一種控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝的制作方法

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本發明屬于冶金領域，涉及一種控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝。

背景技術：

隨著世界經濟能源需求的不斷增加，對石油、天然氣的管道輸送依賴越來越大，管線輸送管道的服役環境要求越來越苛刻，對輸送酸性的石油天然氣需要母材具有抗酸耐蝕性能，為了滿足抗酸性能，在成份設計上需采用極低碳、極低硫，脫硫導致了鋼中產生大量的鋁系夾雜物，從而導致探傷、夾雜檢驗不合格，同時嚴重影響鋼板的使用性能。

抗酸腐蝕管線鋼主要用來制造輸送酸性天然氣的管道，是石油天然氣用鋼中生產難度最大的一類。該鋼種對成分設計、冶煉技術、軋制技術及冶金裝備水平都有十分嚴格的要求。抗酸腐蝕管線鋼在化學成分設計上應以極低碳，極低磷、超低硫和微合金化為主，在生產上控制重點是降低鋼中的有害元素硫、磷和氣體含量、降低鋼中非金屬夾雜物含量，特別是對鋼的抗hic性能非常有害的a類、b類夾雜，并對夾雜物進行變性處理。生產過程中由于脫硫壓力巨大，必定產生大量al2o3夾雜物，控制降低大型夾雜物是制造優質產品的前提。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，從而可以控制鋼板中b類夾雜物數量，而得到純凈度更高的鋼水，提升鋼水的內部質量。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，包括以下步驟：

㈠成份控制，管線鋼成份按重量百分比為：c：0.02～0.04％，si：0.10～0.30％，mn：1.00～1.30％，p≤0.013％，s≤0.0010％，nb：0.030～0.070％，ti：0.006～0.020％，ni：0.10～0.30％，cr：0.10～0.30％，cu：0.10～0.30％，al：0.015～0.050％，余量為fe和雜質；

㈡脫硫站采用液態氧化鈣與鎂粉混合噴吹的方式進行脫硫，脫硫結束后進行深扒渣處理，脫硫站脫硫標準≤0.005％，轉爐使用廢鋼，確保轉爐出鋼硫達到≤0.010％，轉爐出鋼采用留氧操作，為rh真空脫碳做好準備；

㈢rh真空處理，真空度小于3mbar，純真空時間大于等于15分鐘，通過真空處理實現碳氧反應，真空處理后鋼水實現低氧、低碳、高潔凈度的狀態，真空處理后鋼水送至lf進行脫硫合金化操作；

㈣lf采用石灰主鋁系脫氧劑進行脫硫操作，脫硫至5～8ppm，確保鈣處理時鋼液硫不大于10ppm，一方面防止硫化錳夾雜的產生，另一方面為生成cas、cao提供條件，經過深脫硫的鋼水中硫、氧的含量極低，但鋼水中存在大量al2o3夾雜物，通過鋼液中煨入220米無縫純鈣包芯線，確保鈣處理完全去除夾雜物中的al2o3，多余的鈣含量與鋼液中的氧、硫反應，生產cas、cao，最終獲得cao-cas系夾雜物，鈣處理后靜攪15～20分鐘，鋼水中的固態的cao-cas系夾雜物聚集上浮，得到潔凈的抗酸管線鋼水；

(五)連鑄采用全保護澆注。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，其中管線鋼成份按重量百分比為：c：0.040％，si0.30％，mn：1.30％，p：0.013％，s：0.0010％，nb：0.070％，ti：0.020％，ca：0.0040％，al：0.050％，cu：0.30％，ni：0.30％，cr：0.30％，余量為fe。

前述的控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，其中管線鋼成份按重量百分比為：c：0.020％，si0.10％，mn：1.0％，p：0.01％，s：0.0010％，nb：0.030％，ti：0.006％，ca：0.0040％，al：0.015％，cu：0.10％，ni：0.10％、cr：0.10％，余量為fe。

前述的控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，其中鈣處理后靜攪20分鐘。

前述的控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，其中鈣處理后靜攪18分鐘。

本明跟據夾雜物控制形成機理對管線鋼成份進行了合理的設計，采用了一種低氧低硫的成份設計；因鈣鋁酸鹽變形能力好，在軋制過程中會變形為條串狀b類夾雜物，從而惡化了鋼板力學和抗hic性能；本發明經科學實驗研究發現，當脫硫至5～8ppm進行強鈣處理，可以避開鈣鋁酸鹽生成區域，即向鋼液中喂入較多的鈣(通過鋼液中煨入220米無縫純鈣包芯線)，夾雜物可轉變為高熔點且不易變形的cao-cas，控制鋼板中b類夾雜物數量。因此，在lf脫氧合金化后，得到10ppm以下的極低硫鋼液，通過向鋼液中喂入較多的鈣，便可以獲得cao-cas系夾雜物。

本發明的有益效果是：本發明采用bof+rh+lf工藝路線，lf實現低于10ppm超低硫冶煉，此時通過定量的鈣處理徹底還原夾雜物中al2o3，獲得cao-cas系夾雜物，高熔點且不易變形的cao-cas夾雜物在靜攪的過程中更易聚集上浮，從而得到純凈度更高的鋼水，提升鋼水的內部質量。本發明采用一種創新的生產方式達到提高鋼水純凈度的目的，從成份設計上確保脫氧合金化后得到硫小于10ppm的鋼液，lf脫硫后的鋼液進行強鈣處理，得到cao-cas系固態夾雜物，通過靜攪上浮，獲得更為潔凈的抗酸管線鋼水。

具體實施方式

實施例1

本實施例是一種控制抗酸管線鋼大型夾雜物的生產工藝，包括以下步驟：

㈠管線鋼的重量百分比成分為：c：0.040％，si0.30％，mn：1.30％，p：0.013％，s：0.0010％，nb：0.070％，ti：0.020％，ca：0.0040％，al：0.050％，cu：0.30％，ni：0.30％，cr：0.30％，余量為fe；

㈡脫硫站采用石灰與鎂粉進行復合脫硫，脫硫后扒渣干凈，保證轉爐爐后硫小于100ppm；

㈢鋼水到達rh后，真空度≤3mbar進行脫碳處理，碳小于0.01％后進行合金化處理，合金化結束后進行真空保持，真空處理過程中不進行合金化操作；

㈣lf采用石灰、鋁系脫氧劑進行脫硫操作，脫硫至5～8ppm，確保鈣處理時鋼液硫不大于10ppm；

(五)lf脫硫合金化處理后的鋼液進行鈣處理，喂入220米無縫純鈣包芯線，鈣處理后鋼水靜攪15～20min，促使夾雜物充分上浮并去除；

㈥連鑄過程采用全程保護澆注。

本實施例冶煉過程具體如下：

鋼板檢測情況

本實施例的管線鋼冶煉通過lf脫氧合金化后的極低硫環境高鈣處理，鋼水內夾雜物整體數量顯著降低，鋼水純凈度提高。