CN111041147B - 一种控制管线钢b类夹杂物的方法 - Google Patents

一种控制管线钢b类夹杂物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制管线钢B类夹杂物的方法，所述方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼、钙处理、软吹、板坯连铸工序。本发明通过铁水预处理，转炉冶炼控制入炉原辅料和废钢硫含量，从而控制转炉冶炼过程回硫；LF精炼进行成分和温度调整，并控制LF精炼过程钢水Als含量在0.005～0.015%，从而限制钢水‑炉渣反应，使钢水中夹杂物保持为固态；RH精炼加入足量Als，并通过真空循环充分去除钢水中固态夹杂物，通过钙处理对钢水中夹杂物进行变性，通过软吹促进夹杂物上浮去除；通过板坯连铸大压下工艺控制中心偏析级别C类在1.0级以内。本发明方法生产的钢板B类夹杂物≤2.0级的比例在99%以上。

Description

一种控制管线钢B类夹杂物的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种控制管线钢B类夹杂物的方法。
背景技术
管道输送是油气能源最经济高效的运输方式，随着世界经济的快速发展和能源消耗的加剧，其对管道用钢管的强度、韧性、焊接性的要求越来越高，同时高级别管线钢对夹杂物级别提出了明确要求，管线钢中夹杂物主要是B类夹杂物。由于管线钢一般采用LF精炼进行脱氧脱硫，过程中Als含量一般控制在0.03～0.05%，钢水-炉渣的相互作用会导致钢水中Al2O3夹杂物变性，LF精炼结束后钢水夹杂物有很大一部分进入CaO-Al2O3-MgO低熔点区，由于液态夹杂物不容易从钢液中去除，即使经过RH精炼及以后的钙处理、软吹过程也会导致一部分低熔点夹杂物留在钢水中，从而在钢板轧制过程中变形延伸导致B类夹杂物级别超标。
基于以上原因，开发一种控制管线钢B类夹杂物的方法，将LF精炼过程的Als含量控制在较低水平，从而限制钢液-炉渣反应，抑制钢水夹杂物向低熔点区转变，把夹杂物控制为固态，并结合后续的RH精炼、钙处理、软吹实现B类夹杂物的稳定控制具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种控制管线钢B类夹杂物的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种控制管线钢B类夹杂物的方法，所述方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在≤0.0010%，同时扒除90%以上的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量≤0.0020%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量在0.005～0.015%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰5～8kg/t钢、预熔渣3～5kg/t钢、铝渣1～2.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.005～0.015%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度≤100Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.035～0.055%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空时间在15～20min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线进行钙处理，钙含量控制在0.0015～0.0025%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间≥10min，软吹流量控制在50～100NL/min；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量≥15mm，其中凝固末端压下量≥10mm，凝固完成后压下量≥5mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本发明所述步骤2）转炉冶炼，控制入炉原辅料硫含量＜0.05%和废钢硫含量＜0.02%。
本发明所述步骤3）LF精炼，预熔渣CaO含量：48～52%，Al2O3含量：38～42%，SiO2含量：＜4%，FeO含量：＜1.5%，MgO含量：＜6%。
本发明所述步骤5）中的钙线为防喷溅钙线，钙含量＞97%。
本发明所述步骤6）软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量＜15%。
本发明所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制，C类在1.0级以内。
本发明所述方法生产的钢板B类夹杂物≤2.0级的比例在99%以上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过铁水预处理充分降低入炉铁水硫含量并扒除预处理炉渣；转炉冶炼控制入炉原辅料和废钢硫含量，从而控制转炉冶炼过程回硫。2、本发明LF精炼过程钢水Als含量控制在0.005～0.015%，从而限制钢水-炉渣反应，抑制钢水中夹杂物向CaO-Al2O3-MgO低熔点区转变，使钢水中夹杂物保持为固态。3、本发明RH精炼加入足量Als，并通过真空循环充分去除钢水中固态夹杂物，通过钙处理对钢水中夹杂物进行变性，通过软吹促进夹杂物上浮去除，软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量＜15%。4、本发明通过板坯连铸大压下工艺控制中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制，C类在1.0级以内。5、本发明方法生产的钢板B类夹杂物≤2.0级的比例在99%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0010%，同时扒除90%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0020%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.015%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰8kg/t钢、预熔渣4kg/t钢、铝渣0.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.010%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度90Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.050%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空20min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：98.5%）进行钙处理，钙含量控制在0.0020%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间10min，软吹流量控制为100NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量11.4%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量20mm，其中凝固末端压下量15mm，凝固完成后压下量5mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类0.5级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.5%。
实施例2
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0008%，同时扒除95%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0018%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.005%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰5kg/t钢、预熔渣5kg/t钢、铝渣1kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.008%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度80Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.045%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空15min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：99.1%）进行钙处理，钙含量控制在0.0015%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间12min，软吹流量控制为50NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量10.5%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量15mm，其中凝固末端压下量10mm，凝固完成后压下量5mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类0.5级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.3%。
实施例3
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0006%，同时扒除92%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0015%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.008%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰6kg/t钢、预熔渣5kg/t钢、铝渣2kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.012%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度88Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.038%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空17min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：97.9%）进行钙处理，钙含量控制在0.0017%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间11min，软吹流量控制为70NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量12.7%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量17mm，其中凝固末端压下量11mm，凝固完成后压下量6mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类1.0级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.0%。
实施例4
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0007%，同时扒除97%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0017%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.010%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰8kg/t钢、预熔渣5kg/t钢、铝渣2.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.006%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度95Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.042%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空16min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：98.3%）进行钙处理，钙含量控制在0.0016%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间15min，软吹流量控制为90NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量14.2%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量19mm，其中凝固末端压下量12mm，凝固完成后压下量7mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类1.0级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.4%。
实施例5
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0009%，同时扒除93%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0016%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.013%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰8kg/t钢、预熔渣3kg/t钢、铝渣2.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.011%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度75Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.047%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空18min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：99.4%）进行钙处理，钙含量控制在0.0022%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间13min，软吹流量控制为60NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量10.4%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量16mm，其中凝固末端压下量10mm，凝固完成后压下量6mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类0.5级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.2%。
实施例6
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0005%，同时扒除94%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0019%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.009%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰7kg/t钢、预熔渣2kg/t钢、铝渣1.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.007%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度85Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.052%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空19min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：98.6%）进行钙处理，钙含量控制在0.0019%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间14min，软吹流量控制为90NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量13.0%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量18mm，其中凝固末端压下量10mm，凝固完成后压下量8mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类1.0级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.7%。
实施例7
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0008%，同时扒除96%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0012%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.007%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰6kg/t钢、预熔渣5kg/t钢、铝渣2kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.015%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度70Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.035%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空15min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：98.8%）进行钙处理，钙含量控制在0.0018%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间18min，软吹流量控制为75NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量12.9%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量21mm，其中凝固末端压下量13mm，凝固完成后压下量8mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类1.0级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.6%。
实施例8
本实施例控制管线钢B类夹杂物的方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在0.0006%，同时扒除91%的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量为0.0013%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量为0.011%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰5kg/t钢、预熔渣4kg/t钢、铝渣1.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.005%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：钢水到达RH工位后，进行测温取样，开始抽真空处理，真空度100Pa，根据钢水成分样检测结果，加入铝粒将Als含量控制在0.055%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空20min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入防喷溅钙线（Ca：98.5%）进行钙处理，钙含量控制在0.0025%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间16min，软吹流量控制为55NL/min；软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量13.2%；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量22mm，其中凝固末端压下量13mm，凝固完成后压下量9mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢。
本实施例所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制评级为C类0.5级；钢板B类夹杂物≤2.0级的比例为99.8%。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1）铁水预处理脱硫：脱硫后铁水中的硫含量控制在≤0.0010%，同时扒除90%以上的脱硫渣；
2）转炉冶炼：控制入炉原辅料和废钢硫含量，控制转炉炉后钢水硫含量≤0.0020%，转炉出钢过程加入铝粒脱氧，控制转炉炉后钢水样Als含量在0.005～0.015%；
3）LF精炼：钢水到LF工位后加入石灰5～8kg/t钢、预熔渣3～5kg/t钢、铝渣1～2.5kg/t钢造白渣，LF精炼过程钢水Als含量控制在0.005～0.015%，根据目标成分加入合金调整Mn、Si、Nb、Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等元素含量；
4）RH精炼：真空度≤100Pa，将Als含量控制在0.035～0.055%，同时调整其它元素含量至目标成分，之后保持真空时间在15～20min；
5）钙处理：RH真空处理结束后喂入钙线进行钙处理，钙含量控制在0.0015～0.0025%；
6）软吹：钙处理结束后进行软吹氩，软吹时间≥10min，软吹流量控制在50～100NL/min；
7）板坯连铸：采用凝固末端大压下技术，总压下量≥15mm，其中凝固末端压下量≥10mm，凝固完成后压下量≥5mm；连铸坯经后续处理后得到管线钢；
所述方法生产的钢板B类夹杂物≤2.0级的比例在99%以上。
2.根据权利要求1所述的一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述步骤2）转炉冶炼，控制入炉原辅料硫含量＜0.05%和废钢硫含量＜0.02%。
3.根据权利要求1所述的一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述步骤3）LF精炼，所用预熔渣CaO含量：48～52%，Al2O3含量：38～42%，SiO2含量：＜4%，FeO含量：＜1.5%，MgO含量：＜6%。
4.根据权利要求1所述的一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述步骤（5）中的钙线为防喷溅钙线，钙含量＞97%。
5.根据权利要求1所述的一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述步骤6）软吹后将钢水中夹杂物成分控制在CaO-CaS-Al2O3系，CaO含量＜15%。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种控制管线钢B类夹杂物的方法，其特征在于，所述方法生产的钢板中心偏析级别以YB/T 4003-2016标准控制，C类在1.0级以内。
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