[发明专利]一种减少管线钢中夹杂物的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种X80管线钢的冶炼工艺，特别涉及一种减少X80管线钢中夹杂物的生产方法。

背景技术

管线运输是长距离输送石油、天然气最经济、合理的运输方式。为了提高输送效益、降低能耗、减少投资，长输管线用钢材向高强度、高韧性和优良焊接性能的高钢级管线钢发展已成为趋势。为了更安全经济的运输石油天然气，世界各国纷纷采用更高等级的管线钢。目前，世界上已建成的X80管线钢达2500km。

由于X80管线钢的服役环境非常恶劣，钢中非金属氧化物夹杂含量偏高，会导致产生各种缺陷，同时对钢管的韧性、塑性、耐蚀性、焊接性、抗HIC等产生负面影响。

为了获得高强度、高韧性、良好的焊接性和良好的耐蚀性，X80管线钢的化学成分设计以低碳、高锰、铌钛微合金化为基础，再添加适量的铜、镍、钼等合金元素。较多合金元素的加入，使得X80管线钢在冶炼和连铸过程中对夹杂物的控制具有很大的困难。

在浇注X80管线钢的过程中，钢水中的铝、钛等合金元素，部分氧化并溶解在结晶器保护渣中，改变融化及流动性能等物理化学性能，导致结晶器保护渣被流动的钢水卷入熔钢而被凝固的钢水所捕集，形成成品中的夹杂物，进而造成钢中夹杂物的增加，降低了钢的耐蚀性和其它力学性能。

基于以上原因，X80管线钢对钢的纯净度有很高的要求，必须严格控制钢中的夹杂物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种减少X80管线钢中夹杂物的生产方法，本方法能大幅度地减少钢中的夹杂物含量，钢包钢水的T.O(T.O的大小来衡量夹杂物的多与少。T.O的大表示夹杂物数量多，T.O的小表示夹杂物少)稳定地达到20ppm以下。

为解决上述技术问题，本发明一种减少X80管线钢中夹杂物的生产方法，包括转炉终点氧含量和炉渣氧化性的控制工艺、精炼过程中夹杂物的去除工艺、精炼过程中夹杂物的变性工艺、连铸过程中夹杂物的控制工艺，其中：

所述的转炉终点氧含量和炉渣氧化性的控制工艺为：转炉吹炼开吹10min以内强化脱磷，采用顶底复吹技术吹氧，吹炼末期降低顶吹氧流量至55000Nm³/h，并利用底吹气体进行搅拌，采用动态吹炼控制模型吹炼，采用气动挡渣法出钢；所述的精炼过程中夹杂物的去除工艺为：控制合理的钢包顶渣渣系，使CaO在50％～60％，Al₂O₃在25％～35％，SiO₂在15％，FeO+MnO小于1.5％范围以内，把搅拌强度降低到50W/t钢以下；所述的精炼过程中夹杂物的变性工艺为：钙含量控制在30-50ppm，铝含量在0.025％-0.045％，[Ca]/[S]控制在2-5之间，[Ca]/[Al]在0.12-0.8之间；所述的连铸过程中夹杂物的控制工艺为：采用保护浇铸，采用钢包下渣检测装置控制下渣量，采用大容量中间包且中间包采用梯形档渣墙，采用FC结晶器浇注。

本发明技术方案的原理为：

1.转炉冶炼过程中终点钢水的氧含量和炉渣的氧化性控制工艺，主要采用以下方法：

(1)强化转炉吹炼前期(开吹10min以内)脱磷，减轻了冶炼后期脱磷的负担，因而不需通过提高炉渣的氧化性来提高炉渣的脱磷能力，炉渣的氧化性的降低可减少夹杂的生成。

(2)采用顶底复吹有利于熔池中钢-渣反应接近平衡状态，同时吹炼末期降低顶吹氧流量至55000Nm³/h，并利用底吹气体进行搅拌，也有利于降低终渣的氧化性。

(3)采用动态吹炼控制模型可以减少甚至取消补吹，降低终点氧。

(4)在生产X80中采用气动挡渣法，来防止出钢过程的下渣。目前转炉下渣量可达到小于3g/t钢，(FeO％+MnO％)小于25％的水平。

2.精炼过程去夹杂物工艺