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高强度管件钢炼钢工艺

阅读：1030发布：2020-07-05

IPRDB可以提供高强度管件钢炼钢工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种高强度管件钢炼钢工艺，其生产工艺流程为原料准备(1)、转炉冶炼(2)、LF精炼(3)、VD真空脱气(4)、连铸(5)、板坯检查入库(6)。转炉冶炼(2)的出钢温度为1600～1620℃，炉后加入特殊物质进行渣处理，喂入Al线调整钢水性能；LF精炼(3)的精炼温度为1500～1650℃，加入合成渣和铝屑进行脱氧、硫，化渣-升温-脱氧、硫、化学成分微调；VD真空脱气(4)在0.5tor以下的工作真空度条件下，保持真空时间15分钟以上；连铸(5)控制浇铸温度在1530～1540℃。本发明在不改变现有的生产条件的前提下，采用控轧控冷技术，简化了生产环节，降低了生产成本，节约了能源、减少了环境污染。，下面是高强度管件钢炼钢工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.高强度管件钢炼钢工艺，工艺流程包括原料准备(1)、转炉冶炼(2)、LF精炼(3)、VD真空脱气(4)、连铸(5)、板坯检查入库(6)，其特征在于：转炉冶炼(2)的出钢温度为1600～1620℃，采用挡渣塞装置，炉后加入特殊物质进行渣处理，喂入Al线调整钢水性能；LF精炼(3)的精炼温度为1500～1650℃，加入合成渣和铝屑进行脱氧、硫，化渣-升温-脱氧、硫、化学成分微调，精炼时间≥35分钟，全程吹氩搅拌；VD真空脱气(4)在0.5tor以下的工作真空度条件下，保持真空时间15分钟以上；连铸(5)系大包施行保护浇铸生产，结晶浸入水式口进行吹氩保护浇铸，控制浇铸温度在1530～1540℃，连铸拉整在0.75～0.85m/min，钢水过热度在20℃以下。

2.根据权利要求1所述的高强度管件钢炼钢工艺，其特征在于：LF精炼(3)精炼渣碱度为CaO/SiO2≤4.0～6.0，控制钢水活度氧含量＜5ppm，N含量＜50ppm。

3.根据权利要求1所述的高强度管件钢炼钢工艺，其特征在于：VD真空脱气(4)对钢水进行脱氮、氢、氧处理，出站钢水中氮含量≤45PPm，氢含量≤2.0PPm，氧含量≤15PPm。

4.根据权利要求1所述的高强度管件钢炼钢工艺，其特征在于：连铸(5)二次冷却采用动态配比水的方法，动态轻压下技术减轻中心偏析与疏松。

说明书全文

技术领域

本发明属于炼钢工艺方法，特别是涉及一种具有良好焊接性能的高强韧性和良好的调质性能的高强度管件钢炼钢工艺。

背景技术

高强度管件钢是一个高技术含量、高附加值的新钢种，它除有较高的屈服强度、抗拉强度外，还有良好的延伸性能、冷弯性能、焊接性能和低温抗冲击性能，主要应用在天然气与石油输送行业。在实际应用中，高强度管件钢通过工件调质处理后，可应用于更为复杂的服役环境中，并可减少钢材的使用量，提高钢材使用寿命，增加使用安全系数，节约资源，故被世界冶金行业誉为21世纪绿色环保钢种。但是能生产完全符合以上要求的钢的已有技术并不成熟。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高强度管件钢炼钢工艺，使所炼钢的屈服强度≥560Mpa，抗拉强度≥625Mpa，板厚二分之一处低温冲击韧性-30℃，Akv≥120J，具有强度高、韧性好、优良的低温韧性、优秀的加工性能及优良的焊接性能，适合作为石油天然气管线用钢。
本发明通过下述技术方案予以实现：
高强度管件钢炼钢工艺，工艺流程包括原料准备、转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气、连铸、板坯检查入库。转炉冶炼的出钢温度为1600～1620℃，采用挡渣塞装置，炉后加入特殊物质进行渣处理，喂入Al线调整钢水性能；LF精炼的精炼温度为1500～1650℃，加入合成渣和铝屑进行脱氧、硫，化渣-升温-脱氧、硫、化学成分微调，精炼时间≥35分钟，全程吹氩搅拌；VD真空脱气在0.5tor以下的工作真空度条件下，保持真空时间15分钟以上；连铸系大包施行保护浇铸生产，结晶浸入水式口进行吹氩保护浇铸，控制浇铸温度在1530～1540℃，连铸拉整在0.75～0.85m/min，钢水过热度在20℃以下。
所述LF精炼精炼渣碱度为CaO/SiO2≤4.0～6.0，控制钢水活度氧含量＜5ppm，N含量＜50ppm。
所述VD真空脱气对钢水进行脱氮、氢、氧处理，出站钢水中氮含量≤45PPm，氢含量≤2.0PPm，氧含量≤15PPm。
所述连铸系大包施行保护浇铸生产，结晶浸入水式口进行吹氩保护浇铸，控制浇铸温度在1530～1540℃，连铸拉整在0.75～0.85m/min，钢水过热度在20℃以下；二次冷却采用动态配比水的方法，动态轻压下技术减轻中心偏析与疏松。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在不改变现有的生产条件的前提下，通过优化合金成分设计方案，采用控轧控冷技术，简化了生产环节，降低了生产成本，节约了能源、减少了环境污染。本方法适用于生产高强度管件钢钢材。

附图说明

附图为本发明工艺流程图。
图中：1-原料准备，2-转炉冶炼，3-LF精炼，4-VD真空脱气，5-连铸，6-板坯检查入库。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
以生产牌号为X80G高强度石油天然气输送管道三通、弯管用高强度管件钢为例。
包括合金元素、铁余量和不可避免的杂质，合金元素的化学成分重量百分比为：碳＝0.08～0.10，硅＝0.20～0.30，锰＝1.50～1.60，磷≤0.015，硫≤0.003，铌＝0.035～0.045，钛＝0.015～0.02，铝＝0.02～0.05，镍＝0.30～0.40，铬＝0.15～0.20，钼＝0.24～0.28，钒＝0.045～0.055，铜＝0.12～0.20。
参照附图：工艺流程为原料准备(1)、转炉冶炼(2)、LF精炼(3)、VD真空脱气(4)、连铸(5)、板坯检查入库(6)。
所述原料准备(1)的工艺方法：常规操作。
所述转炉冶炼(2)的工艺方法：转炉冶炼过程中加入铁水及废钢，铁水与废钢配比为(85％～95％)/(5％～15％)；然后加入硅锰合金：Si≥17.0％、Mn≥65.0％、S≤0.04％、P≤0.25％、C≤1.8％，铁余量；中碳锰铁合金：Si≤1.5％、Mn≥78.0％、S≤0.03％、P≤0.20％、C≤1.5％，铁余量；低碳铬铁合金：Cr≥52.0％、C≤0.50％、Si≤3.0％、P≤0.06％ S≤0.05％，铁余量；铌铁合金：Nb≥63.0％、Al≤3.0％、Si≤3.0％、C≤0.20％、P≤0.20％、S≤0.10％、铁余量；钼铁：：55.0％≤Mo≤65.0％、Si≤1.5％、S≤0.10％、P≤0.05％、C≤0.10％、Cu≤0.50％、Sb≤0.05％、Sn≤0.06％，铁余量；镍板：镍99.9％～100％，杂质余量；铜板：铜95.0％～100％，杂质余量；钒铁：V≥50.0％、C≤0.75％、Si≤2.5％、P≤0.10％、S≤0.05％、Al≤0.8％、Mn≤0.50％；硅铝钡：Si≥35.00％、Al≥12.00％、Ba≥18.00％、Al+Ba≥30.00％、P≤0.05％、S≤0.10％；硅钙钡：Si≥50.0％、Ba＞13.5％、Ca＞12.5％、Ba+Ca≥28.0％、P≤0.10％、S≤0.15％，铝铁：Al≥70.0％，铁余量；冶炼出钢温度为1600～1620℃，采用挡渣塞装置，炉后加入CaO-AL203材料进行渣处理，喂入Al线350～450m调整钢水性能。
所述LF炉精炼(3)的工艺方法：精炼温度为1500～1650℃；加入合成渣和铝屑进行脱氧、硫；精炼步骤：化渣-升温-脱氧、硫，化学成分微调，精炼时间≥35分钟，全程吹氩搅拌，精炼渣碱度GaO/SiO2≤4.5～6.0；对化学成分进行微调，使其达到钢的内控要求。
所述VD炉真空脱气4的工艺方法：在0.5tor的真空下，保持真空时间15分钟以上；对钢水进行脱氮、氢、氧处理，使出站钢水氮含量≤45PPm，氢含量≤2.0PPm，氧含量≤15PPm，大幅度提高钢水纯净度。
所述连铸(5)的工艺方法：连铸大包施行保护浇铸生产，结晶浸入水式口进行吹氩保护浇铸，控制浇铸温度在1530～1540℃，连铸拉整在0.75～0.85m/min，钢水过热度在20℃以下；二次冷却采用动态配比水的方法，动态轻压下技术减轻中心偏析与疏松。
所述板坯检查入库(6)的工艺方法：常规操作。
实施例1：
转炉冶炼过程中加入铁水及废钢，铁水与废钢配比为(85％～95％)/(5％～15％)；然后加入硅锰合金：Si≥17.0％、Mn≥65.0％、S≤0.04％、P≤0.25％、C≤1.8％，铁余量；中碳锰铁合金：Si≤1.5％、Mn≥78.0％、S≤0.03％、P≤0.20％、C≤1.5％，铁余量；低碳铬铁合金：Cr≥52.0％、C≤0.50％、Si≤3.0％、P≤0.06％、S≤0.05％，铁余量；铌铁合金：Nb≥63.0％、Al≤3.0％、Si≤3.0％、C≤0.20％、P≤0.20％、S≤0.10％、铁余量；钼铁：：55.0％≤Mo≤65.0％、Si≤1.5％、S≤0.10％、P≤0.05％、C≤0.10％、Cu≤0.50％、Sb≤0.05％、Sn≤0.06％，铁余量；镍板：镍99.9％～100％，杂质余量；铜板：镍95.0％～100％，杂质余量；钒铁：V≥50.0％、C≤0.75％、Si≤2.5％、P≤0.10％、S≤0.05％、Al≤0.8％、Mn≤0.50％；硅铝钡：Si≥35.00％、Al≥12.00％、Ba≥18.00％、Al+Ba≥30.00％、P≤0.05％、S≤0.10％；硅钙钡：Si≥50.0％、Ba＞13.5％、Ca＞12.5％、Ba+Ca≥28.0％、P≤0.10％、S≤0.15％，铝铁：Al≥70.0％，铁余量。然后经过LF炉精炼，精炼温度：1500～1650℃；成分微调，造渣脱氧，精炼时间≥35分钟，全程吹氩搅拌，精炼渣碱度CaO/SiO2：4.0；对化学成分进行微调，使其达到钢的内控要求；VD炉真空脱气处理：在0.5tor的真空下，保持真空时间20～25分钟之间，使出站钢水氢含量≤1.5PPm；在1520～1540℃进行连铸，铸成260mm×2100mm、260mm×2280mm板坯。
采用实施例1的工艺方法生产的高强度管件钢X80G，具有细小均匀贝氏体内部金相组织，晶粒度控制在10级以上，组织晶粒度差异控制在1.5级以内，力学性能均匀，力学性能达到如下指标：有屈服强度580Mpa，抗拉强度700Mpa，低温冲击韧性-30℃，Akv160J的性能。
实施例2：
转炉冶炼过程中加入铁水及废钢，铁水与废钢配比为(85％～95％)/(5％～15％)；然后加入硅锰合金：Si≥17.0％、Mn≥65.0％、S≤0.04％、P≤0.25％、C≤1.8％，铁余量；中碳锰铁合金：Si≤1.5％、Mn≥78.0％、S≤0.03％、P≤0.20％、C≤1.5％，铁余量；低碳铬铁合金：Cr≥52.0％、C≤0.50％、Si≤3.0％、P≤0.06％、S≤0.05％，铁余量；铌铁合金：Nb≥63.0％、Al≤3.0％、Si≤3.0％、C≤0.20％、P≤0.20％、S≤0.10％、铁余量；钼铁：：55.0％≤Mo≤65.0％、Si≤1.5％、S≤0.10％、P≤0.05％、C≤0.10％、Cu≤0.50％、Sb≤0.05％、Sn≤0.06％，铁余量；镍板：镍99.9～100％，杂质余量；铜板：镍95.0～100％，杂质余量；钒铁：V≥50.0％、C≤0.75％、Si≤2.5％、P≤0.10％、S≤0.05％、Al≤0.8％、Mn≤0.50％；硅铝钡：Si≥35.00％、Al≥12.00％、Ba≥18.00％、Al+Ba≥30.00％、P≤0.05％、S≤0.10％；硅钙钡：Si≥50.0％、Ba＞13.5％、Ca＞12.5％、Ba+Ca≥28.0％、P≤0.10％、S≤0.15％，铝铁：Al≥70.0％，铁余量。然后经过LF炉精炼，精炼温度：1500～1650℃；成分微调，造渣脱氧，精炼时间≥35分钟，全程吹氩搅拌，精炼渣碱度CaO/SiO2：5.0；对化学成分进行微调，使其达到钢的内控要求；VD炉真空脱气处理：在0.5tor的真空下，保持真空时间15～22分钟之间，使出站钢水氢含量≤2.0PPm；在1520～1540℃进行连铸，铸成260mm×2100mm、260mm×2280mm板坯。
采用实施例2的工艺方法生产的高强度管件钢X80G，具有细小均匀贝氏体内部金相组织，晶粒度控制在10级以上，组织晶粒度差异控制在1.5级以内，力学性能均匀，力学性能达到如下指标：有屈服强度580Mpa，抗拉强度680Mpa，低温冲击韧性-30℃，Akv140J的性能。
用上述方法生产的高强度石油天然气管道用高强度管件钢，具有强度高、韧性好、优良的低温韧性、优秀的加工性能及优良的焊接性能，能够满足石油天然气行业要求，生产出弯管与三通管性能优良。

标题	发布/更新时间	阅读量
钢筋用钢和钢筋-专利编号CN104603310A	2020-05-11	35
钢包-专利编号CN102274957A	2020-05-12	630
钢轨-专利编号CN1127537A	2020-05-13	820
钢包-专利编号CN102211180A	2020-05-12	790
钢-专利编号CN87102168A	2020-05-11	198
钢管-专利编号CN103322358A	2020-05-13	191
钢轨-专利编号CN1057810C	2020-05-13	982
钢-专利编号CN1011794B	2020-05-11	225
钢筋用钢和钢筋-专利编号CN104603310B	2020-05-11	686
钢管-专利编号CN103322361A	2020-05-12	422

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