CN108866432A - 一种抗酸管线钢及冶炼方法 - Google Patents

一种抗酸管线钢及冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗酸管线钢及冶炼方法，涉及冶金领域，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo:0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V≤0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。本发明通过转炉出钢留氧，RH真空脱碳，LF强化脱氧、脱硫、合金化工艺，CCM全保护浇铸工艺，成功开发了抗酸管线钢。

Description

一种抗酸管线钢及冶炼方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，特别是涉及一种抗酸管线钢及冶炼方法。
背景技术
为了降低石油运输成本，石油管道输送逐步向大压力、大流量管道设计，我国从伊朗、缅甸、俄罗斯等国家通过管道输送原油数量逐步增加，原油中含有大量硫化氢、CO2等腐蚀性气体，硫化氢是主要腐蚀介质，极易引起钢板的氢致开裂（HIC）和应力腐蚀开裂（SSCC），从而导致管道输送失败，造成管道输送事故。
国内现有抗酸管线制造时所强调的是如何通过冶炼方式解决高磷铁水带来的不利影响，以满足抗酸管线钢超低磷、硫的要求，如专利号CN106566991A、CN104099522A、CN103667875A和CN107557683A设计的抗酸管线。而如何从成分设计出发来达到相同目的，至今仍没有可借鉴的先例，因此对抗酸管线的成分设计还需深入研究。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种抗酸管线钢，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo:0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V≤0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。
本发明的另一目的在于提供一种抗酸管线钢的冶炼方法，包括以下步骤：
S1、脱硫站采用石灰与镁粉进行复合脱硫，脱硫后扒渣干净，入炉铁水中S≤0.002%；
S2、转炉采用双渣法实现高温脱磷，吹炼至85%时进行副枪测温取样，此时提氧枪倒渣，倒渣结束后，根据副枪样进行二次吹炼，保证转炉出钢温度大于1680℃，成品P≤0.012%；
S3、转炉出钢采用弱脱氧方式，出钢加入500kg低碳锰铁，根据副枪定氧添加铝块，保证出钢后钢液内氧在50ppm～80ppm；
S4、钢水到达RH炉后，进行测温取样，温度在1580℃以上，真空度≤3.0mbar后进行脱碳处理，真空后C≤0.0050%后进行合金化处理，合金化结束后进行真空保持；
S5、钢水到达LF炉后，加石灰、铝丝进行造渣，炉渣起渣发白后测温定氧，钢水内氧含量小于20ppm后进行Cr合金化，同时调整底搅氩气流量搅拌，控制S≤0.0010%，脱硫结束后进行钙处理；
S6、连铸过程采用全程保护浇注，过热度控制在10～20度，采用双辊电磁搅拌技术，低倍评级在C1.0级以内。
前所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，步骤S3中，600ppm氧增加20kg铝，此后，每增加100ppm氧增加10kg铝，铝最大加入量120kg。
前所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，步骤S5中，使用150m～200m无缝纯钙包芯线。
前所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，步骤S5中，钙处理后静搅15min～20min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用独特的成分设计，并且根据成分设计与性能要求制定了独特的冶炼方法，通过转炉双渣完成高温脱磷，RH真空脱碳工艺、LF炉采用先定氧后合金化工艺解决了高铬合金含量不稳定的技术难题，CCM采用全保护浇铸提高了铸坯成分的稳定性，最终提升了抗酸管线钢的产品质量，大幅提高了经济效益；
（2）本发明中钢水到达RH炉后，温度保持在1580℃以上，保证了钢液合金化后真空循环的流动性；
（3）本发明中真空度低于3.0mbar后进行脱碳处理，利用钢液中的氧去除碳；
（4）本发明中合金化结束后再进行真空保持，真空处理过程中不进行合金化操作，有效降低钢液的气体含量；
（5）本发明中钢水到达LF炉后进行造渣脱氧，炉渣达到白渣后对钢水进行定氧操作，钢水氧含量小于20ppm的情况下进行铬合金化，有效解决了高铬合金在合金化过程中成份不稳定的技术难题；合金化过程中通过底搅氩气搅拌，同时达到脱硫目的；
（6）本发明中在钙处理后进行静搅，提高钢水纯净度；
（7）本发明中连铸过程采用双辊电磁搅拌技术，提升内部组织，控制中心偏析。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种抗酸管线钢，其化学成分如下：C：0.021%，Si：0.13%，Mn：0.68%，P：0.010%，S：0.009%，Nb：0.036%，Ti：0.015%，Ni：0.13%，Cr：1.05%，Mo:0.18%，Cu：0.13%，V:0.002%，Al：0.030%，余量为Fe和杂质。
上述抗酸管线钢的冶炼方法，包括以下步骤：
S1、脱硫站采用石灰与镁粉进行复合脱硫，脱硫后扒渣干净，入炉铁水中S≤0.002%；
S2、转炉采用双渣法实现高温脱磷，吹炼至85%时进行副枪测温取样，此时提氧枪倒渣，倒渣结束后，根据副枪样进行二次吹炼，保证转炉出钢温度大于1680℃，成品P≤0.012%；
S3、转炉出钢采用弱脱氧方式，出钢加入500kg低碳锰铁，根据副枪定氧添加铝块，600ppm氧增加20kg铝，此后，每增加100ppm氧增加10kg铝，铝最大加入量120kg，保证出钢后钢液内氧在50ppm～80ppm；
S4、钢水到达RH炉后，进行测温取样，温度在1580℃以上，真空度≤3.0mbar后进行脱碳处理，真空后C≤0.0050%后进行合金化处理，合金化结束后进行真空保持；
S5、钢水到达LF炉后，加石灰、铝丝进行造渣，炉渣起渣发白后测温定氧，钢水内氧含量小于20ppm后进行Cr合金化，同时调整底搅氩气流量搅拌，控制S≤0.0010%，脱硫结束后进行钙处理，使用180m无缝纯钙包芯线，钙处理后静搅28min；
S6、连铸过程采用全程保护浇注，过热度控制在12度，采用双辊电磁搅拌技术，低倍评级在C0.5级。
实施例2
本实施例提供的一种抗酸管线钢，其化学成分如下：C：0.019%，Si：0.23%，Mn：0.78%，P：0.011%，S：0.006%，Nb：0.066%，Ti：0.015%，Ni：0.23%，Cr：1.08%，Mo:0.16%，Cu：0.23%，V:0.002%，Al：0.036%，余量为Fe和杂质。
上述抗酸管线钢的冶炼方法，包括以下步骤：
S1、脱硫站采用石灰与镁粉进行复合脱硫，脱硫后扒渣干净，入炉铁水中S≤0.002%；
S2、转炉采用双渣法实现高温脱磷，吹炼至85%时进行副枪测温取样，此时提氧枪倒渣，倒渣结束后，根据副枪样进行二次吹炼，保证转炉出钢温度大于1680℃，成品P≤0.012%；
S3、转炉出钢采用弱脱氧方式，出钢加入500kg低碳锰铁，根据副枪定氧添加铝块，600ppm氧增加20kg铝，此后，每增加100ppm氧增加10kg铝，铝最大加入量120kg，保证出钢后钢液内氧在50ppm～80ppm；
S4、钢水到达RH炉后，进行测温取样，温度在1580℃以上，真空度≤3.0mbar后进行脱碳处理，真空后C≤0.0050%后进行合金化处理，合金化结束后进行真空保持；
S5、钢水到达LF炉后，加石灰、铝丝进行造渣，炉渣起渣发白后测温定氧，钢水内氧含量小于20ppm后进行Cr合金化，同时调整底搅氩气流量搅拌，控制S≤0.0010%，脱硫结束后进行钙处理，使用160m无缝纯钙包芯线，钙处理后静搅22min；
S6、连铸过程采用全程保护浇注，过热度控制在18度，采用双辊电磁搅拌技术，低倍评级在C0.5级。
本发明采用独特的成分设计，并根据成分设计与性能要求制定冶炼方法，成分设计及生产工艺流程与现有技术相比有本质的区别，所得到的产品具有优异的抗酸性能。本发明通过转炉双渣完成高温脱磷，RH真空脱碳工艺、LF炉采用先定氧后合金化工艺解决了高铬合金含量不稳定的技术难题，CCM采用全保护浇铸提高了铸坯成分的稳定性，最终实现了产品的抗酸性能，提升了抗酸管线钢的产品质量，大幅提高了经济效益。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种抗酸管线钢，其特征在于，其化学成分及质量百分比如下：C：0.014%～0.024%，Si：0.10%～0.35%，Mn：0.60%～0.80%，P≤0.012%，S≤0.0010%，Nb：0.030%～0.070%，Ti：0.006%～0.020%，Ni：0.10%～0.30%，Cr：1.00%～1.10%，Mo:0.15%～0.20%，Cu：0.10%～0.30%，V≤0.010%，Al：0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。
2.一种应用于权利要求1所述的抗酸管线钢的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、脱硫站采用石灰与镁粉进行复合脱硫，脱硫后扒渣干净，入炉铁水中S≤0.002%；
S2、转炉采用双渣法实现高温脱磷，吹炼至85%时进行副枪测温取样，此时提氧枪倒渣，倒渣结束后，根据副枪样进行二次吹炼，保证转炉出钢温度大于1680℃，成品P≤0.012%；
S3、转炉出钢采用弱脱氧方式，出钢加入500kg低碳锰铁，根据副枪定氧添加铝块，保证出钢后钢液内氧在50ppm～80ppm；
S4、钢水到达RH炉后，进行测温取样，温度在1580℃以上，真空度≤3.0mbar后进行脱碳处理，真空后C≤0.0050%后进行合金化处理，合金化结束后进行真空保持；
S5、钢水到达LF炉后，加石灰、铝丝进行造渣，炉渣起渣发白后测温定氧，钢水内氧含量小于20ppm后进行Cr合金化，同时调整底搅氩气流量搅拌，控制S≤0.0010%，脱硫结束后进行钙处理；
S6、连铸过程采用全程保护浇注，过热度控制在10～20度，采用双辊电磁搅拌技术，低倍评级在C1.0级以内。
3.根据权利要求2所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S3中，600ppm氧增加20kg铝，此后，每增加100ppm氧增加10kg铝，铝最大加入量120kg。
4.根据权利要求2所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S5中，使用150m～200m无缝纯钙包芯线。
5.根据权利要求2所述的一种抗酸管线钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤S5中，钙处理后静搅15min～20min。
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