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一种顶底复吹冶炼生产管线的工艺

阅读:825发布:2022-02-24

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1.一种顶底复吹冶炼生产管线的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.045-0.05%、Si 0.18-0.25%、Mn 1.6-1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.09-0.1%、Ti 0.02-
0.025%、Al≤0.050%、Cr 0.3-0.4%、Mo 0.45-0.5%、Ni 0.1-0.2%、Cu 0.1-0.15%、W 
0.005-0.008%、Ta 0.001-0.005%、稀土Er+Y 0.0001-0.0005%、Er∶Y质量比是4-5∶1、B 
0.0001-0.0005%、N 0.001-0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素,最终组织以面积率统计为90-92%的针状素体和5-7%的多边形铁素体和2-4%的氏体,平均晶粒尺寸2-5μm;屈服强度为950-980MPa,抗拉强度为1050-1300MPa,-40℃冲击韧性为160-180J,延伸率为18-22%;
工艺路线包括:配比备料→铁预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF简练→RH简练→连铸轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 0.28-
0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入石灰石、轻烧白石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的
34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF简练工艺:先加入0.23kg/t的线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH简练:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
2.如权利要求1所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 
0.045%、Si 0.18%、Mn 1.6%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.09%、Ti 0.02%、Al≤
0.050%、Cr 0.3%、Mo 0.45%、Ni 0.1%、Cu 0.1%、W 0.005%、Ta 0.001%、稀土Er+Y 
0.0001%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0001%、N 0.001%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
3.如权利要求2所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 
0.047%、Si 0.2%、Mn 1.63%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.059%、Ti 0.022%、Al≤
0.050%、Cr 0.35%、Mo 0.48%、Ni 0.15%、Cu 0.12%、W 0.006%、Ta 0.003%、稀土Er+Y 
0.0003%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0003%、N 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
4.如权利要求2所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 
0.05%、Si 0.25%、Mn 1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.1%、Ti 0.025%、Al≤
0.050%、Cr 0.4%、Mo 0.5%、Ni 0.2%、Cu 0.15%、W 0.008%、Ta 0.005%、稀土Er+Y 
0.0005%、Er∶Y质量比是5∶1、B 0.0005%、N 0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
5.如权利要求1所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:步骤(2)顶低复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.75m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12.5kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12.5kg/t钢,转炉终点碱度为4.1;出钢温度为1610℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5.3kg/t的石灰和1.8kg/t的萤石造顶渣,其中高氧枪位为H0×1.45,低氧枪位为H0×0.08,H0为转炉内钢液面高度。
6.如权利要求1所述顶低复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:步骤(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1185℃,加热时间110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1070℃,单道次压下率15%,末道次压下率30%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度830℃,终轧温度为700℃,精轧压缩比5,累计压下率90%。
7.如权利要求1所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:步骤(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以28℃/s的冷却速度冷却至340℃,之后卷取。

说明书全文

一种顶底复吹冶炼生产管线的工艺

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料技术领域,具体涉及一种顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺。

背景技术

[0002] 管线钢是制造石油、天然气输送管道或炭、建材浆体输送管道等所需的中厚板和卷材。石油天燃气管道是链接资源区和使用区的最便捷、最安全的方式,它的快速建设不仅能缓解我国道路运输压,而且还对保障油气市场的安全供给起到重要作用。管线钢的含量逐渐降低,合金元素多元化,硫、磷等有害元素也控制在很低的含量。高钢级管线钢除了具有高强度、高韧性之外,还要具有良好的抗开裂性能(抗硫化物应力开裂(SERC),抗应力腐蚀开裂(ERC),抗氢致开裂(HIC))以及抗疲劳等性能.基于现在管道建设主要以长距离、大管径、高压输送的要求,因此现代高钢级管线钢都运用低碳或超低碳的微合金化钢。通过降低碳元素含量,可以改善钢的低温韧性、延展性及焊接性;增加锰元素的含量,可以提高屈服强度,同时控制铌、等微合金元素的含量,使管线钢能得到最佳的低温韧性和成形性。
[0003] 对于高钢级管线钢,目前国外几大钢管厂均采用低碳高锰的纯净钢,结合微钛化处理,在炼钢和轧钢过程中通过Nb、Mo、B和Ni等合金元素的固溶强化、沉淀强化、细晶强化等,得到具备高强度、高韧性、良好焊接性的管线钢。各个厂家在生产时都非常注意X100级管线钢化学成分的准确控制、非再结晶区的总压下量、终冷温度贝氏体+氏体组织的控制。目前,国外已经有日本新日公司、欧洲钢管公司等多家国外企业成功研制出X100管线钢。
[0004] 非金属夹杂物会对管线钢的力学性能产生不利影响,所以通常是希望加强熔池搅拌,使熔池内成分和温度的不均匀性改善,充分脱磷、脱硫,改善渣金属间的平衡条件。

发明内容

[0005] 本发明所解决的技术问题是提供一种顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,能够生产具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低、夹杂物含量低、夹杂物尺寸小的优点。为实现上述目的,本发明一方面需要控制管线钢的成分,另一方面需要控制管线钢的生产方法,其中就包括对顶底复吹工艺的改进。
[0006] 技术方案如下:
[0007] 一种顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.045-0.05%、Si 0.18-0.25%、Mn 1.6-1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.09-0.1%、Ti 
0.02-0.025%、Al ≤0.050%、Cr 0.3-0.4%、Mo 0.45-0.5%、Ni 0.1-0.2%、Cu 0.1-
0.15%、W 0.005-0.008%、Ta 0.001-0.005%、稀土(Er+Y)0.0001-0.0005%、Er∶Y质量比是4-5∶1、B 0.0001-0.0005%、N 0.001-0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素,最终组织以面积率统计为90-92%的针状铁素体和5-7%的多边形铁素体和2-4%的马氏体,平均晶粒尺寸2-5μm;屈服强度为950-980MPa,抗拉强度为1050-1300MPa,-40℃冲击韧性为160-
180J,延伸率为18-22%;工艺路线包括:配比备料→铁预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加
3
入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m /(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0008] 进一步:所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.045%、Si 0.18%、Mn 1.6%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.09%、Ti 0.02%、Al≤
0.050%、Cr 0.3%、Mo 0.45%、Ni 0.1%、Cu 0.1%、W 0.005%、Ta 0.001%、稀土(Er+Y)
0.0001%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0001%、N 0.001%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0009] 进一步:所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.047%、Si 0.2%、Mn 1.63%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.059%、Ti 0.022%、Al≤
0.050%、Cr 0.35%、Mo 0.48%、Ni 0.15%、Cu 0.12%、W 0.006%、Ta 0.003%、稀土(Er+Y)0.0003%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0003%、N 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0010] 进一步:所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.05%、Si 0.25%、Mn 1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.1%、Ti 0.025%、Al≤
0.050%、Cr 0.4%、Mo 0.5%、Ni 0.2%、Cu 0.15%、W 0.008%、Ta 0.005%、稀土(Er+Y)
0.0005%、Er∶Y质量比是5∶1、B 0.0005%、N 0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
[0011] 进一步:所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:步骤(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.75m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12.5kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12.5kg/t钢,转炉终点碱度为4.1;出钢温度为1610℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5.3kg/t的石灰和1.8kg/t的萤石造顶渣。
[0012] 进一步:所述步骤(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1185℃,加热时间110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1070℃,单道次压下率15%,末道次压下率30%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度830℃,终轧温度为700℃,精轧压缩比5,累计压下率90%;
[0013] 进一步:所述顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:步骤(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以28℃/s的冷却速度冷却至340℃,之后卷取。
[0014] 与现有技术相比,本发明技术效果包括:
[0015] 1、本发明通过精确控制精轧开轧温度,保证组织板坯在横向、纵向组织、性能的均匀性,且列出了轧制道次压下制度。在具有高强度、高韧性的同时具有良好的焊接性。
[0016] 2、本发明中,管线钢在热连轧生产线生产,通过对合金元素的精确控制,避免了以增加合金数量来换取性能的提高,节约了工艺成本,提高了生产效率。
[0017] 3、本发明通过合理的化学成分设计,并采取控轧控冷工艺,得到最终组织以面积率统计为90-92%的针状铁素体和5-7%的多边形铁素体和2-4%的马氏体,平均晶粒尺寸2-5μm;屈服强度为950-980MPa,抗拉强度为1050-1300MPa,-40℃冲击韧性为160-180J,延伸率为18-22%;
[0018] 4、本发明通过强化铁水预处理脱硫、顶底复吹、底吹气体进行搅拌、保护浇注、采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢等技术手段降低渣的氧化性或氧含量从而减少夹杂物的生成;通过LF精炼工艺、RH精炼控制吹气流量、喂线量、时机的选择减少了夹杂物形成的条件,同时积极的使夹杂物上浮排除。
[0019] 5、本发明通过顶底复吹工艺优化,加强熔池搅拌,使熔池内成分和温度的不均匀性改善,充分脱磷、脱硫,改善渣金属间的平衡条件。使得终渣w(Fe)平均含量为15%,较常规顶底复吹工艺的终渣w(Fe)平均含量明显改善,优化后终点钢水中磷、硫更接近平衡状态,脱磷状况良好。转炉终点平均氧质量分数由10.0×10-4下降至6.0×10-4,提高了钢水的洁净度,供氧时间缩短,补吹比例及氧耗降低。
[0020] 接着,说明本发明的化学成分的限定理由。此处,关于成分的%意味着质量%。C是为了得到目标强度、显微组织所必须的元素。但是,小于0.045%时,得不到必要的强度;添加超过0.05%时,成为破坏起点的碳化物大量形成,不仅导致韧性变差,现场焊接性也显著变差。因此,C的添加量设为C 0.045-0.05%。
Si具有抑制成为破坏起点的碳化物的析出的效果。因此添加0.18%以上。但是,添加超过0.25%时,现场的焊接性变差。因此Si 0.18-0.25%。
Mn是固溶强化元素。另外,在使奥氏体区域温度扩大到低温侧的轧制结束后的冷却中,具有容易得到作为本发明显微组织的构成要件之一的连续冷却相变组织的效果。为了得到这些效果,添加Mn1.6%以上。然而,即使添加超过1.65%的Mn,其效果也饱和,所以其上限为1.65%。另外,Mn助长连续铸造钢坯的中心偏析,形成成为破坏起点的硬质相,所以Mn 
1.6-1.65%。
P是杂质,越低越优选,如果含有超过0.03%,则偏析于连续铸造钢片的中心部,引起晶界破坏,显著降低低温韧性,因此设为0.03%以下。进而,P由于给造管及现场的焊接性带来不良影响,所以考虑到上述问题时,优选为0.01%以下。
S是杂质,不仅引起热轧时的裂纹,而且如果过多,则还会使低温韧性变差。因此,设为
0.005%以下。进而,S偏析于连续铸造钢片的中心附近,轧制后形成拉伸的MnS,不仅成为氢诱导裂纹的起点,还可能发生二张板裂纹等假分离。因此,考虑到耐酸性时,优选为0.005%以下。
Nb、Ti是本发明中重要的元素之一。Nb具有如下效果:其通过在固溶状态下的拖曳效果和/或作为碳氮化析出物的钉扎效应,抑制轧制中或轧制后的奥氏体的回复、再结晶及粒生长,将有效晶体粒径细粒化,通过减小脆性破坏的龟裂传播中的断面单元,使低温韧性提高。进而,在作为热轧钢板制造工序的特征的卷取工序中生成微细的碳化物,因其析出强化而有利于提高强度。并且,Nb具有如下效果:使γ/α相变延迟,通过使相变温度降低,在比较慢的冷却速度下也使相变后的显微组织稳定地成为连续冷却相变组织。但是,为了得到这些效果,必须至少添加0.09%以上。另一方面,添加超过0.1%时,不仅其效果饱和,而且难以在热轧前的加热工序中使其固溶,从而形成粗大的碳氮化物而成为破坏的起点,有可能使低温韧性、耐酸性变差。因此Nb 0.09-0.1%。
Ti在通过连续铸造或钢锭铸造得到的铸坯凝固后的高温下作为氮化物开始析出。含有该Ti氮化物的析出物在高温下稳定,在后续板坯再加热中也不完全固溶,发挥钉扎效应,抑制板坯再加热中的奥氏体粒的粗大化,将显微组织微细化,改善低温韧性。另外,在γ/α相变中抑制生成铁素体的核,具有促进生成作为本发明要件的连续冷却相变组织的效果。
为了得到上述效果,必须添加至少0.02%以上的Ti。另一方面,即使添加超过0.025%,该效果也饱和。由于以这些微细的氧化物为核并含有Ti氮化物的析出物微细地结晶或析出,因此使含有Ti氮化物的析出物的平均当量圆直径变小,不仅因密集分散的效果而抑制轧制中或轧制后的奥氏体的回复、再结晶,还抑制卷取后的铁素体的粒生长,所以Ti 0.02-
0.025%。
Al是为了在钢液脱氧时使多数微细的氧化物分散所必须的元素。过量添加时,其效果消失,所以其上限设为0.05%。
N如上所述形成含有Ti氮化物的析出物,抑制板坯再加热中的奥氏体粒的粗大化,将后续控制轧制中与有效晶体粒径有相关的奥氏体粒径细粒化,通过使显微组织成为连续冷却相变组织,从而改善低温韧性。但是,其含量小于0.001%时,得不到该效果。另一方面,含有超过0.005%时,因时效而延展性降低,造管时的成形性降低。
在基本中进一步添加Mo、Cr、Ni、Cu的主要目的在于,不损害本发明钢的优异特征而谋求可制造的板厚度的扩大或母材的强度、韧性等特性的提高。因此,其添加量是应当受自身限制的性质的量。
Mo具有使淬火性提高、使强度上升的效果。另外,Mo与Nb共存,有力抑制在控制轧制时奥氏体的再结晶,将奥氏体组织微细化,具有提高低温韧性的效果。但是,即使添加超过
0.5%,其效果也饱和,因此设为0.5%以下。另外,添加0.45%以上时,延展性降低,有可能使造管时的成形性降低,因此Mo 0.45-0.5%。
Cr有固溶强化的作用,能显著提高强度、硬度、耐磨性等,但对塑性存在不利影响,因此Cr 0.3-0.4%。
Ni与Mn或Cr、Mo比较,在轧制组织(特别是板坯的中心偏析带)中形成对于低温韧性、耐酸性有害的硬化组织的情况较少,因此,具有不使低温韧性或现场焊接性变差而提高强度的效果。但是,即使添加超过0.2%,其效果也饱和,因此设为Ni 0.1-0.2%。
Cu具有提高耐腐蚀性、耐氢诱导裂纹特性的效果。至少应该添加0.1%以上,但是,即使添加超过0.15%,其效果也饱和,因此Cu 0.1-0.15%。
W是在提高淬硬性的同时,形成碳化物及氮化物以改善强度的元素。为了得到其效果,需要添加0.005%以上的W。但是,超过0.008%的大量的W的添加使母材的强度增加到所需以上,而且使韧性显著降低。因此,将W量的范围规定为0.005-0.008%
Ta与Nb同样,是具有通过形成碳化物及氮化物而提高强度的效果的元素。但是,在
0.001%以下添加时,没有其效果。另外,在添加超过0.0050%的Ta时,导致韧性降低。因此将Ta规定为0.001-0.005%。
B具有提高淬火性、容易得到连续冷却相变组织的效果。进而,B具有提高Mo的淬火性改善效果、同时与Nb共存来协同地增加淬火性的效果。因此,需要添加B 0.0001~0.0005;因为添加超过0.0005%时,发生板坯裂纹。
RE是常见是对非金属夹杂物改性的元素,同时还能细化晶粒,提高氧化物的钉扎效果或耐层状撕裂性,提高强度和韧性。但是,即使添加小于0.0001%,也没有该效果;添加超过
0.0005%时,成本会增加。本申请稀土RE是Er+Y 0.0001-0.0005%、Er∶Y质量比是4-5∶1。

具体实施方式

[0021] 下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明更全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0022] 实施例1
[0023] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.045%、Si 0.18%、Mn 1.6%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.09%、Ti 0.02%、Al≤0.050%、Cr 
0.3%、Mo 0.45%、Ni 0.1%、Cu 0.1%、W 0.005%、Ta 0.001%、稀土(Er+Y)0.0001%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0001%、N 0.001%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0024] 实施例2
[0025] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.047%、Si 0.2%、Mn 1.63%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.059%、Ti 0.022%、Al≤0.050%、Cr 
0.35%、Mo 0.48%、Ni 0.15%、Cu 0.12%、W 0.006%、Ta 0.003%、稀土(Er+Y)0.0003%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0003%、N 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
3
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0026] 实施例3
[0027] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.05%、Si 0.25%、Mn 1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.1%、Ti 0.025%、Al≤0.050%、Cr 
0.4%、Mo 0.5%、Ni 0.2%、Cu 0.15%、W 0.008%、Ta 0.005%、稀土(Er+Y)0.0005%、Er∶Y质量比是5∶1、B 0.0005%、N 0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0028] 对比例1
[0029] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.03%、Si 0.1%、Mn 1.6%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.05%、Ti 0.01%、Al≤0.050%、Cr 0.1%、Mo 0.45%、Ni 0.1%、Cu 0.1%、W 0.005%、Ta 0.001%、稀土(Er+Y)0.0001%、Er∶Y质量比是4∶1、B 0.0001%、N 0.001%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0030] 对比例2
[0031] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.047%、Si 0.2%、Mn 1.63%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.059%、Ti 0.022%、Al≤0.050%、Cr 
0.35%、Mo 0.2%、Ni 0.05%、Cu 0.02%、Ta 0.003%、稀土(Er+Y)0.0003%、Er∶Y质量比是4∶1、B0.0003%、N 0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0032] 对比例3
[0033] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.047%、Si 0.2%、Mn 1.63%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.059%、Ti 0.022%、Al≤0.050%、Cr 
0.35%、Mo 0.2%、Ni 0.05%、Cu 0.02%、Ta0.003%、稀土(Er+Y)0.0003%、B 0.0003%、N 
0.003%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.7-3.8m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的38%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的14%,低氧枪位供氧量为供氧总量的24%,石灰加入量为12-13kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为1.75-1.8,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加
3
入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m /(t*min),占供氧总量的62%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的28%,低氧枪位供氧量为供氧总量的34%,石灰加入量为12-13kg/t钢,转炉终点碱度为4.0-4.2;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.4~1.5),低氧枪位为H0×(0.07~0.09),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1060~1070℃,单道次压下率>12%,末道次压下率≥25%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度≤850℃,终轧温度为690~700℃,精轧压缩比≥4,累计压下率≥85%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以25~30℃/s的冷却速度冷却至330~350℃,之后卷取。
[0034] 对比例4
[0035] 顶底复吹冶炼生产管线钢的工艺,其特征在于:管线钢成分是C 0.05%、Si 0.25%、Mn 1.65%、P≤0.01%、S≤0.005%、Nb 0.1%、Ti 0.025%、Al≤0.050%、Cr 
0.4%、Mo 0.5%、Ni 0.2%、Cu 0.15%、W 0.008%、Ta 0.005%、稀土(Er+Y)0.0005%、Er∶Y质量比是5∶1、B 0.0005%、N 0.005%,余量为Fe和不可避免的杂质元素。
工艺路线包括:配比备料→铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→连铸→轧制→卷取;具体步骤如下:
(1)KR铁水预处理脱S:吹氧时间为18~20min,供氧强度为10000~11000m3/h,处理前铁水S含量≤0.03%,脱硫剂加入量为12-13kg/t,处理后铁水中硫含量≤0.001%、Si 
0.28-0.35%;脱硫剂中石灰粉质量占比90-95%,镁块占比5-10%;
(2)顶底复吹转炉冶炼:选取步骤(1)制备的铁水和废钢块,铁水与废钢的质量比是9∶
1,先加废钢,后加铁水,先进行脱Si、脱P,脱Si、脱P阶段供氧速度是3.2m3/(t*min),脱Si、脱P阶段占供氧总量的30%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的10%,低氧枪位供氧量为供氧总量的20%,石灰加入量为10kg/t钢,脱Si、脱P阶段碱度为
1.5,脱Si、脱P结束之后加入由石灰石、轻烧白云石混合料,混合料中石灰石、轻烧白云石质量比为2∶1,混合料加入量为12kg/t钢,转动转炉后出渣,之后再向转炉加入石灰石准备脱C,脱C阶段供氧速度是4.0-4.1m3/(t*min),占供氧总量的70%,枪位控制为高氧枪位→低氧枪位,高氧枪位供氧量为供氧总量的30%,低氧枪位供氧量为供氧总量的40%,石灰加入量为10kg/t钢,转炉终点碱度为3.5;出钢温度为1600-1620℃;采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢;出钢过程加5-5.5kg/t的石灰和1.5-2kg/t的萤石造顶渣;其中高氧枪位为H0×(1.2~1.3),低氧枪位为H0×(0.03~0.05),H0为转炉内钢液面高度;
(3)LF精炼工艺:先加入0.23kg/t的铝线、0.8kg/t的萤石、1.4kg/t的石灰,先控制底吹氩流量在530L/min直到石灰熔化后调整为200L/min,炉渣完全白渣后停止通电,造白渣目标成分:CaO 55%,SiO2 25%,Al2O3 14.5%,MgO 5%,FeO+Fe2O3+MnO≤1.0%;大力搅拌脱硫,控制底吹氩流量在830L/min,在此状态下搅拌12min,之后控制底吹氩流量在130L/min,在此状态下搅拌9-11min,再次通电调整熔池温度便于出钢,软吹停止吹氩,结束LF精炼;
(4)RH精炼:在不吹氧的条件下抽真空进行自然脱碳,提升Ar流量800-850NL/min,进行钢水脱氢,保证深真空处理时间≥12min,加入0.01-0.03kg/t的铝镁锰复合脱氧剂脱除钢水中多余的氧,然后用低碳锰铁、硅铁和超低碳合金对钢水进行合金化,最后一批合金调整完成之后,要求真空处理时间为6-7min,期间测温、取样、微调成份;真空结束进行定氢;每炉钢水喂入SiCa线,并保证钢水中Ca含量在25~30ppm之间,根据钢中钙含量调整;吊包前对钢水进行软吹,软吹氩气流量控制在50-60L/min,渣面不吹开,保证钢水软吹时间12-
13min;软吹后静置5-6min;
(5)连铸工艺:全程吹氩保护,避免钢水氧化,控制连铸过程增氮;采用中包覆盖剂避免钢水裸露,二冷水按照低碳合金钢配水模式,选用低碳合金保护渣;
(6)加热和轧制;钢坯装进加热炉,加热温度1180~1185℃,加热时间100-110min,粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制,开轧温度为1050℃,单道次压下率10%,末道次压下率
20%,粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制,精轧开轧温度860℃,终轧温度为710℃,精轧压缩比3,累计压下率80%;
(7)冷却和卷取;钢板进入层流冷却区域,以20℃/s的冷却速度冷却至340℃,之后卷取。
[0036] 对本发明实施例1~3和对比例1-4的钢板进行力学性能检验,检验结果见表1。
[0037]表1
[0038] 本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能,够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。
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