控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法及管线钢
技术领域
1.本技术涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法及管线钢。
背景技术：
2.随着世界经济的高速发展，对石油、天然气等能源资源的需求与日俱增。管道运输是目前油气输送最为经济高效的运输方式，据统计，全球陆上70％石油和99％天然气要依靠管道输送。
3.管线钢是指用于输送石油、天然气等管道所用的一类具有特殊要求的钢种。管线钢中通常存在一定量的夹杂物，这些夹杂物主要以非金属化合物形态存在，分为a类、b类、c类和d类夹杂物。其中，a类为硫化物夹杂，b类为三氧化二铝夹杂，c类为硅酸盐夹杂，d类为球状氧化物夹杂。管线钢作为石油天然气的输送管道用钢时，石油天然气中的腐蚀性物质h2s中的氢原子易渗入其中，并在钢基体与夹杂物的界面析出，从而使钢基体萌生裂纹。
4.目前控制管线钢中夹杂物的难点主要在对b类夹杂物的控制。实际生产过程中，管线钢b类夹杂1.5级一检合格率仍处较低水平，在制造过程中面临着较高的质量风险。
技术实现要素：
5.本技术提供一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法及管线钢，旨在解决管线钢中b类夹杂物评级合格率低的问题。
6.一方面，本技术实施例提供了一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
7.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水，
8.其中，在所述出钢过程中包括加入脱氧剂进行脱氧，所述脱氧剂的加入量由如下公式(1)计算得到：
9.m＝m
×
(1.125ωo ω
al
)/(ω
×
k)
ꢀꢀ
(1)
10.其中，m为脱氧剂的加入量，单位为kg；m为出钢钢水的质量，单位为kg；ωo为出钢钢水中氧的质量百分含量；ω
al
为管线钢成品中铝的质量百分含量的上限值；ω为脱氧剂中铝的质量百分含量；k为出钢钢水中铝的收得率；
11.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
12.可选地，所述喂钙线的量由如下公式(2)计算得到：
13.l＝(1.25
×
ωs)/m
ca
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
14.其中，l为喂钙线的量，单位为m；ωs为rh冶炼结束后的钢水中硫的质量百分含量；m
ca
为每喂一米钙线，钢水中钙增加的质量百分含量。
15.可选地，步骤s1中所述钢水在吹炼之前还包括脱硫处理。
16.可选地，所述脱硫处理后硫在所述钢水中的质量百分含量≤0.0020％。
17.可选地，步骤s1中所述脱氧剂包括如下质量百分含量的组分：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
18.可选地，步骤s1中所述脱氧剂的粒度为40mm～60mm。
19.可选地，步骤s2中所述钙线的直径为9mm～10mm。
20.可选地，步骤s2中所述喂钙线的速度为2m/s～3m/s。
21.可选地，步骤s2中所述钙线为纯钙线。
22.另一个方面，本技术实施例提供一种管线钢，所述管线钢由上述方法制备而成。
23.本技术提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法中，在对铁水进行吹炼后的出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂加入量与吹炼终点钢水中氧含量及管线钢成品的铝含量匹配。在转炉出钢过程中加入脱氧剂将钢水中的铝含量调至成品铝含量的上限值，能够将钢水中氧势降至极低水平，避免了rh过程二次调铝，钢水中脱氧产物的聚合、长大更加充分，脱氧产物等杂质上浮去除效率更高，钢水更加洁净。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
具体实施方式
24.为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
25.为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
26.在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
27.本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实施例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
28.冶炼方法
29.本技术一方面的实施例提供了一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
30.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水，
31.其中，在所述出钢过程中包括加入脱氧剂进行脱氧，所述脱氧剂的加入量由如下
公式(1)计算得到：
32.m＝m
×
(1.125ωo ω
al
)/(ω
×
k)
ꢀꢀ
(1)
33.其中，m为脱氧剂的加入量，单位为kg；m为出钢钢水的质量，单位为kg；ωo为出钢钢水中氧的质量百分含量；ω
al
为管线钢中成品中铝的质量百分含量的上限值；ω为脱氧剂中铝的质量百分含量；k为出钢钢水中铝的收得率；
34.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
35.在本技术的实施例中，对铁水进行吹炼具体包括向转炉中加入废钢，将铁水兑入其中，进行吹炼，吹炼至钢水成分及温度均满足要求后出钢，此时钢水中氧含量称为转炉吹炼终点氧含量(以质量百分数计)。
36.在本技术的实施例中，对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值，其中，预设温度通常为1650℃～1670℃；预设组分(以质量百分含量计)通常要求：c≤0.045％，p≤0.012％，s≤0.008％。
37.在本技术的实施例中，在转炉出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂的加入量应根据上述转炉吹炼终点氧含量及管线钢成品中铝含量的上限值进行计算。对于管线钢成品中铝含量的上限值，例如，当管线钢成品中铝的质量百分含量为0.02％～0.05％，那么管线钢成品的铝含量的上限值为0.05％。
38.根据本技术的实施例，脱氧剂的加入首先须保证钢水脱氧完全。根据铝氧化学反应，完全脱除钢水中氧所需钢水中铝的量为1.125
×
出钢钢水中氧的百分含量。除此之外，钢水中还需要额外的铝含量以保证钢水中氧势处于较低水平，关于这部分额外的铝含量的加入，本发明主要考虑以下三个方面的影响：
39.1)lf脱硫的效率，提高钢水中铝含量能够提高lf炉脱硫效率；
40.2)减少后续冶炼过程的调铝操作，保证充分的脱氧产物上浮时间，从而提高钢水洁净度；
41.3)成品铝含量应接近该钢种铝含量目标值，需综合考虑lf炉冶炼、rh炉冶炼及连铸过程铝的烧损量。
42.有鉴于此，本发明中上述钢水中额外铝含量按照该钢种成品铝含量的上限值加入，脱氧剂加入量可以通过下式计算。脱氧剂加入量＝出钢钢水的质量
×
(1.125
×
出钢钢水中氧的质量百分含量 管线钢中铝的质量百分含量的上限值)/脱氧剂中铝的质量百分含量/出钢钢水中铝的收得率。
43.根据本发明的实施例，脱氧剂中含有铝，但并非脱氧剂中所有的铝都能与钢水中的氧发生反应，而是其中一部分铝会与外界空气或炉渣中的组分发生反应，从而产生一些损耗。举例来说，钢水质量为300吨，钢水中氧含量为400ppm，加入500kg纯铝，若铝的收得率为100％，铝氧反应消耗135kg铝，剩余365kg铝全部溶入钢水中，则钢水中铝含量应为1217ppm。若实际上钢水中铝含量为800ppm，则铝的收得率为：(135 240)/500＝75％。其中铝氧反应消耗的135kg铝，钢水中溶解铝的质量为300*800/1000＝240kg。
44.本技术提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法中，在对铁水进行吹炼后的出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂加入量与吹炼终点钢水中氧含量及管线钢成品的铝含量匹配。在转炉出钢过程中加入脱氧剂将钢水中的铝含量调至成品铝含量的上限值，能够将钢
水中氧势降至极低水平，避免了rh过程二次调铝，钢水中脱氧产物的聚合、长大更加充分，脱氧产物等杂质上浮去除效率更高，钢水更加洁净。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
45.在本技术的实施例中，步骤s1中所述钢水在吹炼之前还包括脱硫处理，所述脱硫处理后硫在所述钢水中的质量百分含量≤0.0020％，扒渣后亮面大于98％。
46.在本技术的实施例中，步骤s1中所述脱氧剂包括如下质量百分含量的组分：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
47.根据本发明的实施例，包括上述质量百分含量的组分的脱氧剂杂质较少，脱氧效果好。
48.在本技术的实施例中，步骤s1中所述脱氧剂的粒度为40mm～60mm。根据本发明的实施例，脱氧剂的粒度如果太大，则熔化速度慢，影响使用，粒度如果太小，则收得率低。
49.例如，脱氧剂的粒度为40mm、45mm、50mm、55mm或60mm。脱氧剂的粒度也可以是上述数值范围的任意组合。
50.根据本技术的实施例，lf精炼的目的是为了对钢水进行升温、脱硫和造渣，待钢水成分、温度及炉渣均满足要求后出站。
51.钢水自lf炉出站后，吊运至rh炉冶炼，钢水在真空环境下受到提升气体的提升作用，持续往复地在钢包炉和真空室内进行循环，完成脱气、夹杂去除、合金微调等工作。
52.测定钢水成分及温度，待钢水成分、温度及洁净度均满足要求后，rh炉破真空，钢水转运至喂丝位进行喂ca线作业，喂ca线量应与上述rh结束所测s含量匹配。喂ca线的主要目的是促使钢水中硫化物变性，但喂ca线操作常伴随剧烈的钢水喷溅，易导致钢水二次氧化，钢水洁净度降低。因此，在满足硫化物变性前提下应尽量减少喂ca线量。
53.在本技术的实施例中，所述喂钙线的量由如下公式(2)计算得到：
54.l＝(1.25
×
ωs)/m
ca
ꢀꢀ
(2)
55.其中，l为喂钙线的量，单位为m；ωs为rh冶炼结束后的钢水中硫的质量百分含量；m
ca
为每喂一米钙线，钢水中钙增加的质量百分含量。
56.根据本技术的实施例，在rh精炼结束后喂ca线，喂ca线量与钢水中s含量匹配，一方面能够保证硫化物的充分变形，同时也能够有效减少喂线过程对钢水造成的污染，降低二次氧化的风险。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
57.在本技术的实施例中，步骤s2中所述钙线的直径为9mm～10mm。根据本发明的实施例，钙线的直径在上述范围内能保证钙线的收得率处于较高水平。
58.例如，钙线的直径为9mm、9.5mm、9.8mm或10mm。钙线的直径也可以是上述数值范围的任意组合。
59.在本技术的实施例中，步骤s2中所述喂钙线的速度为2～3m/s。
60.根据本发明的实施例，喂钙线的速度在上述范围内能够保证钙线的收得率处于较高水平。具体的，如果速度太快，钙线的收得率低；如果速度太慢，不仅钙线的收得率低，而且会影响生产效率。
61.例如，喂钙线的速度为2m/s、2.2m/s、2.5m/s、2.8m/s或3m/s。喂钙线的速度也可以是上述数值范围的任意组合。
62.在本技术的实施例中，步骤s2中所述钙线为纯钙线。
63.本技术提供的提高高级别管线钢b类夹杂评级方法包括如下步骤：
64.s101、铁水预处理，通过kr将铁水中s脱至0.002％以下。
65.s102、转炉中加入废钢，铁水兑入其中，进行吹炼，吹炼至钢水成分及温度均满足要求后出钢。
66.s103、在转炉出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂的加入量应根据上述转炉吹炼终点氧含量及该钢种成品铝含量的上限值(通常以质量百分数计)进行计算。具体来说，脱氧剂的加入首先须保证钢水脱氧完全，根据铝氧化学反应，完全脱除钢水中氧所需钢水中铝的量为9/8*吹炼终点氧含量。除此之外，钢水中还需要额外的铝含量以保证钢水中氧势处于较低水平，即在实现钢水镇静脱氧的同时，将钢水中铝含量提高至成品上限，一方面能够提高精炼的脱硫效率，另一方面促使夹杂物一次性生成，给夹杂物的聚合、长大、上浮去除创造充分条件，避免后续精炼过程中再次调铝形成新的夹杂物影响钢水洁净度。
67.s104、出钢结束后，钢水进入lf炉精炼，待钢水成分、温度及炉渣均满足要求后出站。
68.s105、钢水自lf炉出站后，吊运至rh炉冶炼，测定钢水成分及温度，待钢水成分、温度及洁净度均满足要求后，rh炉破真空。
69.s106、钢水转运至喂丝位进行喂ca线作业，喂ca线量应与上述rh结束所测s含量匹配。喂ca线量根据公式计算，喂ca线量(单位，百米)＝1.25*rh结束硫含量/每百米ca线钢水增ca量。
70.s107、钢水在喂丝位软吹结束后，吊运至连铸平台进行浇铸，制成钢坯。
71.结合上述具体实施方式，s103中所使用的脱氧剂的粒度为40mm～60mm，s103中所使用的脱氧剂由如下质量百分数的成分组成：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
72.管线钢
73.本技术另一方面的实施例提供了一种管线钢，所述管线钢由上述方法制备而成。
74.实施例
75.下述实施例更具体地描述了本技术公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本技术公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
76.实施例1
77.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
78.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
79.具体的，吹炼终点钢水含氧量450ppm，成品铝含量的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂629kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
80.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％。根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*450 500)*300/1000/80％/60％＝629kg。
81.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
82.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量6ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*6/10*100＝75m，喂入速度2.5m/s。
83.结果表明，炉次1的管线钢成品的夹杂物评级b类为0.5级。
84.实施例2
85.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
86.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
87.具体的，吹炼终点钢水含氧量580ppm，成品铝含量的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂720kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
88.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*580 500)*300/1000/80％/60％＝720kg。
89.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
90.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量8ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*8/10*100＝100m，喂入速度2.5m/s。
91.结果表明，炉次2的管线钢陈品的夹杂物评级b类为1.0级。
92.实施例3
93.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
94.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
95.具体的，吹炼终点钢水含氧量680ppm，成品铝的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂790kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
96.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*680 500)*300/1000/80％/60％＝790kg。
97.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
98.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量12ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)喂线量为1.25*12/10*100＝150m，喂入速度2.5m/s。
99.结果表明，炉次3的管线钢成品的夹杂物评级b类为1.0级。
100.实施例4
101.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
102.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
103.具体的，吹炼终点钢水含氧量850ppm，成品铝判定上限0.05％，转炉出钢过程加入铝脱氧剂910kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
104.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*850 500)*300/1000/80％/60％＝910kg。
105.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
106.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量25ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*25/10*100＝312.5m，喂入速度2.5m/s。
107.结果表明，炉次4的管线钢成品夹杂物评级b类为1.5级。
108.对比例
109.(1)铁水预处理：kr结束后硫含量12ppm。
110.(2)对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
111.具体的，转炉吹炼终点钢水含氧量342ppm，成品铝判定上限0.05％，转炉出钢过程加入铝脱氧剂436kg，lf炉进站钢水铝含量0.031％。rh精炼过程调铝一次(若对照本发明的公式(1)，转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)，此工况下应加入脱氧剂为553kg，计算方法为：(1.125*342 500)*300/1000/80％/60％＝553kg)。
112.(3)将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
113.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量6ppm，喂ca线210m，喂入速度2.5m/s(若对照本发明的公式(2)，此工况下应喂线为：1.25*6/10*100＝75m。)。
114.结果表明，该炉次管线钢成品夹杂物评级b类为2.5级超标。
115.该例中脱氧剂实际加入量及喂ca线量均与本发明的公式计算不符，导致钢水夹杂物评级超标。
116.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
技术领域
1.本技术涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法及管线钢。
背景技术：
2.随着世界经济的高速发展，对石油、天然气等能源资源的需求与日俱增。管道运输是目前油气输送最为经济高效的运输方式，据统计，全球陆上70％石油和99％天然气要依靠管道输送。
3.管线钢是指用于输送石油、天然气等管道所用的一类具有特殊要求的钢种。管线钢中通常存在一定量的夹杂物，这些夹杂物主要以非金属化合物形态存在，分为a类、b类、c类和d类夹杂物。其中，a类为硫化物夹杂，b类为三氧化二铝夹杂，c类为硅酸盐夹杂，d类为球状氧化物夹杂。管线钢作为石油天然气的输送管道用钢时，石油天然气中的腐蚀性物质h2s中的氢原子易渗入其中，并在钢基体与夹杂物的界面析出，从而使钢基体萌生裂纹。
4.目前控制管线钢中夹杂物的难点主要在对b类夹杂物的控制。实际生产过程中，管线钢b类夹杂1.5级一检合格率仍处较低水平，在制造过程中面临着较高的质量风险。
技术实现要素：
5.本技术提供一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法及管线钢，旨在解决管线钢中b类夹杂物评级合格率低的问题。
6.一方面，本技术实施例提供了一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
7.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水，
8.其中，在所述出钢过程中包括加入脱氧剂进行脱氧，所述脱氧剂的加入量由如下公式(1)计算得到：
9.m＝m
×
(1.125ωo ω
al
)/(ω
×
k)
ꢀꢀ
(1)
10.其中，m为脱氧剂的加入量，单位为kg；m为出钢钢水的质量，单位为kg；ωo为出钢钢水中氧的质量百分含量；ω
al
为管线钢成品中铝的质量百分含量的上限值；ω为脱氧剂中铝的质量百分含量；k为出钢钢水中铝的收得率；
11.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
12.可选地，所述喂钙线的量由如下公式(2)计算得到：
13.l＝(1.25
×
ωs)/m
ca
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
14.其中，l为喂钙线的量，单位为m；ωs为rh冶炼结束后的钢水中硫的质量百分含量；m
ca
为每喂一米钙线，钢水中钙增加的质量百分含量。
15.可选地，步骤s1中所述钢水在吹炼之前还包括脱硫处理。
16.可选地，所述脱硫处理后硫在所述钢水中的质量百分含量≤0.0020％。
17.可选地，步骤s1中所述脱氧剂包括如下质量百分含量的组分：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
18.可选地，步骤s1中所述脱氧剂的粒度为40mm～60mm。
19.可选地，步骤s2中所述钙线的直径为9mm～10mm。
20.可选地，步骤s2中所述喂钙线的速度为2m/s～3m/s。
21.可选地，步骤s2中所述钙线为纯钙线。
22.另一个方面，本技术实施例提供一种管线钢，所述管线钢由上述方法制备而成。
23.本技术提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法中，在对铁水进行吹炼后的出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂加入量与吹炼终点钢水中氧含量及管线钢成品的铝含量匹配。在转炉出钢过程中加入脱氧剂将钢水中的铝含量调至成品铝含量的上限值，能够将钢水中氧势降至极低水平，避免了rh过程二次调铝，钢水中脱氧产物的聚合、长大更加充分，脱氧产物等杂质上浮去除效率更高，钢水更加洁净。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
具体实施方式
24.为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
25.为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
26.在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
27.本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实施例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
28.冶炼方法
29.本技术一方面的实施例提供了一种控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
30.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水，
31.其中，在所述出钢过程中包括加入脱氧剂进行脱氧，所述脱氧剂的加入量由如下
公式(1)计算得到：
32.m＝m
×
(1.125ωo ω
al
)/(ω
×
k)
ꢀꢀ
(1)
33.其中，m为脱氧剂的加入量，单位为kg；m为出钢钢水的质量，单位为kg；ωo为出钢钢水中氧的质量百分含量；ω
al
为管线钢中成品中铝的质量百分含量的上限值；ω为脱氧剂中铝的质量百分含量；k为出钢钢水中铝的收得率；
34.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
35.在本技术的实施例中，对铁水进行吹炼具体包括向转炉中加入废钢，将铁水兑入其中，进行吹炼，吹炼至钢水成分及温度均满足要求后出钢，此时钢水中氧含量称为转炉吹炼终点氧含量(以质量百分数计)。
36.在本技术的实施例中，对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值，其中，预设温度通常为1650℃～1670℃；预设组分(以质量百分含量计)通常要求：c≤0.045％，p≤0.012％，s≤0.008％。
37.在本技术的实施例中，在转炉出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂的加入量应根据上述转炉吹炼终点氧含量及管线钢成品中铝含量的上限值进行计算。对于管线钢成品中铝含量的上限值，例如，当管线钢成品中铝的质量百分含量为0.02％～0.05％，那么管线钢成品的铝含量的上限值为0.05％。
38.根据本技术的实施例，脱氧剂的加入首先须保证钢水脱氧完全。根据铝氧化学反应，完全脱除钢水中氧所需钢水中铝的量为1.125
×
出钢钢水中氧的百分含量。除此之外，钢水中还需要额外的铝含量以保证钢水中氧势处于较低水平，关于这部分额外的铝含量的加入，本发明主要考虑以下三个方面的影响：
39.1)lf脱硫的效率，提高钢水中铝含量能够提高lf炉脱硫效率；
40.2)减少后续冶炼过程的调铝操作，保证充分的脱氧产物上浮时间，从而提高钢水洁净度；
41.3)成品铝含量应接近该钢种铝含量目标值，需综合考虑lf炉冶炼、rh炉冶炼及连铸过程铝的烧损量。
42.有鉴于此，本发明中上述钢水中额外铝含量按照该钢种成品铝含量的上限值加入，脱氧剂加入量可以通过下式计算。脱氧剂加入量＝出钢钢水的质量
×
(1.125
×
出钢钢水中氧的质量百分含量 管线钢中铝的质量百分含量的上限值)/脱氧剂中铝的质量百分含量/出钢钢水中铝的收得率。
43.根据本发明的实施例，脱氧剂中含有铝，但并非脱氧剂中所有的铝都能与钢水中的氧发生反应，而是其中一部分铝会与外界空气或炉渣中的组分发生反应，从而产生一些损耗。举例来说，钢水质量为300吨，钢水中氧含量为400ppm，加入500kg纯铝，若铝的收得率为100％，铝氧反应消耗135kg铝，剩余365kg铝全部溶入钢水中，则钢水中铝含量应为1217ppm。若实际上钢水中铝含量为800ppm，则铝的收得率为：(135 240)/500＝75％。其中铝氧反应消耗的135kg铝，钢水中溶解铝的质量为300*800/1000＝240kg。
44.本技术提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法中，在对铁水进行吹炼后的出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂加入量与吹炼终点钢水中氧含量及管线钢成品的铝含量匹配。在转炉出钢过程中加入脱氧剂将钢水中的铝含量调至成品铝含量的上限值，能够将钢
水中氧势降至极低水平，避免了rh过程二次调铝，钢水中脱氧产物的聚合、长大更加充分，脱氧产物等杂质上浮去除效率更高，钢水更加洁净。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
45.在本技术的实施例中，步骤s1中所述钢水在吹炼之前还包括脱硫处理，所述脱硫处理后硫在所述钢水中的质量百分含量≤0.0020％，扒渣后亮面大于98％。
46.在本技术的实施例中，步骤s1中所述脱氧剂包括如下质量百分含量的组分：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
47.根据本发明的实施例，包括上述质量百分含量的组分的脱氧剂杂质较少，脱氧效果好。
48.在本技术的实施例中，步骤s1中所述脱氧剂的粒度为40mm～60mm。根据本发明的实施例，脱氧剂的粒度如果太大，则熔化速度慢，影响使用，粒度如果太小，则收得率低。
49.例如，脱氧剂的粒度为40mm、45mm、50mm、55mm或60mm。脱氧剂的粒度也可以是上述数值范围的任意组合。
50.根据本技术的实施例，lf精炼的目的是为了对钢水进行升温、脱硫和造渣，待钢水成分、温度及炉渣均满足要求后出站。
51.钢水自lf炉出站后，吊运至rh炉冶炼，钢水在真空环境下受到提升气体的提升作用，持续往复地在钢包炉和真空室内进行循环，完成脱气、夹杂去除、合金微调等工作。
52.测定钢水成分及温度，待钢水成分、温度及洁净度均满足要求后，rh炉破真空，钢水转运至喂丝位进行喂ca线作业，喂ca线量应与上述rh结束所测s含量匹配。喂ca线的主要目的是促使钢水中硫化物变性，但喂ca线操作常伴随剧烈的钢水喷溅，易导致钢水二次氧化，钢水洁净度降低。因此，在满足硫化物变性前提下应尽量减少喂ca线量。
53.在本技术的实施例中，所述喂钙线的量由如下公式(2)计算得到：
54.l＝(1.25
×
ωs)/m
ca
ꢀꢀ
(2)
55.其中，l为喂钙线的量，单位为m；ωs为rh冶炼结束后的钢水中硫的质量百分含量；m
ca
为每喂一米钙线，钢水中钙增加的质量百分含量。
56.根据本技术的实施例，在rh精炼结束后喂ca线，喂ca线量与钢水中s含量匹配，一方面能够保证硫化物的充分变形，同时也能够有效减少喂线过程对钢水造成的污染，降低二次氧化的风险。从而实现了钢水洁净度提升，提高了钢中b类夹杂评级水平。
57.在本技术的实施例中，步骤s2中所述钙线的直径为9mm～10mm。根据本发明的实施例，钙线的直径在上述范围内能保证钙线的收得率处于较高水平。
58.例如，钙线的直径为9mm、9.5mm、9.8mm或10mm。钙线的直径也可以是上述数值范围的任意组合。
59.在本技术的实施例中，步骤s2中所述喂钙线的速度为2～3m/s。
60.根据本发明的实施例，喂钙线的速度在上述范围内能够保证钙线的收得率处于较高水平。具体的，如果速度太快，钙线的收得率低；如果速度太慢，不仅钙线的收得率低，而且会影响生产效率。
61.例如，喂钙线的速度为2m/s、2.2m/s、2.5m/s、2.8m/s或3m/s。喂钙线的速度也可以是上述数值范围的任意组合。
62.在本技术的实施例中，步骤s2中所述钙线为纯钙线。
63.本技术提供的提高高级别管线钢b类夹杂评级方法包括如下步骤：
64.s101、铁水预处理，通过kr将铁水中s脱至0.002％以下。
65.s102、转炉中加入废钢，铁水兑入其中，进行吹炼，吹炼至钢水成分及温度均满足要求后出钢。
66.s103、在转炉出钢过程中加入脱氧剂，脱氧剂的加入量应根据上述转炉吹炼终点氧含量及该钢种成品铝含量的上限值(通常以质量百分数计)进行计算。具体来说，脱氧剂的加入首先须保证钢水脱氧完全，根据铝氧化学反应，完全脱除钢水中氧所需钢水中铝的量为9/8*吹炼终点氧含量。除此之外，钢水中还需要额外的铝含量以保证钢水中氧势处于较低水平，即在实现钢水镇静脱氧的同时，将钢水中铝含量提高至成品上限，一方面能够提高精炼的脱硫效率，另一方面促使夹杂物一次性生成，给夹杂物的聚合、长大、上浮去除创造充分条件，避免后续精炼过程中再次调铝形成新的夹杂物影响钢水洁净度。
67.s104、出钢结束后，钢水进入lf炉精炼，待钢水成分、温度及炉渣均满足要求后出站。
68.s105、钢水自lf炉出站后，吊运至rh炉冶炼，测定钢水成分及温度，待钢水成分、温度及洁净度均满足要求后，rh炉破真空。
69.s106、钢水转运至喂丝位进行喂ca线作业，喂ca线量应与上述rh结束所测s含量匹配。喂ca线量根据公式计算，喂ca线量(单位，百米)＝1.25*rh结束硫含量/每百米ca线钢水增ca量。
70.s107、钢水在喂丝位软吹结束后，吊运至连铸平台进行浇铸，制成钢坯。
71.结合上述具体实施方式，s103中所使用的脱氧剂的粒度为40mm～60mm，s103中所使用的脱氧剂由如下质量百分数的成分组成：al：77％～83％、fe：17％～21％、c：0.1％～0.3％、si：0.1％～0.2％、mn：0.4％～0.8％、s：0.01％～0.03％、p:0.01％～0.03％。
72.管线钢
73.本技术另一方面的实施例提供了一种管线钢，所述管线钢由上述方法制备而成。
74.实施例
75.下述实施例更具体地描述了本技术公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本技术公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
76.实施例1
77.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
78.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
79.具体的，吹炼终点钢水含氧量450ppm，成品铝含量的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂629kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
80.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％。根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*450 500)*300/1000/80％/60％＝629kg。
81.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
82.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量6ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*6/10*100＝75m，喂入速度2.5m/s。
83.结果表明，炉次1的管线钢成品的夹杂物评级b类为0.5级。
84.实施例2
85.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
86.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
87.具体的，吹炼终点钢水含氧量580ppm，成品铝含量的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂720kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
88.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*580 500)*300/1000/80％/60％＝720kg。
89.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
90.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量8ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*8/10*100＝100m，喂入速度2.5m/s。
91.结果表明，炉次2的管线钢陈品的夹杂物评级b类为1.0级。
92.实施例3
93.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
94.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
95.具体的，吹炼终点钢水含氧量680ppm，成品铝的上限值为0.05％(质量百分含量)，转炉出钢过程加入铝脱氧剂790kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
96.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*680 500)*300/1000/80％/60％＝790kg。
97.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
98.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量12ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)喂线量为1.25*12/10*100＝150m，喂入速度2.5m/s。
99.结果表明，炉次3的管线钢成品的夹杂物评级b类为1.0级。
100.实施例4
101.本实施例提供的控制管线钢中b类夹杂物的冶炼方法，包括如下步骤：
102.s1对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
103.具体的，吹炼终点钢水含氧量850ppm，成品铝判定上限0.05％，转炉出钢过程加入铝脱氧剂910kg。其中，脱氧剂的计算过程如下：
104.转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)计算加入脱氧剂：(1.125*850 500)*300/1000/80％/60％＝910kg。
105.s2将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
106.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量25ppm，百米钙线钢水增钙量为10ppm。根据公式(2)，喂线量为1.25*25/10*100＝312.5m，喂入速度2.5m/s。
107.结果表明，炉次4的管线钢成品夹杂物评级b类为1.5级。
108.对比例
109.(1)铁水预处理：kr结束后硫含量12ppm。
110.(2)对铁水进行吹炼，至所述铁水在吹炼终点的组分与温度满足预设值后出钢，得到出钢钢水。
111.具体的，转炉吹炼终点钢水含氧量342ppm，成品铝判定上限0.05％，转炉出钢过程加入铝脱氧剂436kg，lf炉进站钢水铝含量0.031％。rh精炼过程调铝一次(若对照本发明的公式(1)，转炉出钢钢水质量300吨，脱氧剂中铝的质量百分数为80％，钢水中铝的收得率为60％，根据公式(1)，此工况下应加入脱氧剂为553kg，计算方法为：(1.125*342 500)*300/1000/80％/60％＝553kg)。
112.(3)将所述出钢钢水进行lf精炼和rh冶炼，对rh冶炼结束后的钢水进行喂钙线和浇铸处理，得到管线钢成品。
113.具体的，rh精炼结束后，钢水s含量6ppm，喂ca线210m，喂入速度2.5m/s(若对照本发明的公式(2)，此工况下应喂线为：1.25*6/10*100＝75m。)。
114.结果表明，该炉次管线钢成品夹杂物评级b类为2.5级超标。
115.该例中脱氧剂实际加入量及喂ca线量均与本发明的公式计算不符，导致钢水夹杂物评级超标。
116.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
再多了解一些
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