[发明专利]一种提高16MnHIC法兰用钢坯抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力的方法

说明书

本发明公开了提高16MnHIC法兰用钢坯抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力的方法，通过炉外精炼采用LF+真空脱气/RH工艺路线，并在RH精炼过程加入纯稀土Ce或者稀土Ce合金，进行REOMT化处理，通过稀土改性钢液中的夹杂物为稀土夹杂物，同时使钢液中产生细小的新生稀土夹杂物，并控制稀土夹杂物的弥散分布。同时生成的尺寸细小、弥散分布、夹杂物总量更低，成分可控的夹杂物粒子以改变钢的组织，钢的洁净度更高，同时利用稀土Ce吸附溶解H、固定N的特性，从而大幅度提高了16MnHIC法兰用钢的低温抗氢裂及耐H2S腐蚀的能力。

技术领域

本发明涉及稀土氧化物冶炼技术领域，尤其涉及一种提高16MnHIC法兰用钢坯抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力的方法。

背景技术

16MnHIC法兰用钢一般用作大型工程，如桥梁、水闸、贮存罐、输电线路钢管、特殊吊具和低温输油管线及其接口等重要部件，所以要求其具有更高的强韧性，同时具有良好的低温抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力，普通方法通过提高合金添加量及降低钢水中的P、S、H等杂志元素含量提高钢水纯净度来达到低温抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力。

为了改善16MnHIC法兰用钢的低温抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力，满足市场及客户的要求，我们根据学术界的“氧化物冶金”的概念，成功开发出稀土氧化物冶金技术，即RareEarth Oxide Metallurgy Technology(REOMT)技术，即通过利用稀土冶金技术使：1.稀土改性钢液中的非金属夹杂物为稀土夹杂物，同时使钢液中产生细小的新生稀土夹杂物，并控制稀土夹杂物的弥散分布。生成的尺寸细小、弥散分布、夹杂物总量更低，成分可控的夹杂物粒子以改变钢的组织，钢水洁净度更高；2.稀土能吸附、固定钢种的H、N，在800℃时，其溶解H的能力约为温度下氢下铁中的5700倍，从而消除或减弱H的有害作用，同时其有固定N的作用，通过固N可降低韧-脆转变温度，提高低温冲击韧性等作用；3.稀土有抑制P在晶界吸附的作用，同时能与低熔点杂质元素Pb、Sn、As、Bi结合成一系列高熔点化合物使之成渣后去除，减少富集与晶界的杂质元素，达到净化晶界作用，从而减轻由于杂质元素宏观偏析造成的危害。综上所述，利用REOMT技术生产的16MnHIC法兰用钢坯能够完全满足低温抗氢裂及耐H2S腐蚀的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高16MnHIC法兰用钢坯抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力的方法，即Rare Earth Oxide Metallurgy Technology(REOMT)方法。该方法适用于16MnHIC法兰用钢坯的生产，具体可应用在工程机械、桥梁、水闸、贮存罐、输电线路钢管、特殊吊具和低温输油管线及其接口等的重要部件。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种提高16MnHIC法兰用钢坯抗氢裂及耐硫化氢腐蚀能力的方法，包括以下步骤：

1)KR脱硫铁水预处理步骤：预处理后铁水中[S]≤0.004％、铁水温度≮1300℃、采用气动双重拔渣，保证铁水裸露面积≥95％；

2)转炉冶炼步骤：预处理铁水量和洁净废钢比例为5：1～7：1，入炉铁水温度1300～1400℃，铁水中S含量≤0.04％，加入活性白灰、高硅白云石造渣保证炉渣碱度；顶底复合吹炼，转炉拉碳一次命中，保证吹炼终点的C-O平衡；出钢过程中出钢口不散流且出钢时间≮5分钟，出钢过程中进行渣洗操作，保证夹杂物充分聚集、上浮，提升钢水纯净度，钢水终点温度执行现行操作标准；

3)LF精炼步骤：工位造白渣脱硫，成渣的速度快且保持时间≥15分钟，终渣成分控制为CaO/SiO2＝4.5：1～7.0：1；化渣时“亮圈”(钢液裸露区)直径不超过钢包直径的1/3；钢水的脱氧合金化要求在精炼必须完成后再进行Ca处理软吹≥5分钟，软吹时渣面应保持轻微波动的状态，出站时要求总[O]含量为≯20ppm，[S]含量为≯20ppm；