屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用鋼的冶煉方法
【專利摘要】一種屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用鋼的冶煉方法，屬于煉鋼【技術領域】，適用碳含量在0.16-0.22％之間，錳含量在1.2-1.7％之間的抗氫致裂紋容器用鋼。該類鋼種應該將重點放在MnS和鋁、氧夾雜物的控制上。鋁、氧夾雜物的控制的關鍵點在于：轉爐爐后加鋁強脫氧，使用大流量氬氣底吹以促進脫氧反應，LF精煉促進夾雜物上浮，RH不再進行調鋁，RH軟吹促進夾雜物上浮，RH處理結束后采用靜置的方法促進鋁、氧夾雜物上浮。MnS夾雜物控制的關鍵點在于：鐵水預處理采用兩次扒渣操作，LF深脫硫處理，RH精煉采用鈣處理，以固定鋼液中的游離狀態(tài)硫元素。使用該工藝生產的345MPa級抗酸容器鋼，其抗HIC性能檢驗，CLR、CTR和CSR指標均為0，0，0。
【專利說明】屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用鋼的冶煉方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼【技術領域】，特別是提供了一種屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用 鋼的冶煉方法。

【背景技術】
[0002] 在石油化工領域，近年來發(fā)生的一些由于H2S存在發(fā)生設備損壞或破裂事故，使得 人們對于H2S腐蝕環(huán)境下的容器用鋼的抗氫致開裂（氫致裂紋簡稱HIC)性能提出了要求。
[0003] 研究表明，促使HIC發(fā)生的驅動力與晶格內溶解氫的濃度關系最為密切，HIC的 發(fā)生和發(fā)展主要經歷以下幾個階段：第一階段，氫進入鋼表面后，滯留在晶格的界面處，特 別是一些受熱壓軋制時拉伸成邊長條的夾雜物界面處，由于溶解氫變成氫分子而產生了內 應力，其大小等于所產生的氫分壓；第二階段，由于氫分壓不斷增加，晶格塑性變形，在變形 處，晶格的錯位、空穴等缺陷增多，造成氫在該處的進一步聚集，即局部氫的濃度增加；第三 階段，當聚集在該處的氫濃度超過了最低極值，即超過了該處界面的彈性形變范圍，產生了 永久性變形，形成了沿雜質方向分布的氫損裂紋，這就是HIC的開始。這種永久性損傷進一 步為溶解氫提供了聚集的場所，又重新開始一個新的循環(huán)，這種循環(huán)不斷重復，使得HIC得 以不斷發(fā)展。
[0004] 通過對抗HIC性能不合的試樣裂紋進行分析發(fā)現(xiàn)，裂紋位置有鋁、氧類夾雜物和 條狀的MnS夾雜物，這些夾雜物界面成為了氫的聚集地，從而影響了抗HIC性能。鋁、氧夾 雜物和MnS夾雜物的有效去除，成為該類鋼種的重要控制點之一。
[0005] 屈服345MPa級的抗氫致裂紋容器需要使用碳和錳元素來提高強度，較高的碳含 量會促進錳元素的偏析，從而當使用連鑄板坯生產該類鋼種時，易在鑄坯心部形成MnS夾 雜物，從而影響抗氫致裂紋性能。另外鋁、氧類夾雜物去除不充分，也會在鑄坯心部聚集，從 而形成氫原子聚集的地帶，因此該類鋼種應該將重點放在MnS和鋁、氧夾雜物的控制上。
[0006] 在抗氫致裂紋用鋼方面，有以下幾個資料公布：
[0007] 沙慶云等人公布了一種抗酸性低錳X70管線鋼及其生產方法，申請?zhí)枮?201110179851. 3,其公布了生產該種管線鋼的成分和軋制工藝，其碳含量在0. 05-0. 07%之 間，Mn含量在1. 05-1. 25%之間。
[0008] 李少坡等人公布了一種正火態(tài)抗酸性熱軋鋼板及其制備方法，申請?zhí)枮?201110335414. 6,其公布了該鋼種成分及其制備方法，其碳含量在0.061-0. 151 %之間，Mn 含量在0. 5-0. 99%之間。
[0009] 成澤偉等人公布了一種RH-LF-VD精煉生產抗酸管線鋼的工藝，申請?zhí)枮?2012102000737. 9,其公布了利用轉爐煉鋼和RH-LF-VD精煉工藝控制鐵水成分，生產低碳、 低硫的抗酸管線鋼。
[0010] 田志紅等人公布了低碳抗酸管線鋼的制備方法，申請?zhí)枮?01310356491. 9,其公 布了該鋼種的冶煉方法和成分體系，其碳含量在〇. 025-0. 045%之間，Mn含量在1. 0-1. 5% 之間。
[0011] 隋鶴龍等人公布了一種450MPa級抗氫致開裂壓力容器用鋼板及其生產方法，公 布了該鋼種的成分體系和制作方法，其碳含量在〇. 13-0. 14%之間，錳含量在0. 9-0. 95% 之間。
[0012] 李云濤等人發(fā)表文章"高強度管線鋼的抗氫致裂紋性能，鋼鐵研究學報，2008， 12"，研究了不同成分體系對抗氫致裂紋的影響，其研究對象碳含量在0. 06-0. 12%之間，Mn 含量在1. 15-1. 45%之間。
[0013] 許少普等人發(fā)表文章"特厚抗氫致裂紋及抗層狀撕裂用Q345R鋼板的開發(fā)，2011 年全國技術中心建設與新品開發(fā)研討會"，其公布了碳含量在〇. 12-0. 16%之間，錳含量在 L 2-1. 35%之間的Q345R-Z35的鋼種。
[0014] 以目前公布的資料來看，涉及抗氫致裂紋的文獻，基本上碳元素含量設計均在 0. 16%以下，因為碳含量的增加會惡化抗氫致裂紋的性能。對于含碳量在0. 16-0. 22%之間 的抗氫致裂紋類鋼種，公開的資料極少。


【發(fā)明內容】

[0015] 本發(fā)明的目的在于提供一種屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用鋼的冶煉方法，解 決含碳量在〇. 16-0. 22%之間鋼種的抗氫致裂紋問題。。使用該工藝生產的345MPa級抗氫 致裂紋容器鋼，其抗HIC性能檢驗，CLR、CTR和CSR指標均為0,0,0。
[0016] 345MPa級別抗氫致裂紋容器用鋼的成分要求如下：
[0017]

【權利要求】
1. 一種屈服345MPa級抗氫致裂紋容器用鋼的冶煉方法，其特征在于，冶煉該鋼種 過程中鋁、氧類夾雜物和MnS夾雜物的控制；適用碳含量在0. 16-0. 22 %之間，錳含量在 1. 2-1. 7%之間的抗氫致裂紋容器用鋼； (1) 鋁、氧夾雜物控制： 轉爐出鋼前在鋼包底部加入1. 5-2. 2kg/t鋼的鋁篦子進行脫氧，出鋼后，在渣面繼續(xù) 加入0. 2-0. 5kg/t鋼的鋁篦子進行表面脫氧； LF前期加入l-2kg/t鋼的鋁粒，表面加入l-2kg/t鋼的鋁渣，加入鋁渣為了表面脫氧和 提高渣的流動性；LF總處理時間在100-150min之間，以保證大顆粒鋁氧類夾雜物的去除； RH喂硅鈣線后使用60-100NL/min的軟吹流量進行軟吹，軟吹時間在10-20min之間，軟 吹后靜置以促進夾雜物的去除，靜置時間在5-10min之間； (2) MnS夾雜物控制： LF深脫硫處理，保證鋼液中的硫含量小于等于0. 001 % ; RH鈣處理使用喂硅鈣線的方式進行，喂入的鈣元素質量為0. 09-0. 13kg/t鋼； 保證鈣處理結束時刻，鋼液中的Ca/S在4-6之間。
【文檔編號】C22C33/04GK104451346SQ201410715579
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月29日 優(yōu)先權日:2014年11月29日
【發(fā)明者】趙新宇, 劉洋, 秦麗曄, 鄒揚, 趙楠, 樊艷秋, 甄新剛, 王海寶, 楊榮光, 鄭展祥, 白占祿, 危尚好, 呂延春 申請人:首鋼總公司