一种高洁净度管线钢冶炼工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金领域，设及一种管线钢冶炼工艺，具体地说是一种高洁净度管线 钢冶炼工艺。
【背景技术】
[0002] 随着石油、天然气等管线钢需求行业的迅速发展，其对管道用钢管的可靠性要求 越来越高，不仅要求具有高强度、高的低温止裂初性及良好的焊接性，对特殊地区的管线钢 还要求有抗&S腐蚀能力和抗大应变能力。
[0003] 在酸性气体环境中，导致管线钢失效的主要质量问题是氨致开裂（Hy化ogen InducedCracking 简称 HIC)和硫化物应力腐蚀开裂（SulfideStress Corrosion Cracking 简称SSCC)。通常认为，HIC大都起源于钢水中的有害元素和夹杂物，SSCC的形成与HIC密 切相关。为了提高管线钢抗HIC和抗SSCC能力，必须尽可能的降低钢中磯、硫、氧、氮、氨杂 质元素的含量和控制非金属夹杂物的数量、形态和尺寸，提高钢水的纯净度，尤其是对管线 钢性能危害较大的Al2〇3和MnS夹杂物的控制，改变其形态是管线钢冶炼的重要任务之一。
[0004] 为保证管线钢较好的抗HIC性能要求，在冶炼工艺上必须保证钢水的低碳成分和 高纯净度，尽可能降低夹杂物总量并进行变性处理。采用RH真空精炼和LF钢包精炼联合 处理工艺，可W很好的满足高级别钢线钢对钢水质量的要求，目前宝钢、鞍钢、武钢、沙钢等 国内钢厂管线钢生产主要采用的生产工艺为；铁水预处理一转炉一 LF精炼一 RH真空处理 及巧处理一诱注。但从转炉出钢到诱注过程由于合金、覆盖剂、保护渣等含碳材料的使用和 耐材侵蚀，不可避免会引起钢水增碳，一般成品碳在0. 04%~0. 08%之间，抗HIC管线钢要 求成品C《0. 04%的要求，仅靠转炉脱碳和控制后道工序增碳无法批量稳定生产，另外在 转炉炉况维护、钢铁料消耗方面也存在一定的不足。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种高洁净度管线钢 冶炼工艺，本发明通过铁水脱硫预处理，转炉出钢脱氧制度和造渣制度优化，LF精炼炉深脱 氧和造还原渣工艺，RH高真空度脱气和去夹杂物工艺，连铸全程保护诱铸，使铸巧成分均 匀，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金属夹杂物有效控制，铸巧内部质量良好，保证高附 加值的超低硫钢的生产。
[0006] 为了解决W上技术问题，本发明提供一种高洁净度管线钢冶炼工艺，工艺路线为： 铁水倒罐一铁水预处理一转炉冶炼一出钢脱氧合金化一 LF精炼炉一巧处理一 RH真空炉一 连铸，包括如下具体步骤：
[0007] 步骤一，转炉冶炼：
[000引 （1)铁水预处理操作；入炉铁水经脱硫预处理并化渣干净，其中S元素含量为 0-0. 005 %，废钢中S元素含量为0-0. 010% ;
[0009] (2)转炉处理过程深脱磯：采用"双渣法"，在转炉吹炼4-6分钟，即碳氧反应刚开 阶段，进行第一次倒渣，在保证前期炉渣尽快化好的前提下，采用高碱度、高氧化性、低温度 渣系操作；
[0010] 做挡渣操作追制出钢过程中的下渣量为〇-2kg/t ;
[0011] (4)出钢造渣；出钢过程加入复合精炼渣和石灰进行对钢包顶渣改质，复合精炼 渣成分为；CaO ;55% -65%、Al2〇3;27% -37%、Si〇2;〇-8. 0%、H20 5%、N 05%， 其余为其他杂质，加入量吨钢服g，石灰加入量吨钢3Kg ;
[0012] (5)出钢脱氧；出钢过程采用侣块脱氧，根据转炉吹炼终点氧含量加入侣块，按 30kg侣块平衡钢水中0. 010%氧的量加入侣块，即；侣块加入量=终点氧含量X0. 3 ;出钢 过程；出钢开始一出钢30秒加造渣料一出钢至1/3加合金和侣块一出钢结束；
[0013] (6)钢包底吹氣气控制；出钢过程钢包底吹气体流量为200-300Nl/min，出钢时间 控制在5-8min ;
[0014] 步骤二，精炼炉冶炼：
[0015] (1)LF炉前期操作；钢水到处理工位后，调整钢包底吹流量300-400Nl/min，供电 化渣2-3min后加入石灰3kg/吨钢、侣丝0. 3kg/吨钢，取样分析，下电极升温；
[0016] (2)LF炉中期过程控制；处理时间为lOmin，根据LF炉第一个钢样成分和渣况粘稠 情况，加入石灰和侣丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于2Kg，侣丝0.化g/吨钢，脱硫过程氣 气流量350-500Nl/min，喂侣线调整钢液侣含量，喂侣线控制氣气流量30-60Nl/min，侣线 喂入量；W冶炼过程钢水中侣含量保持在0. 05-0. 06%范围来控制侣线喂入量，根据目标 钢种的成分进行合金化，升温6-8min取样分析，下电极继续升温脱硫；
[0017] (3) LF炉后期过程控制：处理时间25min，根据LF炉第二个钢样成分和渣况粘稠情 况，加入石灰和侣丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢1. 5-2Kg，侣丝0. 1-0.化g/吨钢，脱硫过程 氣气流量350-500Nl/min，喂侣线调整钢液侣含量，喂侣线控制氣气流量30-60Nl/min，侣 线喂入量；W冶炼过程钢水中侣含量保持在0. 03% -0. 05 %范围来控制侣线喂入量，加入 合金进行合金化微调，直至达到钢种目标要求；下电极升温脱硫，取样分析；根据分析结果 重复该步骤的流程（3);
[001引 （4)LF炉巧处理及软揽拌；钢水中喂入纯巧线180-200m/炉（巧铁线350-400m/ 炉），巧处理结束软揽拌不少于5min，软揽拌底吹流量控制；10-60Nl/min ;
[0019] (5) RH真空处理：钢水到达RH炉处理工位后，测温取样，开始抽真空处理，真空度 降低至300Pa W内，保持时间为不少于15min，RH真空处理过程，钢包底吹氣气流量控制在 5-15Nl/min，真空结束后软揽拌时间不少于15min ;
[0020] 步骤S，连铸；
[002U (1)中包烘烤温度为1050-1100。烘烤时间为160-180分钟；开诱前5分钟中包 开始吹氣，排除中间包空气，防止二次氧化；
[0022] (2)每炉钢水在大包回转台镇静时间不少于5分钟。
[0023] 本发明进一步限定的技术方案是：
[0024] 前述步骤一中第（2)步中，碱度为3.2-4. 0,氧化性TFeO为20 %-25%，温度为 1580°C -1620°C ;步骤一中吹炼终点温度为1620-1680°C，终点C含量为0-0. 035%。
[0025] 本发明的有益效果是：
[0026] 本发明设计的管线钢冶炼技术，采用；采用铁水倒罐一铁水预处理一转炉冶炼一 出钢脱氧合金化一 LF精炼炉一巧处理一 RH真空炉一连铸生产工艺流程，通过铁水预处理 深脱硫化渣，转炉处理过程深脱磯，出钢侣块深脱氧和复合精炼渣顶渣改质；LF精炼炉侣 丝渣脱氧、石灰造渣W及喂侣线微调钢水中侣，结合LF炉冶炼过程全程合理的氣气底吹控 审IJ，LF结束巧处理对夹杂物变性处理，配合合适的软揽拌时间促使夹杂物上浮去除；RH真 空炉保持高真空脱除钢水中气体；连铸工序全程无氧化保护诱铸工艺技术。
[0027] 本发明冶炼技术成功解决了管线钢冶炼钢水洁净度控制的难点，采用铁水预处理 深脱硫化渣，转炉处理过程深脱磯，出钢侣块深脱氧和复合精炼渣顶渣改质；LF精炼炉侣 丝渣脱氧、石灰造渣W及喂侣线微调钢水中侣，结合LF炉冶炼过程全程合理的氣气底吹控 审IJ，充分发挥脱硫的冶金热力学和动力学条件，把扩散脱氧和沉淀脱氧进行有机结合，充分 挖掘渣脱氧脱硫的潜力，LF结束巧处理对夹杂物变性处理，配合合适的软揽拌时间促使夹 杂物上浮去除；RH真空炉保持高真空脱除钢水中气体，同时促使夹杂物进一步聚集长大上 浮去除；连铸工序全程无氧化保护诱铸、动态轻压下、液面自动控制等设备及工艺，使铸巧 成分均匀，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金属夹杂物有效控制，铸巧内部质量良好。 [002引本发明技术W理论计算分析为基础，优化各工序控制要点，把扩散脱氧和沉淀脱 氧充分有机结合，经过现场反复试验，成功开发高洁净度管线钢冶炼工艺，通过炼钢厂一年 多的扩大生产，S、P、0、N、H等有害元素含量低，非金属夹杂物有效控制，铸巧内部质量良好， 钢板探伤合格率控制在99. 5 % W上，完全满足生产需要。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】 [0030] 实施例1
[0031] 本实施例提供一种高洁净度管线钢冶炼工艺，本实施例选择X70管线钢种，其主 要化学成分见表1 ;如图1所示，工艺路线为：铁水倒罐一铁水预处理一转炉冶炼一出钢脱