焊接用热轧盘条ER50-6生产实践

2018-05-25丁建国

山西冶金 2018年1期

丁建国

（首钢长治钢铁有限公司生产技术处，山西长治 046031）

焊接用热轧盘条ER50-6是制作500 MPa级碳钢气体保护焊丝的原料，所制焊丝用于相应强度级别碳钢、低合金钢的焊接，被广泛应用于工程机械、船舶、车辆制造、石油化工等行业。焊缝要求具有优良的塑性、韧性和抗裂性能，因此要求原料盘条化学成份均匀稳定，钢质纯净度高，且对钢材表面质量要求严格，以保证良好的拔丝性能。首钢长治钢铁有限公司（全文简称长钢）在110万t线材产线开发了Φ5.5 mm规格ER50-6焊丝用钢盘条，通过多次改进工艺，实现了批量化生产，生产工艺稳定成熟，产品质量可靠。

1 生产工艺控制

长钢ER50-6盘条生产的主要设备包括2座1 080 m3高炉、3座80 t转炉、2座LF精炼炉、3台小方坯连铸机和45°无扭高速线材轧机，其主要工艺流程为：高炉铁水→80 t顶底复吹转炉→LF精炼→连铸浇注→铸坯加热→粗轧→中轧→预精轧→精轧→吐丝→散卷冷却→取样、检验等。

1.1 成分要求

焊接用钢盘条要求产品焊接性能稳定，焊后不产生气孔、飞溅小，因此成分控制要求严格。碳元素过高易造成焊缝裂纹，当碳元素含量超过0.08%时，焊接中金属飞溅颗粒明显增大，因此在性能有保证的前提下应控制获得较低的碳含量[1]。硅、锰过高易形成带状偏析，不利于拉拔，增加磨具损耗[2]。有害元素P目标低含量控制，而处于优化焊接操作性考虑，S含量则控制适宜范围。综合考虑和实践验证后，在满足GB/T 8110和GB/T 3429规定基础上，长钢ER50-6主要元素含量按表1控制。

表1 化学成分控制及标准要求 %

由表 1 可见，ER50-6 的 C、Si、Mn 均按标准要求的中下限控制。此外，钢中全铝含量按不高于0.010%控制，其他微量元素在标准内低含量控制，确保盘条的拉拔性能和焊丝的焊接性能。

1.2 炼钢控制

1.2.1 转炉冶炼

为防止ER50-6钢中Cu、Cr等残余元素含量过高而影响钢材和焊丝性能，生产组织时，除对铁水P、S含量严格要求外，同时选择低残余元素废钢和生铁块。转炉吹炼采用双渣法，终渣碱度控制3.0～3.5，以实现良好的脱P效果。终点控制采用高拉补吹工艺，终点碳控制目标0.04%～0.06%，在得到适宜的碳含量的同时，防止钢水氧化性太强，减少钢水原始氧含量。出钢挡渣，铝铁作为脱氧剂，根据终点碳和温度水平，吨钢加入量1.0～1.5 kg，合金化采用低碳锰铁和硅铁。出钢过程全程钢包吹氩，均匀钢水成分和温度。

1.2.2 LF精炼炉

为进一步均匀钢水成分和温度，提高钢水纯净度，减少钢中夹杂物和气体含量，实现盘条良好的拉拔和焊接性能，采用LF炉对钢水精炼处理。钢水通电后加入活性石灰、精炼渣和埋弧渣等造渣材料，精炼过程渣面加铝粒或硅铁粉脱氧，造白渣后保持一定时间。钢水精炼完成后弱吹氩10 min以上，以渣面涌动钢水不裸露为宜，在促进夹杂物上浮去除的同时也防止钢水二次氧化。该工艺下精炼后ER50-6钢水中溶解氧（质量分数）低于25×10－6，铝（质量分数）低于0.010%。

1.2.3 连铸浇铸

连铸机为五机五流R为10 m全弧型150 mm×150 mm小方坯连铸机，采用了全保护浇注、结晶器电磁搅拌、电动缸非正弦振动、塞棒液面自动控制等技术，实现了恒拉速控制。二冷段由三个喷淋区段组成，一区水冷，二、三区气雾冷却。中间包钢水过热度25～40℃，连铸浇钢拉速（2.15±0.05）m/min。统计长钢ER50-6连铸坯中心疏松和偏析1.0～1.5级，缩孔0.5～1.5级，裂纹及非金属夹杂均低于1.0级，铸坯质量控制良好。