X70管线钢洁净度控制.pdf

2012年第2期
南钢科技与管理
?分析探讨
X70管线钢洁净度控制
蔡可森曹余良
王攀峰
(中厚板卷厂)(技术质量部)
摘要:中厚板卷厂X70管线钢采用铁水预处理一→BOF→精炼(LF/RH)一→CCM生产流程,通过各エ序过程工
艺技术的优化,已能批量生产[P]≤0.00500%,「S1≤0.00100%,T[O]≤0.0000%,[N≤0.00350%,[H]≤
0.00015%的高级别管线钢,中间包钢水中99.61%都是小于10um的Ca0-CaS央杂物。铸坯中心疏松缺陷
为0.5级,没有发现中间裂纹、角裂、三角区裂纹、针状及蜂窝状气孔,钢板性能优良,探伤合格率达99%以上。
关键词:管线钢洁净度夹杂物过程控制
Control of Cleanliness of X70 Pipeline Steel
Cai Kesen Cao Yuliang
Wang Panfeng
(Wide Plate/Coil Plant) (Technology Quality Department
Abstract: The process of pipeline steel is: ho me al pretreament- BOF- refining(F/- CCM to smelt pipeline
steel the mass production of high-level pipeline steel can be produced such as [P<0.00500%, [S]0.00100%, 1
0]=0.00090%, N=0.00350%, H]=0.00015% through optimizing technology process. 99.61% from molten
steel in the tundish is Cao-cas inclusions and the size is less than 10 wm. The defects in the slab center porosity is
0.5, no middle cracks, corner cracks and triangle zone cracks can be found. no needle-like and and honeycomb pores
the properties of steel plate are excellent and flaw pass rate is 99%
Key words: pipeline steel; cleanliness; inclusions; process control
前言
含量和控制非金属夹杂物的数量、形态和尺寸,提高
随着石油、天然气等管线钢需求行业的迅速发钢水的纯净度,尤其是对管线钢性能危害较大的
展,其对管道用钢管的可靠性要求越来越高,不仅要0,和MnS夹杂物的控制,改变其形态是管线钢
求具有高强度、高的低温止裂初性及良好的焊接性,冶炼的重要任务之一1-?。
对特殊地区的管线钢还要求有抗H2S腐蚀能力和抗
中厚板卷厂X70管线钢采用铁水倒罐→铁水预
大应变能力。在酸性气体环境中,导致管线钢失效处理→转炉治炼→出钢脱氧合金化→F精炼炉→
的主要质量问题是氢致开裂(HC)和硫化物应力腐RH真空炉→钙处理一连铸生产工艺流程,通过对治
蚀开裂(SSCC)。通常认为,HC大都起源于钢水中炼各工序过程的研究和分析,开发出各环节钢水洁
的有害元素和夹杂物,SCC的形成与HC密切相净度控制技术要点。目前X70级别管线钢成品成分
关-?。为了提高管线钢抗HIC和抗SSCC能力,可以控制水平为:[P]≤0.00500%,[S]≤
必须尽可能的降低钢中磷、硫、氧、氮、氢杂质元素的0.00100%,T[O]≤0.00090%,[N]≤0.00350%,
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2012年第2期
H]≤0.00015%,夹杂物变性和去除效果良好,连
锛中间包钢水以小于10um的Ca0-CaS为主,没有
0.12
图法
发现纯的Al2O3和MnS夹杂物。本文主要针对X70
级别管线钢的生产,阐述中厚板卷厂冶炼过程洁净
0.02
度控制工艺。
0.01
X70管线钢冶炼工艺技术
铁水 BOE BOF BOF入L出HCCM
终点出钢
超低磷控制工艺
图1BOF不同治炼工艺磷含量变化
脱磷的热力学条件是低温、高碱度、高的氧化
性。南钢入转炉铁水没有进行脱磷预处理,转炉正
常冶炼可将钢水中磷降至0.007%左右。随着产品
0.0060
0.00500
级别的不断更新和提高,一些高级別管线钢对钢水
中磷含量的要求越来越低,之前的脱磷冶炼工艺已
次她誉
0,00400
000300
不能满足对高级别钢种生产的需求。
长0.00200
中厚板卷厂在原有的设备基础上进行工艺技术
0.00100
改进,通过对吹炼过程影响转炉脱磷的热力学和动
0.00000
出转炉?F化渔占LF出RHCC
力学因素进行详细分析研究,选用“双渣法”的操作,
图2X70管线钢冶炼流程各工位硫含量变化
实际生产治炼中取得了良好的脱磷效果。在转炉吹
炼4~6min左右,即碳氧反应刚开阶段,进行第一次
1)在转炉工序由于铁水帯渣以及加入的原辅料
倒渣。在保证前期炉渣尽快化好的前提下,控制适
中含硫,使出钢钢水硫含量回升到0.0040%
当的渣量,采用高碱度、高氧化性、低温度和合理的
0.0070%,平均回硫量在0.0035%,转炉出钢炉次硫
供氧制度与底吹模式的操作。转炉治炼后期,通过
含量平均控制在0.0047%。
防止炉渣返干和减少下渣量来控制后面工序回磷。
2)从转炉出钢到LF前期化渣阶段,钢水中硫含
目前,当入炉铁水[P]为0.120%时,转炉终点[P]可
脱0.00%以下,胞确率在5第以上。转炉果用量有下降ぬ券,这是因为出解过程中加人的精炼
与石灰,通过出钢过程良好的动力学条件,在LF炉
不同治炼工艺终点磷控制水平如图1所示。
化渣4~6min后迅速形成流动性较好的脱硫初渣
2超低硫控制技术
起到了一定的脱硫作用,硫含量平均降低了
通过优化治炼各工序脱氧造渣工艺,南钢X70管
0.004%。
线钢铸坯硫含量控制在0.0010%以内,如图2所示。
3)LF精炼过程通过适量的铝丝和造渣剂快速
铁水脱硫预处理喷吹CaO+Mg粉将铁水硫含
造低氧化性白渣,总渣量保持在15kg/t钢以上。同
量脱除到0.000%左右,预脱硫后进行扒渣处哪肘根据升温化渣、造渣脱硫以及合金化的需要,整个
由图2可以看出:
精炼过程分阶段调整合适的底吹氩气搅拌,保证良