一種減量化生產管線鋼的工藝，屬于冶金技術領域。通過高爐煉鐵過程中對鐵水進行脫硫處理，在煉鋼過程中減少合金元素的用量提高合金收得率等手段簡化成分設計，并通過鈣化處理、氬氣包底軟吹處理等工藝控制夾雜物形態和數量，在軋鋼階段通過兩階段控制軋制和層流冷卻技術，來獲得多邊形鐵素體、粒狀貝氏體和少量珠光體組成的組織。適用于S485、S450、S415、S390、S360以及API相關標準中的X70、X65、X60、X56、X52等相對應的管線鋼。優點在于，相對于傳統工藝，減少了鐵水預處理和RH精煉的工藝過程，給中、小鋼鐵企業生產窄斷面、薄規格的高級別管線鋼一種良好的手段。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于管線鋼
，特別涉及一種減量化生產管線鋼的工藝。適用于S485、S450、S415、S390、S360 以及 API 相關標準中的 X70、X65、X60、X56、X52 等相對應的管線鋼。
技術介紹
我國管線鋼的理論研究伴隨著管道工程建設的進步而發展。隨著2003年“高強度管線鋼的重大工藝基礎研究”等國家基礎攻關、應用基礎研究及技術開發項目的開展，我國管線鋼的研究及生產迅速發展。伴隨著西氣東輸一期、二期工程的竣工，我國實現了工業級的S485級管線鋼生產，打破了國外對高級別管線鋼的長期壟斷，并實現出口。但對S485級管線鋼針狀鐵素體組織結構的認識仍存在較多的分歧。另外，隨科技的進步和對資源、環境的重視，如何利用簡單化學成分的鋼鐵材料，簡化生產工藝環節，通過加工過程的控制來有效地提高材料的綜合性能，從而減少材料的使用量、提高使用壽命，即實現管線鋼的減量化生產，成為當前鋼鐵材料研究的主要方向。目前雖然S485級管線鋼已經能實現工業化生產，但大多數生產企業都采用鐵水預處理+轉爐+LF精煉+RH精煉+連鑄+控軋控冷的工藝過程，該工藝過程復雜，控制參數較多，設備投資過大，不利于中、小鋼鐵企業規模化生產。尤其像RH精煉爐設備投資費用高，利用系數低。而西氣東輸三期工程即將開工，各支線以及城市管網仍需要大量的S485級以及低級別的窄斷面(685mnTl250mm)、薄規格(6 12mm)管線鋼，這些規格范圍采用大機組生產成本過高，需要一種新的工藝來降低S485及以下級別的小規格管線鋼，來不斷的適應市場的需求。國內關于管線鋼的專利雖然很多，如轉爐-RH-LF-連鑄生產管線鋼的工藝，申請號200810020314. 2，包括轉爐過程和終點控制、留氧出鋼工藝、RH脫碳脫氣工藝、RH脫氧合金化工藝和LF脫硫工藝。再如高強度高韌性輸送管線鋼及其制備方法，申請號200410013265. 1，對管線鋼的成分及軋鋼溫度控制工藝進行了闡述。但是這些專利只是從局部工藝或過程來闡述管線鋼的生產工藝或化學成分，還沒有一個專利對鋼鐵冶金從煉鐵、煉鋼、軋鋼以及成分設計和組織狀態的全流程上進行詳細的描述。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種減量化生產管線鋼的工藝，相對于傳統工藝，減少了鐵水預處理和RH精煉的工藝過程，是中、小鋼鐵企業生產窄斷面(685 1250mm)、薄規格(6 12mm)高級別管線鋼的良好手段。本專利技術主要通過高爐煉鐵過程中對鐵水進行脫硫處理，在煉鋼過程中減少合金元素的用量提高合金收得率等手段簡化成分設計，并通過鈣化處理、氬氣包底軟吹處理等工藝控制夾雜物形態和數量，在軋鋼階段通過兩階段控制軋制和層流冷卻技術，來獲得多邊形鐵素體、粒狀貝氏體和少量珠光體組成的組織。適用于S485、S450、S415、S390、S360以及API相關標準中的X70、X65、X60、X56、X52等相對應的管線鋼。藝步驟及控制的技術參數如下I、高爐冶煉保證合理爐料結構的同時，需要控制高爐的鐵水溫度144(Tl480°C，還要保證高爐的物理熱能即鐵水中的硅含量在0. 40% 0. 70%之間波動，同時保證高爐上料的堿度I. 2 2，最終可以保證出爐鐵水中的硫含量(T0. 025%。2、轉爐煉鋼保證出鋼時鋼渣堿度在3. 5 4之間波動，磷含量0 0. 020%,硫含量控制在0 0. 020%。出鋼時大氣量(I. (Tl. 5MPa)攪拌，保證頂渣充分熔融及夾雜物上浮效果。3、LF精煉出精煉爐前喂入純鈣線，保證Ca/Al :0.09 0. 13 ;之后喂入鈦線100 200米，保證成品Ti含量在0. 015% 0. 025%間；喂線期間，鋼包采用吹氬氣進行弱攪拌，以鋼液面涌動，鋼水不裸露為宜，喂線后保證有效凈軟吹時間10 15分鐘；4、連鑄保證中包過熱度5 25°C，同時必須保證電磁攪拌的開啟，防止鑄坯偏析的發生。5、加熱爐連鑄后的鋼坯，需在車間堆放，緩慢冷卻至常溫 200°C方可送入加熱爐進行加熱。6、軋鋼保證精軋機入口溫度控制在970 1035°C，精軋機出口的溫度控制在810 840°C，卷曲溫度控制在600±15°C，同時保證冷卻速度在15 17°C /s。最終將得到多邊形鐵素體、粒狀貝氏體和少量珠光體組成的組織。本專利技術的主要原理還是鋼鐵的純凈化的原理，通過簡化整個管線鋼冶煉工藝過程，降低合金料特別是高價格合金料消耗的過程來達到減量化生產S485等高級別管線鋼的目的。在高爐煉鐵階段進行合理的配料，控制高爐爐溫將鐵水脫硫的過程提前到高爐出鐵的過程以前，從而省略了鐵水預處理的工藝環節，從而降低轉爐脫硫的負擔。保證管線鋼中硫含量低于合理的水平。在轉爐煉鋼過程中，通過控制轉爐的鋼水溫度及堿度等措施進行脫磷處理，同時在合金化的過程中不再添加鑰合金和釩合金，減少管線鋼中的合金用量，鈦合金在精煉結束后加入提高鈦合金收得率，采用低碳高錳的工藝路線，合理的調配各種元素的比例，從而達到降低合金成本的目的。通LF精煉爐的冶煉進行二次脫硫處理，同時完成去除夾雜物的過程。因為管線鋼力學性能不合，大多數與夾雜物的級別太高有關，通過在精煉工序結束前先喂入鈣線，對夾雜物進行鈣化處理，使之易于上浮。之后在鋼包中喂入一定量的鈦線從而保證鈦合金的收得率。在連鑄階段采用電磁攪拌技術，保證鑄坯的偏析控制在合理的范圍。全部管線鋼連鑄坯均采用冷裝爐工藝，保證連鑄坯經過奧氏體到鐵素體再到奧氏體的兩次完整相變過程，完成組織轉變的同時，保證Nb(C，N)、Ti (C，N)的充分析出從而達到析出強化的目的。在軋制階段保證精軋機的入口溫度、出口溫度以及卷取溫度，以保證兩階段控制軋制的目的，同時采用合理的冷卻方式，得到理想的組織，使管線鋼的組織充分細化。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是I、對于中小型帶鋼生產企業，軋鋼機組的斷面通常在650至1500mm直接，沒有鐵水預處理或者RH精煉爐等大型設備，本專利簡化了管線鋼的生產工藝過程，降低了高級別管線鋼的生產成本，解決了中小型帶鋼生產企業裝備不足，難于生產高級別管線鋼的問題。2、本專利技術減少了采用精煉后加鈦合金的方法，保證了鈦合金收得率，同時不再添加鑰合金和釩合金，降低了合金的成本。3、通過控軋控冷工藝，得到了鐵素體+珠光體+少量貝氏體的組織，相對于傳統針狀鐵素體的金相組織，展現了更加優異的韌性，該方法工業化生產的S485管線鋼的低溫韌脆轉變溫度為FATT5tl到達了 -70°C以下，比常規工藝生產的產品低了將近30°C。附圖說明圖I為本專利技術的工藝流程圖。具體實施例方式實施例I某企業按如下工藝生產的S485管線鋼，斷面尺寸為12. 0*1020mm。I、高爐冶煉高爐的鐵水溫度1461°C，硅含量在0. 48%，高爐上料的堿度在I. 8，硫含量在0.017%。2、轉爐煉鋼鋼渣堿度在3. 75，磷含量0. 018%，硫含量控制在0. 015%。3、LF精煉喂入純鈣線185米，喂入鈦線123米，有效凈軟吹時間12. 5分鐘；4、連鑄澆注溫度1552°C，同時必須保證電磁攪拌的開啟，防止鑄坯偏析的發生。5、加熱爐鋼坯全部冷卻到室溫送入加熱爐。6、軋鋼保證精軋機入口溫度控制在1015°C，精軋機出口的溫度控制在823°C，卷曲溫度控制在605本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種減量化生產管線鋼的工藝，其特征在于，工藝步驟及控制的技術參數如下：（1）高爐冶煉：控制高爐的鐵水溫度1440~1480℃，鐵水中的硅含量在0.40%～0.70%之間，同時高爐上料的堿度1.2～2，最終出爐鐵水中的硫含量0~0.025%；（2）轉爐煉鋼：出鋼時鋼渣堿度在3.5～4之間，磷含量0～0.020%，硫含量控制在0～0.020%；出鋼時1.0~1.5MPa攪拌，使頂渣充分熔融及夾雜物上浮；（3）LF精煉：出精煉爐前喂入純鈣線，Ca/Al：0.09～0.13；之后喂入鈦線100～200米，成品Ti含量在0.015%～0.025%間；喂線期間，鋼包采用吹氬氣進行弱攪拌，使鋼液面涌動，鋼水不裸露，喂線后凈軟吹時間10～15分鐘；（4）連鑄：中包過熱度5～25℃，同時電磁攪拌開啟，防止鑄坯偏析；（5）加熱爐：連鑄后的鋼坯在車間堆放，緩慢冷卻至常溫～200℃，送入加熱爐進行加熱；（6）軋鋼：精軋機入口溫度控制在970～1035℃，精軋機出口的溫度控制在810～840℃，卷曲溫度控制在585～615℃，同時冷卻速度在15～17℃/s；最終將得到多邊形鐵素體、粒狀貝氏體和少量珠光體組成的組織。...
【技術特征摘要】
1.一種減量化生產管線鋼的工藝，其特征在于，工藝步驟及控制的技術參數如下 (1)高爐冶煉控制高爐的鐵水溫度144(Tl480°C，鐵水中的硅含量在O.40% O. 70%之間，同時高爐上料的堿度I. 2 2，最終出爐鐵水中的硫含量(Γ0. 025% ； (2)轉爐煉鋼出鋼時鋼渣堿度在3.5 4之間，磷含量O O. 020%，硫含量控制在O .O.020% ;出鋼時I. (Tl. 5MPa攪拌，使頂渣充分熔融及夾雜物上浮； (3)LF精煉出精煉爐前喂入純鈣線，Ca/Al :0. 09 O. 13 ;之后喂入鈦線100 200米，成品Ti含量在O. 015% O. 025%間；喂線期間，鋼包采用吹氬氣進行弱攪拌，使鋼液...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高鑫，孟憲成，
申請(專利權)人：德龍鋼鐵有限公司，
類型：發明
國別省市：
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