-100℃低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式涉及冶金領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明的實施方式涉及一種-100°c 低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)石油、化工等能源行業(yè)需要大量低溫用鋼來制造 各種液化石油氣、液氨、液氧、液氮的生產(chǎn)及存儲設(shè)備。根據(jù)我國"十二五"規(guī)劃，未來五年 將優(yōu)化石化能源的發(fā)展，加快油氣資源的開發(fā)。這將給低溫服役條件下能源生產(chǎn)及存儲設(shè) 備制造行業(yè)提供廣闊的市場及發(fā)展機遇，同時也會促進耐低溫材料的發(fā)展。由于容器特殊 用途，對低溫鋼性能的要求更加嚴(yán)格，首先要保證在使用溫度下具有足夠的抗脆性開裂的 能力，要求產(chǎn)品不僅具有高的強度，而且還要具備高的低溫沖擊韌性，因此低溫管對鋼質(zhì)純 凈度要求很高，而且隨著溫度的降低對鋼的純凈度要求更高。
[0003] CN103131963發(fā)明專利提出低溫用無縫鋼管材料及其制備方法，鋼材冶煉生產(chǎn)工 藝為：鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一VD脫氣一圓坯連鑄，該方法是采用轉(zhuǎn)爐長流程工 藝線生產(chǎn)，對鐵水進行了深脫硫預(yù)處理，保證鋼質(zhì)純凈度，生產(chǎn)周期長，成本高，競爭力差； 而且該方法生產(chǎn)的有害元素 P含量高，都在0. 013%以上，不利于產(chǎn)品的低溫沖擊韌性；VD 真空后喂硅鈣線，鋼中球狀夾雜物顆粒細(xì)小且多，不容易上浮去除，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的低溫沖 擊性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種-KKTC低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，以 期望可以解決現(xiàn)有-KKTC低溫鋼生產(chǎn)周期長、成本高，競爭力差，有害元素高，夾雜物顆粒 多，低溫沖擊韌性低的問題。
[0005] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一種實施方式采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種-100°c低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：
[0007] (1)電弧爐冶煉
[0008] 以廢鋼和生鐵為原料，米用尚阻抗超尚功率電弧爐冶煉初煉鋼水，控制初煉鋼水 終點碳< 0. 04%和磷< 0. 003% ;出鋼前加入Ni板隨鋼包進行烘烤使鋼水的氫含量降低； 出鋼，該過程中向初煉鋼水分別加入Al球和CaBaAlSi復(fù)合脫氧劑進行脫氧；
[0009] (2) LF 精煉
[0010] 將步驟⑴所得鋼水轉(zhuǎn)入LF精煉爐時，直接采用80~90%的石灰和10~20% 的合成渣混合造泡沫渣，采用大渣量隔離空氣操作，渣量占鋼水重量的1. 2~1. 8%，使所 述LF精煉爐的鋼包和電極給鋼水的增碳量< 0. 03% ;精煉結(jié)束后，按照0. 10~0. 18kg/t 鋼的添加量用喂絲機向鋼水喂入純Ca線，將鋼水中的夾雜物變?yōu)榍蛐危缓蟛捎娩摪状?氬氣對鋼水靜吹15min以上，吹氬強度使鋼水不裸露即可；
[0011] (3) VD真空處理
[0012] 將步驟⑵所得鋼水轉(zhuǎn)入VD真空爐抽真空，在真空度< 67Pa保持大于15min，直 至鋼水中爐渣不再發(fā)泡時停止抽真空，打開VD真空爐的真空蓋，利用鋼包底吹氬氣對鋼水 靜吹大于18min ;
[0013] (4)圓坯連鑄
[0014] 將步驟（3)所得鋼水采用圓坯連鑄機澆鑄，得到圓坯，直接用于乳管，得到低溫?zé)o 縫鋼管。
[0015] 上述-100°C低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，所述原料包括55~65%的廢鋼和35~ 45%的生鐵。
[0016] 上述-KKTC低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，所述使鋼水氫含量降低的具體方法是： 電弧爐出鋼前2h按照25~28kg/t鋼的添加量將Ni板加入到所述電弧爐的鋼包中，隨鋼 包進行烘烤，烘烤溫度> 800°C。
[0017] 上述-100°C低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，步驟（1)所述出鋼采用偏心爐底出鋼， 電弧爐的出鋼溫度為1630~1650°C，所述Al球和CaBaAlSi復(fù)合脫氧劑的添加量分別為 3. 3 ~3. 8kg/t 鋼、2. 0 ~2. 5kg/t 鋼。
[0018] 上述-100°C低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，所述高阻抗超高功率電弧爐為70噸高 阻抗超尚功率。
[0019] 上述-KKTC低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，所述圓坯的規(guī)格為Φ200mm~Φ430mm， 所述圓坯的氣體含量為：H 0.00004 ~0.00007%，0 (λ 0012 ~(λ 0018%，N (λ 0030 ~ 0.0050%，有害元素 P 0.005 ~0.008%、S 0.001 ~0.004%。
[0020] 上述-100°C低溫?zé)o縫鋼管鋼的生產(chǎn)方法，所述低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量含 量計為：C0. 06 ~0· 10%、Si0. 21 ~0· 33%、ΜηΟ· 48 ~0· 58%、Ρ 彡 0· 008%、S 彡 0· 004%、 Ni 3. 4~3. 7%、Al 0.03~0.06%、余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0021] 下面對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步的說明。
[0022] 本發(fā)明用尚阻抗超尚功率電弧爐冶煉初煉鋼水，利用超尚功率電弧爐尚喊度、低 溫、高氧化鐵和爐壁集束氧槍吹氧脫碳的劇烈攪拌等特性，有效去除鋼水中的有害元素磷、 氫、氮氣體和非金屬夾雜物。
[0023] 在電弧爐出鋼過程加入Al球和復(fù)合造渣劑共同對鋼水進行脫氧，讓初煉鋼水形 成的Al 2O3夾雜物有充分的上浮時間，同時保證經(jīng)過LF精煉、VD真空處理、連鑄后管坯鋼的 Al含量達(dá)到0. 030~0. 060%，同時避免在LF精煉過程中加入Al氧化形成的Al2O3夾雜物 沒有充分的上浮時間，增加 Ca處理后球狀夾雜物含量。
[0024] 電弧爐初煉鋼水出鋼前加入Ni板到鋼包中，可以去除Ni板中的氫含量，降低鋼水 氫含量。步驟（1)要求控制初煉鋼水終點的碳含量和磷含量，若碳含量高于〇.〇4%，不能 保證最終得到的低溫鋼碳含量達(dá)到〇. 06~0. 10%的要求，但為了避免鋼水過氧化，必須控 制電弧爐爐壁集束氧槍吹氧強度，以控制鋼水碳含量低于〇. 04%即可。若磷大于0. 003%， 在LF精煉時因電弧爐出鋼鋼水帶出的含磷爐渣的回磷和加入鐵合金增加的磷，會使產(chǎn)品 的磷含量超過〇. 008%，增加有害元素含量，影響鋼的低溫韌性。電弧爐出鋼溫度1630~ 1650°C，采用偏心爐底出鋼（EBT)，防止電弧爐氧化渣進入LF精煉爐。
[0025] 本發(fā)明在鋼水到LF精煉爐工位時，不加 Al脫氧，采用大渣量操作可防止LF精煉 爐加熱時電極氧化脫落的石墨碳進入鋼水增加鋼中碳含量，防止含碳17~20%的鎂碳磚 鋼包渣線的碳進入鋼液中，控制LF精煉過程鋼包和電極鋼水增碳量小于0. 03 %，保證產(chǎn)品 C含量滿足0. 06~0. 10 %的要求；采用大渣量隔離空氣，防止鋼水吸氣和二次氧化。實現(xiàn) LF精煉的快速脫硫、脫氧、去氣、去夾雜，調(diào)整合金成分。
[0026] LF精煉結(jié)束后，用喂絲機喂入純Ca線對鋼水中的夾雜物進行變性處理，使鋼水 中的夾雜物變性為球形。鋼包底吹氬氣15min以上，讓鋼水中的球狀夾雜物有充分的上浮 時間，提高鋼質(zhì)純凈度，降低球狀夾雜物對低溫沖擊韌性的影響。如果喂入的純Ca線少于 0. 10Kg/t鋼，則不能使夾雜物完全變性，喂入的純Ca線量大于0. 18Kg/t鋼，一是增加成本， 二是喂純Ca線量大時鋼液沸騰劇烈，鋼液面波動大導(dǎo)致鋼水吸氣，產(chǎn)生二次氧化。
[0027] VD真空處理步驟中鋼包底吹氬氣的目的是讓真空處理后夾雜物進一步上浮，提高 鋼質(zhì)純凈度。
[0028] 圓坯連鑄時采用全程保護澆鑄，解決鋼水吸氣和鋼水二次氧化問題。采用大容量 中間包（例如，容量為20噸）讓夾雜物充分上浮。
[0029] 本發(fā)明解決了低溫鋼Gr. 3生產(chǎn)需要對鐵水進行深脫硫預(yù)處理，生產(chǎn)流程長，成本 高，競爭力差，影響低溫沖擊韌性的有害元素磷含量高，夾雜物多的難題，提供一種-100°C 低溫?zé)o縫鋼管Gr. 3管坯鋼的生產(chǎn)方法，采用超高功率電弧爐、偏心爐底出鋼、LF爐外精煉、 VD真空處理、全保護圓坯連鑄生產(chǎn)的低溫?zé)o縫鋼管管坯鋼鋼質(zhì)純凈度高，氣體含量低，有害 元素 P、S含量低，生產(chǎn)流