[發(fā)明專利]一種減量化生產(chǎn)管線鋼的工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210506563.9
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN102978307A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 高鑫;孟憲成
• 申請（專利權）人: 德龍鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21C5/28;B21B37/74
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發(fā)明屬于管線鋼技術領域，特別涉及一種減量化生產(chǎn)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。

背景技術

我國管線鋼的理論研究伴隨著管道工程建設的進步而發(fā)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(fā)項目的開展，我國管線鋼的研究及生產(chǎn)迅速發(fā)展。伴隨著西氣東輸一期、二期工程的竣工，我國實現(xiàn)了工業(yè)級的S485級管線鋼生產(chǎn)，打破了國外對高級別管線鋼的長期壟斷，并實現(xiàn)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(huán)境的重視，如何利用簡單化學成分的鋼鐵材料，簡化生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，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(xiàn)管線鋼的減量化生產(chǎn)，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(jīng)能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)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(shù)較多，設備投資過大，不利于中、小鋼鐵企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)。尤其像RH精煉爐設備投資費用高，利用系數(shù)低。而西氣東輸三期工程即將開工，各支線以及城市管網(wǎng)仍需要大量的S485級以及低級別的窄斷面（685mm~1250mm）、薄規(guī)格（6~12mm）管線鋼，這些規(guī)格范圍采用大機組生產(chǎn)成本過高，需要一種新的工藝來降低S485及以下級別的小規(guī)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(chǎn)管線鋼的工藝，申請?zhí)枺?00810020314.2，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?zhí)枺?00410013265.1，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(chǎn)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(tài)的全流程上進行詳細的描述。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種減量化生產(chǎn)管線鋼的工藝，相對于傳統(tǒng)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(yè)生產(chǎn)窄斷面（685～1250mm）、薄規(guī)格（6～12mm）高級別管線鋼的良好手段。

本發(fā)明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(tài)和數(shù)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(shù)如下：

1、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1440~1480℃，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1.2～2，最終可以保證出爐鐵水中的硫含量0~0.025%。

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(1.0~1.5MPa)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℃，同時必須保證電磁攪拌的開啟，防止鑄坯偏析的發(fā)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℃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℃，精軋機出口的溫度控制在810～840℃，卷曲溫度控制在600±15℃，同時保證冷卻速度在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。

本發(fā)明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(chǎn)S485等高級別管線鋼的目的。