一種高潔凈度管線鋼冶煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，設(shè)及一種管線鋼冶煉工藝，具體地說是一種高潔凈度管線 鋼冶煉工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油、天然氣等管線鋼需求行業(yè)的迅速發(fā)展，其對管道用鋼管的可靠性要求 越來越高，不僅要求具有高強(qiáng)度、高的低溫止裂初性及良好的焊接性，對特殊地區(qū)的管線鋼 還要求有抗&S腐蝕能力和抗大應(yīng)變能力。
[0003] 在酸性氣體環(huán)境中，導(dǎo)致管線鋼失效的主要質(zhì)量問題是氨致開裂（Hy化ogen InducedCracking 簡稱 HIC)和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（SulfideStress Corrosion Cracking 簡稱SSCC)。通常認(rèn)為，HIC大都起源于鋼水中的有害元素和夾雜物，SSCC的形成與HIC密 切相關(guān)。為了提高管線鋼抗HIC和抗SSCC能力，必須盡可能的降低鋼中磯、硫、氧、氮、氨雜 質(zhì)元素的含量和控制非金屬夾雜物的數(shù)量、形態(tài)和尺寸，提高鋼水的純凈度，尤其是對管線 鋼性能危害較大的Al2〇3和MnS夾雜物的控制，改變其形態(tài)是管線鋼冶煉的重要任務(wù)之一。
[0004] 為保證管線鋼較好的抗HIC性能要求，在冶煉工藝上必須保證鋼水的低碳成分和 高純凈度，盡可能降低夾雜物總量并進(jìn)行變性處理。采用RH真空精煉和LF鋼包精煉聯(lián)合 處理工藝，可W很好的滿足高級別鋼線鋼對鋼水質(zhì)量的要求，目前寶鋼、鞍鋼、武鋼、沙鋼等 國內(nèi)鋼廠管線鋼生產(chǎn)主要采用的生產(chǎn)工藝為；鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐一 LF精煉一 RH真空處理 及巧處理一誘注。但從轉(zhuǎn)爐出鋼到誘注過程由于合金、覆蓋劑、保護(hù)渣等含碳材料的使用和 耐材侵蝕，不可避免會(huì)引起鋼水增碳，一般成品碳在0. 04%~0. 08%之間，抗HIC管線鋼要 求成品C《0. 04%的要求，僅靠轉(zhuǎn)爐脫碳和控制后道工序增碳無法批量穩(wěn)定生產(chǎn)，另外在 轉(zhuǎn)爐爐況維護(hù)、鋼鐵料消耗方面也存在一定的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高潔凈度管線鋼 冶煉工藝，本發(fā)明通過鐵水脫硫預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧制度和造渣制度優(yōu)化，LF精煉爐深脫 氧和造還原渣工藝，RH高真空度脫氣和去夾雜物工藝，連鑄全程保護(hù)誘鑄，使鑄巧成分均 勻，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金屬夾雜物有效控制，鑄巧內(nèi)部質(zhì)量良好，保證高附 加值的超低硫鋼的生產(chǎn)。
[0006] 為了解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高潔凈度管線鋼冶煉工藝，工藝路線為： 鐵水倒罐一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一出鋼脫氧合金化一 LF精煉爐一巧處理一 RH真空爐一 連鑄，包括如下具體步驟：
[0007] 步驟一，轉(zhuǎn)爐冶煉：
[000引 （1)鐵水預(yù)處理操作；入爐鐵水經(jīng)脫硫預(yù)處理并化渣干凈，其中S元素含量為 0-0. 005 %，廢鋼中S元素含量為0-0. 010% ;
[0009] (2)轉(zhuǎn)爐處理過程深脫磯：采用"雙渣法"，在轉(zhuǎn)爐吹煉4-6分鐘，即碳氧反應(yīng)剛開 階段，進(jìn)行第一次倒渣，在保證前期爐渣盡快化好的前提下，采用高堿度、高氧化性、低溫度 渣系操作；
[0010] 做擋渣操作追制出鋼過程中的下渣量為〇-2kg/t ;
[0011] (4)出鋼造渣；出鋼過程加入復(fù)合精煉渣和石灰進(jìn)行對鋼包頂渣改質(zhì)，復(fù)合精煉 渣成分為；CaO ;55% -65%、Al2〇3;27% -37%、Si〇2;〇-8. 0%、H20 5%、N 05%， 其余為其他雜質(zhì)，加入量噸鋼服g，石灰加入量噸鋼3Kg ;
[0012] (5)出鋼脫氧；出鋼過程采用侶塊脫氧，根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)氧含量加入侶塊，按 30kg侶塊平衡鋼水中0. 010%氧的量加入侶塊，即；侶塊加入量=終點(diǎn)氧含量X0. 3 ;出鋼 過程；出鋼開始一出鋼30秒加造渣料一出鋼至1/3加合金和侶塊一出鋼結(jié)束；
[0013] (6)鋼包底吹氣氣控制；出鋼過程鋼包底吹氣體流量為200-300Nl/min，出鋼時(shí)間 控制在5-8min ;
[0014] 步驟二，精煉爐冶煉：
[0015] (1)LF爐前期操作；鋼水到處理工位后，調(diào)整鋼包底吹流量300-400Nl/min，供電 化渣2-3min后加入石灰3kg/噸鋼、侶絲0. 3kg/噸鋼，取樣分析，下電極升溫；
[0016] (2)LF爐中期過程控制；處理時(shí)間為lOmin，根據(jù)LF爐第一個(gè)鋼樣成分和渣況粘稠 情況，加入石灰和侶絲造渣脫硫，石灰加入量噸鋼小于2Kg，侶絲0.化g/噸鋼，脫硫過程氣 氣流量350-500Nl/min，喂侶線調(diào)整鋼液侶含量，喂侶線控制氣氣流量30-60Nl/min，侶線 喂入量；W冶煉過程鋼水中侶含量保持在0. 05-0. 06%范圍來控制侶線喂入量，根據(jù)目標(biāo) 鋼種的成分進(jìn)行合金化，升溫6-8min取樣分析，下電極繼續(xù)升溫脫硫；
[0017] (3) LF爐后期過程控制：處理時(shí)間25min，根據(jù)LF爐第二個(gè)鋼樣成分和渣況粘稠情 況，加入石灰和侶絲造渣脫硫，石灰加入量噸鋼1. 5-2Kg，侶絲0. 1-0.化g/噸鋼，脫硫過程 氣氣流量350-500Nl/min，喂侶線調(diào)整鋼液侶含量，喂侶線控制氣氣流量30-60Nl/min，侶 線喂入量；W冶煉過程鋼水中侶含量保持在0. 03% -0. 05 %范圍來控制侶線喂入量，加入 合金進(jìn)行合金化微調(diào)，直至達(dá)到鋼種目標(biāo)要求；下電極升溫脫硫，取樣分析；根據(jù)分析結(jié)果 重復(fù)該步驟的流程（3);
[001引 （4)LF爐巧處理及軟攬拌；鋼水中喂入純巧線180-200m/爐（巧鐵線350-400m/ 爐），巧處理結(jié)束軟攬拌不少于5min，軟攬拌底吹流量控制；10-60Nl/min ;
[0019] (5) RH真空處理：鋼水到達(dá)RH爐處理工位后，測溫取樣，開始抽真空處理，真空度 降低至300Pa W內(nèi)，保持時(shí)間為不少于15min，RH真空處理過程，鋼包底吹氣氣流量控制在 5-15Nl/min，真空結(jié)束后軟攬拌時(shí)間不少于15min ;
[0020] 步驟S，連鑄；
[002U (1)中包烘烤溫度為1050-1100。烘烤時(shí)間為160-180分鐘；開誘前5分鐘中包 開始吹氣，排除中間包空氣，防止二次氧化；
[0022] (2)每爐鋼水在大包回轉(zhuǎn)臺(tái)鎮(zhèn)靜時(shí)間不少于5分鐘。
[0023] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
[0024] 前述步驟一中第（2)步中，堿度為3.2-4. 0,氧化性TFeO為20 %-25%，溫度為 1580°C -1620°C ;步驟一中吹煉終點(diǎn)溫度為1620-1680°C，終點(diǎn)C含量為0-0. 035%。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：
[0026] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的管線鋼冶煉技術(shù)，采用；采用鐵水倒罐一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一 出鋼脫氧合金化一 LF精煉爐一巧處理一 RH真空爐一連鑄生產(chǎn)工藝流程，通過鐵水預(yù)處理 深脫硫化渣，轉(zhuǎn)爐處理過程深脫磯，出鋼侶塊深脫氧和復(fù)合精煉渣頂渣改質(zhì)；LF精煉爐侶 絲渣脫氧、石灰造渣W及喂侶線微調(diào)鋼水中侶，結(jié)合LF爐冶煉過程全程合理的氣氣底吹控 審IJ，LF結(jié)束巧處理對夾雜物變性處理，配合合適的軟攬拌時(shí)間促使夾雜物上浮去除；RH真 空爐保持高真空脫除鋼水中氣體；連鑄工序全程無氧化保護(hù)誘鑄工藝技術(shù)。
[0027] 本發(fā)明冶煉技術(shù)成功解決了管線鋼冶煉鋼水潔凈度控制的難點(diǎn)，采用鐵水預(yù)處理 深脫硫化渣，轉(zhuǎn)爐處理過程深脫磯，出鋼侶塊深脫氧和復(fù)合精煉渣頂渣改質(zhì)；LF精煉爐侶 絲渣脫氧、石灰造渣W及喂侶線微調(diào)鋼水中侶，結(jié)合LF爐冶煉過程全程合理的氣氣底吹控 審IJ，充分發(fā)揮脫硫的冶金熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，把擴(kuò)散脫氧和沉淀脫氧進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，充分 挖掘渣脫氧脫硫的潛力，LF結(jié)束巧處理對夾雜物變性處理，配合合適的軟攬拌時(shí)間促使夾 雜物上浮去除；RH真空爐保持高真空脫除鋼水中氣體，同時(shí)促使夾雜物進(jìn)一步聚集長大上 浮去除；連鑄工序全程無氧化保護(hù)誘鑄、動(dòng)態(tài)輕壓下、液面自動(dòng)控制等設(shè)備及工藝，使鑄巧 成分均勻，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金屬夾雜物有效控制，鑄巧內(nèi)部質(zhì)量良好。 [002引本發(fā)明技術(shù)W理論計(jì)算分析為基礎(chǔ)，優(yōu)化各工序控制要點(diǎn)，把擴(kuò)散脫氧和沉淀脫 氧充分有機(jī)結(jié)合，經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)，成功開發(fā)高潔凈度管線鋼冶煉工藝，通過煉鋼廠一年 多的擴(kuò)大生產(chǎn)，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金屬夾雜物有效控制，鑄巧內(nèi)部質(zhì)量良好， 鋼板探傷合格率控制在99. 5 % W上，完全滿足生產(chǎn)需要。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】 [0030] 實(shí)施例1
[0031] 本實(shí)施例提供一種高潔凈度管線鋼冶煉工藝，本實(shí)施例選擇X70管線鋼種，其主 要化學(xué)成分見表1 ;如圖1所示，工藝路線為：鐵水倒罐一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一出鋼脫