管线钢过程控制与操作要点_baidu

1、主要内容主要内容1 1、管线钢用途、管线钢用途2 2、指标情况、指标情况3 3、管线钢控制夹杂物的重要性、管线钢控制夹杂物的重要性4 4、工艺路线、工艺路线5 5、夹杂物变性原理及排出、夹杂物变性原理及排出 1 1）CaCa处理工艺原理处理工艺原理 2 2）LFLF炉精炼造渣对夹杂物的影响机理炉精炼造渣对夹杂物的影响机理 3 3）弱搅拌）弱搅拌6 6管线钢夹杂物现状管线钢夹杂物现状7 7、一次检验金相不合率与工艺参数的对应、一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系关系管线钢用途管线钢用途 用于石油、天燃气、水等介质的远程输送； 一般工程巨大，所处环境恶劣，要翻山越岭，有时还要适应极度温差的变化；

2、 使用年限长，几十至上百年； 与国家经济建设、人民生活水平甚至是生命财产息息相关管线钢用途 由于 腐 蚀 性油、气田的开发，潮湿环境中H2S的会对管线钢造成氢致裂纹HIC失效。管线钢使用环境的要求 氢致裂纹(HIC)是目前管线钢失效和发生事故的主要原因，而硫化物和夹杂物是HIC的发源地，因此必须严格控制管线钢中的非金属夹杂物并在钢水精炼过程中对硫化物和氧化物进行变性处理。管线钢控制夹杂物的重要性管线钢控制夹杂物的重要性8月23日，钢管有限公司反映：加工石油管时发现，其中重量8吨（2支钢管，每支重4吨）在板边部探伤发现分层分层。 异议举例异议举例分层缺陷分层缺陷夹杂物夹杂物管线钢控制夹杂物的重要

3、性制管厂对管线钢中夹杂物的检验严格制管厂对管线钢中夹杂物的检验严格管线钢控制夹杂物的重要性制管厂对管线钢中夹杂物的检验严格制管厂对管线钢中夹杂物的检验严格经过锯铣磨抛光等工序 管线钢控制夹杂物的重要性指标情况1、铁水倒罐站预处理转炉炉后吹氩LF炉连铸 2、铁水倒罐站预处理转炉炉后吹氩LF炉RH连铸 管线钢的工艺路线管线钢的工艺路线工艺路线炉外精炼过程夹杂物的演变铝脱氧Al2O3类夹杂物；LF精炼采用高碱度、高还原性炉渣;渣中CaO、MgO被还原，少量Ca和Mg进入钢液;Al2O3类夹杂物转化为钙镁铝酸盐类夹杂物(mCaOnMgOxAl2O3)工艺路线严格保护浇铸 加强大包长水口之间的密封；加强

4、大包长水口之间的密封； 中间包使用前中间包使用前ArAr清扫；清扫； 高的滑动水口开启引流成功率；高的滑动水口开启引流成功率； 长水口浸入式开浇（长水口浸入式开浇（我厂暂未采用我厂暂未采用） 保证中间包钢水高于临界高度；保证中间包钢水高于临界高度； 中间包碱性覆盖剂。中间包碱性覆盖剂。工艺路线我厂暂未采用管线钢中铝管线钢中铝- -硫含量平衡曲线硫含量平衡曲线夹杂物去除机理T=1600T=1600时残时残CaCa与与Al Al 的关系曲线的关系曲线 氧化铝夹杂的变性过程为：氧化铝夹杂的变性过程为：AlAl2 2O O3 3CACA6 6CACA2 2CACACACA（X X） (x1)(x292

5、91010-6-6 时和时和W W (Al )(Al ) =0.02 % =0.02 %， W W (Ca(Ca残残) ) 16 161010-6-6时，钙处理后均可以形成液态钙铝酸盐夹杂。因此，当时，钙处理后均可以形成液态钙铝酸盐夹杂。因此，当T=1 873 KT=1 873 K，酸溶铝质，酸溶铝质量分数为量分数为0.02 0.02 0.05% 0.05% 时，钙处理过程中为获得液态夹杂物，残钙的质量分数最好不小时，钙处理过程中为获得液态夹杂物，残钙的质量分数最好不小于于292910106 6 ，且最小不能小于，且最小不能小于161610106 6。液态区夹杂物去除机理喂喂Ca-SiCa-S

6、i线过程中夹杂物性质的变化线过程中夹杂物性质的变化夹杂物去除机理LF炉渣控制 相关研究结果表明，随着钢液洁净度的提高，热轧板中大型CaOAl2O3 类长条夹杂物的出现几率明显降低。 过程注重前期钢水纯净度的提高，可以大大减轻RH处理夹杂物的、以及后续Ca处理的负担。 最新控制管线钢的夹杂物控制策略为：(1)在转炉出钢和LF阶段，利用渣钢反应促进Al2O3，尽快向低熔点类型转变，即在钙处理前将钢中Al2O3 ，转变成较低熔点类型夹杂物；(2)利用LF底吹氩搅拌和RH的真空循环搅拌，促进较低熔点夹杂物聚合长大及上浮去除，提高钢液洁净度；(3)在钢液具备超低硫和超低氧的前提下，采用合适的钙处理强度，

7、将钢中夹杂物转变为尺寸细小的CaO-CaS-Al2O3，类夹杂物，并适当延长软吹时间以去除钙处理过程钢中可能生成的大尺寸夹杂物。LF炉渣控制LF炉渣控制1、碱度对夹杂物的影响 LF和RH真空处理阶段夹杂物的转变可以用(1)和(2)式来解释，而钢中钙和镁则来自钢液和炉渣以及炉衬的反应。 期望的精炼终渣成份 精炼过程由于炉渣碱度很高，造渣时添加5 -8的CaF2以增加炉渣流动性。将炉渣控制在高碱度和低氧化性，一方面保证了深脱硫的需要，另外也促进了精炼过程炉渣和钢液的反应，通过炉渣成分调控钢液中Ca和Mg的变化，达到夹杂物尽快转变的目的。LF炉渣控制钢中典型夹杂物类型精炼过程中，钢中典型夹杂物类型有

8、：(1) LF进站夹杂物以A12O3 夹杂为主 ；(2) LF精炼中前期钢中出现大量MgO-Al2O3类夹杂物，尺寸一般小于5 m；(3)钙铝酸盐夹杂物，在LF精炼中后期出现，尺寸一般小于10 m ；(4) CaO.MgO-AI2O3 复合夹杂物，在精炼过程数量最多，均以低熔点钙铝酸盐包裹MgO或镁铝尖晶石的形式存在；(5) CaO-CaS类和CaO-CaS-Al2 O3 类，均在钙处理后出现。LF炉渣控制钢中夹杂物的排出钢中夹杂物的排出 不同氩气流量下气泡的行为如下：夹杂物的排出钢中夹杂物的排出钢中夹杂物的排出 相关研究表明： 大颗粒夹杂物更容易被气泡捕获，而小气泡比气泡更有利于捕获夹杂物。

9、采用高强度吹氩，只能使气泡粗化而达不到有效去除夹杂物的目的。 大颗粒夹杂物比小颗粒夹杂物更容易去除； 透气砖孔径小有利于减小气泡脱离尺寸，从而有利于夹杂物去除； 吹氩流量小有利于减小气泡尺寸，提高气泡碰撞夹杂物的概率。但夹杂物的去除效率最终取决于吹入钢液的气泡总量。降低吹氩流量必须延长吹氩时间，这往往受到生产过程的限制； 增加透气砖的面积或增加透气砖数量对提高夹杂物去除效率十分有效。因为这意味着可在有限的精炼时间内成倍地增加吹入钢液中的氩气泡数量，从而大大提高夹杂物的去除效率。 钢包小底吹流量搅拌是促进夹杂物上浮、提高钢水纯净度的重要手段，适当的搅拌强度和搅拌时间可以有效减少钢中的夹杂物。 夹

10、杂物的排出轧后超标夹杂物金相分析轧后超标夹杂物金相分析我厂夹杂物现状轧后超标夹杂物金相分析轧后超标夹杂物金相分析我厂夹杂物现状轧后超标夹杂物金相分析轧后超标夹杂物金相分析我厂夹杂物现状轧后超标夹杂物电镜分析结果轧后超标夹杂物电镜分析结果（一）（一）我厂夹杂物现状 以Al为主，且有其它金属元素（Ti）的高熔点夹杂物，很可能是由于二次氧化导致，经常在开浇时出现。轧后超标夹杂物电镜分析结果轧后超标夹杂物电镜分析结果( (二二) )我厂夹杂物现状 低熔点且含SiO2，中包覆盖剂的卷入。轧后超标夹杂物电镜分析结果轧后超标夹杂物电镜分析结果( (三三) )我厂夹杂物现状 S高，大包下渣所致。轧后超标夹杂物

11、电镜分析结果轧后超标夹杂物电镜分析结果( (四四) )我厂夹杂物现状变性不充分的钙铝酸盐夹杂，熔点高，和CaAl的值偏低有关。轧后超标夹杂物电镜分析结果轧后超标夹杂物电镜分析结果（四）（四）我厂夹杂物现状p管线钢中夹杂物与弱搅时间对应管线钢中夹杂物与弱搅时间对应p大包开浇时中包余量与夹杂物不合率对应大包开浇时中包余量与夹杂物不合率对应p铸坯规格与夹杂物不合对应铸坯规格与夹杂物不合对应p钢中钢中CaCa含量与夹杂物不合率的关系含量与夹杂物不合率的关系p钢中钢中Ca/AlCa/Al与夹杂物不合率的关系与夹杂物不合率的关系pLFLF炉最后一次加铝到出站时间与指标对应关系炉最后一次加铝到出站时间与指标

12、对应关系pRHRH加料与不加料的一次检验金相不合格率加料与不加料的一次检验金相不合格率p管线钢中管线钢中S S与与B B细夹杂物对应细夹杂物对应p生产节奏的影响生产节奏的影响一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系管线钢中夹杂物与弱搅时间对应管线钢中夹杂物与弱搅时间对应一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系大包开浇时中包余量与夹杂物不合率对应大包开浇时中包余量与夹杂物不合率对应一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系铸坯规格与夹杂物不合对应铸坯规格与夹杂物不合对应一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系 从以上对应关系可看出，当钢中Ca含量超过0.003%以上时，夹杂物的不合机率大大下降，这与理论值

13、：不低于29106 是相符的。钢中钢中Ca含量与夹杂物不合率的关系含量与夹杂物不合率的关系一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系管线钢Ca/Al与一次检验金相不合率对应(2011年08月)一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系LF炉最后一次加铝到出站时间与指标对应关系(2011年07月)一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系RH加料与不加料的管线钢一次检验金相不合格率(2011年07-08月)一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系 综合评价：力求不加，并保证成品综合评价：力求不加，并保证成品Al按中下限、保证按中下限、保证Ca的收得的收得率，及全工序稳定。率，及全工序稳定。生产节奏的影响生产节奏的影响一次检验金相不合率与工艺参数的对应关系夹杂物控制因素综述 1 1、多数过程控制指标较稳定；、多数过程控制指标较稳定； 2 2、夹杂物以钙铝酸盐类夹杂为