X70配套埋弧焊絲用H08D盤條的研制

牟立君，蔣艷菊（本鋼集團(tuán)棒線材研究所，遼寧本溪117017）

X70配套埋弧焊絲用H08D盤條的研制

牟立君，蔣艷菊
（本鋼集團(tuán)棒線材研究所，遼寧本溪117017）

介紹了北營公司X70配套埋弧焊絲用H08D盤條的開發(fā)研制情況。其生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵點(diǎn)為：轉(zhuǎn)爐采用“雙渣法除磷”，脫氧合金化在轉(zhuǎn)爐和LF爐兩個(gè)階段完成，連鑄采用結(jié)晶器電磁攪拌及末端電磁攪拌、恒定拉速；盤條采用控冷控軋及軋后延遲型斯太爾摩冷卻工藝等措施。生產(chǎn)的成品盤條成分、力學(xué)性能、金相組織等指標(biāo)均滿足客戶拉拔工藝要求。

埋弧焊絲；H08D盤條；X70

隨著我國石油和天然氣運(yùn)輸方式的改變，國家開始大力推進(jìn)油氣管道建設(shè)，鋪設(shè)管道大部分采用的是管線鋼板、埋弧焊絲、埋弧焊劑制成的螺旋焊管。北營鋼鐵（集團(tuán)）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱北營公司）作為埋弧焊絲用鋼的生產(chǎn)企業(yè)，為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，開發(fā)研制出X70配套焊絲用鋼。其中的H08D盤條是生產(chǎn)X70管線鋼配套用的埋弧焊絲（規(guī)格3.2 mm、3.8 mm、4.0 mm），已成功應(yīng)用國內(nèi)重大工程。本文對(duì)5.5 mmH08D熱軋盤條研制情況進(jìn)行介紹。

1　H08D盤條生產(chǎn)

1.1生產(chǎn)工藝路線

H08D盤條生產(chǎn)工藝路線為：900 t混鐵爐—鐵水預(yù)處理（脫S、扒渣）—120 t轉(zhuǎn)爐（頂?shù)讖?fù)吹）—LF爐精煉—方坯連鑄（結(jié)晶器電磁攪拌）—步進(jìn)式加熱爐加熱—高壓水除鱗—高速線材軋機(jī)軋制—軋后延遲型斯太爾摩冷卻—集卷—打包—稱重、入庫。

1.2化學(xué)成分設(shè)計(jì)

從以上幾方面考慮H08D盤條的生產(chǎn)，設(shè)計(jì)出化學(xué)成分見表1。

表1　H08D盤條化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）　%

1.3煉鋼工藝

1.3.1鐵水預(yù)處理

采用噴吹鈍化鎂技術(shù)對(duì)鐵水進(jìn)行鐵水預(yù)處理，再配合后續(xù)的LF爐外精煉，完成對(duì)H08D盤條脫硫，使盤條成品S含量≤0.010%，這樣可以降低硫含量偏高對(duì)焊縫質(zhì)量的影響程度。

1.3.2轉(zhuǎn)爐冶煉

轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)包括碳含量、磷含量、氧含量及鋼水溫度等控制，因磷會(huì)降低鋼的塑性和韌性，需要降低其含量，北營公司的工裝條件決定了磷去除只能在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中完成，采用“雙渣法除磷”，而且控制出鋼后的回磷量是關(guān)鍵。

1.3.3脫氧合金化

冶煉H08D時(shí)要加入4種合金。因鎳元素穩(wěn)定不易氧化，在轉(zhuǎn)爐前期隨廢鋼一起加入；低鈣硅鐵、低碳錳鐵在出鋼時(shí)加入；鈦是活潑元素，與氧、氮、硫、碳等均有較強(qiáng)親和力，極易被損耗，因此在爐外精煉后期加入，即穩(wěn)定鈦的收得率。硼也是易燒損元素，與鈦元素機(jī)理相同，所以硼鐵合金68 kg與鈦鐵合金同時(shí)加入。

1.3.4LF爐外精煉

3.如果注射過羊三聯(lián)疫苗（還在保護(hù)期內(nèi)），但又發(fā)生了不典型癥狀的羊三病（零星散發(fā)，死亡較慢），那么直接給全群羊灌服1%五水硫酸銅水溶液，灌服后就停止了散發(fā)和死亡，疫情得到控制。

LF爐過程對(duì)該爐鋼水使用升溫、脫氧、脫硫、合金化等功能，采用吹氬攪拌方式，均勻成分和溫度并使夾雜物充分上浮，提高鋼水純凈度，確保連鑄順澆。

1.3.5方坯連鑄

因H08D中Ti元素易氧化導(dǎo)致鋼水澆鑄時(shí)水口結(jié)瘤，而鋯質(zhì)水口中ZrO2可與碳反應(yīng)生成ZrC，使鋼水滲透其中，加劇水口堵塞［1］。為了防止此現(xiàn)象發(fā)生，采用長水口保護(hù)澆注。同時(shí)，澆鑄過程中鋼水進(jìn)行結(jié)晶器電磁攪拌及末端電磁攪拌。限制鋼水過熱度，以細(xì)化鑄態(tài)組織和降低鑄坯偏析。H08D方坯采用全過程保護(hù)澆注，澆注溫度為1 561～1 577℃，拉坯速度2.0 m/min。

1.4軋制工藝

H08D鑄坯分兩個(gè)批次，經(jīng)過18架連軋機(jī)組軋制成直徑φ5.5 mm的盤條。盤條軋后采用延遲型斯太爾摩冷卻工藝，產(chǎn)品以熱軋盤條狀態(tài)交貨，其軋制溫度參數(shù)見表2。

表2　盤條控軋工藝參數(shù)

軋制過程中，1#～3#水箱均勻給水，根據(jù)軋制工藝變化情況進(jìn)行調(diào)整，最終保證吐絲溫度在800～840℃范圍內(nèi)。經(jīng)吐絲后的盤條直接進(jìn)入風(fēng)冷輥道上的保溫罩內(nèi)，為了確保盤條緩冷效果，采取關(guān)閉全部風(fēng)機(jī)、保溫罩，全部使用及充分利用保溫通道等措施。

2　盤條檢驗(yàn)結(jié)果

2.1氧氮含量

統(tǒng)計(jì)該批H08D盤條（共計(jì)26個(gè)樣品）的檢測(cè)結(jié)果，其氧含量平均值為0.005 0%，最大值為0.007 2%，最小值為0.002 6%；氮含量平均值為0.006 7%，最大值為0.007 7%，最小值為0.005 3%，見圖1所示。

2.2盤條力學(xué)性能

表3　H08D盤條力學(xué)性能

2.3金相組織

現(xiàn)行工藝條件下，H08D盤條金相組織由鐵素體、珠光體和少量的粒狀貝氏體組成［2］，見表4和圖3所示。

由表4和圖3可以看出，硅酸鹽夾雜、氧化物（Al2O3）及硫化物等夾雜物均低于1.0級(jí)。圖3（a）顯示，H08D盤條金相組織由89%鐵素體+11%珠光體組成；圖3（b）顯示，H08D盤條金相組織由85%鐵素體+10%珠光體+5%粒狀貝氏體組成。盤條含有少量粒狀貝氏體組織，但不影響下一道拉拔工藝。

表4　H08D金相組織

3　使用效果

首次生產(chǎn)的φ5.5 mm的H08D熱軋盤條發(fā)往用戶，經(jīng)用戶檢驗(yàn)化學(xué)成分和力學(xué)性能均符合客戶提出要求，不經(jīng)退火直接拉拔成3.2 mm、3.8 mm、4.0 mm的埋弧焊絲。制成的埋弧焊絲焊接性能良好，焊縫平整美觀，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

4　結(jié)論

（1）埋弧焊絲用H08D盤條的生產(chǎn)工藝路線和操作要點(diǎn)制定合理可行。

（2）通過轉(zhuǎn)爐“雙渣法除磷”，脫氧合金化（在轉(zhuǎn)爐和LF爐兩個(gè)階段完成），LF爐過程調(diào)成分、調(diào)溫度、去夾雜，連鑄全程保護(hù)澆注、結(jié)晶器電磁攪拌及末端電磁攪拌、恒定拉速；控冷控軋及軋后延遲型斯太爾摩冷卻工藝等措施，使盤條成品成分、力學(xué)性能、金相組織等質(zhì)量指標(biāo)滿足客戶拉拔工藝的要求。

（3）今后將繼續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，使盤條氧氮含量進(jìn)一步降低。

［1］陳濤，易敏，陳延清，等.埋弧焊絲用H08SG盤條生產(chǎn)實(shí)踐［J］.金屬制品，2011，37（12）：52-56.

［2］張春燕，陳興偉，張祥艷，等.EM12和EM14埋弧焊絲用盤條生產(chǎn)工藝研究［J］.金屬制品，2012，38（6）：56-61

（編輯 袁曉青）

Development on H08D Wire Rod for
Submerged Arc Welding Supporting with X70

Mu Lijun，Jiang Yanju
（Steel Bars and Wire Rods Research Institute of Benxi Iron&Steel Group Co.,Ltd., Benxi 117017,Liaoning,China）

The development of the H08D wire rod for welding wires for submerged-arc welding matching with X70 steel pipes in Beiying Company was introduced.The key points for producing the H08D includes the double slag process for dephosphorization in converter,finish ing the deoxidation alloying first in converter and then in LF,continuous casting process by the M-EMS and F-EMS and constant casting speed.In rolling such processes as TMCP technology and the delayed Stelmor cooling process after rolling were used.So compositions,mechanical properties and microstructures of finished wire rods meet the requirements for drawing process asked by customers.

welding wires for submerged arc welding；H08D wire rod；X70

TG422

A

1006-4613（2015）03-0019-03

牟立君，工程師，1994年畢業(yè)于鞍山鋼鐵?學(xué)院金屬壓力加工專業(yè)。

E-mail：mulijun168@163.com

2014-11-06