一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶及其生產(chǎn)方法與流程

本發(fā)明屬于冷軋低碳鋼帶生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

藥芯焊絲是一種新興的焊接材料，它是將藥粉包在薄鋼帶內(nèi)卷成不同截面形狀填充在鋼管內(nèi)，經(jīng)軋拔加工制成，可連續(xù)導(dǎo)電，進(jìn)行自動(dòng)或半自動(dòng)焊接，生產(chǎn)效率高，飛濺小，易起弧，焊縫成型美觀，平整。藥芯焊絲用鋼帶是藥芯焊絲不可缺少的外皮金屬，是一種高附加值的產(chǎn)品。

目前，用戶生產(chǎn)藥芯焊絲過程存在以下問題：外皮金屬C含量高拉拔過程易斷裂；S、P含量高，藥芯焊絲使用過程易出現(xiàn)裂紋；鋼帶性能偏高，影響焊接性能；鋼帶性能偏低，影響焊絲送絲性能?；谝陨嫌脩魧?duì)產(chǎn)品的需求，所用鋼帶鋼質(zhì)必須純凈，鋼帶性能控制必須波動(dòng)范圍小，本發(fā)明通過優(yōu)化冶煉工藝及對(duì)化學(xué)元素的特殊控制，實(shí)現(xiàn)了潔凈鋼帶的生產(chǎn)，并通過軋制、退火等工藝的調(diào)整，保證了鋼帶性能的均勻、穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了藥芯焊絲用鋼帶低成本、高質(zhì)量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶及其生產(chǎn)方法，該藥芯焊絲用鋼帶具有適宜的強(qiáng)度和良好的拉拔性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶，所述鋼種化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.02-0.04%，Mn：0.15-0.25%，S≤0.010%，P≤0.010%，Si≤0.03%，Alt：0.010-0.030%，N≤0.0050%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明所述船舶用藥芯焊絲用鋼帶產(chǎn)品的力學(xué)性能如下：屈服強(qiáng)度≤230MPa，抗拉強(qiáng)度280-350MPa，斷后伸長(zhǎng)率A_50mm≥40%。

本發(fā)明所述船舶用藥芯焊絲用鋼帶規(guī)格范圍為厚度0.5-2.0mm，寬度1000-1450mm；熱軋?jiān)弦?guī)格范圍為厚度2.0-4.5mm，寬度1000-1500mm。

本發(fā)明另一目的在于提供一種上述船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉，連鑄，熱軋、冷軋、退火、平整及重卷工序，所述爐外精煉工序控制N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≤0.0050%。

本發(fā)明所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，控制S、P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≤0.010%；所述爐外精煉工序?yàn)镽H真空精煉工序，所得鋼水控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.020-0.035%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.015-0.030%。

本發(fā)明所述熱軋工序中，加熱溫度1200-1280℃，終軋溫度870-910℃，卷曲溫度570-600℃。

本發(fā)明所述冷軋工序中，冷軋總壓下率為50-80%。

本發(fā)明所述退火工序采用罩式退火，退火工藝為：冷點(diǎn)溫度為600-630℃，熱點(diǎn)為680-700℃，帶加熱罩冷卻時(shí)間為1-2小時(shí)，換成冷卻罩風(fēng)冷至75～100℃，摘罩空冷至室溫。

本發(fā)明所述平整工序中，平整延伸率為0.8～1.4%。

本發(fā)明所述重卷工序中，重卷時(shí)進(jìn)行拉矯，拉矯延伸率為0.1～0.3%。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路如下：

1、本發(fā)明采用RH完全直上，減少工藝流程的LF升溫環(huán)節(jié)，理順了工藝，降低了生產(chǎn)成本。

2、與普通冷軋低碳鋼帶相比，本發(fā)明中C含量按中線控制、提高了Mn的含量，來提高鋼帶的強(qiáng)度，保證鋼帶的拉拔性和成品焊絲的送絲性；降低S、P有害雜質(zhì)的含量，降低了焊縫金屬的裂紋敏感性。

3、通過熱軋高溫軋制與低溫卷曲，控制AlN的析出，有利于良好成形性產(chǎn)品的獲得；控制罩式退火的冷熱點(diǎn)溫度以及冷卻方式，能夠獲得完全再結(jié)晶的鐵素體基體，提高了產(chǎn)品的延展性；通過平整來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械性能加強(qiáng)、板形改善和消除屈服平臺(tái)，通過平整適當(dāng)?shù)难由炻士刂?，得到適合的屈服強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械性能加強(qiáng)，避免由于材料性能偏低，使加工后的焊絲容易變形；采用小延伸率的拉矯后，能更有效地改善板形，有利于板材的縱剪加工。采用平整和拉矯雙重工序時(shí)，能更確保板形平直并消除屈服平臺(tái)。為最終卷管成形滿足要求提供內(nèi)在與外在的保證。

采用上述技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明生產(chǎn)的藥芯焊絲用鋼帶性能穩(wěn)定，質(zhì)量良好；本發(fā)明生產(chǎn)成本低廉，生產(chǎn)穩(wěn)定性高，可生產(chǎn)高質(zhì)量的船舶用藥芯焊絲用鋼帶，尤其是對(duì)鋼帶表面要求高并且要求鋼帶具有良好的延伸性與韌性的冷軋鋼帶生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1船舶用藥芯焊絲用鋼帶橫向200倍組織圖；

圖2為實(shí)施例1船舶用藥芯焊絲用鋼帶縱向200倍組織圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法包括鐵水脫硫，轉(zhuǎn)爐冶煉，爐外精煉，連鑄，熱軋、冷軋、退火、平整及重卷工序，適用于船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)，各工序的工藝步驟為：

煉鋼工序：鐵水經(jīng)預(yù)脫硫處理，達(dá)到S%≤0.003%，要求扒渣率≥95%。煉鋼采用100噸的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采取了脫碳轉(zhuǎn)爐不倒?fàn)t出鋼技術(shù)，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)爐出鋼過程物料加入順序進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了高溫出鋼轉(zhuǎn)爐脫磷目的，效果穩(wěn)定。出鋼過程加入高碳錳鐵配錳至0.15-0.20%，每爐加350-450kg石灰面，螢石30-80kg。出鋼過程底吹氬氣必須打開。

RH精煉工序：轉(zhuǎn)爐冶煉工序出鋼后不走LF升溫，采用RH直上工藝，理順工藝流程，降低成本；RH進(jìn)站溫度≥1630℃。循環(huán)脫碳期間要求真空度0.1-25KPa，脫碳時(shí)間≤8min。脫碳結(jié)束后測(cè)溫、定氧，根據(jù)定氧結(jié)果調(diào)Al，使用中碳錳鐵微調(diào)錳。出站參考Al%：0.015-0.030%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速和全程保護(hù)澆鑄，最終實(shí)現(xiàn)了鋼中全氧含量低于50ppm的潔凈鋼水。

熱軋和冷軋工序：熱軋終軋溫度為870-910℃，卷取溫度為560-600℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為50-80%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：0.5-2.0×1250mm。

退火工序：采用全氫罩式退火爐對(duì)冷硬板進(jìn)行退火，這種還原性氣氛有利于去除板帶表面的油污、氧化膜等，獲得光亮的帶鋼表面；退火工藝為：冷點(diǎn)溫度為600-630℃，熱點(diǎn)為680-700℃，帶加熱罩緩慢冷卻1-2h，換成冷卻罩風(fēng)冷至75-100℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：采取恒延伸率控制模式，延伸率的設(shè)定根據(jù)帶鋼的厚度變化而變化；平整后使鋼帶具有良好的版型和較低的表面粗糙度、消除或縮小屈服平臺(tái)，防止加工時(shí)形成折印；空氣吹掃壓力為≥4bar。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.1-0.3%，重卷后即可得到所述的冷軋退火板，即船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.026%，Mn：0.20%，S：0.006%，P：0.008%，Si：0.02%，Al：0.020%，N：0.0019%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.008%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.024%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.022%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0017%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速1.3m/min和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1240℃，熱軋終軋溫度為895℃，卷取溫度為590℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為77%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：0.8×1255mm。

熱軋?jiān)弦?guī)格范圍為厚度2.0-4.5mm，寬度1000-1500mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為600℃，熱點(diǎn)為695℃，帶加熱罩緩慢冷卻1.5h，換成冷卻罩風(fēng)冷至80℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中0.8mm的板帶，采用1.0%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.15%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為194MPa，抗拉強(qiáng)度為326MPa，延伸率A_50mm為45%。

實(shí)施例2

一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.025%，Mn：0.19%，S：0.008%，P：0.007%，Si：0.02%，Al：0.019%，N：0.0031%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.007%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.008%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.023%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.022%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0028%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1250℃，熱軋終軋溫度為900℃，卷取溫度為580℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為74%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：0.9×1253mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為610℃，熱點(diǎn)為700℃，帶加熱罩緩慢冷卻1.5h，換成冷卻罩風(fēng)冷至80℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中0.9mm的板帶，采用1.0%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.12%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為191MPa，抗拉強(qiáng)度為304MPa，延伸率A_50mm為49%。

實(shí)施例3

一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.032%，Mn：0.18%，S：0.005%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.015%，，N：0.0022%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.028%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.019%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0019%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速1.3m/min和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1235℃，熱軋終軋溫度為890℃，卷取溫度為585℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為71%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：1.0×1248mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為600℃，熱點(diǎn)為690℃，帶加熱罩緩慢冷卻1.5h，換成冷卻罩風(fēng)冷至88℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中1.0mm的板帶，采用1.2%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.1%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為181MPa，抗拉強(qiáng)度為324MPa，延伸率A_50mm為47%。

實(shí)施例4

一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.031%，Mn：0.18%，S：0.003%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.018%，N：0.0025%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.003%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.028%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.021%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0022%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速1.3m/min和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1245℃，熱軋終軋溫度為905℃，卷取溫度為600℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為78%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：0.5×1250mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為605℃，熱點(diǎn)為690℃，帶加熱罩緩慢冷卻1.5h，換成冷卻罩風(fēng)冷至85℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中0.5mm的板帶，采用0.9%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.15%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為186MPa，抗拉強(qiáng)度為315MPa，延伸率A_50mm為47%。

實(shí)施例5

一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.04%，Mn：0.25%，S：0.010%，P：0.010%，Si：0.03%，Al：0.030%，N：0.0050%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.010%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.035%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.030%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0047%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速1.3m/min和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1200℃，熱軋終軋溫度為870℃，卷取溫度為570℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為50%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：2.0×1000mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為630℃，熱點(diǎn)為680℃，帶加熱罩緩慢冷卻1h，換成冷卻罩風(fēng)冷至100℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中1.0mm的板帶，采用1.2%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.1%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為213MPa，抗拉強(qiáng)度為320MPa，延伸率A_50mm為43%。

實(shí)施例6

一種船舶用藥芯焊絲用鋼帶化學(xué)成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.02%，Mn：0.15%，S：0.005%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.010%，，N：0.0020%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

船舶用藥芯焊絲用鋼帶的生產(chǎn)方法如下：

冶煉工序：底吹全程使用氬氣，控制P的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.006%，S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%；

RH真空爐外精煉：控制C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.020%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.015%，N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0018%。

連鑄工序：連鑄過程采用恒拉速1.3m/min和全程保護(hù)澆鑄；

熱軋和冷軋工序：加熱溫度1280℃，熱軋終軋溫度為910℃，卷取溫度為595℃，采取后段冷卻；熱軋板帶通過酸洗后冷軋，冷軋總壓下率為80%，獲得的冷硬板帶規(guī)格：1.0×1450mm。

退火工序：工藝為冷點(diǎn)溫度為610℃，熱點(diǎn)為695℃，帶加熱罩緩慢冷卻2h，換成冷卻罩風(fēng)冷至75℃，摘罩空冷至室溫。

平整工序：本實(shí)施例中1.0mm的板帶，采用1.2%平整延伸率。

重卷工序：重卷拉矯延伸率為0.3%，重卷后即可得到所述的船舶用藥芯焊絲用鋼帶。

所述鋼帶經(jīng)過檢驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為196MPa，抗拉強(qiáng)度為308MPa，延伸率A_50mm為47%。

附圖1、2分別為本發(fā)明實(shí)施例1的船舶用藥芯焊絲用鋼帶橫、縱200倍組織圖，通過附圖可以看出，本發(fā)明得到的產(chǎn)品鋼帶的金相組織主要由鐵素體和少量游離滲碳體組成，其中鐵素體形態(tài)為餅形，游離滲碳體呈分散的點(diǎn)狀、短鏈狀分布于晶界和晶內(nèi)。本發(fā)明得到的產(chǎn)品組織均勻，沒有混晶、偏析等異常組織，為有利于沖壓的餅形晶粒。

以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)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：依然可以對(duì)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。