[发明专利]一种超低碳超低硫钢冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种超低碳超低硫钢冶炼工艺，涉及钢铁冶炼技术领域，包括铁水倒罐→铁水预处理→转炉冶炼→RH炉真空→LF炉精炼→连铸生产，其中LF炉精炼包括LF炉控碳、LF炉深脱硫和LF炉去夹杂。本发明减少了钢种在LF炉冶炼过程中的增碳，且稳定降低钢水中的硫含量，满足抗酸管线的性能要求，成功开发了一种超低碳超低硫钢的冶炼工艺，C、S成分控制稳定，且非金属夹杂物有效控制，铸坯内部质量良好，钢板探伤合格率控制在99.5%以上，完全满足生产需要。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种超低碳超低硫钢冶炼工艺。

背景技术

管道输送是石油、天然气最经济、合理的长距离运输方式，具有高效、经济、安全等特点。目前输送管道正向大口径、高压力方向发展，管线钢在要求高强度的同时还要求具有高的低温止裂韧性和良好焊接性。20世纪70年代以来，各国石油、天然气的开发条件发生了明显变化，目前虽然天然气在输送前进行了净化处理，但H₂S及水的存在引起管道腐蚀仍然不可避免，还有一些特殊油、气输送地区的管线钢也会发生腐蚀现象。管线内部硫化氢酸性腐蚀是输气管线腐蚀的主要形式之一，这种腐蚀破坏主要是由氢致裂纹、硫致应力腐蚀开裂和电化学腐蚀三种方式引起的。为保证油气输送安全性，近年来管线钢对抗腐蚀能力，特别是抗氢致裂纹(HIC)和硫化物应力腐蚀(SCC)的要求越来越高。抗酸腐蚀管线钢是石油管线用钢生产难度最大的一类，其对钢水洁净度和连铸坯中心偏析的控制要求极高，在控制钢水碳、硫含量方面接近极限控制，所以抗酸腐蚀管线钢生产工艺，特别是炼钢工艺的研发有着极其重要的意义。

随着钢铁行业的迅速发展，管道用钢管对钢的性能要求越来越严格，不仅要求具有高强度、高的低温止裂韧性及良好的焊接性，对特殊地区的管线钢还要求有抗H₂S酸性腐蚀能力。为了提高钢材抗氢致开裂和抗硫化物应力腐蚀开裂能力，必须尽可能的降低钢中碳、磷、硫、氧、氮、氢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。目前国内钢厂炼钢工序中大部分采用LF炉精炼工序，由于LF炉使用三项石墨电极给钢水升温的特性，造成LF炉冶炼过程中，钢水中的碳成分会受钢水对电极的冲刷消耗而增加，从而形成了钢水中的控碳与脱硫形成了矛盾。

由于此钢种对钢水中的碳、硫含量要求极其严格，目前国内各大钢厂对于抗酸管线的成材率都普遍偏低，如果能够稳定控制钢种的碳、硫成分含量，提高抗酸管线的成材率，在判废品的浪费以及石油输送管道的安全性能上都将取代较大的经济效益。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种超低碳超低硫钢冶炼工艺，包括铁水倒罐→铁水预处理→转炉冶炼→RH炉真空→LF炉精炼→连铸生产，其中LF炉精炼包括LF炉控碳、LF炉深脱硫和LF炉去夹杂，

LF炉控碳：LF炉前期采用短弧加热，控制底吹流量150～200NL/min；炉渣熔化后根据渣况不断补充渣料，及时调整炉渣碱度、流动性及渣层厚度，确保炉渣碱度在7～10，炉渣流动性50～80NL/min流量时渣面蠕动、不结壳，渣层厚度在10～15cm之间；埋弧稳定后采用大级数快速升温，根据RH炉出站铝含量对钢水铝成分进行喂铝线调整，当温度升至目标温度±10℃时，开始加铝丝对炉渣进行渣脱氧，并根据生产节奏选取继续升温操作或者提电极大底吹搅拌脱硫操作；

LF炉深脱硫：LF炉的深脱硫操作推迟至温度升至目标温度±10℃时，采取提电极，大底吹加旁通操作，采用CaO-Al₂O₃-SiO₂三元碱性渣系深脱硫，过程碱度控制在6.0～8.0，吨钢渣量控制在12.5～15.5kg(含转炉出钢渣料)，渣中的FeO和MnO含量小于0.8％，精炼过程保持微正压，确保炉内良好的还原性气氛；

LF炉去夹杂：成分、温度合格后进行钙处理，钙处理采用无缝纯钙包芯线，按头炉250±10m，连浇路220±10m，以200m/min速度喂入；钙处理结束后静搅时间要求≥15min，软搅拌底吹流量精确控制在30～50NL/min。