X60鋼非金屬夾雜的控制措施

李強剛

(日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司 板材制造部，山東 日照 276806)

摘  要：綜合日鋼X60鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀，對A類、B類夾雜變性進(jìn)行分析。認(rèn)為，鋼液內(nèi)ACR應(yīng)＞1.8的條件，可滿足A類夾雜完全變性；通過鋼液內(nèi)T[O]變化，預(yù)知B類夾雜相對數(shù)量，以達(dá)到[Ca]/[Al]＞0.14，可達(dá)到B類夾雜完全變性。如何有效降低C類夾雜，需進(jìn)一步探討論證。

關(guān)鍵詞：X60；夾雜；措施

Non metal inclusions of X60 steel and control measures

Li Qiang-gang

(Rizhao steel Holding Group Co.,，Ltd., manufacture department of Board,Shandong, Rizhao 276806)

Abstract: The comprehensive situation on production of X60 steel on steel, for class A, class B inclusion modification analysis. Think, the molten steel of ACR should be greater than 1.8 conditions, can meet the class amixed completely denatured; through the change of T[O] in molten steel, predict B inclusions relative quantity, in order to achieve the [Ca]/[Al] greater than 0.14, can reach B inclusions completely denatured. How to effectively reduce the C inclusions, need to be further discussed argument.

Key words:X60;Inclusion;measure

1 前言

鋼中夾雜物的形態(tài)控制是高級別管線鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)[1]。本文主要針日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司(以下簡稱日鋼) BOF-LF-CC工藝生產(chǎn)X60鋼，討論了鋼液T[O]、鋼液[S]和鋼液[Ca]對夾雜物形態(tài)控制的重要性，尤其是對MnS和Al2O3夾雜物的形態(tài)控制，通過生產(chǎn)過程中的取樣分析，綜合評價得出降低X60鋼非金屬夾雜的工藝措施。

2 工藝流程及控制要點

2.1 工藝流程

鐵水噴鎂脫硫→120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧合金化→LF精煉→鈣處理→弱攪拌→60t中間包→直弧形板坯連鑄機。

2.2 控制要點

表1 工藝控制要點

3 結(jié)果與評價

3.1 試驗結(jié)果

生產(chǎn)X60鋼共計18爐，第2爐，B級細(xì)系夾雜物等級為2.5S級；生產(chǎn)第3爐，A級細(xì)系夾雜物等級為2.5級。第2、3爐化學(xué)成分結(jié)果見表2。

表2 X60鋼化學(xué)成分(ω_B)

3.2 降低A類夾雜的工藝措施

根據(jù)文獻(xiàn)[2]，提出用原子濃度比ACR來衡量A類夾雜變性程度的指標(biāo)，當(dāng)鋼液ω(Ca)為(20～50)╳10-6時，根據(jù)公式（1）可計算出ACR控制范圍。

根據(jù)公式(1)，計算出X60鋼的ACR控制范圍如圖1所示。X60鋼生產(chǎn)第3爐，ACR為0.33，符合ACR在0.2～0.4，硫化物不完全變性的規(guī)律。從X60鋼18爐情況來看，控制在0.2～0.4之間占50%，硫化物不完全變性，ACR＞0.4占50%，硫化物基本變性；生產(chǎn)爐次ACR均低于1.8，未達(dá)到完全變性。

生產(chǎn)實踐表明，一定的熱力學(xué)條件下，LF精煉前期鋼液表面形成液態(tài)渣越早，保持鋼液中和液態(tài)渣中氧含量極低狀態(tài)，渣鋼界面充分混沖，脫硫速度加快，從而提高了大顆粒夾雜去除率。不同硫含量與A類夾雜細(xì)系＞1.5級比例對應(yīng)關(guān)系如圖2所示。

0.14的比值，說明B類夾雜未完全變性。

鋼中氧含量過高，氧化物夾雜及宏觀夾雜增加，嚴(yán)重影響鋼管線鋼的純凈度[5]。通過鋼液內(nèi)T[O]變化，預(yù)知B類夾雜相隨數(shù)量，指導(dǎo)LF過程造渣、脫氧、去夾雜操作。對X60鋼部分爐次氣體分析，T[O]與([Al]-[Als])變化規(guī)律明顯。隨著T[O]的升高([Al]-[Als])的變化趨勢見圖4。([Al]-[Als])與[Ca]/[Al]、B類夾雜細(xì)系＞1.5級比例對應(yīng)關(guān)系見圖5。

3.4 降低C類夾雜的工藝措施

常見的C類夾雜包括鐵錳硅酸鹽、鋁硅酸鹽、復(fù)合硅酸鹽和鈣鋁硅酸鹽等。C類夾雜成分較為復(fù)雜，它的產(chǎn)生受鋼液二次氧化，鋼水包、中間包包襯砂粒、顆粒脫落，既有內(nèi)生夾雜、又有外來夾雜，以及內(nèi)外夾雜共同作用的。此類夾雜在鋼的凝固過程，因冷卻速度快，某些C類液態(tài)夾雜來不及結(jié)晶，全部或部分以玻璃態(tài)形式存在于鋼中。生產(chǎn)實踐中，鋼水包總包役＞600爐，出現(xiàn)C類夾雜細(xì)系＞1.5的比例占64.8%，較總包役≤600爐的35.2%高出29.6%。，中間包使用＞10h出現(xiàn)C類夾雜細(xì)系＞1.5的比例占74.3%，較中間包使用≤10h出現(xiàn)C類夾雜細(xì)系＞1.5的比例占25.7%高出48.6%。

通過分析降低C類夾雜的措施：(1)耐材包襯砂粒、顆粒脫落，鋼水包應(yīng)使用總包役≤600爐，中間包使用≤10h。(2)對減少二次氧化，LF造渣過程應(yīng)適當(dāng)調(diào)整除塵閥開度，使?fàn)t內(nèi)處于弱還原氣氛；(3)改造喂線孔氬封位置，以全面輻射整個喂線孔，減少鋼液裸露吸氣；(4)采取保護(hù)澆注，定期檢查中間包氬氣漏氣源。如何有效降低C類夾雜，需進(jìn)一步探討論證。

4 結(jié)語

綜上所述，降低X60鋼非金屬夾雜，在預(yù)防措施基礎(chǔ)上，的工藝措施應(yīng)從以下幾方面著手：

參考文獻(xiàn)

[1] Kihiko Takahashi,Hiroyuki Ogawa．Influence of microhardness and inclusion on stress oriented hydrogen induced cracking of linepipe steels[J]．ISlJ International,1996,36(3):334．

[2] Dsamu Haida.Mechanism of Sulfide Shape Control in Continuously Cast HSLA Steel Slabs Treated With Ca and/or RE[J].Tetsu-to-Hagane,1980,(3)354-360.

[3] Ribound P V.New Products:What Should be Done in Secondary Steelmaking[J].Ironmaking and Steelmaking,1985,12(2):79-86.

[4] Faulring,G..M.,Farrell,J.W,and Hilty,D.C.:iRron Steelmaker,1980:7,14.

[5] 許家彥,超低硫管線鋼冶煉基礎(chǔ)研究[D],[博士學(xué)位論文],沈陽:東北大學(xué),2006.