一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法与流程 专利技术说明

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法。背景技术：2.稀土做为脱氧剂在钢中可以净化钢液，变质非金属夹杂物，在钢中固溶的稀土元素可以起到微合金化作用，净化、强化晶界，促进碳化物、碳氮化物的析出，提高钢的韧塑性，改善钢材横向性能和低温韧性。在高强焊丝钢中若能添加5ppm以上稀土元素后，可以显著提高低温冲击性能，但高强焊丝钢冶炼加入合金量较大，冶炼时间较长造成稀土收得率偏低。现有的稀土加入方法有：1)以稀土包芯线的形式，采用喂丝方法在钢包加入。该方法的缺点是，喂丝过程中需要吹氩搅拌，导致钢渣反应剧烈，稀土收得率很低，同时产生的大量烟尘污染环境；2)以稀土丝的方式在结晶器内加入，该方法可以有效避免稀土在加入和熔化过程中的氧化，但受浇注温度、拉速以及结晶器内流场的波动，导致稀土在钢中分布不均，加剧了轧材的各项异性；3)以稀土铁合金的形式在lf炉内加入，缺点是：稀土在后期的处理过程中，大量氧化并以稀土氧化物的形式进入渣中，难以实现稀土在钢中的应用。3.随着稀土在钢中应用技术的发展，稀土合金的加入方法也随之进步，本发明专利目的是提供一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，保证稀土在高强焊丝钢中的稀土收得率，其核心目的是提高稀土收得率，避免稀土合金在加入和熔化过程中氧化，促进稀土以单质形式固溶到钢中，促进稀土氧化物在钢中的均匀分布，实现连浇每炉高强稀土焊丝钢的稀土存量在10ppm以上，收得率50％以上，从而改善焊缝低温冲击性能。技术实现要素：4.本发明的目的是提供一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，以避免上述现有技术中的不足之处，极大提高稀土收得率，将稀土在钢中的应用技术由实验室研究转化为实际的生产应用，实现稀土对焊接焊缝的低温冲击性能，实现稀土钢的批量化和产业化发展。5.本方法属于高强耐低温焊丝钢冶炼过程中稀土合金化方法，其化学成分大致如下：c≥0.15％，mn 0.80～2.00％，p≤0.020％，s≤0.020％，ni≤0.8％，cr≤0.5％，cu≤0.20％，mo≤0.5％，ti 0.05～0.15％，al≤0.1％，si、v可以适量加入。通过明确稀土加入技术标准和方法，优化lf或vd精炼炉稀土合金的加入方式、加入时机等，提高稀土收得率，实现稀土对钢中夹杂物的变质处理，净化钢液，提高稀土高强耐低温焊丝钢低温冲击性能。6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：7.本发明一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，包括：8.加入时机：在lf精炼后期加入，若有vd真空脱气工序，则在vd真空脱气工序破空后加入；在加入稀土合金时，对钢水进行定氧，将高强耐低温焊丝钢钢水中的氧含量降低到15ppm以内，同时取饼样检验硫含量，当硫含量控制在0.010％以下时加入，避免钢水中的溶解氧、硫对稀土的氧化，根本上提高稀土收得率；9.加入方式：采用直接、快速投入的加入方式，两种或三种稀土合金混合加入，比如为la-ce、la-y、ce-y或ce-la-y混合加入，加入方式主要是至少混合一种相对不易氧化的稀土合金，不能为单一稀土合金；加入前，关闭钢包氩气系统，保持钢液面稳定；使用吊车吊挂起准备加入的稀土合金，采用逐渐由小到大的方式，打开钢包氩气系统，逐渐将钢水表面的炉渣吹开为直径为φ300～φ400mm的区域；指挥吊车对准上述区域，将稀土合金快速投入钢水中，避免稀土合金与炉渣接触；稀土合金加入后，迅速减小氩气流量，达到软吹效果，并保持10min以上，保证稀土合金充分均匀溶解到钢液中。10.进一步的，稀土合金的要求：采用纯度较高的稀土铈、镧或钇合金，稀土含量在60％以上，氧含量不大于0.010％。11.进一步的，稀土合金加入前使用优质铁皮密封包裹，严格避免铁皮生锈、潮湿。12.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：13.本发明专利实施可靠，最大限度的降低了稀土合金加入过程中的氧化现象，提高了稀土收得率，对关键的技术要求进行了量化，包括：稀土合金的纯度、加入方式、加入前钢水中的溶解氧、硫目标、加入后的软吹时间等，因此易推广实施，并能保证实施效果。具体实施方式14.实施例15.本发明的方法在包钢稀土高强耐低温焊丝钢的生产中应用，生产钢种为bger60ti-1、bger70ti-1、er70s-6焊丝钢等，稀土收得率达到50％以上，生产稳定顺行，连浇超过10炉以上。16.为了更好地说明本发明专利的发明内容，选择一个浇次焊接钢牌号进行实例说明，具体实例为稀土高强实心焊丝，其质量百分比的化学成分为：c 0.06～0.10％，mn 1.40～1.55％，si 0.80～0.95％，cr 0.10～0.20％，ti 0.05～0.12％，mo 0.25～0.30％，ni 0.65～0.70％，余量为fe和不可避免的杂质，杂质中的p≤0.010％，杂质中的s≤0.010％。加入的稀土合金为ce和y混合合金，cefe合金ce含量30％，mgy合金含量67％，氧含量为0.0086％，按照稀土总量60％以上配比每炉按照加入量为0.0030％加入。17.采用直接、快速投入的加入方式，稀土合金加入前使用优质铁皮密封包裹，严格避免铁皮生锈、潮湿；加入前，关闭钢包氩气系统，保持钢液面稳定；使用吊车吊挂起准备加入的稀土合金，采用逐渐由小到大的方式，打开钢包氩气系统，逐渐将钢水表面的炉渣吹开为直径为φ300～φ400mm的区域；指挥吊车对准上述区域，将稀土合金快速投入钢水中，避免稀土合金与炉渣接触；稀土合金加入后，迅速减小氩气流量，达到软吹效果，并保持10min以上，保证稀土合金充分均匀溶解到钢液中。18.lf精炼后期加入，对每炉进行定氧、测定硫含量，最终测定钢中的稀土存量见下表1，根据钢中稀土存量收得率均在50％以上。19.表1[0020][0021][0022]以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。技术特征：1.一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，其特征在于，包括：加入时机：在lf精炼后期加入，若有vd真空脱气工序，则在vd真空脱气工序破空后加入；在加入稀土合金时，对钢水进行定氧，将高强耐低温焊丝钢钢水中的氧含量降低到15ppm以内，同时取饼样检验硫含量，当硫含量控制在0.010％以下时加入，避免钢水中的溶解氧、硫对稀土的氧化，根本上提高稀土收得率；加入方式：采用直接、快速投入的加入方式，两种或三种稀土合金混合加入，加入方式主要是至少混合一种相对不易氧化的稀土合金，不能为单一稀土合金；加入前，关闭钢包氩气系统，保持钢液面稳定；使用吊车吊挂起准备加入的稀土合金，采用逐渐由小到大的方式，打开钢包氩气系统，逐渐将钢水表面的炉渣吹开为直径为φ300～φ400mm的区域；指挥吊车对准上述区域，将稀土合金快速投入钢水中，避免稀土合金与炉渣接触；稀土合金加入后，迅速减小氩气流量，达到软吹效果，并保持10min以上，保证稀土合金充分均匀溶解到钢液中。2.根据权利要求1所述的稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，其特征在于，稀土合金的要求：采用纯度较高的稀土铈、镧或钇合金，稀土含量在60％以上，氧含量不大于0.010％。3.根据权利要求1所述的稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，其特征在于，稀土合金加入前使用优质铁皮密封包裹，严格避免铁皮生锈、潮湿。技术总结本发明公开了一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，包括：加入时机：在LF精炼后期加入，若有VD真空脱气工序，则在VD真空脱气工序破空后加入；在加入稀土合金时，对钢水进行定氧，将高强耐低温焊丝钢钢水中的氧含量降低到15ppm以内，同时当硫含量控制在0.010％以下时加入；加入方式：采用直接、快速投入的加入方式，两种或三种稀土合金混合加入，至少混合一种相对不易氧化的稀土合金，不能为单一稀土合金。本发明的目的是提供一种稀土高强耐低温焊丝钢的稀土加入方法，极大提高稀土收得率，将稀土在钢中的应用技术由实验室研究转化为实际的生产应用，实现稀土对焊接焊缝的低温冲击性能，实现稀土钢的批量化和产业化发展。实现稀土钢的批量化和产业化发展。技术研发人员：赵晓敏 惠治国 郝振宇 王刚 卜向东 宋振东 刘丽娟受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司技术研发日：2023.03.20技术公布日：2023/7/4









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