉以及連鑄工序;所述LF精煉工序進(jìn)行Ti微合金 化，同時根據(jù)Al目標(biāo)值對Al調(diào)整并Ca處理，然后進(jìn)行Mg微合金化。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述LF 精煉工序，精煉時間多35min，喂Ti線后凈吹氬時間多5min，凈吹時避免鋼水液面裸露;進(jìn)站 鋼水溫度，第一爐1580~1590 °C，連澆爐1575~1585 °C;進(jìn)站后鋁線喂入量1.5-2.5m/t鋼， 加石灰、螢石，降電極化渣，加鋁粉造白渣;鈣處理前鋼水:S<0.010%，Als=250~350ppm，T= 1580~1590°C ;鈣處理采用Ca-Si線，Ca-Si線喂入量1 · 5-2 · 5m/t鋼;鈣處理后鋼水Als=150 ~300ppm，Ca=25~40ppm，然后喂入石灰緩釋劑包芯線，喂絲速度2 · 5-3 · 5m/s，喂入量1 · 5-2.5 m/t鋼，出站溫度1570~1580°C。10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種大線能量焊接用鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述轉(zhuǎn) 爐煉鋼工序，煉鋼所用鐵水[P]彡0 · 090%，[S]彡0 · 045%;終點(diǎn)目標(biāo)[C]=0 · 04~0 · 06%、[P]彡 0.015%、[S]彡0.030%、[0]=500~800??111，出鋼溫度1660~1690°(：，出鋼過程中加入鉬鐵、錳 鐵、硅鐵、鈮鐵、鋁鐵進(jìn)行微合金化，并用Al終脫氧;所述連鑄工序，二冷采用弱冷卻，矯直溫 度彡900°C，中間包使用無碳覆蓋劑，中間包適宜過熱度15~35°C;開澆正常后，拉速控制在 0.90~1.10m/min之間。
【文檔編號】C22C38/04GK105925758SQ201610532218
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】朱立光, 王雁, 劉增勛, 張彩軍, 王碩明, 孫立根, 韓毅華, 周景, 周景一
【申請人】華北理工大學(xué)