專利名稱：控制抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，尤其是提供了一種控制抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物的方法。
背景技術(shù)：
抗氫致開裂管線鋼主 要用于輸送含有腐蝕性介質(zhì)(H2S)的石油和天然氣，除了具備普通管線鋼所要求的較高強度和低溫沖擊性能外，為保證輸送油氣的安全性，還對鋼種的抗氫致開裂HIC性能提出了嚴格要求，要求油氣管道用鋼具備良好的抗HIC性能。在抗氫致開裂管線鋼生產(chǎn)中影響抗HIC性能的主要因素為元素偏析和非金屬夾雜物控制，為降低偏析程度，采用低碳低錳成分設(shè)計體系，并且盡量減少鋼中的雜質(zhì)元素含量，進行超低硫([S] ( IOppm)和低磷控制，并采用連鑄輕壓下工藝，基本滿足了抗氫致開裂管線鋼元素偏析控制的要求；由于抗HIC管線鋼采用低碳成分設(shè)計，要求轉(zhuǎn)爐冶煉終點低的碳含量，從而導(dǎo)致鋼水氧化性增強，鋼中的非金屬夾雜物數(shù)量增多，使得鋼中非金屬夾雜物控制難度加大。鋼中MnS夾雜在軋制過程中，隨著鋼基體的變形而變形，而鋼中的脆性氧化物(Al2O3)夾雜在軋制過程中則會變成點鏈狀缺陷，在管線鋼使用過程中夾雜物會成為裂紋源，影響抗氫致開裂管線鋼的抗HIC性能。所以在抗氫致開裂管線鋼低碳成分體系、超低硫和低磷冶煉要求下，鋼中的非金屬夾雜物控制成為了冶煉控制難點。申請?zhí)枮?00910079465. X的中國專利公開了一種控制管線鋼中非金屬夾雜物的方法，該發(fā)明只針對煉鋼精煉領(lǐng)域，主要是通過LF爐精煉直接控制非金屬夾雜物的成分組成，并在后續(xù)軋制過程中控制變形指數(shù)< 0. 5，來避免軋后出現(xiàn)線狀和條狀的非金屬夾雜物，該專利只針對熱軋板卷的生產(chǎn)，同時未明確提出各個工位的具體的工藝控制參數(shù)，尤其是真空處理工藝，并且在精煉過程中控制夾雜物的成分組成在冶煉現(xiàn)場不易實現(xiàn)，不能直接指導(dǎo)實際生產(chǎn)應(yīng)用。申請?zhí)枮?01110191053.2的中國專利公開了一種鋼中夾雜物的控制方法，該發(fā)明主要是針對以含釩半鋼作為原料，經(jīng)過精煉，然后生產(chǎn)高硫、易切削齒輪鋼時夾雜物的控制方法；同時鋼中硫含量< 0. 030%，含量較高，主要是控制鋼中的硫化物夾雜，該專利只針對單一、特殊鋼種，工藝的應(yīng)用具有一定局限性。申請?zhí)枮?01110337938. 9的中國專利公開了一種去除鋼液中非金屬夾雜物的工藝，該發(fā)明主要是滿足于生產(chǎn)熱軋板卷時鋼中夾雜物的要求，并且沒有提及鋼中成分控制范圍，未體現(xiàn)出本發(fā)明專利所解決問題時的關(guān)鍵控制工藝及難點；夾雜物控制主要是采用二次軟吹工藝來控制鋼液中Als/Alt的比值，夾雜物的控制工藝相對比較單一，同時夾雜物控制不能滿足抗氫致開裂管線鋼的生產(chǎn)要求。通過對國內(nèi)抗氫致開裂管線鋼中非金屬夾雜物控制的相關(guān)專利檢索可知，目前鋼中非金屬夾雜物的控制只是針對其他鋼種提出了相應(yīng)的控制工藝，并且只針對熱軋板卷的生產(chǎn)，而未對中厚板的生產(chǎn)，尤其是未對抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物提出相應(yīng)的控制措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種控制抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物的方法，解決了由非金屬夾雜物導(dǎo)致的抗氫致開裂檢驗不合格問題。通過控制冶煉過程中各個環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)，可實現(xiàn)對低碳[C] ( 0. 045wt%、超低硫[S] ( 0. 0010 七％抗111(管線鋼中非金屬夾雜物的穩(wěn)定控制；實現(xiàn)了抗HIC管線鋼工業(yè)化、批量生產(chǎn)。本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù) 方案是采用的工藝路線為轉(zhuǎn)爐冶煉一鋼包爐精煉一RH真空精煉一Ca處理一軟吹、鎮(zhèn)靜一連鑄，在工藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下(I)轉(zhuǎn)爐終點控制鋼中的碳含量和氧含量(碳含量為0. 020 0. 035wt%，鋼中的氧含量為800 1200ppm)，轉(zhuǎn)爐出鋼過程依次加入強脫氧劑、合金、小粒白灰，加料過程在轉(zhuǎn)爐出鋼1/4前完成，其中強脫氧劑為金屬鋁，加入量為I. 6 2. Okg/t鋼；小粒白灰粒度15 30mm，加入量為5 8kg/1鋼；出鋼結(jié)束鋼中的[Al]含量為0. 030 0. 070wt%。(2)鋼包爐精煉加入高堿度精煉渣進行精煉，精煉過程控制鋼包底吹氬氣流量8 12NL/(min t鋼)，底吹氬氣時間15 30min，精煉結(jié)束精煉渣成分控制為CaO 50 60wt%, SiO2 3 6wt%, MgO 7 10wt%, Al2O3 :25 35wt%，其它彡 3wt% ;鋼包爐精煉結(jié)束鋼中的硫含量[S] ( 0. 0010wt%，精煉過程的增碳量控制在0. 010wt%以內(nèi)。(3) RH真空精煉過程不調(diào)溫；真空處理提升氬氣的流量控制在6 12NL/(min t鋼)，真空處理時間控制在12 18min。(4)真空精煉之后進行Ca處理操作，向鋼液中喂入硅鈣線，對夾雜物進行變性處理，喂線后保證鋼液中[Ca]含量為0. 0015 0. 0030wt%o(5)鋼水進行軟吹操作，軟吹流量控制在0. 6 I. 6NL/ (min t鋼)，軟吹時間控制在10 15min ;之后進行鋼水鎮(zhèn)靜操作，鎮(zhèn)靜時間控制在5 12min。(6)連鑄過程采用全保護澆鑄，保證鋼包自開率為100%，保證鋼中的Als損失量(0. 002%。本發(fā)明所述的鋼包爐精煉高堿度精煉渣成分為CaO 50 65wt%，SiO2 ( 5wt%,Al2O3 25 35wt%，MgO :6 10wt%，余量為不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點是采用本工藝滿足了低碳[C]彡0. 045wt%、超低硫( 0.0010被％類抗氫致開裂管線鋼中非金屬夾雜物控制的要求，按照國標GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物評判標準，鋼中的各類夾雜物都控制在0. 5級以內(nèi)，采用此鑄坯軋制的中厚板，用NACE標準A溶液進行抗HIC性能檢測合格，實現(xiàn)了抗氫致開裂管線鋼中厚板工業(yè)化、批量、穩(wěn)定生產(chǎn)。
具體實施例方式實施例I :鋼種X65MS，主要成品成分為[C]=0. 035wt%、[S]=0. 0006wt%,鋼中非金屬夾雜物的控制工藝如下 轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳含量為0. 028wt%,鋼中的氧含量為985ppm。轉(zhuǎn)爐出鋼過程依次加入強脫氧劑、合金、小粒白灰，加料過程在轉(zhuǎn)爐出鋼1/4前完成，其中強脫氧劑為金屬鋁，加入量為2. Okg/t鋼；小粒白灰粒度15 30mm，加入量為8kg/t鋼；出鋼結(jié)束鋼中的[Al]含量為0. 065wt%。鋼包爐精煉加入高堿度精煉渣進行精煉，精煉過程控制鋼包底吹氬氣流量12NL/(min 鋼)，底吹氬氣時間25min，精煉結(jié)束精煉渣成分控制為CaO 56wt%,Si02 :6wt%，Mg0 8wt%, Al2O3 :28wt%，其它彡2. 0wt% ;鋼包爐精煉結(jié)束鋼中的硫含量[S]=0. 0006wt%，精煉過程的增碳量控制在0. 007wt%以內(nèi)。RH真空精煉過程不采用調(diào)溫材料；真空處理提升氬氣的流量控制在IONL/(min-t鋼)，真空處理時間控制在18min。 真空精煉之后進行喂硅鈣線操作，對夾雜物進行變性處理，喂線后保證鋼液中[Ca]含量為 0. 0018wt%o鋼水進行軟吹操作，軟吹流量控制在I. 5NL/(min *t鋼)，軟吹時間控制在15min ；之后進行鋼水鎮(zhèn)靜操作，鎮(zhèn)靜時間控制在lOmin。連鑄過程采用全保護澆鑄，保證鋼包自開率為100%，鋼中的Als損失量0. 0010%。經(jīng)此工藝，抗氫致開裂管線鋼X65MS中非金屬夾雜物按照國標GB/T10561-2005鋼
中非金屬夾雜物評級如下表
權(quán)利要求
1.一種控制抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物的方法，エ藝路線為轉(zhuǎn)爐冶煉ー鋼包爐精煉ーRH真空精煉ーCa處理ー軟吹、鎮(zhèn)靜ー連鑄，其特征在于，エ藝中控制的技術(shù)參數(shù)如下 (O轉(zhuǎn)爐終點控制鋼中的碳含量和氧含量，出鋼過程依次加入強脫氧劑、合金、小粒白灰，加料過程在轉(zhuǎn)爐出鋼1/4前完成，出鋼結(jié)束鋼中的[Al]含量為O. 03(T0. 070wt% ； (2)鋼包爐精煉加入高堿度爐渣進行精煉，精煉過程控制鋼包底吹氬氣流量和時間，精煉結(jié)束控制精煉渣成分；鋼包爐精煉結(jié)束鋼中的硫含量[S] ^ O. 0010wt%，精煉過程的增碳量控制在O. 010wt%以內(nèi)； (3)RH真空精煉過程不調(diào)溫；真空處理提升氬氣的流量控制在6 12NL/(min鋼)，真空處理時間控制在12 18min ； (4)真空精煉之后進行Ca處理操作，向鋼液中喂入硅鈣線，對夾雜物進行變性處理，喂1線后保證鋼液中[Ca]含量為O. 0015 O. 0030wt% ； (5)鋼水進行軟吹操作，軟吹流量控制在O.6 I. 6NL/ (min · t鋼)，軟吹時間控制在10 15min ;之后進行鋼水鎮(zhèn)靜操作，鎮(zhèn)靜時間控制在5 12min ； (6)連鑄過程采用全保護澆鑄，保證鋼包自開，控制鋼中的Als損失量<O. 002%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的エ藝，其特征在于，步驟(I)中轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳含量為O.020 O. 035wt%，氧含量為 800 1200ppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(I)中轉(zhuǎn)爐出鋼過程強脫氧劑為金屬鋁，加入量為I. 6^2. Okg/t鋼；小粒白灰粒度15 30_，加入量為5 8kg/t鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，步驟2中鋼包爐精煉控制鋼包底吹氬氣流量8 12NlV(min · t鋼)，底吹氬氣時間15 30min ;精煉結(jié)束精煉渣成分控制為CaO 50 60wt%，SiO2 :3 6wt%，MgO :7 10wt%，Al2O3 :25 35wt%，其它彡 3wt%。
全文摘要
一種控制抗氫致開裂管線鋼中厚板非金屬夾雜物的方法，屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。工藝路線為轉(zhuǎn)爐冶煉—鋼包爐精煉—RH真空精煉—Ca處理—軟吹、鎮(zhèn)靜—連鑄。工藝特點為轉(zhuǎn)爐終點控制碳和氧含量，出鋼鋁強脫氧；鋼包爐精煉加入高堿度精煉渣，控制底吹氬氣流量、時間和精煉渣成分；RH真空精煉控制提升氬氣流量和真空處理時間；Ca處理控制鋼中[Ca]含量；控制軟吹流量和時間及鎮(zhèn)靜時間；連鑄采用全保護澆鑄。本發(fā)明的優(yōu)點是采用本工藝滿足了抗氫致開裂管線鋼非金屬夾雜物要求，按GB/T10561-2005鋼中非金屬夾雜物評判標準，鋼中的各類夾雜物都控制在0.5級以內(nèi)，采用此鑄坯軋制的中厚板，用NACE標準A溶液抗HIC性能檢測合格，實現(xiàn)了抗氫致開裂管線鋼中厚板批量、穩(wěn)定生產(chǎn)。
文檔編號C21C7/00GK102732666SQ201210233278
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者劉金剛, 姜中行, 孫碩猛, 張建師, 朱志遠, 李廣雙, 李戰(zhàn)軍, 柴玉國, 王東柱, 王文軍, 王森, 白學(xué)軍, 郝寧, 陳霞 申請人:首鋼總公司