專利名稱：高強度管件鋼煉鋼工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼工藝方法，特別是涉及一種具有良好焊接性能的高強韌性和良好
的調(diào)質(zhì)性能的高強度管件鋼煉鋼工藝。
背景技術(shù)：
高強度管件鋼是一個高技術(shù)含量、高附加值的新鋼種，它除有較高的屈服強度、抗 拉強度外，還有良好的延伸性能、冷彎性能、焊接性能和低溫抗沖擊性能，主要應(yīng)用在天然 氣與石油輸送行業(yè)。在實際應(yīng)用中，高強度管件鋼通過工件調(diào)質(zhì)處理后，可應(yīng)用于更為復(fù)雜 的服役環(huán)境中，并可減少鋼材的使用量，提高鋼材使用壽命，增加使用安全系數(shù)，節(jié)約資源， 故被世界冶金行業(yè)譽為21世紀(jì)綠色環(huán)保鋼種。但是能生產(chǎn)完全符合以上要求的鋼的已有 技術(shù)并不成熟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高強度管件鋼煉鋼工藝，使
所煉鋼的屈服強度^ 560Mpa，抗拉強度^ 625Mpa，板厚二分之一處低溫沖擊韌性_30°C ，
Akv > 120J，具有強度高、韌性好、優(yōu)良的低溫韌性、優(yōu)秀的加工性能及優(yōu)良的焊接性能，適
合作為石油天然氣管線用鋼。 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn) 高強度管件鋼煉鋼工藝，工藝流程包括原料準(zhǔn)備、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空脫 氣、連鑄、板坯檢查入庫。轉(zhuǎn)爐冶煉的出鋼溫度為1600 162(TC，采用擋渣塞裝置，爐后加 入特殊物質(zhì)進行渣處理，喂入A1線調(diào)整鋼水性能；LF精煉的精煉溫度為1500 1650°C， 加入合成渣和鋁屑進行脫氧、硫，化渣_升溫_脫氧、硫、化學(xué)成分微調(diào)，精煉時間^ 35分 鐘，全程吹氬攪拌；VD真空脫氣在O. 5tor以下的工作真空度條件下，保持真空時間15分鐘 以上；連鑄系大包施行保護澆鑄生產(chǎn)，結(jié)晶浸入水式口進行吹氬保護澆鑄，控制澆鑄溫度在 1530 1540。C，連鑄拉整在0. 75 0. 85m/min，鋼水過熱度在20。C以下。
所述LF精煉精煉渣堿度為Ca0/Si02《4. 0 6. 0，控制鋼水活度氧含量< 5卯m， N含量〈50ppm。 所述VD真空脫氣對鋼水進行脫氮、氫、氧處理，出站鋼水中氮含量《45PPm，氫含 量《2. 0PPm，氧含量《15PPm。 所述連鑄系大包施行保護澆鑄生產(chǎn)，結(jié)晶浸入水式口進行吹氬保護澆鑄，控制澆 鑄溫度在1530 1540°C ，連鑄拉整在0. 75 0. 85m/min，鋼水過熱度在20°C以下；二次冷 卻采用動態(tài)配比水的方法，動態(tài)輕壓下技術(shù)減輕中心偏析與疏松。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點在不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)條件的前提下，通過 優(yōu)化合金成分設(shè)計方案，采用控軋控冷技術(shù)，簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能 源、減少了環(huán)境污染。本方法適用于生產(chǎn)高強度管件鋼鋼材。


附圖為本發(fā)明工藝流程圖。 圖中l(wèi)-原料準(zhǔn)備，2-轉(zhuǎn)爐冶煉，3-LF精煉，4-VD真空脫氣，5-連鑄，6-板坯檢查 入庫。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明 以生產(chǎn)牌號為X80G高強度石油天然氣輸送管道三通、彎管用高強度管件鋼為例。
包括合金元素、鐵余量和不可避免的雜質(zhì)，合金元素的化學(xué)成分重量百分比為碳 =0. 08 0. 10，硅=0. 20 0. 30，錳=1. 50 1. 60，磷《0. 015，硫《0. 003，鈮=0. 035 0. 045，鈦=0. 015 0. 02，鋁=0. 02 0. 05，鎳=0. 30 0. 40，鉻=0. 15 0. 20，鉬= 0. 24 0. 28，釩=0. 045 0. 055，銅=0. 12 0. 20。 參照附圖工藝流程為原料準(zhǔn)備(1)、轉(zhuǎn)爐冶煉(2) 、LF精煉(3) 、VD真空脫氣(4)、 連鑄(5)、板坯檢查入庫(6)。 所述原料準(zhǔn)備(1)的工藝方法常規(guī)操作。 所述轉(zhuǎn)爐冶煉(2)的工藝方法轉(zhuǎn)爐冶煉過程中加入鐵水及廢鋼，鐵水與廢鋼 配比為(85% 95% )/(5% 15% );然后加入硅錳合金Si > 17. 0%、 Mn > 65. 0 %、 S《0. 04%、 P《0. 25%、 C《1. 8%，鐵余量；中碳錳鐵合金Si《1. 5%、 Mn > 78. 0%、 S《0. 03%、 P《0. 20%、 C《1. 5%，鐵余量；低碳鉻鐵合金Cr > 52. 0%、 C《0. 50%、 Si《3. 0 %、 P《0. 06 % S《0. 05%，鐵余量；鈮鐵合金Nb > 63. 0 %、 Al《3. 0 %、 Si《3. 0%、C《0. 20%、P《0. 20%、S《0. 10%、鐵余量；鉬鐵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%，
鐵余量；鎳板鎳99.9% 100%，雜質(zhì)余量；銅板銅95.0% 100%，雜質(zhì)余量；釩鐵
V > 50. 0%、C《0. 75%、Si《2. 5%、P《0. 10%、S《0. 05%、A1《0. 8%、Mn《0. 50%; 硅鋁鋇Si > 35. 00 %、 Al > 12. 00 %、 Ba > 18. 00 %、 Al+Ba > 30. 00 %、 P《0. 05 %、 S《0. 10%;硅!丐鋇Si>50.0%、Ba>13.5%、Ca>12.5%、Ba+Ca>28.0%、P《0. 10%、 S《0. 15% ，鋁鐵A1 > 70. 0% ，鐵余量；冶煉出鋼溫度為1600 1620°C ，采用擋渣塞裝置， 爐后加入CaO-AL203材料進行渣處理，喂入Al線350 450m調(diào)整鋼水性能。
所述LF爐精煉(3)的工藝方法精煉溫度為1500 1650°C ;加入合成渣和鋁屑 進行脫氧、硫；精煉步驟化渣_升溫_脫氧、硫，化學(xué)成分微調(diào)，精煉時間^ 35分鐘，全程 吹氬攪拌，精煉渣堿度Ga0/Si02《4. 5 6. 0 ;對化學(xué)成分進行微調(diào)，使其達到鋼的內(nèi)控要 求。 所述VD爐真空脫氣4的工藝方法在0.5tor的真空下，保持真空時間15分鐘 以上；對鋼水進行脫氮、氫、氧處理，使出站鋼水氮含量《45PPm，氫含量《2. OPPm，氧含量 《15PPm，大幅度提高鋼水純凈度。 所述連鑄(5)的工藝方法連鑄大包施行保護澆鑄生產(chǎn)，結(jié)晶浸入水式口進行吹 氬保護澆鑄，控制澆鑄溫度在1530 154(TC，連鑄拉整在0. 75 0. 85m/min，鋼水過熱度 在2(TC以下；二次冷卻采用動態(tài)配比水的方法，動態(tài)輕壓下技術(shù)減輕中心偏析與疏松。
所述板坯檢查入庫(6)的工藝方法常規(guī)操作。
實施例1 : 轉(zhuǎn)爐冶煉過程中加入鐵水及廢鋼，鐵水與廢鋼配比為(85% 95% )/(5% 15%);然后加入硅錳合金Si > 17. 0%、Mn>65. 0%、S《0. 04%、P《0. 25%、C《1. 8%， 鐵余量；中碳錳鐵合金Si《1. 5%、 Mn > 78. 0%、 S《0. 03%、 P《0. 20%、 C《1. 5%， 鐵余量；低碳鉻鐵合金Cr > 52. 0%、C《0. 50%、 Si《3. 0%、P《0. 06%、 S《0. 05%， 鐵余量；鈮鐵合金Nb > 63. 0%、 Al《3. 0%、 Si《3. 0%、 C《0. 20%、 P《0. 20%、 S《0. 10%、鐵余量；鉬鐵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%，鐵余量；鎳板鎳99. 9% 100%，雜 質(zhì)余量；銅板鎳95. 0% 100%，雜質(zhì)余量；釩鐵V > 50. 0%、C《0. 75%、 Si《2. 5%、 P《0. 10%、S《0. 05%、A1《0. 8%、Mn《0. 50%;硅鋁鋇Si > 35. 00%、A1 > 12. 00%、 Ba > 18. 00%、 Al+Ba > 30. 00%、 P《0. 05%、 S《0. 10% ;硅f丐鋇Si > 50. 0%、 Ba > 13. 5%、Ca > 12. 5%、Ba+Ca > 28. 0%、P《0. 10%、S《0. 15%，鋁鐵Al > 70. 0%，鐵余 量。然后經(jīng)過LF爐精煉，精煉溫度1500 165(TC;成分微調(diào)，造渣脫氧，精煉時間^ 35分 鐘，全程吹氬攪拌，精煉渣堿度Ca0/Si02 :4. 0 ;對化學(xué)成分進行微調(diào)，使其達到鋼的內(nèi)控要 求；VD爐真空脫氣處理在O. 5tor的真空下，保持真空時間20 25分鐘之間，使出站鋼水 氫含量《1.5PPm;在1520 1540。C進行連鑄，鑄成260mmX 2100mm、260mmX 2280mm板還。
采用實施例1的工藝方法生產(chǎn)的高強度管件鋼X80G，具有細(xì)小均勻貝氏體內(nèi)部金 相組織，晶粒度控制在IO級以上，組織晶粒度差異控制在1.5級以內(nèi)，力學(xué)性能均勻，力學(xué) 性能達到如下指標(biāo)有屈服強度580Mpa，抗拉強度700Mpa，低溫沖擊韌性_30°C ， Akvl60J的 性能。
實施例2 : 轉(zhuǎn)爐冶煉過程中加入鐵水及廢鋼，鐵水與廢鋼配比為(85% 95% )/(5% 15%);然后加入硅錳合金Si > 17. 0%、Mn>65. 0%、S《0. 04%、P《0. 25%、C《1. 8%， 鐵余量；中碳錳鐵合金Si《1. 5%、 Mn > 78. 0%、 S《0. 03%、 P《0. 20%、 C《1. 5%， 鐵余量；低碳鉻鐵合金Cr > 52. 0%、C《0. 50%、 Si《3. 0%、P《0. 06%、 S《0. 05%， 鐵余量；鈮鐵合金Nb > 63. 0%、 Al《3. 0%、 Si《3. 0%、 C《0. 20%、 P《0. 20%、 S《0. 10%、鐵余量；鉬鐵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%，鐵余量；鎳板鎳99. 9 100%，雜 質(zhì)余量；銅板鎳95. 0 100%，雜質(zhì)余量；釩鐵V > 50. 0%、 C《0. 75%、 Si《2. 5%、 P《0. 10%、S《0. 05%、A1《0. 8%、Mn《0. 50%;硅鋁鋇Si > 35. 00%、A1 > 12. 00%、 Ba > 18. 00%、 Al+Ba > 30. 00%、 P《0. 05%、 S《0. 10% ;硅f丐鋇Si > 50. 0%、 Ba > 13. 5%、Ca > 12. 5%、Ba+Ca > 28. 0%、P《0. 10%、S《0. 15%，鋁鐵A1 > 70. 0%，鐵余 量。然后經(jīng)過LF爐精煉，精煉溫度1500 1650°C ;成分微調(diào)，造渣脫氧，精煉時間> 35分 鐘，全程吹氬攪拌，精煉渣堿度CaO/Si02 :5.0 ;對化學(xué)成分進行微調(diào)，使其達到鋼的內(nèi)控要 求；VD爐真空脫氣處理在0. 5tor的真空下，保持真空時間15 22分鐘之間，使出站鋼水 氫含量《2. OPPm ;在1520 1540。C進行連鑄，鑄成260mmX 2100mm、260mmX 2280mm板還。
采用實施例2的工藝方法生產(chǎn)的高強度管件鋼X80G，具有細(xì)小均勻貝氏體內(nèi)部金 相組織，晶粒度控制在IO級以上，組織晶粒度差異控制在1.5級以內(nèi)，力學(xué)性能均勻，力學(xué) 性能達到如下指標(biāo)有屈服強度580Mpa，抗拉強度680Mpa，低溫沖擊韌性_30°C ， Akvl40J的
5性能。 用上述方法生產(chǎn)的高強度石油天然氣管道用高強度管件鋼，具有強度高、韌性好、
優(yōu)良的低溫韌性、優(yōu)秀的加工性能及優(yōu)良的焊接性能，能夠滿足石油天然氣行業(yè)要求，生產(chǎn) 出彎管與三通管性能優(yōu)良。
權(quán)利要求
高強度管件鋼煉鋼工藝，工藝流程包括原料準(zhǔn)備(1)、轉(zhuǎn)爐冶煉(2)、LF精煉(3)、VD真空脫氣(4)、連鑄(5)、板坯檢查入庫(6)，其特征在于轉(zhuǎn)爐冶煉(2)的出鋼溫度為1600～1620℃，采用擋渣塞裝置，爐后加入特殊物質(zhì)進行渣處理，喂入Al線調(diào)整鋼水性能；LF精煉(3)的精煉溫度為1500～1650℃，加入合成渣和鋁屑進行脫氧、硫，化渣-升溫-脫氧、硫、化學(xué)成分微調(diào)，精煉時間≥35分鐘，全程吹氬攪拌；VD真空脫氣(4)在0.5tor以下的工作真空度條件下，保持真空時間15分鐘以上；連鑄(5)系大包施行保護澆鑄生產(chǎn)，結(jié)晶浸入水式口進行吹氬保護澆鑄，控制澆鑄溫度在1530～1540℃，連鑄拉整在0.75～0.85m/min，鋼水過熱度在20℃以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度管件鋼煉鋼工藝，其特征在于LF精煉(3)精煉渣堿 度為Ca0/Si02《4. 0 6. 0，控制鋼水活度氧含量< 5卯m， N含量〈50卯m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度管件鋼煉鋼工藝，其特征在于VD真空脫氣(4)對鋼 水進行脫氮、氫、氧處理，出站鋼水中氮含量《45PPm，氫含量《2. 0PPm，氧含量《15PPm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高強度管件鋼煉鋼工藝，其特征在于連鑄(5) 二次冷卻采 用動態(tài)配比水的方法，動態(tài)輕壓下技術(shù)減輕中心偏析與疏松。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度管件鋼煉鋼工藝，其生產(chǎn)工藝流程為原料準(zhǔn)備(1)、轉(zhuǎn)爐冶煉(2)、LF精煉(3)、VD真空脫氣(4)、連鑄(5)、板坯檢查入庫(6)。轉(zhuǎn)爐冶煉(2)的出鋼溫度為1600～1620℃，爐后加入特殊物質(zhì)進行渣處理，喂入Al線調(diào)整鋼水性能；LF精煉(3)的精煉溫度為1500～1650℃，加入合成渣和鋁屑進行脫氧、硫，化渣-升溫-脫氧、硫、化學(xué)成分微調(diào)；VD真空脫氣(4)在0.5tor以下的工作真空度條件下，保持真空時間15分鐘以上；連鑄(5)控制澆鑄溫度在1530～1540℃。本發(fā)明在不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)條件的前提下，采用控軋控冷技術(shù)，簡化了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源、減少了環(huán)境污染。
文檔編號B22D11/16GK101760577SQ200910226658
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者夏政海, 曹志強, 熊祥江, 羅登, 陳奇明 申請人:湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司