轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)管線鋼鋼中硫含量的控制畢業(yè)

本鋼轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)管線鋼鋼中硫含量的控制摘要隨著我國石油、天然氣資源的開發(fā)和利用，用于制造石油、天然氣輸送管線用的寬厚鋼板的需求量將不斷增加。具有高強(qiáng)度、高韌性、良好的可焊性、低溫下的斷裂抗力和抗H2S侵蝕能力，低合金高強(qiáng)度、高韌性的超純凈高級別管線鋼將成為21世紀(jì)國民經(jīng)濟(jì)需求量較大的一類鋼種。降低管線鋼中有害元素特別是硫含量以及控制硫化物央雜物的形態(tài)和分布是冶金工作者一直探索的重要研究課題之一。本課題以管線鋼硫含量的控制技術(shù)為核心，對本鋼管線鋼中硫含量進(jìn)行理論計算與分析。探索各工藝的脫硫條件，并對各個因素對鋼中硫含量的影響進(jìn)行研究分析，實(shí)驗(yàn)并探索適于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的脫硫渣系，尋求最合理的精煉工藝流程。以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高效益。為達(dá)到研究目的，對各個環(huán)節(jié)脫硫的熱力學(xué)及動力學(xué)條件進(jìn)行了分析，并以此為理論依據(jù)對管線鋼生產(chǎn)過程中脫硫的關(guān)鍵工序進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。通過管線鋼工業(yè)性試驗(yàn)的結(jié)果，分析了各個因素對脫硫效率的影響，并探討了影響脫硫效率的限制條件，從而得出提高脫硫效率的可行方案。批量生產(chǎn)結(jié)果表明：本鋼生產(chǎn)條件下鐵水噴粉預(yù)處理后，鐵水中硫的平均值可達(dá)16×10-6，為超低硫管線鋼的冶煉提供了前提條件并大大減輕了后續(xù)工序的脫硫任務(wù)，有效降低了生產(chǎn)高級別管線鋼的成本。經(jīng)LF精煉脫硫后硫含量可低至5×10-6，可滿足高級別管線鋼的生產(chǎn)要求。關(guān)鍵詞：管線鋼，硫含量，LF爐造渣脫硫，鐵水噴粉脫硫AbstractWiththeexploitationanduseofthepetroleumandthenaturalgasinourcountry，thewideandthicksteelplate，whichisusedforthepipelinetodiliverpetroleumandthenaturalgasisneededhugely．thepipelinesteelwithhigherstrength，higherductility,betterweldabitity,andresistancetoH2Serosionwillbeneededgreatlyinthe21century．Decreasingthecontentoftheharmfulelementsinthesteel，especiallythesulfurcontent，andcontrollingtheshapeanddistributionofthesulfideinclusionareoneoftheimportantworksforthemetallurgists．Thecoreofthistopicisthecontroltechnologyofsulfurcontentinpipelinesteel．TheoreticalcalculationandanalysisedthesulfurcontentinpipelinesteelofBenxiSteel．Exploredthedesulfurizationconditionsofthevariousprocesses，analysisedvariousfactorsonthesulfurcontentofthesteel．Experimentedandexploredthedesulfurizationslagsystemwhichsuitablefortheindustrialproductionapplicationstoseekthemostreasonablerefiningprocess．Toimprovetheproductquality，reducetheproductioncostsandimproveefficiency．Toachievetheresearchpurpose，analyzedthedesulfurizationconditionsonthermodynamicsandkineticsforthevariousproductionprocesses，andasatheoreticalbasisconductedindustrialtestsonthekeyprocesstopipelinesteeldesulfurization．Relyontheresultsofpipelinesteelindustrialtest，Analysisedtheinfluenceofvariousfactorsondesulfurizationefficiency，andexploredthelimitationsfordesulfurization，toarriveatpossibleoptionstoimprovethedesulfurizationefficiency．Massproductionresultsshowthat，AfterthehotmetaldustingpretreatmenttheaverageofthesulfurcontentinBenxiSteelhotmetalcanbe16×10-6，providesapremiseforthesmeltingofultra-lowsulfurpipelinesteelsandgreatlyreducingthedesulfurizationtaskoffollow-upprocess，effectivelyreducedthecostofhigh-levelpipelinesteelproduction．AfterLFrefining，sulfurcontentcanbeaslowas5×10-6，tomeettherequirementsoftheproductionofhigh-levelpipelinesteel．Keywords:pipelinesteel,sulfurcontent,LFfurnaceslagdesulphurization，hotmetalinjectiondesulfurization目錄盛第一章袍緒論謀昌1監(jiān)1.1謀選題背景及串目的陰潮1眾掙晌選題背景忌李1確饞秀本課題目的肯般1變煙曾管線鋼控制韻鋼中硫含量辛研究的意義寄躲2掌1.2釣文獻(xiàn)綜述卻碼2觀呢兔國外現(xiàn)狀責(zé)狠2映死惡國內(nèi)現(xiàn)狀頁畏6吹描痰管線鋼的性項(xiàng)能要求角舟8險嬌如管線鋼的主鋸要質(zhì)量問題仔及其產(chǎn)生原辰理盛軌10丹灣硫?qū)芫€鋼幕的危害軋宇11偏黑肥管線鋼發(fā)展元趨勢攜哲12毅1.3央研究內(nèi)容撫蹈13得第二章奉脫硫反應(yīng)熱基力學(xué)及動力娘學(xué)分析貢帆15放2.1回脫硫反應(yīng)熱虧力學(xué)分析窗雖15撇2.2卵脫硫反應(yīng)動穗力學(xué)分析部亂16亞第三章危管線鋼脫硫慌工業(yè)性試驗(yàn)頸驢19倡3.1絕鐵水預(yù)處理洪脫硫?qū)庸S19失麻本鋼斗1仁、營2#雜鐵水脫硫站衰基本概況愁光19授鵲極鐵水噴吹蛇CaO-M尊g呈脫硫工藝的獅試驗(yàn)統(tǒng)計形跨21芹泡醬各因素對鐵邊水脫硫率影岡響的討論與壞分析押浙22榴3.2L測F割精煉脫硫摧版25善巡頓本鋼煉鋼廠恥1#LF菠爐簡介耳當(dāng)25廢濫LF碧工序操作標(biāo)她準(zhǔn)忠棟26蛋痰1#LF砌爐造渣深脫口硫工藝的確跡定喘堂27喜必LF油脫硫工業(yè)試助驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計罪透28鎮(zhèn)姻各冶煉條件痰對尖LF袍脫硫效果的殘影響分析綿獸29不召LF崗深脫硫操作誦要點(diǎn)念示31牢結(jié)論芹尤33匠致謝張絲33鉗參考文獻(xiàn)安笛34附錄35揮外文原文釣累35改外文翻譯斯撒43鍵第一章身緒論巧1砍.猾1覽選題背景及弟目的菊臂選題背景菊本鋼石油管汽線鋼的開發(fā)應(yīng)研制始于8墨0年代末，暈是國內(nèi)較早垂開發(fā)石油管棋線用鋼的鋼吊鐵企業(yè)。歷銀時十幾年的涂發(fā)展，本鋼客先后研制開接發(fā)了符合石徐油、天然氣危輸送管線用犁的A、B、午X42、X焰46、X5奸2、X56搭、X60、晨X65、X貢70管線鋼凳，實(shí)現(xiàn)了石摘油、天然氣攀輸送管線用紐鋼的系列化呼。特別是本營鋼通過20控02年對煉綢鋼、熱軋進(jìn)應(yīng)行現(xiàn)代化改斯造后，加快內(nèi)了高性能管效線鋼的研制互開發(fā)力度，條先后研制開鏟發(fā)了能夠滿倆足用戶要求塊的高性能石扮油管線用鋼桶X52～X弄70、石油寸套管用鋼J文55，參與煙了國家“9度73”項(xiàng)目弟“新一代鋼田鐵材料的重淋大基礎(chǔ)研究擴(kuò)”中的子課淹題“高強(qiáng)度癢管線鋼的產(chǎn)零業(yè)基礎(chǔ)研究桌”工作。在職國家組織實(shí)女施的“振興摩東北老產(chǎn)業(yè)露基地高技術(shù)散產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目”羊中，本鋼同奧中科院金屬末研究所共同辮申報的“高回性能管線鋼搭生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化陳”通過了專雙家組的評審薄，并獲得國啄家資金的支模持?！案咝杂淠芄芫€鋼生辜產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化”珠項(xiàng)目的實(shí)施扔將使本鋼成幟為國內(nèi)繼寶備鋼、武鋼、極鞍鋼之后能璃生產(chǎn)具有高境附加值的X插70以上級倆別管線鋼的次鋼鐵企業(yè)。蛋到目前為止能，石油管線聚鋼X52～今X70先后且通過中石油犯管材所、管敵道局的板卷著及鋼管的性宅能評定，實(shí)眉物質(zhì)量滿足畝國家西氣東裂輸對管線鋼沙特殊質(zhì)量的以技術(shù)要求。曬其產(chǎn)品已應(yīng)麗用于多條輸篇?dú)?、輸油、絕成品油管線沈工程。目前植，本鋼已批住量生產(chǎn)石油泉管線鋼，產(chǎn)蛛品經(jīng)華油鋼涌管蔥、寶雞石油撞鋼管廠等多梢家鋼管廠的尾生產(chǎn)使用，彈產(chǎn)品質(zhì)量完喬全符合用戶眉的特殊標(biāo)準(zhǔn)為及技術(shù)要求醒。X80管它線鋼也已通地過鑒定驗(yàn)收速，并于20朋09年第一猜季度進(jìn)行了碎試生產(chǎn)。高叔品質(zhì)高附加謀值管線鋼的額批量生產(chǎn)在誠為企業(yè)創(chuàng)造疼經(jīng)濟(jì)效益的封同時也為我奮國經(jīng)濟(jì)發(fā)展已起到一定的丑推動作用。給月本課題目藏的犁以管線鋼硫尚含量的控制隱技術(shù)為核心拌，對本鋼生福產(chǎn)條件下從筍鐵水預(yù)處理蠶經(jīng)轉(zhuǎn)爐到精吉煉過程中的選鋼中硫含量醉控制技術(shù)進(jìn)泊行理論計算市與分析。探魔索各工藝的欄脫硫條件，備并對各個因習(xí)素對鋼中硫饅含量的影響俊進(jìn)行研究分廈析，實(shí)驗(yàn)并訊探索適于工竟業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用閣的脫硫渣系薄，尋求最合得理的精煉工欠藝流程。以毒提高產(chǎn)品質(zhì)辯量，降低成榮本，提高效乎益。級流管線鋼控克制鋼中硫含吧量研究的意途義途能源是整個禿世界發(fā)展和箭經(jīng)濟(jì)增長的買最基本的驅(qū)削動力，是人還類賴以生存劍的基礎(chǔ)。在雕21世紀(jì)里停，石油和天炊然氣在整個義世界的能源摘結(jié)構(gòu)中的比領(lǐng)重將會進(jìn)一絮步增加。絕勇大多數(shù)的石蒜油和天然氣司的運(yùn)輸都要短依靠管道。傾預(yù)計今后1躺0年，我國船將建設(shè)超過澆5萬km的凱油氣管道，舅平均每年需顛鋪設(shè)古5000k印m壺，每年天燃礎(chǔ)氣管道需要沒鋼材近40街0萬t，共頑需各類油氣桂輸送干線用幫鋼約100床0萬t。研咐究表明，石唉油、天然氣榨管道的建設(shè)豐成本會隨著犁所用管線鋼滾級別的提高執(zhí)而下降，如狀圖1.1所認(rèn)示欣[1]穴。寬圖1.1構(gòu)新管線建設(shè)采逼用不同鋼級壯鋼管的成本遙變化率朝與此同時，礎(chǔ)隨著石油、沒天然氣需求塞量的不斷增收大，管道的裁輸送壓力和聚管徑也需要曾不斷地增大廚，以增加其濕輸送效率。殿因此對管線訓(xùn)鋼材的質(zhì)量鍬和性能要求博也日益苛刻緊，需要其具塘有高強(qiáng)度、可高韌性、良租好的可焊性頑、低溫下的宜斷裂抗力和險抗H談2唱S侵蝕能力練等特性，而幅在管線鋼中淡影響影響這鋤些性能的主技要元素就是樂硫，硫含量漫的高低直接放影響到管線混鋼質(zhì)量的好菊壞。長遠(yuǎn)來怎看，研究管在線鋼中硫含頁量的控制具絨有深遠(yuǎn)而重消大的意義。唯1.2文閥獻(xiàn)綜述恭鏡國外現(xiàn)狀巖早期的管線箱鋼一直采用蛾C、Mn、房Si型的普義通碳素鋼，列在冶金上側(cè)耳重于性能，踢對化學(xué)成分宜沒有嚴(yán)格的憶規(guī)定。自6校0年代開始拆，隨著輸油回、輸氣管道工輸送壓力和幫管徑的不斷桌增大，開始序采用低合金海高強(qiáng)鋼（H唯SLA），涂主要以熱軋蛇及正火狀態(tài)使供貨。這類枕鋼的化學(xué)成梨分：C≤0俊.2%，合止金元素≤3夏～5%。隨野著管線鋼的匹進(jìn)一步發(fā)展微，到60年絲代末70年塵代初，美國煌石油組織在墾API5日LX和AP診I5LS皂標(biāo)準(zhǔn)中提出豈了微合金控珠軋鋼X56愉、X60、橋X65三種蠶鋼。196幟8日本X6洲5級管線鋼堂的使用，為惡高強(qiáng)度管線乏鋼的生產(chǎn)開插創(chuàng)了新的里虹程碑，此后楊，高級別管逃線鋼的開發(fā)衣速度加快。導(dǎo)圖榮1.壩2示出了高底強(qiáng)度管線鋼但的發(fā)展歷程尖[2]匪。借圖1.2各勸級別管線鋼方的主要合金嬌成分與生產(chǎn)被工藝進(jìn)展蘋20世紀(jì)7低0年代初，運(yùn)Trans收Canad島a首次使用馳了X70鋼抽管。20世是紀(jì)80年代曾，X70級箏管線鋼逐漸糖引入工程建御設(shè)中。歐洲年鋼管公司到覆2001年蹲底已經(jīng)生產(chǎn)彩X70鋼管農(nóng)近321萬西t。X70當(dāng)鋼管的生產(chǎn)魔技術(shù)在歐洲倆鋼管、新日凝鐵、住友、妥NKK、K苦AWASA主KI、IP壇SCO、I誘LVA等公立司均已成熟乞，并且批量盡供應(yīng)，用于冬工中。19孤85年，A蒜PI標(biāo)準(zhǔn)又桌增加了X8呆0鋼，而后達(dá)又開發(fā)了X釋100管線請鋼，碳含量飾降到0.0朗1-0.0破4%，碳當(dāng)漲量相應(yīng)地降冬到0.35仇以下，真正久出現(xiàn)了現(xiàn)代的意義上的多渡元微合金化叨控軋控冷鋼叉[3]榮。1996莫年，美國埃石克森美孚公眨司與日本新玉日鐵公司、賀住友公司簽換訂了X12凈0級管線鋼互聯(lián)合開發(fā)協(xié)蒸議，200被1年成功開雹發(fā)出具有高截止裂韌性的樸X120級疑管線鋼，并蒜于2004翼年進(jìn)行了示收范段的敷設(shè)繁。隨后JF帥E公司也已義經(jīng)完成了高交強(qiáng)度X12援0級管線鋼級的開發(fā)。栽提高鋼液純舅凈度是大幅山度提高管線莊鋼強(qiáng)度、韌蜘性和使用壽潤命的基礎(chǔ)。憶近二十年來把隨著冶煉技澇術(shù)的進(jìn)步，盯管線鋼的純當(dāng)凈度水平不選斷提高，以模鋼中碳、磷跑、硫、氮、擊氫、氧含量傅為例，19請80年德國漢蒂森公司生屆產(chǎn)的鋼上述蛙雜質(zhì)總量可臭去除到60嘗0×10越-6結(jié)，到90年使代則可去除據(jù)到100×陽10夸-6纏。韓國浦項(xiàng)王可將P、S蘿、O、N、哨H總量去除合到80×1餃0旦-6動的水平。德加國人預(yù)測，彩在今后幾年廣中上述雜質(zhì)掠含量可以達(dá)腳到以下水平紋：[C]≤銅20×10仇-6尾，[P]≤語l5×10總-6蕩，[S]≤占5×10冷-6銹，[N]≤乒15×10匆-6賞，TO≤1津0×10烤-6口，[H]≤寺0.7×1慎0熄-6刺，總和為6棋5．7×1洲0嶺-6間。而日本人挑預(yù)測將來日見本純凈鋼的拾冶煉水平可別達(dá)到：[C師]≤6，[匆P]=2，嘗[S]≤1傭×10疫-6逐，[N]≤延14×10刑-6摟，TO≤5捧×10飲-6艦，[H]=恰0.2×1歌0墊-6念，總量為：嘴28.2×乏10紀(jì)-6墨。侍下面是國外逼幾個先進(jìn)的牽管線鋼生產(chǎn)科廠家的管線艦鋼工藝元。雜（1）富日本新日鐵利、JFE、察住友籮表1.1是勒日本三大鋼堅鐵公司高強(qiáng)迎度管線鋼的粒生產(chǎn)工藝。斗表1.1日識本三大鋼鐵書公司高強(qiáng)度縫管線鋼的生住產(chǎn)工藝褲公司寄生產(chǎn)技術(shù)危顯微組織構(gòu)代成換其他技術(shù)少新斗日膛鐵割(1)KI悟P技術(shù)(向鑒鋼包內(nèi)鋼水誦噴粉來生產(chǎn)吸低硫鋼的高川效二次精煉傾技術(shù)，通過像調(diào)整鋼包內(nèi)張渣的成分獲惕得超低S含疑量)兼(2)板坯阿輕壓下技術(shù)優(yōu)(3)控制紙軋制技術(shù)+育連續(xù)在線控眨制冷卻技術(shù)禾X100鋼什：上貝氏體具+MA勇X120鋼大：上貝氏體浮+彌散碳化瘡物(含碳鋼掏)變HTUFF罵技術(shù)、FE奴A精密成型楚技術(shù)、高精凳度制管技術(shù)董JFE僻(1)采用轎低Si鐵，翼在鐵水預(yù)處驕理爐中采用踏無渣煉鋼法妨提高鋼的純支凈度章(2)控錘制軋制技術(shù)命+超級在線濱加速冷卻技鋤術(shù)，并與在睡線熱處理工襪藝相結(jié)合腎X100鋼季：貝氏體中譜分散有硬質(zhì)訊M/A熟X120鋼翻：鐵素體+坑貝氏體雙相亡組織(無硼葡鋼)蘋EWEL技譯術(shù)、提高了樂大線能量焊潑接的HAZ冷任性陪住友團(tuán)金屬筑(1)采用罪高純凈鋼技界術(shù)，降低P撲、S、N等貝雜質(zhì)合(2)住友基控軋技術(shù)+迅動態(tài)加速冷第卻技術(shù)，水沿冷停止溫度截低于400蘿o嚼C死X100鋼森：貝氏體+棄馬氏體挪X120鋼坐：下貝氏體擱+彌選散碳化物(虧含碳鋼)勇SHT技術(shù)所、焊接部位堂超聲波探傷頸技術(shù)罩注：HTU除FF—新日盡鐵開發(fā)的提琴高厚板HA室Z韌性技術(shù)甲；EWEL掀—JFE開稈發(fā)的提高厚革板HAZ韌柳性技術(shù)；S難HT住友金緊屬開發(fā)的高冷韌性技術(shù)挑表1.2列跪舉了新日鐵疾、JFE公膜司高強(qiáng)度、爭抗大變形性黨能管線鋼的粱化學(xué)成分。穿（2）日本擴(kuò)鋼管京濱廠們?nèi)毡句摴艿臉?gòu)京濱廠電弧京爐車間包括興一臺50t籃高功率電爐北，1臺VA犁D和VOD蒙雙聯(lián)精煉爐探。由計算機(jī)誠控制電爐熔子煉過程，并內(nèi)在電爐上安撤裝了輔助燃承燒器、攪拌沒器，在精煉港工位上安裝崖了噴粉設(shè)備孕，精煉的鋼己水可由電爐飽或轉(zhuǎn)爐供應(yīng)朽。該廠利用洽上述設(shè)備生泥產(chǎn)超低硫、摩低磷、低氧炊、低氮、低押氫、低碳鋼東管用鋼。莖（3）日本慘新日鐵情新日鐵生產(chǎn)吸管線鋼的工飄藝流程為：嗎復(fù)合鐵水預(yù)囑處理→頂?shù)坠?fù)吹轉(zhuǎn)爐→憶減壓下的鋼昌包噴粉（V聞-KIP）商→RH處理鮮→連鑄輕壓魂→形變熱處州理控軋→U岔OE.花表1.2新各日鐵、JF秘E公司高強(qiáng)倉度、抗大變窗形性能管線葉鋼化學(xué)成切公司畫鋼級意化學(xué)成分（嗎質(zhì)量分?jǐn)?shù)）難/%識C留Si鞭Mn欲P揪S渡Nb譽(yù)Ti士其他元素蠟Ceq出Pcm吧新柳日騾鐵雙X80傍0.06濁0.26猾1.81授0.005順0.002卵0.04抵0.01鍵NiMo,巨Mg弱0.41浴0.17嶺X100低飲C冊0.03擁0.20辜1.96燙0.005綿0尸.002急0.04該0.01擋Ni,Cu桶,Cr,M絡(luò)o,V獅0.60播0.22揪X100中極C奔0.06板0.22懼1.96止0.007傲0.002資0.04絡(luò)0.01形Ni,Cu扎,Mo潤0.46齊0.19歇X120捏0.04役1.93悼含有擔(dān)0.02是Ni,Cu竿,Cr,M可o,B鋤0.21球JFE塵X80故0.06兩0.20梅1.80練0.01涼0.001私0.04灣含有各Ni,Cu斧,Mo晝X100片0.07除0.20培2.0神0.01蜻0.001倍0.02欄含有染Ni,Cu銜,Mo譯X120捉0.06士0.15游1.91傻Mo,無B察0.22霸注：Ceq闊=C+Mn伴/6+(N隨i+Cu)柿/+(Cr臭+Mo+V醬)/膀Pcm=C淘+Si/3孔0+(Mn的+Cu+C拾r)/20厲+Ni/6捏0+Mo/抄15+V/賣10+5B濱（陡4滾）墓俄羅斯纏俄羅斯塔干被羅格鋼鐵廠叢為提高產(chǎn)品彩質(zhì)量，生產(chǎn)兼出高強(qiáng)度、城耐低溫、耐美腐蝕的無縫榴鋼管，20船00年在平壟爐煉鋼車間妻建成了鋼包塑精煉爐，采撥用精煉技術(shù)素后，該廠可纏將鋼中的硫恒含量降低到柳120×1洗0糖-6破以下。毀（撇5寒）義德國蒂森鋼閣鐵公司肆德國蒂森管首線鋼（HI輪C鋼）的冶卻煉工藝路線碌為：鐵水脫掙硫（S<3懇0×10住-6果）→復(fù)吹（均P<50×干10禾-6誓）→鋼包內(nèi)漿加合成渣、狂Ar攪拌深玉脫硫（S<曲10×10激-6回）→RH脫土氣→TN噴付粉（鈣處理逝和攪拌排除瞇夾雜物）。婦另一種冶煉凱路線為：淡鐵水脫硫（拉S<50×胃10茄-6渣）→復(fù)吹→捏鋼包罐脫氣射處理（真空至下同時加合挨成渣，脫至征[S]10競×10求-6款以下，然后紅喂入Ca-外Si包芯線倒）。悉1綁.總2愈.閱2寬國內(nèi)現(xiàn)狀蓄我國管線鋼完的應(yīng)用和起鉤步較晚，過社去已鋪設(shè)的瓜油、氣管線敢大部分采用港Q235和驚16Mn鋼殲。盡管原油沈、成品油、吊天然氣的運(yùn)蛙輸基本上已詳經(jīng)實(shí)現(xiàn)了管小道運(yùn)輸。但氧是與世界上浪工業(yè)發(fā)達(dá)國中家相比，國漆內(nèi)的管道運(yùn)兆輸在質(zhì)量上勺和數(shù)量上都類存在很大差耀距。中國雖嗽然為世界的腰主要石油出蟻產(chǎn)國之一,恰但輸油輸氣仙的管道不足箭世界管線總鋸長度的百分基之一,而且木普遍存在輸盾送壓力低、聾管徑小的缺歐點(diǎn)?！傲遄亍逼陂g，我井國開始按照肺API標(biāo)準(zhǔn)始研制X60牽、X65管煮線鋼，并成心功地與進(jìn)口醬鋼管一起用詳于管線鋪設(shè)摧。90年代折初寶鋼、武趟鋼又相繼開謹(jǐn)發(fā)了高強(qiáng)高省韌性的X7船0管線鋼，莊并在澀寧蘭濃管道工程上掏得到成功應(yīng)薪用。到目前匪為止我國已攝具備了X5拳2至X12紡0管線鋼的歇生產(chǎn)能力。范隨著國內(nèi)外憶管道建設(shè)的航不斷升溫，登國內(nèi)市場管岸線鋼的需求汗量不斷擴(kuò)大畝。面對如此雪大的需求市貞場，國內(nèi)各豐鋼廠早已意灰識到了國內(nèi)貍管線鋼巨大卷的潛在市場問以及開發(fā)管掙線鋼的緊迫莖性，都在積過極加大對工壓藝裝備的技革改投入，爭竟取占領(lǐng)市場昌最大份額。源在加緊建設(shè)舞設(shè)備的同時蔥，各鋼廠也潑在加大技術(shù)獵研究投入力京度，由于影總響性能的最哭終決定因素乏是鋼坯的成制分，只有冶弦煉出高純凈贏的鋼水，才幸能為生產(chǎn)高鴉等級的管線購鋼創(chuàng)造良好所的原材料條續(xù)件。因此，證加強(qiáng)對鋼水登冶煉工藝技害術(shù)的研究是皆成功生產(chǎn)高雷級管線鋼的劍前提條件。貪國內(nèi)管線鋼答的生產(chǎn)企業(yè)即和工藝技術(shù)御如下。（1）寶鋼鍬寶鋼從19燦95年開始磁，高韌性管兇道由研究試腦制階段轉(zhuǎn)為華工業(yè)性批量放生產(chǎn)。到1蠟996年為出我國三個重潮要的輸油、獲輸氣管道工甲程提供了X嗓52、X6隱0、X65滾高韌性管線泰鋼板。其工先藝主要包括棚：匠鐵水預(yù)處理恭（TDS）抓→頂吹轉(zhuǎn)爐如(LD)→惑頂渣→循環(huán)果真空脫氣（配RH）→噴危粉（KIP項(xiàng)）→連鑄（訂CC），按寇上述工藝路旁線，管線鋼這的中間包鋼錯水成分可達(dá)衣到[S]≤奇20×10婆-6槳，[P]毒≤90×1濟(jì)0頑-6督，T[O]先≤25×1絞0牧-6戒，[N]≤嗚35×10滾-6殿，[H]≤壟2×10溝-6易的水平。辛當(dāng)生產(chǎn)要求大[S]極低氣的抗HIC碑管線錒時，汽采用：鐵水怪預(yù)處理（T替DS）→頂罰吹轉(zhuǎn)爐(L換D)→頂渣卷→精煉脫硫患(LF)→管循環(huán)真空脫表氣(RH)兔→噴粉(K菠IP)→連環(huán)鑄(CC)吼的工藝路線置，此時能夠牛保證[S]迷≤10×蜜10數(shù)-6乏。（2）武鋼亡武鋼三煉鋼插廠采用“B豬OF→Ar樸→RH→L幫F→CC”崗工藝生產(chǎn)索的管線鋼，蠶采取示蹤劑魄跟蹤、系統(tǒng)耐取樣、綜合患分析的方法禮，對RH處竿理前后、L疲F處理前后瘋、中間包和鹿鑄坯中T[都O]、顯微奮夾雜及宏觀合夾雜物的變錄化進(jìn)行了系數(shù)統(tǒng)研究。各驢工序鋼中夾麻雜物潔凈度障的變化情況村見表1.3峰。疑（3）酒鋼棉L290管開線鋼潔凈度霧研究廳酒鋼L29即0管線鋼的箭生產(chǎn)工藝流莊程為：鐵水匯預(yù)脫硫處理企→50t轉(zhuǎn)尤爐→吹氬處房理→LF精是煉→全封閉漫注流保護(hù)板艇坯連鑄。采瞇用加示蹤劑燙連續(xù)跟蹤，糠并在轉(zhuǎn)爐終歉點(diǎn)、LF進(jìn)錦出站、中間蹄包和結(jié)晶器虜?shù)那?、中和燕后期以及鑄護(hù)坯取樣，對免鋼中的夾雜衫物、T[O演]和氮含量曲進(jìn)行全面系再統(tǒng)的分析研啟究。各工序板鋼中夾雜物透數(shù)量、T[僅O]和氮含樂量變化如表銅1.4。效表1.3獻(xiàn)武鋼管線鋼怪各工序鋼中受潔凈度的變育化丟項(xiàng)目稀T[O]侍/10征-6尸顯微夾雜數(shù)限/個·mm昨-2白大型夾雜量構(gòu)/mg·(饒10kg鍵)戲-1貧吹氬后霸20.8附7.28守31.52猴RH處理后嘩16.5脆4.74溫10.87馬LF處理后蓮17.3紅2.46府32.27巷中間包內(nèi)21惜3.78免36.56金鑄坯振14.7荒2.78閘1.13根目前國內(nèi)大美型鋼鐵企業(yè)尾在研制開發(fā)猾管線鋼控制鉗鋼中硫含量瞞技術(shù)方面與姿日本、韓國月及西歐的一血些國家相比響存在著不小該的差距。寶燦鋼所生產(chǎn)的纏超低硫管線講鋼[S]=拴15×10彈-6[4]軟,開發(fā)試制夸的5爐X7航0管線鋼中射[S]=(鞭6～18)掛×10騙-6[5]己，平均仍為生10×10附-6陸。武漢鋼鐵貝二煉鋼、三吊煉鋼擁有先護(hù)進(jìn)的鋼水精龍煉設(shè)備，產(chǎn)隸品的最終[撥S]近20晨×10蠢-6[6]市。鞍鋼的鐵抵水鎂脫硫可聰以把[S]侵降到30×場10謝-6尊以下，在轉(zhuǎn)截爐冶煉時因法廢鋼和石灰林等原料的硫矩含量高而使賀終點(diǎn)[S]慨約增加45鑒×10忽-6效。包鋼在L羊F精煉爐進(jìn)震行鋼水脫硫安的工業(yè)試驗(yàn)全，在還原條核件下脫硫，航鋼水終點(diǎn)[徒S]可達(dá)1握00×10記-6目以下敗[7]置。而高強(qiáng)度北管線鋼要求像要求[S]禍＜100×欺10耐-6匹。由此可見責(zé)，在管線鋼吸硫含量控制贏方面，我國坦還存在著一恭些差距，進(jìn)筑一步開發(fā)鋼優(yōu)液精煉深脫扎硫技術(shù)具有趴現(xiàn)實(shí)意義。游表1.4里酒鋼L29房0管線鋼各記工序鋼中夾洪雜物數(shù)量、楚T[O]和厚氮含量變化鍋工序拜T[O]凡/棟×指10鐘-6優(yōu)[N]要/稱×10平6哪顯微夾雜數(shù)沿/個·mm案-2閑大型夾雜量議/mg·(克10kg船)平-1婆轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)疫～麥23.7為50裳～都LF前鉆102.5激20.8裳98.3雕9.33領(lǐng)LF后竹92.5患26.0狼173.6艱4.97召中包潔88.5狠35.意0蓬61.7減5.35筒鑄坯拆49.4姥32.3投45.2絨3.62炊吧管線鋼的濟(jì)性能要求嬌（1）強(qiáng)度坦要求朱這里主要指勿屈服強(qiáng)度和文抗拉強(qiáng)度。課屈服強(qiáng)度是事工廠水壓試淺驗(yàn)，工地強(qiáng)要度試壓的主駁要參數(shù)。鋼射的抗拉強(qiáng)度蘆和屈服強(qiáng)度喚是由鋼的化此學(xué)成分和軋院制工藝所決江定的。輸氣者管線選材時嚇，應(yīng)選用屈忠服強(qiáng)度較高跡的鋼種，以炸減少鋼的用奧量。但并非誰屈服強(qiáng)度越葡高越好，屈碰服強(qiáng)度太高廊會降低鋼的報韌性。選鋼步種時還應(yīng)考胡慮鋼的屈服層強(qiáng)度與抗拉運(yùn)強(qiáng)度的比例萌關(guān)系—屈強(qiáng)僚比。隨著材市料強(qiáng)度的提鑼高，材料的涌抗拉強(qiáng)度增浮大，脆性增鐵大，屈服強(qiáng)急度與抗拉強(qiáng)敲度之比增大五。API標(biāo)令準(zhǔn)對冷擴(kuò)徑績管要求屈服總強(qiáng)度與抗拉瑞強(qiáng)度之比不攔大于0.9笨3。用以保你證制管成型副質(zhì)量和焊接軟性能。鋼在餃經(jīng)反復(fù)拉伸冬壓縮后，力引學(xué)性能會發(fā)礎(chǔ)生變化，強(qiáng)士度降低，嚴(yán)仍重的降低1最5%，即包銳申格效應(yīng)燙[8]素?？刹扇≡跁栽摷墑e鋼的知最小屈服強(qiáng)俗度的基礎(chǔ)上抗提高40～愉50MP啞a來應(yīng)對。傷（2）沖擊死韌性照脆性斷裂是高低溫下使用川管線的突出壯質(zhì)量問題。次為了衡量鋼遼的脆性斷裂荷特性，廣泛海應(yīng)用V型缺熄口的夏貝沖閑擊試驗(yàn)和落其重破損試驗(yàn)按(DWTT唐-Dmp即Weigh蟻tTea壘rTes強(qiáng)ts)，后佩者是一種有贏效的工業(yè)測靈試法，能真熟實(shí)地反映管炒線鋼脆性斷建裂擴(kuò)展特性瓦。在197掠5年前后，綿對改進(jìn)管子授的韌性的強(qiáng)用烈要求已反渣映到要修改割的標(biāo)準(zhǔn)上，瘋有些規(guī)程中薦還特別規(guī)定屋了對焊縫熱揪影響區(qū)的(臭DAZ-H漢eatAf甩fect牢Zone)寫沖擊韌性要禿求。為達(dá)到覆高韌性水平塌，必須采用翁碳和硫極低悟的鋼。這使?jié)嵉媚壳盀闈M艙足高沖擊韌集性要求，管掩線鋼的碳硫怠含量不斷降漠低。在焊縫氏上的韌性可慨用裂紋開始源遷移試驗(yàn)(扔COD-C副rack修Openi粘ngDi頭splac皆ement汽)來估算，物根據(jù)工業(yè)試捉驗(yàn)實(shí)物數(shù)據(jù)膽分析表明，珠在工作溫度賽條件下，脆蓬性斷裂是低厲溫下使用管柳線的突出質(zhì)糕量問題。臨見界COD值查為新0.1mm走對，足可以躲防止X65知鋼中的脆性朗斷裂的發(fā)生滔。麗剪切斷裂的吉傳播是天然蘭氣管線的另臣一個問題。擁由于氣體的般可壓縮性，洲在裂紋端部擠的壓力并非餡一下子消失余，因而裂紋萍可能擴(kuò)展到傻相當(dāng)遠(yuǎn)的距卻離處，盡管醫(yī)其速度很慢修。這種剪切漏斷裂的擴(kuò)展憶是一個非常嚼復(fù)雜的問題磚，受許多因巧素影響，諸違如管子尺寸押、操作壓力甚和溫度、材度料的韌性等管等。席一般材質(zhì)的計管材，其屈舉服強(qiáng)度比低葵，韌性好，升而材質(zhì)高的前管材(屈服棚強(qiáng)度大于4云00MPa脈)韌性變差桂。在高寒地埋區(qū)使用的管餃材必須達(dá)到交一定的韌性灘指標(biāo)。已（3）抗腐秒蝕性孟由于腐蝕性撤油、氣田的毀開發(fā)，對管努線鋼進(jìn)一步田的質(zhì)量要求撥是抗潮濕環(huán)寶境中H喇2除S的腐蝕問勺題。在管線盼鋼中出現(xiàn)的豬HIC受D某H值、溫度屢、H鼠2堪S濃度和各崖種冶金因素從影響，其中道包括合金元勝素、偏析和格非金屬夾雜張物等。型為了避免腐雖蝕性氣體造虛成的裂紋，餃最重要的是神盡量減少夾賊雜物數(shù)日，船要求低硫、難低氧和低外顆來夾雜；并遞采用稀土或杰目前廣泛應(yīng)副用的鈣處理拖方法，來使眨硫化物和氧邊化物夾雜變騰性。同樣，毛偏析也應(yīng)盡御可能避免。別因?yàn)樵谄鰹^(qū)集聚的硫閘化物和其它姐夾雜物(誠酸然鋼液中的摟硫和氧己相式當(dāng)?shù)停┤缙鞣謩e為50榜×10廣-6殊及25×1明0舊-6加，但在大板路坯連鑄時，扔其中心部分賊仍會聚集硫取化物及氧化醒物夾雜)是壞HIC的發(fā)圖源地。為此時，必須對大器量生產(chǎn)的鋼期進(jìn)行精煉，孩使之達(dá)到超落低硫和低碳而，并在液態(tài)脖鋼時要求氧爹2性0×論10軍-6憂-30轎×10語-6王，[H]≤缺2×10爪-6鵝。還應(yīng)在澆娘注、凝固時腳防止偏析，截不僅對板坯登的硫應(yīng)有嚴(yán)票格的要求，繭且對錳和其顯它元素的偏艱析也需嚴(yán)加盼限制。光（4）可焊室接性挺可焊性特別憑對高強(qiáng)度厚圾壁管是非常蓄重要的。根鳴據(jù)日本的研鐵究結(jié)果，當(dāng)涉采用垂直焊倆接試驗(yàn)時，齊其產(chǎn)生初始桌焊接裂紋的豪臨界應(yīng)力亭可按下式估細(xì)計：旗啟討阿懲股（1.1）墓式中：H是糠擴(kuò)散到焊縫項(xiàng)金屬中的氫丙含量(厘米啊3始／縱100克沉)，t是從歌焊接溫度冷春卻到100姑o斯C所需的時齊間(秒)，婆而P有cm壩則是鋼板冷電開裂的敏感旨性(％)，扁可用下式表燥示：雄衡代調(diào)鏡（1.2）憶提高抗焊接將裂紋臨界應(yīng)百力的途徑是建：降低P沈cm大，這里最主志要是降低碳汗含量，降低愈中氫含量，理降低焊接時倆的冷卻速度付。顯著提高漲抗焊接裂紋德臨界應(yīng)力的晴另一工藝方附法是在焊接佛過程中加熱候焊縫區(qū)。目事前流行的爐干管焊接法，笑在防止焊接冷裂紋方面是改極為有效的踐。擊盡管在大多掏數(shù)的情況下名，為滿足高繭強(qiáng)度、厚壁住管的質(zhì)量要姑求，必須提梢高P億cm筍值，但在復(fù)脊雜形狀的岔癥管管路或管遇狀支架系統(tǒng)付中，為提高且焊接工作的傳效率及工藝應(yīng)可行性，有廚時也要求低扒的P盯cm爺值。秘缺管線鋼的址主要質(zhì)量問伙題及其產(chǎn)生刷原理嬸氫誘導(dǎo)致開墊裂把（棕HIC諸）乖與硫化物應(yīng)基力開裂叫（指SSCC暫）從：赤通常在酸性托氣體環(huán)境中攝，導(dǎo)致管線廁鋼失效的質(zhì)燒量問題主要尿有兩種，即血HIC和S陡SCC。氫懼致裂紋(H綿IC)是對陳石油管線危說害最大的缺非陷。當(dāng)鋼材濃在潮濕而且宅具有腐蝕氣倒氛的環(huán)境中辮工作時,課通過電化學(xué)聽腐蝕反應(yīng)，棵環(huán)境氣氛中糞的氫離子在融陽極獲得電含子而變成氫必原子，然后下滲入到鋼中餓，鋼中的夾釣雜物與鋼的楊基體之間由危于膨脹系數(shù)柏各異，以不及產(chǎn)生的不口連續(xù)性,貍在熱加工后帶經(jīng)過冷卻揮就會形成顯噸微孔洞。氫溉原子就將在剪這些顯微孔噴洞內(nèi)析出。矩這種原子態(tài)錯的氫在鋼中刊處于不穩(wěn)定墓?fàn)顟B(tài),最終繭都將生成氫幕分子,當(dāng)微照孔中H笨2因的壓力超過擦鋼的強(qiáng)度極湖限時,就會卵產(chǎn)生裂紋。封HIC過程逐一般分為三枝步：家①氫原子進(jìn)傲入鋼中，毫；句②氫原子在極異常組織(毀主要如Mn闖S)處聚集慘，變成氫分睛子，即叮，并產(chǎn)生足棋夠的內(nèi)壓以惕形成裂紋；寄③裂紋沿異芝常組織擴(kuò)散旱。險硫化錳系的難夾雜物，由妥于在軋制過謎程中會延伸持，加之其線蝴膨脹系數(shù)與旬鋼的差別較端大，冷卻后稍硫化錳夾雜軍物和鋼之間復(fù)具有間隙，逮所以氫原予團(tuán)最容易在這利類夾雜物的寬周圍析出。戴特別是當(dāng)?shù)驼郎亟M織轉(zhuǎn)變世后，最初的倍裂紋就立即距沿著硫的偏皂析帶形成。雀無論在鋼錠史或連鑄板坯主中，氫誘導(dǎo)墻裂紋都強(qiáng)烈心地傾向于偏扮析區(qū)出現(xiàn)。掀SSCC是帆在H淚2港S和C0竹2倚腐蝕介質(zhì)、伸土壤和地下莫水中碳酸、諷硝酸、氯、艱硫酸離子等群作用下腐蝕旋生成的氫原臣子經(jīng)鋼表面水進(jìn)入鋼內(nèi)后竿，向具有較技高三向拉伸匆應(yīng)力狀態(tài)的笨區(qū)域富集，域促使鋼材脆升化并沿垂直必于拉伸力方戰(zhàn)向擴(kuò)展而開章裂。應(yīng)力腐脈蝕斷裂事先楊沒有明顯征妨兆，易造成擊突發(fā)性災(zāi)難戀事故。在管夏線鋼的服役音過程中，高孔鋼級的管線去鋼容易產(chǎn)生拔SSCC。榆其產(chǎn)生機(jī)理莫為：干①硫化氫在陸水中的離解謠：厘山平②在應(yīng)力作掩用下，金屬伶表面鈍化膜薦破裂，鐵在申硫化氫水溶健液中的陽極甘反應(yīng)：酸未殘肌③仁的陰極反應(yīng)蛋：剛陰極反應(yīng)生挖成的氫進(jìn)入側(cè)鋼中，在夾及雜物界面、抬晶界、偏析脆區(qū)、位錯等仿處富集成氫蓮分子，氣態(tài)麻氫形成的氣竊體壓力使材尺料產(chǎn)生開裂面。他從國內(nèi)對管嫩線鋼研究情宵況看，X6發(fā)5以下級別蓬管線鋼的生畫產(chǎn)工藝技術(shù)餅己基本成熟領(lǐng)，但X70昆以上特別是扭在特殊條件貴下(耐H堵2暴S和CO愚2尖等腐蝕、高戀寒等)服役躍的管線鋼生捧產(chǎn)工藝，尤鹿其是質(zhì)量控身制技術(shù)尚有棍許多工作要樣做。重點(diǎn)要閃解決以下幾卷個問題：男①超低硫管引線鋼硫含量而控制技術(shù)以征及冶煉工藝惰技術(shù)尚不完船善，且有些尼關(guān)鍵技術(shù)急至待開發(fā)；舊②夾雜物無羊害化處理技蜓術(shù)不成熟，捷尤其是管線鋼鋼冶煉過程恭中的興雜物墓控制問題沒靈有得到很好戀解決；演③管線鋼中蘭硫的行為對六各種性能影速響的研究還并未獲得較為頂一致的結(jié)論濃[9]苗。段哨硫?qū)芫€鋼角的危害沫一般來說,評除易切削鋼炭外,硫是鋼劇中的有害元希素。硫在鋼怠中形成硫化醫(yī)物夾雜，使牛鋼的延展性工和韌性降低豆，特別是沖肌擊韌性當(dāng)硫兼以硫化鐵的手形式存在時翻，會引起眾誕所周知的熱幼脆，同時,住含硫高時鋼兇的抗腐蝕能批力大為降低駱，對鋼的焊灑接性能也不穴利漠[10]俯。尺硫是影響管除線鋼抗HI縫C和SSC候C能力的主圾要因素。法森國G．M．棋Press乒ouyre犁等研究表明爪：當(dāng)鋼中硫碌含量大于5閱0×10傾-6金時，隨著鋼拍中硫含量的航增加，HI兄C的敏感性儉顯著增加。取當(dāng)鋼中硫含窗量小于20么×10年-6旅時，HIC科明顯降低，延甚至可以忽粒略此時的H水IC索[11]少。更若用錳脫硫偉使硫以硫化洪錳的形式存眨在時,雖然但可以克服熱腥脆,但同時犁又帶來很多孩其它問題。爛主要是鋼在古熱加工過程戴中硫化錳夾險雜發(fā)生變形蹦并沿著軋制蟲方向延伸成梨條狀,這種古條狀硫化物董破壞了鋼的災(zāi)連續(xù)性,降蔥低了鋼材的孩性能,使鋼趟的油各向異性加罪重,特別是信使鋼材橫斷億面塑性大幅旱度下降，嚴(yán)板重時還會導(dǎo)辜致鋼板分層醒。日本K．雪Yamad唉a等認(rèn)為：灰當(dāng)X42等肺低強(qiáng)度管線燦鋼中硫含量叔低于20×受10另-6辜時，裂紋長祖度比接近于霜零。然而由撲于硫易與錳小結(jié)合生成M歇nS夾雜物把，當(dāng)MnS俗夾雜變成粒式狀夾雜物時島，隨著鋼強(qiáng)澤度的增加,聞單純降低硫遵含量不能防塊止HIC翠[12]忽。如X65甩級管線鋼，白當(dāng)硫含量降校到20×1惱0值-6財時，其裂紋鋪長度比仍高路達(dá)30葵%柔以上。額硫還影響管洋線鋼的延展澡性和低溫沖墊擊韌性。研巧究硫?qū)?0肅0MPa強(qiáng)傘度的熱軋鋼洽板的延展性肉、低溫韌性湖、韌—脆性窮轉(zhuǎn)變溫度的約影響表明，冤硫在鋼中顯子著降低鋼板工非軋制方向帳的性能。以巡低溫沖擊韌餃性為例，當(dāng)隊[S]降低輕至30×1奮0霸-6永時，鋼板長止度和寬度方軋向的vE獸0蹲值的差別仍閥接近述4kg我.m唱[13]鎖。畢危管線鋼發(fā)斜展趨勢急隨著天然氣車資源的進(jìn)一鐘步開發(fā)利用餃,油氣管線省向長距離、小大口徑發(fā)展教是必然趨勢婦。超高強(qiáng)度秒管線管的應(yīng)玉用可顯著地鴿節(jié)省長距離鞠天然氣輸送挺管線的總成墨本。這些節(jié)節(jié)約由材料、薄建設(shè)、壓縮滅站和集成項(xiàng)我目運(yùn)行等多題領(lǐng)域的成本美下降而獲得裕。鵝圖舟1.3昏描述了在天莖然氣輸量恒匠定的情況下梯，高強(qiáng)度管察線管的直徑深、壁厚和單譯位長度質(zhì)量域的粗略計算劇結(jié)果酸[14]評。即使各鋼倍級單位長度友材料價格相捐同，通過應(yīng)烏用更高強(qiáng)度胸的鋼可顯著能降低鋼管的捆質(zhì)量和壁厚腎，也可使運(yùn)賠輸和現(xiàn)場焊半接的費(fèi)用下跪降。瞎為了提高石霧油、天然氣疊的輸送效率挎，對大型油社、氣田的輸鬼送管線設(shè)計濱傾向于提高豈工作壓力和肅尺寸大型化熟關(guān)于管線的拿操作壓力，塵為提高油井兩采油收得率南，需注入超打高壓的水或贈氣，因而對緒鋼的強(qiáng)度和礙鋼管的壁厚貌提出了新的禮要求。船圖躍1.寸3恒定輸量逆下鋼管強(qiáng)度捐對鋼管尺寸提和質(zhì)量的影汁響漲乒“西氣東輸罰”管線采用思大口徑、高挖壓輸送管的郵方法。這條掙管線全長鑼4167k棗m坐，輸送壓力彈為10MP杰a，管徑為味1016m述m晚，采用的鋼壇級為X70疤、厚度為陜14夢.閘6mm項(xiàng)，謙-20℃吊的橫向沖擊伸功為≥12野0J。這一究鋼級、規(guī)格肉、韌性級別念目前國內(nèi)已哲經(jīng)生產(chǎn)，并勝且質(zhì)量達(dá)到東國際水平。零因此，生產(chǎn)毯這種規(guī)格的畜高強(qiáng)度、高圍韌性管線鋼警對我國今后歉采用國產(chǎn)管鈔線鋼生產(chǎn)大次口徑、高壓韻輸氣管具有暫十分重大的捐戰(zhàn)略意義?；ü芫€用鋼的屢另一個重要福發(fā)展傾向是滴擴(kuò)大應(yīng)用到萍強(qiáng)烈腐蝕性行的石油和天銳然氣環(huán)境中遼。陸續(xù)發(fā)現(xiàn)嘗的一些高硫沉化氫(H障2汽S)含量的悉油氣田，促摩進(jìn)了HIC窯(Hydr好ogen昏而Induc蜂ed-Cr繪ackin淹g)和SS舒CC(Su序lfide筍Stre悠ssCo舍rrosi詠onCr焰ackin鹽g)管線鋼貼的研究和開勤發(fā)。迅此外，在含專潮濕H柿2尸S的煤氣供捕應(yīng)系統(tǒng)和高懼硫石油煉成輸?shù)钠洼斔涂兿到y(tǒng)中，其貿(mào)管線材料也菠必須具有極分高的抗HI計C婆、抗厘SSCC啦以及抗亡CO獎2平腐蝕性銜的性能，這穗就要求管線糞鋼中硫含量優(yōu)不能過高，殊一般要求鋼鞏中硫含量低聚于10pp惡m忙[15糠]握。蔥1.3研據(jù)究內(nèi)容暴本課題以本址鋼“鐵水脫并硫扒渣→轉(zhuǎn)君爐→精煉（韻LF+RH鍋）→板坯連延鑄”這條生占產(chǎn)工藝流程昨?yàn)橹骶€，重險點(diǎn)研究生產(chǎn)蘿管線鋼X7起0時，其鋼懂中硫含量的較控制方法。春具體研究內(nèi)崖容有：撒（1）管線常鋼脫硫反應(yīng)立熱力學(xué)及動處力學(xué)分析德應(yīng)用冶金熱載力學(xué)及動力朗學(xué)基本原理源，分析和么計算管線鋼型脫硫反應(yīng)熱扛力學(xué)條件，義為管線鋼X梨70冶煉工則藝的制定提鵲供理論依據(jù)鍵。戒（2）鐵水塵脫硫扒渣捎通過數(shù)理統(tǒng)酬計，探討眼那些因素對洗鐵水脫硫效額果有影響。荷然后，分別迅分析鐵水原援始硫含量、奪鈣鎂比、吹爪粉速度和鐵裳水溫度等對疾鐵水脫硫的夕影響。具（3）LF素精煉脫硫翅研究LF爐治工藝操作標(biāo)挽準(zhǔn)，LF造舉渣脫硫工藝帳的確定。分帶析渣量、渣瞎堿度、渣氧錯化性、鋼水悶溫度、處理摸時間和吹氬塑攪拌等因素獸對脫硫效果牲的影響，最嗽終確定LF鳴深脫硫工藝辦要點(diǎn)。全第二章螺脫硫反應(yīng)熱覺力學(xué)及動力印學(xué)分析撈在冶煉溫度宿下，純物質(zhì)諷硫的穩(wěn)定狀膏態(tài)為氣體。番在有金屬液角和熔渣的情仆況下，硫能五溶解于金屬稼液和熔渣。雪硫在熔鐵中也的溶解度很密高，當(dāng)[S蹲]＜0.5扒%蟻時遵循亨利巖定律。在鐵渴及鐵碳合金海中硫是表面陽活性物質(zhì)硫膏在金屬液中貨是以單原子季參加反應(yīng)的壇。當(dāng)渣中硫齊化物含量小寇于10％時補(bǔ)，硫在渣中杏的行為遵循攝亨利定律。懼大量研究表柱明，硫在渣斬中是以衣S仗2映-憤離子形式存境在的。學(xué)硫是活潑的萄非金屬元素勁之一，在冶助煉溫度下能短夠同很多金續(xù)屬和非金屬馳結(jié)合成化合師物，為開發(fā)悉各種脫硫方兵法創(chuàng)造了有天利條件。但眠各種脫硫方坡法的實(shí)質(zhì)均葬是將溶解在需金屬液中的順硫轉(zhuǎn)變?yōu)樵邬Z金屬中不溶毒解的物相而皮去除的。剝2.1脫筒硫反應(yīng)熱力植學(xué)分析駝大量研究表馳明，冶金過釀程脫硫反應(yīng)惱以離子反應(yīng)庸形式進(jìn)行，愈其反應(yīng)式為煎：仿該反應(yīng)的杯平衡常數(shù)雖為揭：肆蹄側(cè)庸仇紐奇（2.兼1）憶則麥硫絲在渣、金中轉(zhuǎn)的分配比敵：更枕張頸束娃石（2.2揮）愿據(jù)此可分析宣影響堿性熔挺渣脫硫因素毀如下：媽（1）竿越大分配比定越高柔，脫硫效率磨越高周。葬而平衡常數(shù)崗只與反應(yīng)溫似度相關(guān)扣，因此脫硫藍(lán)時應(yīng)保證金足夠的維熔池溫度。儀（2）堵越大分配比捷越高，脫硫葛效率越高擁。歡與熔渣堿度鮮成正比。因城此堿度越高拔越有利于脫捏硫。日（3）引越大分配比燙越高，脫硫愈效率越高。東受金屬液組焦分的影響，事C、Si、甩P等元素對掙S的活度相貓互作用系數(shù)圣為正值，C翻、Si、P融含量越高托，援越大，越有滾利于脫硫。續(xù)因此鐵水脫魄硫條件比鋼耀水脫硫優(yōu)越慶，所以脫硫勺時要充分利陰用鐵水預(yù)處涉理環(huán)節(jié)強(qiáng)化屢脫硫。點(diǎn)（4）門越小分配比憂越高，脫硫號效率越高。勵而綿反映了爐渣寺的氧化性，堆由此可知，阻還原渣和還滿原性氣氛更戴有利于脫硫忙。垃（5）垃越小分配比曬越高，脫硫且效率越高。船熔渣的堿度蝕越高，對遇的束縛能力勻越強(qiáng)，飾越小。提高眠堿度吳有利于脫硫顏。唉綜上所述，樓對脫硫有利玻的熱力學(xué)條芹件為：高溫屠、高堿度、如低氧化性。顧2.2興脫硫反應(yīng)戲動力學(xué)分析閃鋼水和鐵水常的脫硫反應(yīng)腥均為液液反辭應(yīng)。液液反億應(yīng)包括三個棒環(huán)節(jié)舊：反應(yīng)物向息相界面擴(kuò)散外、界面化學(xué)訪反應(yīng)、產(chǎn)物舒離開相界面?zhèn)螖U(kuò)散。斷其過程如圖摸2.1蟻所示傭。解由于存在濃算度梯度，熔漢融金屬相中捐的[S]向害鋼渣界面擴(kuò)栗散，與從熔暴渣相擴(kuò)散至茅界面的尖反應(yīng)生成S斥2-藝后經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)孟入渣中。禾圖2.1脫虹硫時渣金界偵面附近硫濃拌度的分布：詳由菲克第一帽定律可得三歇個環(huán)節(jié)的速猾率式如下：償反應(yīng)物向相姑界面擴(kuò)散啟：泄漫殼倦躍盡梨（毫2.3）梅界面化學(xué)反憑應(yīng)畝：活村遠(yuǎn)伸從訊恭（2.持4）剛產(chǎn)物離開相庭界面擴(kuò)散：美能脹凍秘怖狹堆像（2.5）殊式中，秘、敬分別為金屬凝相和渣相內(nèi)滿硫的傳質(zhì)系竭數(shù)；臟、分別為金度屬相和渣相煩內(nèi)硫的濃度行；叔、手為反應(yīng)界面錯上硫的濃度頸。倡為界面反應(yīng)瀉正反應(yīng)的速侄率常數(shù)；K慮為化學(xué)反應(yīng)再平衡常數(shù)杯；A是相界駛面面積。撒脫硫過程可巾看做準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)補(bǔ)過程，則教，可據(jù)此關(guān)牙系消去難測謙定的界面濃盞度纏、揭，整理得出睡總反應(yīng)式的忙速率式為：效席庸澡驅(qū)呼翠暈（2陡.6）滅由于脫硫反栗應(yīng)是在高溫珠下進(jìn)行，因銷此界面反應(yīng)基速率很快。詠實(shí)驗(yàn)證實(shí)，厘堿性渣系脫里硫反應(yīng)硫在號金屬側(cè)的傳援質(zhì)速度相對修較快，衰即餃。逝因此，脫硫六反應(yīng)的限制委環(huán)節(jié)是熔渣追中硫離子的虜擴(kuò)散。各由此可將脫便硫反應(yīng)速率虎表達(dá)式化簡某為：榴途肝逝分透沫（牙2.7校）族分析博公耍式塔（偵2.7勻）術(shù)，膊可通過災(zāi)增大熔渣相播中硫塑離子戚的傳質(zhì)系數(shù)瘋、增大脫硫敬反應(yīng)的平衡揮常數(shù)K、減侍小辜熔渣相中硫記的濃度來增衡大脫硫反應(yīng)啞速率未。由此可得架出利于脫硫頓的動力學(xué)條佩件為：良好游的攪拌能力吐、高溫以及蹄低硫劣低粘度里渣。增第三章椅管線鋼量脫硫枯工業(yè)性試驗(yàn)冰傳統(tǒng)冶煉工述藝中后，轉(zhuǎn)爐脫硫暖是脫硫不可忘缺少的一部北分，轉(zhuǎn)爐脫蹄硫效果好壞岔將直接決定泳最終產(chǎn)品的酸質(zhì)量。隨著貌鐵水預(yù)處理溜技術(shù)的不斷筐發(fā)展，供給銷轉(zhuǎn)爐的鐵水稼硫含量越來沿越低以致轉(zhuǎn)垮爐脫硫越來凝越困難興。件如圖3.1閉所示，毯由于完其他框煉鋼燃原材料如廢斥鋼、石灰中辯硫的存在，闖轉(zhuǎn)爐冶煉甚任至迅會驗(yàn)導(dǎo)致鋼水中鈴硫含量的增傍加，即所謂饞的回硫現(xiàn)象墻。古而影響轉(zhuǎn)爐揪脫硫效果最蜘根本的原因左是轉(zhuǎn)爐的氧武化性氣氛，躬這與轉(zhuǎn)爐脫球碳的主要目例的相違背，跳不可能得到前改善。因此游，現(xiàn)代煉鋼踩特別是低硫悅鋼的冶煉都鑄已不強(qiáng)求在膝轉(zhuǎn)爐中脫硫造，只是要求白控制條件盡斷可能的避免在或減少回硫款而把脫硫的生任務(wù)重點(diǎn)放泊在熔了爐外處理喊（包括鐵水果預(yù)處理以及狐爐外精煉）監(jiān)環(huán)節(jié)上。定圖3.1兩怖種管線鋼各在工序硫質(zhì)量環(huán)分?jǐn)?shù)平均值演變化趨勢圖腹雖然實(shí)驗(yàn)證棉明RH脫硫婚是可行的，理但由于脫硫榜渣對RH耐門材的侵蝕等漢原因訓(xùn)導(dǎo)致RH脫巖硫成本過高哪，本鋼管線斥鋼生產(chǎn)過程耳中不采用R磚H脫硫倆，統(tǒng)因此格，本文縮此次的管線鼓鋼脫硫工業(yè)樓性試驗(yàn)僅限繼于鐵水預(yù)處健理和LF精黑煉的研究。剩3.1鐵譽(yù)水預(yù)處理脫進(jìn)硫左本鋼鐵水預(yù)桿處理采用鎂賭基粉劑昏噴粉字脫硫，選用蔬鈍化獄鎂粉與裁高流動性防隔潮莖石灰粉在管戴道中混合的分粉劑作為脫增硫劑。芒鎂基粉劑脫或硫具有粉劑唉單耗低、處專理時間短、素溫降低、鐵訂損少、對環(huán)粥境污染小等吳特點(diǎn)，并能留實(shí)現(xiàn)其它材飄料所無法實(shí)宜現(xiàn)的深脫硫禮。腦涂本鋼茫1、2#劑鐵水脫硫站舞基本概況皺本鋼煉鋼廠逆現(xiàn)有7個鐵深水脫硫站，方本課題僅涉斯及1#和2性#鐵水脫硫摘站。債（1）釘脫硫站鮮主要參數(shù)雹本鋼煉鋼廠擊本鋼煉鋼廠邀1#和2#趨鐵水脫硫站蛋主要參數(shù)要如表類3.術(shù)1所示。震表梳3.1絲本鋼煉鋼廠漂1#和2#孟鐵水脫硫站梅主要參數(shù)哭項(xiàng)目瓣主要參雷數(shù)占生產(chǎn)能力寬設(shè)計250鄙萬噸/年告實(shí)際400領(lǐng)萬噸/年童75%的[肢S]≤借100×1睡0疫-6自25%的[誓S]≤伴50×10錢-6紐主要設(shè)備擠公共部分抹一個石灰粉式儲倉曬一個石灰粉療輸送罐訊一個鎂粉儲喜粉倉答100m盡3典1.7m緣3都10m換3凝每個站印一個鎂粉噴熱粉罐拍一個石灰粉雜噴粉罐肝一臺扒渣機(jī)別2.2m味3鋼2.2m肯3積做（2）生產(chǎn)候工藝流程哭本鋼鐵水脫某硫站生產(chǎn)工攏藝流程如圖驕3.1所示偏。虎圖3.1本籮鋼菌鐵水脫硫站備生產(chǎn)工藝流誓程庭榴鐵水噴吹盛CaO-M枯g尿脫硫工藝的韻試驗(yàn)統(tǒng)計置（1）數(shù)據(jù)意的采集祝數(shù)據(jù)的采集硬是現(xiàn)場正常宣生產(chǎn)數(shù)據(jù)，腸所有的數(shù)據(jù)歪沒有附加條爛件，鐵水的遠(yuǎn)初始條件是煎隨機(jī)的。第戚一階段采集推數(shù)據(jù)104屢0爐，剔除裳記錄不全、相不清、操作牽事故等原因估余下有效記頑錄共999確爐次。:從踩這些數(shù)據(jù)看布：鐵水量在蜓150~1眠60井t悉范圍；鐵水來溫度在12振12~13傘90℃之間般；鐵水初始窩硫在撲0.0扔3稱～皆0.07會%之間；脫歉硫劑的鈣鎂稈比在0.7截~4.5之暮間；石灰粉尤噴粉速度為終27~55舒kg/mi敏n，鎂粉噴最吹速度為9菠~21k芳g/min彈，首噴吹時間在蓬10min用左右。厘部分實(shí)從驗(yàn)數(shù)據(jù)如表膊3.2所示案：勿表潑3.2脫鐵水脫硫工框業(yè)試驗(yàn)結(jié)果恐序號證鐵水饑重量手/t左CaO強(qiáng)單耗個/kg.t濫-1誦Mg粉時單耗底/kg.t貓-1途鐵水硫含量蜻/%抵脫硫率鄰/%報噴吹遵時間繡/min屢扒渣照時間糧/min凳處理前譯處理后脊1毯157毫3.05貫0.917譜0.048智0.001競9予96.04甩11膠9粘2藏158促3.42湊0.86見0.045慕0.001軟9鵝9窩5.78茄11謠10桂3橫158旬3.13緞0.98鳳0.054介0.002朋96.30損12敘16秤4域158非3.00喉0.95鬧0.052住0.002加96.15耍11扒10殿5駐158諒2.44局0.81瓣0.040閉0.001構(gòu)97.50插10香13饅6擇158疑2.67日0.87叫0.040故0.000犧8為98.00墓11結(jié)12核7腰160慮2.70肅0.775鈔0.039習(xí)0.001翅2孔96.92衰10梳13蘋8攪155兩2.34甚0.70握0.033濫0.001塞4名95.76辛8暴18臂9狡160序3.01孩0.93枯0.048哲0.001圍3挨97.29斃12蓋9斬10壟158炕2.31娃0.92置0.048驅(qū)0.001沖6夕96.67問12崇8贊11鞏160堂3.58龍1.125價0.066他0.001乓5罵97.73作14充10患12療155裁3.81譽(yù)1.142栽0.064平0.002缺96.90從13膝9旱13尸153城2.45厘1.48意0.057鞠0.000頃78和98.63掉15載18慮14斃157像2.68覆0.58載0.034雕0.003碰91.18短14壽10魚15靈158年2.93乎0.753拔0.064憐0.003匹95.31世8捐11俗16擦154鑄2.92盞0.837住0.063今0.002察96.83梯10濟(jì)16寬17鍋150領(lǐng)2.92沖0.66廚0.044嘉0.001瀉3宰97.05校11艇13沃18歡158舞2.93輛0.728役0.049流0.001單6袍96.73禾12裳14執(zhí)平均氏156.9感2.91床0.89潑0.047副0.001輸6款96.49匹11.06直12右石灰粉和鎂也粉消耗量分冒別為平均熄2.91k票g君/t和蛇0.89k甩g狼/t的條件傘下鐵水脫硫刮率平均可高疑達(dá)96.5射%呀，處理后蟻鐵水[S]譽(yù)≤30涂×10轉(zhuǎn)-6堅，[S]m畏in=7梁.榴8盡×10劇-6盾，度[S]av蝶g=16著×10臨-6健，可以說達(dá)磨到了超低硫蒸的水平。席（2）各影速響脫硫各因管素間嫁關(guān)系窄的確定輔通過對影響廳脫硫的各工次藝因素進(jìn)行披分析，導(dǎo)出僵影響脫硫的趨工藝參數(shù)間耀的關(guān)系為：車藏棋（3窮.1）悅式中：η糖S偵——脫硫率糟，%；S短0選——鐵水初式始硫含量，殖10嘩×10汁-6部；T——鐵而水溫度，K諷。聚I——鈣鎂曾比；喉——噴吹速須度，妥kg/mi船n奉；喪——鎂單耗點(diǎn)，kg/F雨e驚；評A忘0崖、A嫁1女、A頸2玩、A栽3另、A謝4慶、A收5頑分別為各項(xiàng)奧的系數(shù)。雁（3）計算鄙機(jī)運(yùn)行確定夏參數(shù)狐第二階段采每集2572以爐數(shù)據(jù)進(jìn)行遞運(yùn)算，對或脫硫率影響嶼從大到小依牧次為鎂單耗科、鐵水溫度奸、鈣鎂比、備初始硫含量庸、噴吹速度矛。從而得出終的回歸方程笛如下：房（3.2）檢甚閥善租勝陳廚臭粉敬貫崗身各因素對圖鐵水脫硫率斑影響的討論環(huán)與分析雕（1）鐵水蜘初始[S燦0佳]對脫硫率糖（蜂η蔥S找）的影響績初始[S變0席]與單位脫蘆硫量所耗鎂啄粉量關(guān)系如墳圖背3.2薦所示，初始漁[S荒0憤]與脫硫率脊的關(guān)系如圖哈3.3孫所示，初始但[S厘0絮]、脫硫劑尋用量與脫硫摘率的關(guān)系如炮圖駱3.4壤所示?？梢婍?xiàng)，鐵水初始弟[S建0往]越高，其狗脫硫效果越帝好，單位脫句硫量所耗的掠鎂粉量越低厲。這是因?yàn)槌F水初始[妨S值0遙]越高，[撒S]的活度急越大，故脫夾硫反應(yīng)越易逼進(jìn)行。岔圖3.2初且始[S呈0愧]與單位脫槽硫量所耗鎂挺粉量關(guān)系逐圖3.3初典始鐵水[S溫0蒙]與脫硫率獸的關(guān)系打圖3.4初變始[S0]盤、脫硫劑用僑量與脫硫率宣的關(guān)系冤（2）而鈣鎂比（C營aO/Mg接）對脫硫率風(fēng)（η快S逐）的影響平金屬鎂粉作耽為脫硫劑其式脫硫能力很豆強(qiáng)，反應(yīng)速從度很快。但燭是，如果單許獨(dú)噴吹鎂粉劇，Mg的揮肌發(fā)損失很大方，而且大量粉聚集的鎂粉慢會因快速氣倡化、急驟反移應(yīng)而造庫成噴濺。為煩了控制Mg柜的揮發(fā)速度亮，減緩反應(yīng)訪速度，必須堤配加一定石橡灰粉。著要實(shí)現(xiàn)鎂的職高脫硫能力躬，必須在包邪底深處完成健鎂的受熱、圾熔化和氣化冶過程，過多純的增加石灰正粉劑，不利距于這一過程校。因?yàn)?，C演aO主要是皮起分散劑的竹作用，只有龍一部分Ca脖O(jiān)參與脫硫季反應(yīng)，起脫嘉硫作用的主里要是鎂粉。易另外，添加兆石灰粉劑不塘可避免地含音有CaCO資3臂和Ca(O筋H)啊2劃等組分，會竿導(dǎo)致鎂的氧凳化損失，降舟低了脫硫效華率。怠Mg+子1/2Ca磨CO酸3振=Mg蛇O+1省/2CaO魚+1/罰2C趕Mg+胳Ca(OH苦)橫2訴=Mg剩O+C企aO+杰H刊2崗浩鈣鎂比（C騰aO/Mg臘）與脫硫量蛇的關(guān)系如圖恢3.5所示猜。由圖可見誠，隨著鈣鎂眨比（CaO偽/Mg）增何加，單位粉執(zhí)劑脫硫量降桿低。從試驗(yàn)寶結(jié)果確認(rèn)當(dāng)尾CaO/M遼g＝2～3骨范圍內(nèi)，且粉偏下限脫硫闊效果為佳。累圖晨3.5振鈣鎂比與脫境硫量的關(guān)系劈（3）乓噴粉速度（罪Vp）對脫聚硫率（η罷S陵）的影響蠢噴粉速度V崇p畫和鐵水初始沙[S腹O紛]對脫硫率仁的影響如圖跡3.6所示掌。攝圖3.6噴您粉速度V喇p述和[S災(zāi)O爺]對脫硫率況的影響腹生產(chǎn)實(shí)踐表純明：脫硫率蠟隨著噴粉速夠度的增加而凝升高，但噴輕粉速度對脫帥硫率的影響岡較小。由圖慚3.6和圖葉3.7可見糾：噴粉速度旋的增加幅度抗相同；而脫詢硫率升高幅道度并不相同痰。噴粉速度清增加，單位召時間內(nèi)噴吹鋤量增加，脫狹硫劑在鐵水易中分散性不襖好，脫硫反旦應(yīng)不充分。疫靠提高噴粉循速度來提高贏脫硫率不是嫁最好的方法蘇。噴粉速度俱過高，降低哈了鎂的利用秧率；噴粉速腔度太低，雖嚼然能提高鎂階的利用率，挺但噴吹時間送延長，溫降份大、生產(chǎn)率圾低下，工藝粗上也是不可其取的。所以伯，合適的噴估粉速度，既該能提高鎂的收利用率，又鑼不至于使脫醒硫時間過長刑。噴粉速度碑在40～5以0kg/m誠in較合適詞，其中沫鎂粉10～蹈14kg/樹min、石遺灰粉30～茅36kg/滑min叼。羨噴粉速度（景Vp）對脫答硫率（η輩s仰）的影響如厘圖3.7所晌示。暗圖3.7噴絲粉速度（V岸p）對脫硫網(wǎng)率（η過s墨）的影響爹（4）聞鐵水溫度對懼脫硫率的影濫響邀有資料介紹無：隨鐵水溫梢度增高，鎂谷在鐵水中溶金解度降低?？歌F水溫度高庭，[Mg]桑的氣泡上升找速度快，從電氣泡脫硫角估度上看不利標(biāo)于氣相脫硫纖；又由于鐵徒水溫度高，碌[Mg]溶秧解度降低，流也不利于液轟相脫硫。但虜是由于溫度縮對[S]在披鐵水中的擴(kuò)頁散和傳質(zhì)影歇響較大，溫稼度升高、擴(kuò)禍散傳質(zhì)系數(shù)校增加。從反們應(yīng)的動力學(xué)要條件上看，虧高溫又有利樂于脫硫?？偭朋w上分析，頂提高溫度還旅是有利于脫分硫率的提高敢，每提高涂100℃插，脫硫率提柴高約10%他。鐵水溫度勺高，則脫硫挎率增高。這網(wǎng)是因?yàn)椋鸿F橋水溫度高時麻，[S]在測鐵水中的擴(kuò)晚散和傳質(zhì)速何度提高。轉(zhuǎn)3.2款LF精煉以脫硫蜂匙本鋼當(dāng)煉鋼廠1#抗LF爐簡介駱本鋼煉鋼廠營現(xiàn)有7臺L雜F爐，本課榮題僅涉及1附#LF爐。乏1#打LF爐裝置徐是從意大利臂達(dá)涅利公司涂引進(jìn)的，該秩裝置于糟2001年叛11月29燕日譜進(jìn)行第一爐抱熱負(fù)荷試車鍵，2001強(qiáng)年12月進(jìn)示入試生產(chǎn)階忙段，200褲2年1月正厭式投產(chǎn)并于棕當(dāng)月達(dá)產(chǎn)。乒1#蜜LF鋼包爐混建成及投產(chǎn)燙為本鋼煉鋼段廠開辟了一猾條新的鋼水革精煉方法，鵲對擴(kuò)大品種捎、提高質(zhì)量橡、穩(wěn)定生產(chǎn)陵具有重大意毀義。肆1#綠LF爐是一志座雙工位處接理站，年處待理鋼水能力潔在150萬族噸以上。其妨主要技術(shù)參磁數(shù)如表3.哈2所示醬。軍表3.2本脾鋼青煉鋼廠1#磚LF爐主要無技術(shù)參數(shù)裕序號勻項(xiàng)目愚單位挺參數(shù)弄1品正常爐子容虧量扯T獄150淋2流鋼包凈空高閉度闊mm植300～5進(jìn)00季3都電極直徑間mm恢457±2血4鉗加熱速度填℃彼/min期4～5治5乘變壓器容量蜜MVA揮28斑6崇最大電極電榜流曲KA留45崗7磨處理時間豆min其25～40響8佛鋼包透氣磚科數(shù)量嗽個政1竹9奇氬氣壓力率MPa投0.6～1皆.2蘿3.2蓄.2夕LF工序貫操作標(biāo)準(zhǔn)①脫氧標(biāo)準(zhǔn)辰鋼包到站后柳進(jìn)行定氧，魂[O]≯5特0ppm時艱加入鋁球1她00～15柳0kg；鋼級中[O]每蝶增加100箱ppm，增吊加鋁球暮20kg候。吹氬時，稈鋼水裸露直懷徑≯鐵500mm旱。京②渣料加入螞標(biāo)準(zhǔn)隸鋁球加完后后加入活性灰撫及預(yù)熔渣（勝石灰與預(yù)熔釀渣比例3：盼2），加入刑量1000射～1500迫kg，2m掀in內(nèi)加完紋。銷吹氬時，鋼憑水裸露直徑綠≯凝600mm均。③供電標(biāo)準(zhǔn)番渣料加完開掠始供電，電屋流6檔，電設(shè)壓5～9級弟。習(xí)埋弧好用高夠電壓，埋弧宮不好用低電乳壓。濤④還原劑加附入標(biāo)準(zhǔn)販供電3mi砌n后，開始摸加鋁屑，禁套止加電石?？阡X屑要分批墾、連續(xù)加入借，直到成白暴渣并保持白震渣。塑若噴粉后升傘溫，繼續(xù)加鞠入少量鋁屑樓。淚⑤造渣、合輛金化標(biāo)準(zhǔn)思第一次通電鞠15min染后，進(jìn)行第晶二次測溫取熄樣。篩第二次測溫喚取樣結(jié)束后烘，立即下電師極進(jìn)行第二魄次供電（工埋藝路線A：晴調(diào)溫至16探00～16徹10℃），班供電10m賠in后，進(jìn)訂行第三次測毒溫取樣。尿第二個樣報蜜回后，調(diào)錳牧至內(nèi)控中下走限，調(diào)鋁至帖內(nèi)控上限+皂0.01～點(diǎn)0.02%蜓。合金化過淡程中抬電極流，合金化在拌第二次供電舒中進(jìn)行。⑥離站淘噴粉結(jié)束后拼進(jìn)行調(diào)溫，學(xué)保證離站時繳鋼水溫度為消1610℃天。濃離站前進(jìn)行批第五次測溫猴取樣，不加止鋼包覆蓋劑設(shè)。介任役1#務(wù)LF爐造渣煤深脫硫工藝月的確定軋①國1#金LF進(jìn)行造壩渣深脫硫?qū)Ω配撍畻l件的俯要求雁轉(zhuǎn)爐出鋼要鐵控制下渣量繁，出鋼后鋼趕包內(nèi)渣厚≯藥100mm廟；出鋼過程罵中進(jìn)行脫氧乒和合金化，鵝LF要求處中理前鋼中游吳離氧≯60役ppm；鋼禁包凈空控制探在300~護(hù)600mm矛；對某些鋼停種，出鋼過正程中向鋼包瓣加入鋼包改字性渣4~慣6kg僑/t。歡②輔1#緞LF造渣材錢料加入杠造渣材料的塘加入量按8貍~污10kg騙/t控制，臂預(yù)熔渣、埋蛇弧渣和石灰驢的比例按1共.5：0.惕5：3控制秀。埋弧渣的宰加入量根據(jù)鉛埋弧效果進(jìn)恐行增減；爐袍渣流動性不酷好時加入螢領(lǐng)石改善流動盾性；爐渣較顧稀時補(bǔ)加石攏灰，提高爐汁渣堿度。戰(zhàn)③邪1#催LF脫氧制叔度值在造渣材料應(yīng)加入前要先每對鋼水進(jìn)行擇鋁的脫氧和瓶預(yù)合金化，聲將科鋼中酸溶鋁媽含量相[Als]挽控制在內(nèi)控轟上限左右。奪爐渣基本熔并化后，分批翁加入鋁屑、跑電石造還原值渣，直到頂榆渣轉(zhuǎn)為白色啟（即FeO臥+MnO≤嚇1%），并樣繼續(xù)分批少輕量加入鋁屑垂、電石，來程持續(xù)保持白績渣。謠④抓1#詳LF供電制滴度位在起弧階段枯采用低電壓模以利于埋弧度；起弧穩(wěn)定天后提高電壓永以加快渣料靈熔化并使鋼禮水溫度升高熟；在造渣后中期采用低電南壓，以避免艱電弧裸露和宿保持還原性薯氣氛。袖⑤巖1#璃LF吹氬攪梅拌制度畝在造渣材料連加入過程中爺要進(jìn)行強(qiáng)吹嗎氬攪拌，以負(fù)加快渣料的乖熔化和避免樓渣料結(jié)團(tuán)；腿在供電造渣薦過程中采用鞏弱吹氬攪拌鴿，但要在?？咀C電極不過編分波動的前失提下適當(dāng)增娃加底吹氬氣細(xì)量；在供電禽結(jié)束及測溫慕、取樣之前飽采用強(qiáng)吹氬嶼攪拌，以促握進(jìn)鋼、渣的這充分接觸加灶快脫硫速度風(fēng)。純贊LF脫硫劉工業(yè)試驗(yàn)數(shù)轟據(jù)統(tǒng)計亂1#LF爐稈脫硫工業(yè)試駱驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)打統(tǒng)計如表3宅.3所示。陽表3.3耕1#LF爐膏脫硫工業(yè)試季驗(yàn)部分?jǐn)?shù)據(jù)猶統(tǒng)計表涌爐號便鋼種仆成品[S]社/%怪脫硫率芽/%酬爐渣欲堿度外(FeO)階+(MnO磚)車/%斃鋼水溫度辦/℃互1甚X70比0.002較4水40夫4.2換1.18嚴(yán)1600神2仆X70雁0.001仔7卵57.5吳4.8后1.0把1600勝3水X70忽0.001縮4判65櫻6.5船0.8倍1600訴4酸X70迷0.002趨1獎47.5手7.0杠1.1茶1600滿5約X70蹦0.001愈5結(jié)62.5紐7.1堂0.8掙1600旅6姓X70三0.001蔬1紅72.5航7.3醋0.6射1600結(jié)7勵X70勸0.000勒5叫87.5纖8.2期0.5甲1600欲8餐X70矛0.001康3告67.5勿9.0銅0.9勝1600毯9離X70甘0.000遙5腎87.5旨9.8讀0.5盡1600莖10促X80搖0.002婆3虧42.5船4.0誠1.2懇1600顏11嚇X80床0.001顏9斬52.5爺5.3釣1.1械1600駕12智X80核0.001余0恥75校6軍0.7轎1600籠13趙X80統(tǒng)0.000安5鹿87.5矮7.8岔0.5肢1600捆14科X80根0.000臉9棟77.5磁8.7旦0.7工1600賀15刊X80記0.000歲7號82.5紹9.7伐0.6效1600條16異X80竊0.000效5障87.5且10.3借0.5滲1600娃3.2.活5壞各冶煉條件恨對LF脫硫見效果的影響喚分析憑（1）渣量作對脫硫效果撫的影響毀LF利用泡安沫渣埋弧操旺作。減少了僑對鋼包和爐轎蓋耐火材料袋的熱輻射損鞭失，可以實(shí)釣現(xiàn)長弧操作餓，電弧穩(wěn)定賊，電能輸入宜最佳，電極劈消耗降低，限同時可以避土免電極增碳反。埋弧加熱罩要求熔池的亮渣層厚度達(dá)興到電弧長度宣的2倍左右道，要求弧長佳與渣層的合上理匹配，電輝弧長度的計賞算公式為：嘆撲接高熄餓英作（夢3.3）猛式中：L為夢電弧長度，羊mm；U為獎電壓，V；闖J為電流，賠A。難適當(dāng)增加渣動量，可以增蚊加渣中Ca持O含量，稀霸釋渣中Ca襪S濃度，可適以加快脫硫絡(luò)速率，但渣殺量過大會使恥爐渣過厚，腐影響鋼渣界倡面反應(yīng)皺，渣量及渣喜中CaO對繪終點(diǎn)平衡硫像含量的影響拜如圖3.8謊及3.9所撲示闊。荷圖3.8渣姻量對終點(diǎn)平戒衡硫含量的起影響李圖舟3.9畫熔渣中Ca精0的含量與昂脫S率的關(guān)園系劇（2）爐渣巷堿度對脫硫代效果影響往實(shí)測爐渣的成堿度影響爐哭渣的熔化溫局度、粘度和便脫硫能力。朽該渣系爐渣謝堿度R肢=殃(CaO+艱MgO)／艙(Al爛2曠O各3狠+SiO倡2件)。渣系的飛粘度與(C示aO+Mg聚O)含量的渠關(guān)系如圖黑3.10建所示，由圖哲可見：當(dāng)(掃M(jìn)g鴉O典+CaO)襲含量超過7圈0％時，爹渣中會有固賺相質(zhì)點(diǎn)析出攔，使熔渣出張現(xiàn)非均相，概爐渣粘度急俯劇升高，流首動性變差，愈脫硫效率降伯低。掌（3）鋼水層溫度對脫硫哲效果影響任生產(chǎn)實(shí)踐表科明，鋼水溫盛度低于15援60倘o擠C時，脫硫己速率明顯降岔低；鋼水溫饑度高于15海60肢o壯C時，渣料缸熔化快。因巖此，要求轉(zhuǎn)釀爐鋼水進(jìn)站呢溫度要大于極1560惹o抖C，渣料熔擺化速度快，倆流動性好，熊脫硫速度快慣。蘇（4）爐渣搞氧化性對脫拌硫效果影響豪由脫硫熱力托學(xué)條件可知茄LF好精煉爐在白裕渣下脫硫和剪合金微調(diào)，祥因此爐渣脫煎氧是造白渣頭操作的關(guān)鍵獨(dú)，身本識鋼煉鋼廠采背用鋁系脫氧飄劑進(jìn)行脫氧燙。爐渣中氧鞏含量與硫分赤配比關(guān)系如返圖3.1肝1稱，由圖3.眾1孤1閑可知，渣中薪氧含量越低臘脫硫效果越薯好。翼圖籍3.10創(chuàng)森LF精煉終兵渣堿度對成乎品鋼中硫質(zhì)首量分教的影瞎響朋圖臺3.11絡(luò)抽LF歉精煉終渣氧席化性對周成品鋼硫質(zhì)泳量分?jǐn)?shù)的影鏈響秋（5）LF典處理時間對曲脫硫率的影矮響封LF開始精綠煉時，堿度池低，渣中