[发明专利]一种X70级抗酸性管线钢中非金属夹杂物的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢夹杂物的控制方法，具体的说是一种X70级抗酸性管线钢中非金属夹杂物的控制方法。

背景技术

抗酸性管线钢是指不仅具备高钢级，而且具备抗腐蚀安全性的管线用钢。我国的一些油（气）田如四川油田，国外的油（气）田如伊朗、缅甸等中东地区，以及深海油含有H₂S 的量都是很高的。今后输送石油、天然气不再是经脱水、脱H₂S处理的油气，而是未经处理的“富气”（H₂S ≤300Pa），为此必须提高管线钢抗氢致开裂（HIC）和抗H₂S应力腐蚀的性能。输送酸性天然气的管道用钢板目前能生产到X65钢级，但是仍未达到X70钢级。尽管有专利报导X80钢级的抗HIC性能合格，但是进行的是B溶液的HIC试验，并且是钢卷而非钢板。也有专利报导一种控制HIC管线钢板中非金属夹杂物的方法，将这类夹杂物控制为CaS-CaO-Al₂O₃系夹杂物，但是其中部分的大尺寸的CaO-Al₂O₃系夹杂物在后续轧制过程仍然存有危害。 

研究表明，钢板中塑性变形的MnS夹杂物会导致HIC性能的大幅下降，为此抗酸性管线钢生产中必须降低钢中硫含量，同时进行钙处理以改变MnS夹杂物的形态。进行钙处理，会发生反应[Ca]+[S] =CaS，当Ca/S比值为0～0.5时，生成MnS；当Ca/S比值为0.5～1.2时，生成（Ca,Mn）S；当Ca/S比值为1.2～3.0时，生成CaS。所以进行适当的钙处理，保证一定的Ca/S比值，可以避免生成MnS夹杂物。

在钙处理的同时，钙还和钢中脱氧产物Al₂O₃反应生成CaO-Al₂O₃系夹杂物。由于部分大尺寸的CaO-Al₂O₃系夹杂物残留在钢中并被轧制成条串状的B类夹杂物，严重危害到高等级管线钢的抗HIC性能，这一类型夹杂物的控制成为抗HIC管线钢生产的难点。

发明内容

为了提高X70级管线钢的抗H₂S腐蚀能力，避免生成诱导形成裂纹的夹杂物MnS和条串状CaO-Al₂O₃系夹杂物，本发明的目的是提供一种X70级抗酸性管线钢中非金属夹杂物的控制方法，可以避免生成诱导氢致裂纹形成的夹杂物，钢液中非金属夹杂物的类型主要为CaO+CaS复合夹杂物：CaO+CaS：85～90%，其它：10～15%，无单相的Al₂O₃和MnS夹杂物。

本发明实现以上发明目的的技术方案是：

一种X70级抗酸性管线钢中非金属夹杂物的控制方法，

㈠铁水脱硫预处理，喷Mg强脱硫处理；

㈡保证转炉终点拉碳次数≤1次；转炉终点[S]≤0.008%，[P] ≤0.008%；转炉出钢预精炼：在出钢2/5之前完成渣料萤石、活性石灰、铝块与合金的加入；转炉出钢结束后钢液中非金属夹杂物成分为：Al₂O₃+MnS：75～90%，MgO：0～10%，其它：≤5%；

㈢精炼过程中深脱硫，采用高碱度强还原性炉渣精炼，炉渣的碱度7～15，处理时间：40～60min，控制钢液中S含量≤15ppm；LF处理过程满足 [Als]在0.03～0.06%之间；在LF每一次的加料和正常搅拌过程中动态调整底吹流量在200～1000Nl/min之间；LF结束后，钢液中的非金属夹杂物成分为：CaO +Al₂O₃：75～90%，MgO：0～10%，其它：≤5%；

㈣对钢液进行真空处理，真空压力≤5mbar，处理时间为18～20min，抽真空结束后钢液中非金属夹杂物为：Al₂O₃：40～70%，CaO：20～60%，其它：≤10%；

㈤真空处理后进行Ca处理，控制钢液中的Ca/S比值为1.2～5.0；钙处理结束后钢液中非金属夹杂物为：CaS+CaO：85～95%，其它：≤10%，无单相的Al₂O₃和MnS夹杂物。