[发明专利]一种低钢级管线洁净钢及冶炼工艺

说明书

本发明公开了一种低钢级管线洁净钢，涉及冶金技术领域，其化学成分及质量百分比如下：C:0.04%～0.07%，Si:0.10%～0.35%，Mn:1.00%～1.50%，P≤0.015%，S:0.0020%～0.0050%，Nb:0.030%～0.070%，Ti:0.006%～0.020%，Ni≤0.30%，Cr≤0.30%，Cu≤0.30%，Al:0.015%～0.050%，余量为Fe和杂质。本发明通过对夹杂物形成控制机理进行系统精确分析，通过合理的成份设计，在RH真空处理后进行钙处理工艺，合理控制过热度，达到提高钢水纯净度的目的，从而提升了钢材内部质量，提高了经济效益。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种低钢级管线洁净钢及冶炼工艺。

背景技术

随着世界经济能源需求的不断增加，对石油、天然气的管道输送依赖越来越大，输送管道的服役环境要求越来越苛刻，输送管道的安全可靠离不开钢材质量保障，具有较高洁净度、较好低温韧性的钢板才能占据市场。管线钢主要用于石油、天然气等输送管道，产品性能应满足极寒地带、高压输送，高强度超低温冲击韧性，长距离输送还必须具有良好的焊接性能，一旦管线钢板母材存在大量的大尺寸夹杂物，会导致焊接裂纹及超声波探伤不合格，降低钢板力学性能。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种低钢级管线洁净钢，其化学成分及质量百分比如下：C:0.04％～0.07％，Si:0.10％～0.35％，Mn:1.00％～1.50％，P≤0.015％，S:0.0020％～0.0050％，Nb:0.030％～0.070％，Ti:0.006％～0.020％，Ni≤0.30％，Cr≤0.30％，Cu≤0.30％，Al:0.015％～0.050％，余量为Fe和杂质。

技术效果：本发明通过对夹杂物产生机理进行系统分析，结合生产实际情况，制定了一种管线洁净钢及冶炼工艺，提高了钢水的洁净度，满足了客户要求。低钢级管线钢要求低碳、低磷、低硫，主要采用铝、石灰为主要原料，因此，会产生大量的CaO、Al₂O₃系列夹杂物，通过热力学进行分析：

[Ca]+1/3(Al₂O₃)→(CaO)+2/3[Al]

ΔG₀＝-356297.7+71.8T

[Ca]+[O]→(CaO)

ΔG₀＝-645421+146T

[Ca]+[S]→(CaS)

ΔG₀＝-530900+116.2T

(CaO)+[S]→(CaS)+[O]

ΔG₀＝114521-29.8T

当RH真空结束后进行钙处理，按热力学分析可知，钢液中Ca先与夹杂物Al₂O₃以及钢中的O、S反应，生成CaO及CaS，并与剩余的Al₂O₃结合形成CaO-Al₂O₃-CaS，然后夹杂物中CaO与钢中S发生反应，导致夹杂物中CaO含量降低，由于在低的T.O含量下，CaO与S反应程度大，因此，通过降低钢水T.O含量，使夹杂物中CaO与S发生反应，导致夹杂物中CaO含量降低，最终就会形成CaS-Al₂O₃。

本发明进一步限定的技术方案是：