X80管线钢冶炼关键工艺技术研究(学习材料九十一).docx

学习材料（九十一）  PAGE \* MERGEFORMAT 7 X80管线钢冶炼关键工艺技术研究 朱坦华 李太全 （河北钢铁集团 邯郸钢铁公司新区炼钢厂 河北邯郸056015） 摘要 阐述了X80管线钢生产中氧、硫、氮和夹杂物控制的关键技术环节，X80管线钢溶解氧质量分数完全可以控制在（3～5）×10－6，钢中全氧基本上以夹杂物形式存在，可以通过钙处理、软吹、真空处理及中间包流场作用上浮去除，同时做好全流程的钢水保护；造好白渣，保持极低的钢中氧是控制钢中硫的关键，LF精炼初期一次配铝到位有助于快速脱硫；管线钢增氮关键环节为钢液面裸露和连铸保护不好增氮、转炉出钢过程增氮及LF精炼过程增氮，而真空处理过程对氮有很好的去除作用。管线钢夹杂物钙处理变性时要控制合适的铝、氧、硫、钙含量，X80管线钢溶解氧质量分数为（3～5）×10－6,1600℃和1650℃钢中可允许硫质量分数分别为（25.4～43.0）×10－6和（21.6～36.0）×10－6。 关键词 X80管线钢 夹杂物 关键工艺 X80管线钢是集先进设备、先进技术、先进管理于一体的超纯净钢，代表了企业的科技水平，钢中硫、磷、氧、氮和夹杂物的控制涉及一系列关键技术。笔者从2004年参与了国内多家钢厂X80管线钢的技术开发，这些厂家均已生产X80管线钢，所生产X80管线钢的成分和产品性能控制稳定，并向西气东输工程和其他管线工程供货，现在将这几家钢厂X80管线钢生产过程中的一些共性和关键技术总结出来，以利于管线钢生产技术的进步。 1 氧的控制 以某厂250t转炉→LF→RH→CC工艺流程生产数据进行分析，该厂 LF→RH工艺生产的X80管线钢主要成分见表1，由此计算，，钢中氧铝反应如式（1）。 2[Al]＋3[O]=Al2O3(s) △GΘ=－1202000＋386.3T （1） 表1 X80管线钢各化学元素目标质量分数 CSiMnPSNb＋V＋Cu＋Mo＋NiTiAlsCa ≤0.08≤0.40≤1.85≤0.020≤0.004≤0.93≤0.025≤0.0600.0035 图1是该厂生产X80管线钢精炼不同时期顶渣在四元活度图上显示的位置，可以看出在LF进站初期αAl2O3在0.20左右，在LF出站及RH精炼过程αAl2O3在0.05～0.10，根据式（1）和图1中氧化铝的活度可得到铝氧平衡如图2所示。 从图2可以看出随着酸溶铝的增大，钢中溶解氧减少，LF精炼初期，氧化铝活度高，为 低了！ 了保持钢水中较低的氧势，必须控制较高的酸溶铝，转炉后或LF进站一次配铝到位，避免后面处理过程反复加铝，LF进站目标铝质量分数为（700～1000）×10－6，这时钢中溶解氧在（3～5）×10－6；而在LF精炼末期及RH处理过程，由于氧化铝活度降低，以X80管线钢酸溶铝质量分数为0.025%的中限水平计算，钢中溶解氧质量分数就可以完全控制在（3～5）×10－6。因此X80管线钢中全氧基本上以夹杂物形式存在，可以通过钙处理、软吹、真空处理及中间包流场作用上浮去除，同时做好全流程的钢水保护，全氧控制的关键是在精炼初期一次配铝到位，这样形成的夹杂物有充分的时间上浮，钙处理时效果也更好，同时做好全流程的钢水保护。图3是该厂用LF→RH工艺流程冶炼7炉钢中全氧质量分数变化，铸坯中全氧质量分数平均为16×10－6。 2 硫的控制 硫容量（Cs）是温度和渣成分的函数，它描述了一种液态炉渣潜在的脱硫能力，可用来比较不同炉渣的脱硫能力的大小。根据硫容量概念[2-3]及光学碱度与硫容量的关系[4-5]可以计算实际熔渣的硫容量。实际熔渣的曼内斯曼指数（M值）定义为熔渣的碱度与熔渣中三氧化二铝含量的比值R/w(Al2O3)，将实际熔渣的M值和硫容量值表示在四元相图上，如图4所示。LF精炼过程硫控制的原则是将熔渣控制在硫容量高、同时M值在0.25～0.35[6]。 计算了实际脱硫过程中铝质量分数、溶解氧质量分数、硫质量分数及顶渣的关系如图5所示，可以看出当钢中溶解氧质量分数一定时精炼渣硫容量越高，钢中硫质量分数越低。钢中溶解氧质量分数控制在5×10－6时，渣的硫容量大于0.018，钢中硫质量分数小于 20×10－6，渣的硫容量大于0.036，钢中硫质量分数小于10×10－6；钢中的溶解氧质量分数 控制在3×10－6时，渣的硫容量大于0.011，钢中硫质量分数小于20×10－6，渣的硫容量大于0.02，钢中硫质量分数小于10×10－6。因此当钢中溶解氧质量分数为（3～5）×10－6时，硫容量为0.011～0.018，钢中硫质量分数小于20×1