管線鋼生產(chǎn)完整版本

管線鋼的工藝要求、

性能指標和生產(chǎn)技術(shù)內(nèi)容管線鋼的發(fā)展管線鋼的性能要求管線鋼的標準和檢驗管線鋼的成分管線鋼的冶煉管線鋼的軋制西氣東輸管線鋼的要求薄板坯生產(chǎn)管線鋼1.管線鋼的發(fā)展世界第一條原油輸送管道是1865年建在美國賓西法尼亞州從油田到火車站的口徑2英寸長9754米的管道；到目前為止，世界石油和天然氣管道總長200萬公里以上，最大的口徑1420mm，壁厚25mm。世界著名的輸油、輸氣管道有美國的阿拉斯加輸油、輸氣管道、俄羅斯的友誼輸油管、沙特阿拉伯的東－西輸油管、美國西－東輸油管、北海油田的海底管線等。本世紀60年代以前，采用X42、X46、X52、X56，1960年以后提高到X60，60年代后期采用X65，1973年開始使用X70，現(xiàn)在主要使用X70，并且開發(fā)出X80和X100等級別的管線鋼。1.管線鋼的發(fā)展現(xiàn)代管線的發(fā)展是高壓輸送，對強度、韌性要求高；1870年0.25MPa1950-19606.2MPa1970-198010MPa199814MPa富氣輸送，在源頭不進行分餾處理，將重烴氣留在天然氣中輸送，到用戶地時在分餾，對韌性要求高；我國西氣東輸工程為10MPa1.管線鋼的發(fā)展管道名稱位置運行壓力（MPa）輸送介質(zhì)Zeepipe挪威－比利時15.70天然氣SlabeIsland加拿大15.30天然氣SourisValley美國－加拿大15.00CO2FLAGS蘇格蘭14.01天然氣Ruhrgas德國10.34天然氣Iroqnois加拿大－美國9.92天然氣Alliance加拿大－美國12.00天然氣1.管線鋼的發(fā)展1.管線鋼的發(fā)展管線鋼一般成分為C－Mn鋼，顯微組織為鐵素體－珠光體，晶粒尺寸為6－8μm?，F(xiàn)代的管線鋼含多種微量元素，并且在軋制上，采用TMCP技術(shù)；珠光體－鐵素體類型，珠光體≤15％，C：0.06-0.09%，Nb+Ti+V≤0.12%，控制軋制，軋后時效硬化，鋼級為X52-X65；針狀鐵素體/貝氏體類型，超純、超低碳鋼，C：0.02-0.05%，S≤0.003-0.005%，Mn-Mo-V鋼或Mn-Mo-Nb鋼，控制軋制后強制冷卻，X52-X80；多相鋼，X100-X120.1.管線鋼的發(fā)展2.管線鋼的性能要求

現(xiàn)代管線鋼的六種失效機制脆性斷裂問題，沖擊韌性≥35J，DWTT；硫化氫或二氧化碳引起的陽極腐蝕問題；硫化氫引起的應力腐蝕斷裂（SSC）；氫誘發(fā)裂紋（HIC）；塑性失穩(wěn)斷裂，沖擊韌性≥107J，止裂；由于外包裝質(zhì)量引起的腐蝕問題。2.管線鋼的性能要求強度韌性塑性焊接性能抗腐蝕性能止裂性能2.管線鋼的性能要求

強度：包括屈服強度、抗拉強度和屈強比標準（API－5LX）屈服強度N/mm2抗拉強度N/mm2X42290415X46320435X52360455X5638490X60415520X65445530X70480565X80550620X85590655

2.管線鋼的性能要求

屈強比要求屈強比越低，鋼管從開始塑性變形到最后斷裂的變形容量越大，因而也越安全，國際上大部分石油公司對屈強比的要求小于等于0.9;對于高強度鋼管（特別是高強度低合金控制管線鋼生產(chǎn)的鋼管）屈強比較高，有時X70會超過0.93；屈強比高也有有利的一面，鋼管爆破壓力與屈強比成正比。2.管線鋼的性能要求

屈強比要求標準或規(guī)范名稱對屈強比的規(guī)定APISpec5LX80擴徑管：YR≤0.93，其他無要求ISO3183-2X42-x52：YR≤0.85，X60-X80，R≤0.9ISO3183-3X42-x52：YR≤0.90，X60-X80，YR≤0.92GB9711.1無要求CAN3-Z245.1-86無要求TransCanadaP-40YR無要求，但要求均勻延伸率大于10％SnampragettiSpc/TB-F-700高于X65的擴徑管YR≤0.90，其余≤0.85SHELLGROUPL-3-2/3YR≤0.90PEMEXTSA-001YR≤0.85DNV海上鋼管安全規(guī)范對擴徑管YR≤0.90，一般要求YR≤0.85ARCO4957－ALC－SS－L－1001YR≤0.90俄75－86對X65，YR≤0.902.管線鋼的性能要求韌性要求的作用：（1）避免通常的斷裂發(fā)生（2）防止脆性斷裂（3）限制延性斷裂指標要求：落錘撕裂試驗（DWTT）；夏比沖擊值（CVN－FTP、NDT、50％FATT、80％FATT）；積分試驗等2.管線鋼的性能要求

塑性與焊接性能管線鋼的塑性用冷彎性能指標評價，冷彎試驗要求：R＝t180o外表面及內(nèi)側(cè)無裂紋；管線鋼的焊接性能用碳當量Ce和裂紋敏感性系數(shù)Pcm評定，Pcm=C+(Mn+Cr+Cu)/20+V/10+Mo/15+Si/30+Ni/60+5BCe=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/152.管線鋼的性能要求

影響性能的因素強度：細化晶粒是唯一能增加強度并同時改善夏比沖擊韌性的強化機制，因此，在標準中有韌性要求時，細化晶粒是管線鋼最基本的要求。韌性：細化晶粒在提高強度的同時也改善了韌性，盡管細化晶?？梢愿纳祈g性，并可獲得所要求的落錘撕裂試驗結(jié)果，但是若C、S含量高，脫氧不充分。鋼的實際夏比沖擊功很低。2.管線鋼的性能要求

影響性能的因素氫誘導開裂（HIC）：脫硫可以阻止HIC開裂，但是只采用該工藝并不能完全解決這一問題，1972年，阿拉伯Ummshaif含酸性原油管線破裂，該管線采用的是低碳微合金鋼，S小于0.005%，由于控軋工藝不良，終軋溫度為659－680℃處于γ＋α兩相區(qū)，形成了較嚴重的帶狀組織；為提高管線鋼抗HIC性能，現(xiàn)代管線鋼要求（1）提高鋼的純凈度、采用精料、高效鐵水預處理、復合爐外精煉。達到S≤0.001%，P≤0.010％,[O]≤20ppm，[H]≤1.3ppm；如NKK規(guī)定，高鋼級抗HIC鋼的S、P、N、H、O及Pb、As、Sn、Bi、10個元素之和應小于80ppm；（2）提高成分和組織均勻性，在降低S含量的同時，進行Ca處理、電磁攪拌、鑄坯輕壓下、多階段控軋、強制加速冷卻，限制帶狀組織形成；（3）細化晶粒，主要通過合金化和控軋控冷工藝達到；（4）盡量降低C含量（通常C≤0.06%），控制Mn含量，添加Cu。2.管線鋼的性能要求

影響性能的因素止裂：一般要求管子的DWTT試驗得到的斷口剪切百分比（SA％）達到50或80（不同氣候條件規(guī)定不同），可以得到止裂效果；對于韌性材料，則要求管材的上平臺能Cv達到某一數(shù)值時可得到止裂。應力腐蝕開裂（SCC）：SCC擴展速度隨溫度的提高而加快，與冶金加工方法關(guān)系不大，采用噴丸處理可以大大改善SCC抗力，涂層也是有效的辦法。焊接性能：降C最明顯。2.管線鋼的性能要求

高壓輸氣管線的延性斷裂與止裂

高壓輸送天然氣管線與輸油管線的最大區(qū)別在脆性斷裂和延性斷裂的擴展特點。原油的減壓速度為2,000m/s左右，管線一旦發(fā)生斷裂，內(nèi)壓立即降低，斷裂就停止了。而輸氣管線對天然氣的壓縮比大，天然氣的減壓速度慢為400m/s左右，在管壁發(fā)展以500～1000m/s快速傳播的脆性斷裂時，輸氣管道的斷裂就容易長距離傳播。例如1960年美國一條輸氣管線發(fā)展過13公里的脆性斷裂。1970年代初期由于提高了輸送壓力，在美國輸氣管道也連續(xù)發(fā)生了數(shù)百次以60～350m/s慢速發(fā)展的延性斷裂事故，最長也達到了250～390米距離。一直到1974年BATTELLE的W.A.MAXEY發(fā)表了針對輸氣管線的止裂模型，才掌握了它的規(guī)律，穩(wěn)定了下來。因為高壓輸送天然氣管線一旦發(fā)生事故，往往就是不堪設(shè)想的重大事故。所以，要建設(shè)一條輸氣管線，必需考慮對管道工程的斷裂控制問題。2.管線鋼的性能要求

加拿大ALLIANCE管線對管道起裂韌性要求值的計算管徑914mm×14.4mm,X70，運行壓力12Mpa

容許的貫穿缺陷最大長度147mm,要求最低韌性≥49J1974年BattelleW.A.Maxey發(fā)表對延性止裂模型示意圖

富氣管道止裂韌性,X70，徑1216mm,壁18mm,10.36Mpa控制延性斷裂的要點是從MAXEY模型出發(fā)分別推導材料的延性斷裂阻力JR曲線和氣體的Decompression曲線從它們的對應關(guān)系判斷輸氣管線所需的止裂韌性，再通過全尺寸爆破實驗進行校正，從而確定高壓輸氣管線所需的延性止裂韌性。日本HLP于1978～1983年針對鐵素體-珠光體X70管線鋼連續(xù)作過7次全尺寸爆破實驗（5次壓縮空氣，兩次天然氣）。1980年代所進行的輸氣管線全尺寸爆破止裂實驗發(fā)現(xiàn)，隨著輸送壓力增高，管徑加大，X70高強度管線鋼的應用，管道所需要的止裂韌性達到對當時鋼鐵工業(yè)條件是相當高的數(shù)值，從而提出，在保證管線鋼夏比沖擊韌性一定水平先提下采用止裂環(huán)的作法。到1990年代，超高韌性針狀鐵素體管線鋼進入輸氣管線工程領(lǐng)域使輸氣管道有可能依靠自身的高韌性對延性斷裂止裂。1999年加拿大Alliance管線對X70針狀鐵素體的外徑916mm,管壁14mm,壓力12Mpa，全尺寸富氣爆破實驗得出止裂韌性為223～237J.

1999年加拿大Alliance管線對X70針狀鐵素體管道（外徑1016mm,管壁11.4mm,壓力8.2Mpa）全尺寸富氣爆破實驗得出止裂韌性為215J.根據(jù)日本HLP經(jīng)驗關(guān)系(鐵素體-珠光體管線鋼試驗結(jié)果)對西氣東輸X70管線鋼管道（外徑1016mm,管壁14.7mm,壓力10Mpa)的止裂韌性推算值為120J。根據(jù)BMI的TCM經(jīng)驗關(guān)系(針狀鐵素體管線鋼試驗結(jié)果)對西氣東輸X70管線鋼管道的止裂韌性推算值為90J～110J.針狀鐵素體管線鋼所需的止裂韌性值略低于前一種管線鋼

3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗CVN3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗CVN鋼級X52X56X60X65X70三個試樣的最小平均沖擊功(J)3639424549單個試樣最小沖擊功(J)27303234373.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT3.管線鋼的標準與試驗

韌性要求與試驗DWTT4.管線鋼的成分Nb－細化晶粒、析出強化，標準中Nb的下限為0.005%，實際上在鋼中都在0.03～0.05%之間，為標準中規(guī)定的下限值的6.0～10.0倍；V－作用同Nb，與Nb復合加入更有利；沉淀強化，提高強度；國外實物中V控制在0.05-0.10%之間。為API標準中規(guī)定下限含量的2.5～5.0倍；Ti－可以提高鋼的晶粒粗化溫度，促進晶粒細化，提高強度和韌性。固溶與析出強化，與S親合力強改變S化物形態(tài)；特別是對提高焊接熱影響區(qū)的韌性有獨特的貢獻；C－通常較低，（一般在0.20%以下，最低僅0.03%）Ce≤0.4%，甚至更低，Pcm≤0.20%，以提高韌性，改善焊接性；Mn－是管線鋼中的主要元素，有固溶強化，補償降碳造成的強度損失的作用，可以推遲鐵素體和珠光體的相轉(zhuǎn)變，并降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，有利形成細晶粒組織。分析國外實物可以看出，錳在中上限；但是，錳含量過高，在制管時對焊接不利，會引起MnS夾雜和偏析，造成帶狀組織；S－通常S≤0.005%，最低可達0.001%,相當于API標準上限的十～二十分之一。Mo－有利針狀組織的發(fā)展，因而能在極低的碳含量下得到很高的強度管線鋼中加入鈣、鋯或稀土金屬，可以改變硫化物和氧化物的成分，使硫化物、氧化物的塑性降低，塑性變形時保持球狀，以降低各向異性,稀土與硫的比例控制在2.0左右比較合適；控制非金屬夾雜物的體積百分數(shù)、形狀及分布：管線鋼板的力學性能，特別是斷裂時總延伸和沖擊功都受非金屬夾雜物的體積百分數(shù)、形狀及分布的影響。造成了冷彎時出現(xiàn)開裂，焊接時出現(xiàn)層狀撕裂，以及厚度方向上出現(xiàn)延性降低。鋼中的非金屬夾雜物主要是硫化物和氧化物。由于氧化物的體積百分數(shù)是比硫化物的小得多，所以硫化物是主要問題。4.管線鋼的成分碳是低碳鋼傳統(tǒng)、經(jīng)濟的強化元素,但它對鋼的焊接性能、力學性能及抗ＨＩＣ性能影響很大。鋼的強度隨碳含量的增加而提高,而沖擊韌性則明顯下降,因此為滿足高強度與高韌性的良好匹配,最根本的途徑是降低碳含量,并通過其它手段提高強度。對于抗ＨＩＣ性能要求嚴格的輸氣管線,當Ｃ>.05%時,Ｍｎ>1.10%的管線鋼不具有抗HＩＣ的腐蝕能力,其裂紋長度率(ＣＬＲ)和裂紋敏感率(ＣＴＲ)均隨錳含量提高而增大。當Ｃ<.05%時,錳含量的變化則不影響鋼的ＨＩＣ性能。將碳降低到一定的程度有利于碳偏析的改善。但是,Ｃ>0.02%時,晶界的結(jié)合強度極低,這不僅降低了母材的韌性,同時使熱影響區(qū)的晶界呈完全脆化狀態(tài)。目前管線鋼的碳含量一般為Ｃ=0.025%～0.12%,并趨向于向低碳或超低碳方向發(fā)展。4.管線鋼的成分錳在鋼中主要起固溶強化作用,根據(jù)ＡＰＩ標準,管線鋼通常選擇Ｍｎ≯1.5%以彌補碳含量降低造成的強度損失。并且,近年來的研究表明,Ｍｎ<2.0%時鋼的強度隨錳含量的增加而提高,而沖擊韌性下降的趨勢甚小,且不影響其脆性轉(zhuǎn)變溫度,這為開發(fā)高韌性管線鋼創(chuàng)造了極為有利的條件。但是,錳含量過高會造成鋼板帶狀組織嚴重,韌性降低及各向異性等問題。4.管線鋼的成分鈮、釩、鈦是作為提高低碳錳鋼強度的微合金化元素而加入到鋼中,它們在鋼中的作用是各不相同的,但都是通過晶粒細化和沉淀硬化(包括應變誘導析出)來影響鋼的性能。鈮能產(chǎn)生非常顯著的晶粒細化及中等程度的沉淀強化作用,并可改善低溫韌性。因此,鈮是管線鋼中唯一不可缺少的微合金元素。由于碳和氮含量的增加都使奧氏體中的鈮含量下降,因此,為有效發(fā)揮鈮對抑制奧氏體再結(jié)晶的作用,應盡可能采用低的碳和氮含量。鈦可產(chǎn)生強烈的沉淀強化及中等程度的晶粒細化作用。鈦的化學活性很強,易與鋼中的Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓ形成化合物,為了降低鋼中固溶氮含量,通常采用微鈦處理使鋼中的氮被鈦固定,間接提高了鈮的強化作用,同時,ＴｉＮ可有效阻止奧氏體晶粒在加熱過程中的長大,起直接強化作用。另外,鈦還可作為鋼中硫化物變性元素使用,以改善鋼板的縱橫性能差。釩的溶解度較低,與鈮相比對奧氏體晶粒及阻止再結(jié)晶的作用很弱,主要是通過鐵素體中Ｃ、Ｎ化合物的析出對強化起作用,此外,Ｖ能產(chǎn)生中等程度的沉淀強化作用。4.管線鋼的成分硫是管線鋼中最為有害的元素之一,它嚴重惡化管線鋼的抗ＨＩＣ和ＳＣＣ性能。研究表明:隨著鋼中硫含量的增加,裂紋敏感率顯著增加;只有當Ｓ<0.0012%時,ＨＩＣ明顯降低,甚至可以忽略。同時,硫還影響管線鋼的沖擊韌性,硫含量升高沖擊韌性值急劇下降。另外,硫還導致管線鋼各向異性,在橫向和厚度方向上韌性惡化。因此,硫含量是管線鋼要求最為苛刻的指標,某些管線鋼要求Ｓ小于50×10-6、20×10-6甚至10×10-6。管線鋼對硫的控制要綜合考慮鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、爐外精煉等各個環(huán)節(jié)上的諸多因素,尤其是采用合適的爐外精煉手段如噴粉、渣洗及鈣處理等技術(shù)。如新日鐵大分廠采用ＲＨＩｎｊｅｃｔｉｏｎ法噴吹ＣａＯＣａＦ2粉劑4～5ｋｇ/ｔ后,鋼中硫Ｓ穩(wěn)定在0.0005%左右。4.管線鋼的成分磷在管線鋼中是一種易偏析元素,尤其是當Ｐ>0.015%時,磷的偏析急劇增加,并促使偏析帶硬度增加,使ＨＩＣ性能下降,同時,磷還惡化焊接性能,顯著降低鋼的低溫沖擊韌性,提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度,使鋼管發(fā)生冷脆。對于高質(zhì)量的管線鋼應嚴格控制鋼中的磷含量。氫是導致白點和發(fā)裂的主要原因,管線鋼中的氫含量越高,ＨＩＣ產(chǎn)生的幾率越大,腐蝕率越高,平均裂紋長度增加越顯著。采用ＲＨ、ＤＨ或吹氬均可降低鋼中的氫含量,新日鐵名古屋廠采用ＲＨ處理后鋼中Ｈ=1.5×10-6。鋼中Ｏ值代表鋼中氧化物夾雜的數(shù)量,鋼中氧化物夾雜是產(chǎn)生ＨＩＣ和ＳＣＣ的根源之一,并危害鋼的各種性能,為減少氧化物夾雜的數(shù)量,一般把鑄坯中Ｏ值控制在(10～20)×10-6。4.管線鋼的成分輸送管試驗和生產(chǎn)用鋼的標準化學成分公司品種厚度毫米化學萬分％CMnSiNbVMoNiCr澳大利亞鋼鐵公司X6510..20.171.300.250.045----------------法國東部和北部聯(lián)合公司X65160.121.450.300.045----0.22--------加拿大省際管子和鋼公司X7011..90.0451.890.100.0----0.25--------美國鋼公司研究所X6512.0.071.400.250.035----0.30--------日本川崎公司X70250.060.070.051.701.801.800.250.250.250.040.0550.060.03----------------0.100.30------------0.20----日本鋼管公司X70190.081.500.300.0350.10------------德國赫施－埃斯勒公司X6515.10.131.620.260.0390.053------------日本鋼公司X70X70X70Q和Ｔ1920150.100.080.101.401.751.300.250.110.300.0450.0470.030.10------------0.25----0.300.200.45

日本住友金屬工業(yè)公司Ｘ65190.09

1.390.330.0180.08--------

----意大利冶金公司X60/65X60/70X701515300.140.130.061.501.501.650.300.300.350.040.0350.05----0.0------------0.35--------0.35------------蘇聯(lián)研究所X65?；?01.301.300.23----0.13------------①最大厚度；②加入0.025％N.4.管線鋼的成分冶煉技術(shù)TMCP技術(shù)機理特性成分C,Si,Mn,Cu,Cr,Ni,Mo,BNb,V,Ti提高焊接性加速冷卻控制軋制強度韌性吸收能量塑性低C減少雜質(zhì)NOSPHHIC(SCC)內(nèi)部組織健全提高淬透性抑制晶粒長大相變后晶粒細化增加形核位置低溫加工C化物析出析出Nb,V,Ti,B的氮化物夾雜物夾雜物偏析組織硬化發(fā)裂形態(tài)控制Ca5.管線鋼的冶煉控制嚴格的化學成分控制，C,B,Mn,Nb,Ti,等的化學成分范圍非常窄；對H,N,S,P以及Pb,Sn,Sb,AsBi等有害氣體和微量元素要嚴格控制，國外先進水平可以達到S≤0.0005%，P≤0.005％，[O]≤10ppm，[H]≤1.0ppm;

國內(nèi)寶鋼五大有害元素總量可控制在70ppm為提高韌性和耐腐蝕性，進行Ca處理，對硫化物形態(tài)進行控制；爐外精煉，成分微調(diào)；真空脫氣。5.管線鋼的冶煉控制為了保證管線鋼的低硫含量,在煉鋼前要求鐵水預處理,這是一個既方便又經(jīng)濟可獲得低硫鐵水的方法。通常要用噴射、攪拌等鐵水脫硫方法,把碳化鈣、鎂或石灰等脫硫劑噴入魚雷罐或鐵水罐中,把鐵水硫Ｓ從300×10-6降低到50×10-6以下。5.管線鋼的冶煉控制轉(zhuǎn)爐冶煉除脫硫外還有脫磷任務,多次造渣是耗時、不經(jīng)濟的方法,而頂?shù)讖秃洗禑挷粌H可以達到降磷、硫,降低氧化性氣氛,而且還可減少噴濺,強化冶煉。5.管線鋼的冶煉控制管線鋼常采用的爐外精煉的方法有ＲＨ真空脫氣、ＬＦ精煉、鋼包噴粉、喂硅鈣及稀土線等。尤其是ＲＨ及鈣處理已成為高級別管線鋼生產(chǎn)不可缺少的工藝措施。5.管線鋼的冶煉控制目前連鑄已取代模注而成為管線鋼生產(chǎn)的主流。在管線鋼連鑄生產(chǎn)中,如何防止大顆粒夾雜物、成分偏析、表面和內(nèi)部裂紋是提高材質(zhì)的主要課題。防止鋼水從鋼包到中間包及中間包到結(jié)晶器的二次氧化非常重要,一般采用氬氣保護。此外,連鑄坯在1300℃以上時,應避免快速噴水冷卻,以免產(chǎn)生表面裂紋。同時,連鑄采用電磁攪拌、輕壓下技術(shù)以及防止液相穴內(nèi)富集溶質(zhì)母液的流動等技術(shù)對降低合金元素偏析有很大作用。5.管線鋼的冶煉控制鐵水預處理→頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐→ＬＦ、ＣＡＳ→澆鑄采用此工藝流程的鋼廠大多未裝備昂貴的ＲＨ真空處理裝置,為生產(chǎn)管線鋼而采用ＬＦ、ＣＡＳＯＢ或鋼包噴粉等精煉手段。如澳大利亞鋼鐵公司采用吹氬和鋼包噴粉生產(chǎn)電阻焊管線鋼、鞍鋼采用了ＡＮＳＯＢ,邯鋼采?。蹋凭珶挔t等。以此工藝冶煉的管線鋼由于未經(jīng)ＲＨ真空處理,氫和氮含量相對較高,通常用于生產(chǎn)輸油用低級別管線。澳大利亞鋼鐵公司管線鋼的生產(chǎn)路線為:鐵水預處理→270ｔ頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐→鋼包噴粉→保護澆鑄生產(chǎn)要點如下。(1)在魚雷罐中進行鐵水脫硫,噴吹鎂石灰,使硫含量降到90×10-6;(2)鐵水入轉(zhuǎn)爐前扒渣,使用低硫廢鋼;(3)轉(zhuǎn)爐采用頂?shù)讖秃洗禑?并過裝5～10ｔ,實行留鋼、渣操作;(4)出鋼時向鋼包加入高堿度合成渣;(5)鋼包噴吹前氬攪拌,ＣａＳｉ加入量以Ｃａ/Ａｌ達0.2為標準,平均加鈣量為0.5ｋｇ/ｔ。5.管線鋼的冶煉控制鐵水預處理→頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐→ＲＨ多功能精煉→澆鑄。此工藝幾乎是管線鋼的標準工藝流程,即二次冶金采用ＲＨ真空脫氣,并通過噴粉或通過合金溜槽加入脫硫劑(如寶鋼)深脫硫及鈣處理技術(shù)進行夾雜物變性處理等多功能精煉手段來滿足高級別輸油氣管線的質(zhì)量要求,此流程為國內(nèi)外許多廠家所采用,如新日鐵的名古屋、大分廠,加拿大鋼鐵公司、寶鋼、本鋼等,現(xiàn)以伊里湖廠為例,簡介如下。加拿大鋼鐵公司伊里湖廠生產(chǎn)抗ＨＩＣ的Ｘ52ＥＲＷ管線鋼工藝為:鐵水預處理→230ｔ轉(zhuǎn)爐→ＲＨＰＢ→喂線站→保護澆鑄→控制軋制生產(chǎn)要點如下。5.管線鋼的冶煉控制工藝要點：(1)魚雷罐噴吹脫硫劑脫硫,脫硫劑成分為ＣａＣ2=64%、Ｃ=20%、12%煤、ＭｇＯ=6%,把0.025%的平均出鐵硫含量脫到0.002%(質(zhì)量分數(shù));(2)轉(zhuǎn)爐冶煉采用廠內(nèi)低硫廢鋼,出鋼前將80%石灰、15%螢石、5%鋁的混合料加入鋼包進行初步脫硫;(3)ＲＨ處理時,在下部噴嘴噴吹石灰-螢石-氧化鎂-二氧化硅混合料或通過合金加料系統(tǒng)加入石灰-螢石-氧化鎂脫硫團料實現(xiàn)二次脫硫,另外,在ＲＨ裝置上還進行化學加熱(Ａｌ－ＯＢ)和添加微調(diào)合金;(4)ＲＨ處理后,在吹氬攪拌站噴射ＣａＳｉ線,進行夾雜物形態(tài)控制。5.管線鋼的冶煉控制鐵水預處理→頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐→ＲＨ和ＬＦ雙聯(lián)→澆鑄。此工藝多為雖有ＲＨ真空處理,但不具備ＲＨ深脫硫技術(shù)的鋼廠所采用,這里ＲＨ起脫氣凈化鋼液的作用,而深脫硫和鈣處理及ＲＨ處理造成的溫度損失由ＬＦ精煉爐來分擔,此工藝多用于生產(chǎn)抗ＨＩＣ性能的高級別輸氣用管線鋼。采用此工藝的有新日鐵名古屋廠、中國的寶鋼、武鋼和攀鋼等?，F(xiàn)以寶鋼高韌性Ｘ70鋼生產(chǎn)工藝為例簡介如下。寶鋼高韌性Ｘ70鋼生產(chǎn)工藝為:鐵水三脫→300ｔ頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐→ＬＦ處理→ＲＨ及鈣處理→板坯連鑄→板坯再加熱→控軋控冷→卷取。針對脫磷、脫硫熱力學條件相互矛盾而管線鋼以要求[Ｓ]、[Ｐ]同時低的特點,寶鋼采用轉(zhuǎn)爐重點脫磷,ＲＨ和ＬＦ重點脫硫的試驗方案。5.管線鋼的冶煉控制工藝要點(1)轉(zhuǎn)爐冶煉低磷鋼①早期加入大量石灰,以達到石灰飽和;②加入硅石或硅鐵,加大渣量;③增加渣中ＦｅＯ含量;④低溫出鋼。(2)ＲＨ真空處理①從ＲＨ真空溜槽向真空室加入由石灰與螢石組成的脫硫劑;②頂渣改質(zhì),使Ｒ≥3,ｗ(ＴＦｅ)3%;③在脫硫的同時加入鋁,脫硫后ｗ([Ｓ])20×10-6。(3)ＬＦ合成渣脫硫①采用ＣａＯＡｌ2Ｏ3系高堿度合成渣脫硫;②鋼包渣深脫氧,渣中ｗ(ＦｅＯ+ＭｎＯ)≤2%;③提高底吹氬流量,加強攪拌,以強化渣鋼界面脫硫反應。脫硫后鋼中ｗ([Ｓ])10×-6,ηｓ=87%。5.管線鋼的冶煉控制廢鋼→超高功率電弧爐→ＬＦ/ＶＤ→澆鑄此工藝為電爐廠標準工藝流程。我國的舞鋼就采用此工藝生產(chǎn)Ｘ56管線鋼,另外,由于廢鋼中有害殘余元素如Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｓ等在電爐冶煉中無法去除而殘留鋼中,從而對鋼質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。因此,電爐冶煉高級別管線鋼對廢鋼質(zhì)量的要求非常嚴格,這也限制了這種工藝在高級別管線鋼生產(chǎn)中的應用。舞鋼的管線鋼生產(chǎn)流程為:90ｔ超高功率電爐→偏心無渣底出鋼→ＬＦ/ＶＤ爐外精煉→1900ｍｍ板坯連鑄(保護澆注)→鋼坯加熱→軋制→切取。5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制5.管線鋼的冶煉控制6.管線鋼的軋制技術(shù)常規(guī)軋制（Conventionalrolling－CR）技術(shù)溫度控制軋制（Temperature-controlledrolling－TCR）技術(shù)熱機械軋制或熱機械加工技術(shù)（Thermomechanicalrolling－TMR或Thermomechanicalcontrolledprocess－TMCP）6.管線鋼的軋制技術(shù)溫度℃1200110010009008007