一种抗氢致裂纹钢的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种抗氢致裂纹钢的生产方法。
【背景技术】
[0002] 抗氢致裂纹钢属于高端管线用钢，其主要应用于石油、炼化等工业的管线材料。该 钢种对氢、硫两种元素的含量要求非常苛刻：要求钢中氢元素含量在0.0002%以下，硫元 素含量在〇. 0020%以下。抗氢致裂纹钢之所以对钢水中硫含量有如此高的要求，主要是 由于较高的硫元素含量会对抗氢致裂纹钢造成两个方面的重大影响：（1)显著降低抗氢致 裂纹钢横向的强度、延性、冲击韧性等力学性能；（2)显著降低抗氢致裂纹钢的抗氢致裂纹 (HIC)的能力。
[0003]目前，国内外石油炼化企业对抗氢致裂纹钢的需求量持续提升，但采用现有工艺 生产抗氢致裂纹钢，生产效率低、成本高、控制不稳定，硫含量达标率较低，无法满足市场的 大量需求。要达到如此低的氢、硫含量控制要求并大批量稳定生产，对于工业生产来说非常 困难，其中氢元素的控制由RH真空精炼炉完成，但硫元素的控制需要借助KR处理设备、转 炉和LF精炼设备共同实现，涉及工序及生产设备多，控制难度大，以前钢水硫含量平稳控 制的最好水平在〇. 0050 %左右，要实现硫含量在0. 0020 %以内，氢含量在0. 0002 %以内， 既满足其质量需求，又不增加成本，改进现有的抗氢致裂纹钢生产工艺势在必行。
[0004]由此，如何提高抗氢致裂纹钢的硫含量达标率，实现抗氢致裂纹钢的大批量稳定 生产，且不增加生产成本是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种抗氢致裂纹钢的生产方法，该生产方法 能够提高抗氢致裂纹钢的硫含量达标率，在确保质量的前提下，实现了抗氢致裂纹钢的大 批量、稳定、低成本生产。
[0006]为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
[0007]-种抗氢致裂纹钢的生产方法，包括以下步骤：
[0008] 1)铁水预处理：将铁水采用KR铁水脱硫技术脱硫，出铁前将钢包渣倒入铁水罐， 利用钢包渣强还原性进行铁水脱硫，至铁水中硫的重量百分比在〇. 005%以内；
[0009]2)转炉吹炼：用废钢作为转炉冷料，所述废钢中P的重量百分比< 0. 1%，S的重 量百分比< 0. 08%，降低二次吹炼阶段钢中[0]浓度至0. 050%~0. 080%，吹炼后期采用 石灰和白云石作为冷却剂，禁止加入赤矿粉冷固球，提高终渣碱度至2. 7~3. 5,吹炼终点 钢水中硫的重量百分比控制在0.008%以内；
[0010] 3)CAS渣洗：转炉出钢过程中，根据转炉吹炼终点钢水中[0]的含量，按照配比往 钢包加入造渣料和脱氧剂，利用出钢冲击和底吹氩气搅拌的作用，产出初期精炼渣，控制初 期精炼渣碱度为3. 5~4. 5,其中FeO+MnO的重量百分比在1%以下，A1203的重量百分比 彡20%，CaO的重量百分比彡45%，钢水中硫的重量百分比控制在0. 005%以内；
[0011] 4)LF炉精炼：根据初期精炼渣的颜色和转炉下渣量，先加入造渣料，再加入脱 氧剂，二次造渣，控制渣中310 2的重量百分比在10%以下，钢水中Alt的重量百分比在 0. 025 %~0.040 %之间，至钢渣变为白色或灰白色，然后将钢水温度升高至1580 °C~ 1600°C，采用800NL/min~1000NL/min的氩气搅拌5min~lOmin，使钢水充分进行渣洗；
[0012] 5)RH炉脱氢：真空度低于lOOPa时脱氢时间不低于15min;
[0013] 6)连铸。
[0014] 优选的，所述步骤1)中，将搅拌头插入深度和转速分别调整为1400mm~1500_ 和 90 转/min~100 转 /min。
[0015] 优选的，所述步骤3)中，造渣料为石灰与萤石，脱氧剂为铝块。
[0016] 优选的，所述步骤3中，当钢水中[0]的重量百分比< 0.06%时，加入造渣料 4. 54Kg/t钢~6. 82Kg/t钢，加入脱氧剂0? 91Kg/t钢~1. 36Kg/t钢；当钢水中[0]的重量 百分比为〇? 06%~0? 10%时，加入造渣料8. 18Kg/t钢~10Kg/t钢，脱氧剂1. 5Kg/t钢~ 1. 86Kg/t钢，造渣料与脱氧剂的比例为5. 13~5. 56 ;当钢水中[0]的重量百分比彡0. 10 时，加入造渣料8. 18Kg/t钢~11. 36Kg/t钢，加入脱氧剂1. 95Kg/t钢~2. 09Kg/t钢。
[0017] 优选的，所述步骤4)中，造渣料为精炼渣，脱氧剂为铝粒。
[0018] 优选的，所述步骤4)中，加入造澄料0? 91Kg/t钢~2. 27Kg/t钢，加入脱氧剂 0? 14Kg/t钢~0? 32Kg/t钢。
[0019] 优选的，所述步骤4)中，当钢水初始S的重量百分比彡0.010%，搅拌10min; 当初始硫的重量百分比为0.005% <S彡0.010 %，搅拌8min;当初始硫的重量百分比 彡 0? 005%，搅拌 5min。
[0020] 优选的，所述步骤4)中，脱硫完毕后，进行合金微调，然后将氩气流量调整为 50NL/min~200NL/min，保证钢水液面波动，澄壳不破，吹氩时间在15min以上。
[0021] 优选的，所述步骤4)中，控制LF炉炉内压力为90KPa~llOKPa。
[0022] 与现有技术相比，本发明包含步骤：铁水预处理、转炉吹炼、CAS渣洗、LF炉精炼、 RH炉脱氢、连铸，通过研宄钢包精炼脱硫过程的生产工艺，根据脱硫的热力学条件和动力 学条件，采用精炼渣合成技术，控制初期精炼渣碱度在4. 0左右，其中FeO+MnO的重量百 分比在1%以下，A1203的重量百分比彡20%，CaO的重量百分比彡45% ;采用吹氩搅拌技 术，氩气流量控制在800NL/min~1000NL/min;采用温度控制技术，LF炉渣洗前钢水温度 在1550°C~1570°C，渣洗过程温度在1580°C~1600°C，通过工艺改进可以使产出的抗氢 致裂纹钢中硫的重量百分比有效地控制在0. 0020%以内，平均达到0. 0012%，最低可达到 0. 0003 %，LF精炼炉的脱硫率由60. 53 %提高至83. 66%，硫含量不合格炉次由20 %降低到 〇,同时脱硫造澄料消耗降低3. 2kg/t钢，系统脱硫时间平均缩短5min~6min，在确保质量 的前提下，实现了抗氢致裂纹钢的大批量、稳定、低成本生产。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发 明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所 获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024] 本发明提供了一种抗氢致裂纹钢的生产方法，包括以下步骤：
[0025] 1)铁水预处理：将铁水采用KR铁水脱硫技术脱硫，出铁前将钢包渣倒入铁水罐， 利用钢包渣强还原性进行铁水脱硫，至铁水中硫的重量百分比在〇. 005%以内；
[0026] 2)转炉吹炼：用废钢作为转炉冷料，所述废钢中P的重量百分比<0.1 %，S的重 量百分比< 0. 08%，降低二次吹炼阶段钢中[0]浓度至0. 050%~0. 080%，吹炼后期采用 石灰和白云石作为冷却剂，禁止加入赤矿粉冷固球，提高终渣碱度至2. 7~3. 5,吹炼终点 钢水中硫的重量百分比控制在0.008%以内；
[0027] 3)CAS渣洗：转炉出钢过程中，根据转炉吹炼终点钢水中[0]的含量，按照配比往 钢包加入造渣料和脱氧剂，利用出钢冲击和底吹氩气搅拌的作用，产出初期精炼渣，控制初 期精炼渣碱度为3. 5~4. 5,其中FeO+MnO的重量百分比在1%以下，A1203的重量百分比 彡20%，CaO的重量百分比彡45%，钢水中硫的重量百分比控制在0. 005%以内；
[0028] 4)LF炉精炼：根据初期精炼渣的颜色和转炉下渣量，先加入造渣料，再加入脱 氧剂，二次造渣，控制渣中310 2的重量百分比在10%以下，钢水中Alt的重量百分比在 0.025 %~0.040 %之间，至钢渣变为白色或灰白色，然后将钢水温度升高至158