一种船舶用药芯焊丝用钢带及其生产方法与流程
本发明属于冷轧低碳钢带生产技术领域，具体涉及一种船舶用药芯焊丝用钢带及其生产方法。
背景技术：
药芯焊丝是一种新兴的焊接材料，它是将药粉包在薄钢带内卷成不同截面形状填充在钢管内，经轧拔加工制成，可连续导电，进行自动或半自动焊接，生产效率高，飞溅小，易起弧，焊缝成型美观，平整。药芯焊丝用钢带是药芯焊丝不可缺少的外皮金属，是一种高附加值的产品。
目前，用户生产药芯焊丝过程存在以下问题：外皮金属C含量高拉拔过程易断裂；S、P含量高，药芯焊丝使用过程易出现裂纹；钢带性能偏高，影响焊接性能；钢带性能偏低，影响焊丝送丝性能。基于以上用户对产品的需求，所用钢带钢质必须纯净，钢带性能控制必须波动范围小，本发明通过优化冶炼工艺及对化学元素的特殊控制，实现了洁净钢带的生产，并通过轧制、退火等工艺的调整，保证了钢带性能的均匀、稳定，实现了药芯焊丝用钢带低成本、高质量生产。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种船舶用药芯焊丝用钢带及其生产方法，该药芯焊丝用钢带具有适宜的强度和良好的拉拔性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种船舶用药芯焊丝用钢带，所述钢种化学成分及质量百分含量如下：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%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述船舶用药芯焊丝用钢带产品的力学性能如下：屈服强度≤230MPa，抗拉强度280-350MPa，断后伸长率A50mm≥40%。
本发明所述船舶用药芯焊丝用钢带规格范围为厚度0.5-2.0mm，宽度1000-1450mm；热轧原料规格范围为厚度2.0-4.5mm，宽度1000-1500mm。
本发明另一目的在于提供一种上述船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼，炉外精炼，连铸，热轧、冷轧、退火、平整及重卷工序，所述炉外精炼工序控制N的质量分数为≤0.0050%。
本发明所述转炉冶炼工序，控制S、P的质量分数为≤0.010%；所述炉外精炼工序为RH真空精炼工序，所得钢水控制C的质量分数为0.020-0.035%，Al的质量分数0.015-0.030%。
本发明所述热轧工序中，加热温度1200-1280℃，终轧温度870-910℃，卷曲温度570-600℃。
本发明所述冷轧工序中，冷轧总压下率为50-80%。
本发明所述退火工序采用罩式退火，退火工艺为：冷点温度为600-630℃，热点为680-700℃，带加热罩冷却时间为1-2小时，换成冷却罩风冷至75～100℃，摘罩空冷至室温。
本发明所述平整工序中，平整延伸率为0.8～1.4%。
本发明所述重卷工序中，重卷时进行拉矫，拉矫延伸率为0.1～0.3%。
本发明的设计思路如下：
1、本发明采用RH完全直上，减少工艺流程的LF升温环节，理顺了工艺，降低了生产成本。
2、与普通冷轧低碳钢带相比，本发明中C含量按中线控制、提高了Mn的含量，来提高钢带的强度，保证钢带的拉拔性和成品焊丝的送丝性；降低S、P有害杂质的含量，降低了焊缝金属的裂纹敏感性。
3、通过热轧高温轧制与低温卷曲，控制AlN的析出，有利于良好成形性产品的获得；控制罩式退火的冷热点温度以及冷却方式，能够获得完全再结晶的铁素体基体，提高了产品的延展性；通过平整来实现对机械性能加强、板形改善和消除屈服平台，通过平整适当的延伸率控制，得到适合的屈服强度，实现对机械性能加强，避免由于材料性能偏低，使加工后的焊丝容易变形；采用小延伸率的拉矫后，能更有效地改善板形，有利于板材的纵剪加工。采用平整和拉矫双重工序时，能更确保板形平直并消除屈服平台。为最终卷管成形满足要求提供内在与外在的保证。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：本发明生产的药芯焊丝用钢带性能稳定，质量良好；本发明生产成本低廉，生产稳定性高，可生产高质量的船舶用药芯焊丝用钢带，尤其是对钢带表面要求高并且要求钢带具有良好的延伸性与韧性的冷轧钢带生产。
附图说明
图1为实施例1船舶用药芯焊丝用钢带横向200倍组织图；
图2为实施例1船舶用药芯焊丝用钢带纵向200倍组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法包括铁水脱硫，转炉冶炼，炉外精炼，连铸，热轧、冷轧、退火、平整及重卷工序，适用于船舶用药芯焊丝用钢带的生产，各工序的工艺步骤为：
炼钢工序：铁水经预脱硫处理，达到S%≤0.003%，要求扒渣率≥95%。炼钢采用100吨的顶底复吹转炉，采取了脱碳转炉不倒炉出钢技术，同时对转炉出钢过程物料加入顺序进行优化，实现了高温出钢转炉脱磷目的，效果稳定。出钢过程加入高碳锰铁配锰至0.15-0.20%，每炉加350-450kg石灰面，萤石30-80kg。出钢过程底吹氩气必须打开。
RH精炼工序：转炉冶炼工序出钢后不走LF升温，采用RH直上工艺，理顺工艺流程，降低成本；RH进站温度≥1630℃。循环脱碳期间要求真空度0.1-25KPa，脱碳时间≤8min。脱碳结束后测温、定氧，根据定氧结果调Al，使用中碳锰铁微调锰。出站参考Al%：0.015-0.030%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速和全程保护浇铸，最终实现了钢中全氧含量低于50ppm的洁净钢水。
热轧和冷轧工序：热轧终轧温度为870-910℃，卷取温度为560-600℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为50-80%，获得的冷硬板带规格：0.5-2.0×1250mm。
退火工序：采用全氢罩式退火炉对冷硬板进行退火，这种还原性气氛有利于去除板带表面的油污、氧化膜等，获得光亮的带钢表面；退火工艺为：冷点温度为600-630℃，热点为680-700℃，带加热罩缓慢冷却1-2h，换成冷却罩风冷至75-100℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：采取恒延伸率控制模式，延伸率的设定根据带钢的厚度变化而变化；平整后使钢带具有良好的版型和较低的表面粗糙度、消除或缩小屈服平台，防止加工时形成折印；空气吹扫压力为≥4bar。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.1-0.3%，重卷后即可得到所述的冷轧退火板，即船舶用药芯焊丝用钢带。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.026%，Mn：0.20%，S：0.006%，P：0.008%，Si：0.02%，Al：0.020%，N：0.0019%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.008%，S的质量分数为0.006%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.024%，Al的质量分数0.022%，N的质量分数为0.0017%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速1.3m/min和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1240℃，热轧终轧温度为895℃，卷取温度为590℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为77%，获得的冷硬板带规格：0.8×1255mm。
热轧原料规格范围为厚度2.0-4.5mm，宽度1000-1500mm。
退火工序：工艺为冷点温度为600℃，热点为695℃，带加热罩缓慢冷却1.5h，换成冷却罩风冷至80℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中0.8mm的板带，采用1.0%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.15%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为194MPa，抗拉强度为326MPa，延伸率A50mm为45%。
实施例2
一种船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.025%，Mn：0.19%，S：0.008%，P：0.007%，Si：0.02%，Al：0.019%，N：0.0031%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.007%，S的质量分数为0.008%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.023%，Al的质量分数0.022%，N的质量分数为0.0028%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1250℃，热轧终轧温度为900℃，卷取温度为580℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为74%，获得的冷硬板带规格：0.9×1253mm。
退火工序：工艺为冷点温度为610℃，热点为700℃，带加热罩缓慢冷却1.5h，换成冷却罩风冷至80℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中0.9mm的板带，采用1.0%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.12%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为191MPa，抗拉强度为304MPa，延伸率A50mm为49%。
实施例3
一种船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.032%，Mn：0.18%，S：0.005%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.015%，，N：0.0022%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.006%，S的质量分数为0.005%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.028%，Al的质量分数0.019%，N的质量分数为0.0019%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速1.3m/min和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1235℃，热轧终轧温度为890℃，卷取温度为585℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为71%，获得的冷硬板带规格：1.0×1248mm。
退火工序：工艺为冷点温度为600℃，热点为690℃，带加热罩缓慢冷却1.5h，换成冷却罩风冷至88℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中1.0mm的板带，采用1.2%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.1%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为181MPa，抗拉强度为324MPa，延伸率A50mm为47%。
实施例4
一种船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.031%，Mn：0.18%，S：0.003%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.018%，N：0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.006%，S的质量分数为0.003%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.028%，Al的质量分数0.021%，N的质量分数为0.0022%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速1.3m/min和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1245℃，热轧终轧温度为905℃，卷取温度为600℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为78%，获得的冷硬板带规格：0.5×1250mm。
退火工序：工艺为冷点温度为605℃，热点为690℃，带加热罩缓慢冷却1.5h，换成冷却罩风冷至85℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中0.5mm的板带，采用0.9%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.15%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为186MPa，抗拉强度为315MPa，延伸率A50mm为47%。
实施例5
一种船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.04%，Mn：0.25%，S：0.010%，P：0.010%，Si：0.03%，Al：0.030%，N：0.0050%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.006%，S的质量分数为0.010%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.035%，Al的质量分数0.030%，N的质量分数为0.0047%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速1.3m/min和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1200℃，热轧终轧温度为870℃，卷取温度为570℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为50%，获得的冷硬板带规格：2.0×1000mm。
退火工序：工艺为冷点温度为630℃，热点为680℃，带加热罩缓慢冷却1h，换成冷却罩风冷至100℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中1.0mm的板带，采用1.2%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.1%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为213MPa，抗拉强度为320MPa，延伸率A50mm为43%。
实施例6
一种船舶用药芯焊丝用钢带化学成分及质量百分含量如下：C：0.02%，Mn：0.15%，S：0.005%，P：0.006%，Si：0.01%，Al：0.010%，，N：0.0020%，其余为铁和不可避免的杂质。
船舶用药芯焊丝用钢带的生产方法如下：
冶炼工序：底吹全程使用氩气，控制P的质量分数为0.006%，S的质量分数为0.005%；
RH真空炉外精炼：控制C的质量分数0.020%，Al的质量分数0.015%，N的质量分数为0.0018%。
连铸工序：连铸过程采用恒拉速1.3m/min和全程保护浇铸；
热轧和冷轧工序：加热温度1280℃，热轧终轧温度为910℃，卷取温度为595℃，采取后段冷却；热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为80%，获得的冷硬板带规格：1.0×1450mm。
退火工序：工艺为冷点温度为610℃，热点为695℃，带加热罩缓慢冷却2h，换成冷却罩风冷至75℃，摘罩空冷至室温。
平整工序：本实施例中1.0mm的板带，采用1.2%平整延伸率。
重卷工序：重卷拉矫延伸率为0.3%，重卷后即可得到所述的船舶用药芯焊丝用钢带。
所述钢带经过检验，屈服强度为196MPa，抗拉强度为308MPa，延伸率A50mm为47%。
附图1、2分别为本发明实施例1的船舶用药芯焊丝用钢带横、纵200倍组织图，通过附图可以看出，本发明得到的产品钢带的金相组织主要由铁素体和少量游离渗碳体组成，其中铁素体形态为饼形，游离渗碳体呈分散的点状、短链状分布于晶界和晶内。本发明得到的产品组织均匀，没有混晶、偏析等异常组织，为有利于冲压的饼形晶粒。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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