攀钢低硫管线钢硫含量控制生产实践.doc

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1、冶金之家网站攀钢低硫管线钢硫含量控制生产实践张强，袁宏伟，杨森祥，李清春，陈靓(攀钢集团攀枝花钢钒公司提钒炼钢厂，四川攀枝花617000)摘要：攀钢提钒炼钢厂采用w([S])为0.06%～0.12%的铁水炼钢，导致低硫钢的生产困难较大，结合攀钢X52NS，L245NCS等低硫钢冶炼的生产实践，分析了“铁水脱硫预处理—转炉—LF钢包精炼—连铸”全流程各工艺环节的硫含量控制技术。通过铁水脱硫预处理后将w([S])控制在0.003%以下，转炉冶炼工位采用含硫较低的辅料造渣以及LF工位控制钢水[O]活度等措施，生产出了w([S])最低为0.0

2、02%的低硫钢。关键词：铁水脱硫预处理；炼钢；低硫钢管道输送是将石油天然气从遥远的开采地向最终用户端长距离输送的重要方式。为节省管线工程的建设投资、降低运输费用，采用高强度等级的管线钢更加经济和合理，而且管道对钢管可靠性的要求越来越高，要求具有高强度、高的低温止裂韧性以及良好的焊接性[1]。高强度、大厚度、抗应变和抗HIC是现代管线钢的发展方向，日本、德国的管线钢制造商进行了更高强度等级的X100和X120管线钢的开发试制[2-3]，硫是影响管线钢抗HIC能力和抗SSC能力的主要元素，降低硫含量可显著提高冲击性。攀钢高炉使用钒钛磁铁矿

3、冶炼，铁水w([S])一般能达到0.06%～0.12%，给低硫管线钢的生产带来较大的难度：一方面，转炉热源不足，转炉终点w([O])通常在0.06%以上，高氧化性的钢水造成LF炉脱硫效果不稳定；另一方面，LF精炼时间较短，生产组织上要求精炼处理周期限制在35～45min，对低硫钢管线钢的生产较为困难。最初，攀钢生产低硫钢入转炉w([S])控制在0.005%以下，在LF工位采用高碱度造渣(二元碱度为6～8)，实现钢水的深脱硫，但完全依靠LF深脱硫，需要精炼周期在70min左右，对生产物流冲击较大，铸机拉速控制极不稳定。只有选择合理的冶炼

4、工艺，精确控制低硫钢的成分和夹杂物形态，才能确保冶炼出高洁净度、高品质、高性能的低硫钢[4]，在现有的铁水条件下，如何通过工序间合理控制脱硫量，来实现低硫钢的稳定生产，是本文阐述的重点。1低硫管线钢冶炼生产工艺流程攀钢低硫管线钢冶炼的工艺流程为：铁水预处理—转炉提钒—转炉冶炼—LF精炼处理—RH精炼处理—大方坯连铸机，生产过程采用全流程硫控制技术，确保低硫钢的生产。2低硫管线钢冶炼过程中硫含量的控制2.1铁水预处理攀钢提钒炼钢厂采用含[V]、[Ti]铁水炼钢，其理化性质导致铁水熔化性温度偏高、黏度大，这在一定程度上降低了脱硫反应的动力

5、学条件[5]，铁水中[Si]、[Mn]含量较低，[S]含量波动范围较大，带渣量较多(2%～3%)，温度偏低(1250～1340℃)，因此，脱硫效果波动也就很大。在脱硫前不去除高炉铁水带渣，铁水条件见表1。1)铁水脱硫工艺参数的控制。采用单喷吹镁脱硫，镁粉易产生挥发现象，且大量聚集的镁粉会因快速汽化和急剧反应造成喷溅，造成损失很大，且从热力学角度来看，喷吹复合脱硫剂比单独喷吹镁进行铁水脱硫更有利[6]，为提高镁粉的综合利用率、降低喷吹时间、提高脱硫能力，攀钢提钒炼钢厂采用镁基复合喷吹法进行铁水脱硫预处理，控制w(CaO)/w(Mg)为2

6、～3，通过氮气载体喷入熔池，其主要工艺参数见表2。冶金之家网站2)半钢回硫的控制。铁水脱硫后产生的脱硫渣是转炉冶炼过程中回硫的主要因素，脱硫后铁水带渣量与入转炉回硫的关系如图1所示，超低硫钢的生产势必将脱硫渣全部扒净，但炉渣完全扒净将会导致铁损增加，使转炉装入量不稳定。考虑到低硫钢在转炉冶炼过程回硫的因素，通常将铁水预处理脱后w([S])控制在0.003%以下，铁水带渣量小于100kg。攀钢提钒炼钢厂铁损与回硫的关系如图2所示。由图2可知，此时，钢中铁损在7%左右，为稳定转炉装入量，减少废钢的消耗，低硫钢在生产时通常要求增大铁水装入量

7、2～3t。2.2转炉冶炼碳含量的增加将导致管线钢抗HIC能力下降，使裂纹率突然增加。攀钢现生产的管线钢要求成品w([C])控制在0.13%以下，由于使用的合金存在增碳现象，要求转炉出钢w([C])控制在0.08%以下，冶炼终点钢中的[O]活度至少为0.035%以上，如图3所示，这对脱硫极为不利。转炉冶炼管线钢过程主要控制转炉冶炼过程回硫，实践表明，转炉冶炼过程回硫主要来源于脱硫后扒渣不彻底，辅料、废钢硫含量超高[7]冶金之家网站。因此，转炉冶炼低硫管线钢回硫主要从两方面进行控制：一方面是使用硫含量较低的原辅料；另一方面是从转炉冶炼工艺

8、参数上进行控制，以减轻转炉回硫程度。1)入转炉原辅料增硫的控制。针对攀钢提钒炼钢厂转炉使用辅料硫含量进行了增硫测算，每吨原辅料对135t钢水增硫量测算结果见表3。经测算，复合造渣剂中硫含量较高，转炉冶炼采用了硫的质量分数