[發明專利]一種抗氫致裂紋鋼的生產方法

有效

• 申請號: 201510145232.0
• 申請日: 2015-03-31
• 公開（公告）號: CN104762434A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 刁承民;丁中;劉飛;李彩霞;劉國;孫爭取;杜海生;孔雅;王銜玉;孫秀菊
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/28
• 分類號: C21C5/28;C21C5/36;C21C7/06;C21C7/10
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其是涉及一種抗氫致裂紋鋼的生產方法。

背景技術

抗氫致裂紋鋼屬于高端管線用鋼，其主要應用于石油、煉化等工業的管線材料。該鋼種對氫、硫兩種元素的含量要求非常苛刻：要求鋼中氫元素含量在0.0002％以下，硫元素含量在0.0020％以下。抗氫致裂紋鋼之所以對鋼水中硫含量有如此高的要求，主要是由于較高的硫元素含量會對抗氫致裂紋鋼造成兩個方面的重大影響：(1)顯著降低抗氫致裂紋鋼橫向的強度、延性、沖擊韌性等力學性能；(2)顯著降低抗氫致裂紋鋼的抗氫致裂紋(HIC)的能力。

目前，國內外石油煉化企業對抗氫致裂紋鋼的需求量持續提升，但采用現有工藝生產抗氫致裂紋鋼，生產效率低、成本高、控制不穩定，硫含量達標率較低，無法滿足市場的大量需求。要達到如此低的氫、硫含量控制要求并大批量穩定生產，對于工業生產來說非常困難，其中氫元素的控制由RH真空精煉爐完成，但硫元素的控制需要借助KR處理設備、轉爐和LF精煉設備共同實現，涉及工序及生產設備多，控制難度大，以前鋼水硫含量平穩控制的最好水平在0.0050％左右，要實現硫含量在0.0020％以內，氫含量在0.0002％以內，既滿足其質量需求，又不增加成本，改進現有的抗氫致裂紋鋼生產工藝勢在必行。

由此，如何提高抗氫致裂紋鋼的硫含量達標率，實現抗氫致裂紋鋼的大批量穩定生產，且不增加生產成本是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的一個目的是提供一種抗氫致裂紋鋼的生產方法，該生產方法能夠提高抗氫致裂紋鋼的硫含量達標率，在確保質量的前提下，實現了抗氫致裂紋鋼的大批量、穩定、低成本生產。

為解決上述的技術問題，本發明提供的技術方案為：

一種抗氫致裂紋鋼的生產方法，包括以下步驟：

1)鐵水預處理：將鐵水采用KR鐵水脫硫技術脫硫，出鐵前將鋼包渣倒入鐵水罐，利用鋼包渣強還原性進行鐵水脫硫，至鐵水中硫的重量百分比在0.005％以內；

2)轉爐吹煉：用廢鋼作為轉爐冷料，所述廢鋼中P的重量百分比﹤0.1％，S的重量百分比﹤0.08％，降低二次吹煉階段鋼中[O]濃度至0.050％～0.080％，吹煉后期采用石灰和白云石作為冷卻劑，禁止加入赤礦粉冷固球，提高終渣堿度至2.7～3.5，吹煉終點鋼水中硫的重量百分比控制在0.008％以內；

3)CAS渣洗：轉爐出鋼過程中，根據轉爐吹煉終點鋼水中[O]的含量，按照配比往鋼包加入造渣料和脫氧劑，利用出鋼沖擊和底吹氬氣攪拌的作用，產出初期精煉渣，控制初期精煉渣堿度為3.5～4.5，其中FeO+MnO的重量百分比在1％以下，Al₂O₃的重量百分比≥20％，CaO的重量百分比≥45％，鋼水中硫的重量百分比控制在0.005％以內；

4)LF爐精煉：根據初期精煉渣的顏色和轉爐下渣量，先加入造渣料，再加入脫氧劑，二次造渣，控制渣中SiO₂的重量百分比在10％以下，鋼水中Alt的重量百分比在0.025％～0.040％之間，至鋼渣變為白色或灰白色，然后將鋼水溫度升高至1580℃～1600℃，采用800NL/min～1000NL/min的氬氣攪拌5min～10min，使鋼水充分進行渣洗；

5)RH爐脫氫：真空度低于100Pa時脫氫時間不低于15min；

6)連鑄。

優選的，所述步驟1)中，將攪拌頭插入深度和轉速分別調整為1400mm～1500mm和90轉/min～100轉/min。

優選的，所述步驟3)中，造渣料為石灰與螢石，脫氧劑為鋁塊。

優選的，所述步驟3中，當鋼水中[O]的重量百分比﹤0.06％時，加入造渣料4.54Kg/t鋼～6.82Kg/t鋼，加入脫氧劑0.91Kg/t鋼～1.36Kg/t鋼；當鋼水中[O]的重量百分比為0.06％～0.10％時，加入造渣料8.18Kg/t鋼～10Kg/t鋼，脫氧劑1.5Kg/t鋼～1.86Kg/t鋼，造渣料與脫氧劑的比例為5.13～5.56；當鋼水中[O]的重量百分比≥0.10時，加入?造渣料8.18Kg/t鋼～11.36Kg/t鋼，加入脫氧劑1.95Kg/t鋼～2.09Kg/t鋼。

優選的，所述步驟4)中，造渣料為精煉渣，脫氧劑為鋁粒。

優選的，所述步驟4)中，加入造渣料0.91Kg/t鋼～2.27Kg/t鋼，加入脫氧劑0.14Kg/t鋼～0.32Kg/t鋼。