降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法
技术领域
1.本发明涉及一种钢铁冶炼方法，尤其是降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法。
背景技术：
2.输气管道用热轧宽钢带简称“管线钢”，这种用于输气管道用的钢带，主要用于加工制造油气管线。管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢，是高技术含量和高附加值的产品，管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的诸多工艺技术新成就。基于管线钢的使用环境和要求，除需具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。尤其是天然气输送用管线钢，钢的纯净度要求更高，根据《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。目前，该钢种化学成分设计思路主要为低碳、低硫、低磷和微合金化，其中微合金化元素包括铌、钒、钛等。针对l360级以下、轧制厚度规格≤12mm的管线钢产品，大多企业考虑生产成本因素，取消使用贵重合金铌、钒、钛，采用锰、铝复合脱氧，工艺流程为：转炉-lf精炼炉-连铸机。但在生产过程中这种通用技术存有因锰含量高导致硫化物和氧化铝夹杂物级别高的问题，达不到标准要求。因此，设计经济型、高质量的管线钢生产工艺是亟待解决的问题。
技术实现要素：
3.本发明旨在提供一种降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，所述方法设计低碳、单一钛微合金化的化学成分体系，精准控制钢中氧、碳、硫、磷等元素含量，从而生产出低成本、高质量的l360级以下输气管道用热轧宽钢带。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
5.一种降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，包括炼铁、转炉冶炼、lf精炼、连铸工序：
6.a、炼铁控制铁水中硫、磷、锰元素含量控制范围，铁水中硫元素含量≤0.020％、磷元素含量≤0.100％、锰元素含量≥0.3％；
7.b、控制钢中硫元素含量≤0.008％、磷元素含量≤0.015％；
8.c、确定碳元素含量：碳当量cev＝c mn/6 (cr mo v)/5 (cu ni)/15，所述热轧宽钢带钢种为单一钛微合金化钢，即碳当量cev＝c mn/6；
9.控制碳当量≤0.213，以实现钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级，钢中碳元素控制范围为0.05％-0.08％；
10.d、确定锰元素含量：钢中锰元素含量确定为0.5％-0.8％；
11.e、确定钛元素含量：钢中钛元素控制范围为0.030％-0.045％。
12.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，转炉冶炼工序冶炼铁水消耗为820-830
㎏
/t
钢
，转炉渣碱度范围为3.2-4.0，转炉渣feo范围为15％-20％，转炉终点温度控制范围为1600-1630℃，转炉脱磷率达到90％以上，转炉终点磷元素含量≤
0.010％，转炉脱硫率达到20％以上，转炉终点硫元素含量≤0.016％，转炉终点锰含量≥0.12％。
13.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序造白渣前控制钢水中氧硫比氧/硫≤0.05。
14.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序进行钛微合金化、钙处理，在钢包中加入钛铁1.1-1.6
㎏
/t
钢
；喂入纯钙线，纯钙线中钙元素含量98％，单重为0.060
㎏
/m，纯钙线用量为0.15
㎏
/t
钢
，钙铝比控制范围为0.05-0.10。
15.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序钢水进站温度范围为1570-1600℃，钢水温度加热到1610-1630℃后，开始造白渣脱硫，使钢中硫元素含量≤0.008％。
16.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，连铸工序钢水喂入纯钙线后软吹10分钟后，吊至连铸机浇铸。根据液相线温度(该成分体系液相线温度为1522℃)和生产节奏，中间包温度控制范围为1540-1560℃，拉速控制范围为1.0-1.1m/min。
17.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，所述输气管道用热轧宽钢带的化学成分如下：c：0.05％-0.08％，mn：0.5％-0.8％，si：0.09％-0.20％，s≤0.008％、p≤0.015％，alt：0.020％-0.040％，ti：0.030％-0.045％，ca：0.0010％-0.0040％，n≤0.004％，余量为fe和不可避免的杂质；力学性能：屈服强度：310-495mpa、抗拉强度：435-760mpa、延伸率≥21％。
18.本发明针对l360级以下管线钢硫化物夹杂物(a类)、铝酸钙夹杂物(b、d类)级别高的问题进行了工艺改进，经过深入研究、反复试验，设计了一种在保证产品质量的同时实现生产成本最低的方法。所述方法对铁水成分严格要求，将传统的锰、铝复合脱氧工艺改为单一钛微合金化工艺，创造性的提出了碳当量、氧硫比对硫化物夹杂物的影响，限定碳当量范围，精确确定碳、锰元素含量；通过大量数据统计分析，得到lf精炼炉造白渣前钢水中氧硫比的控制范围，精准的指导lf精练炉操作。同时提出了经济的半钙处理方式，减轻了因喂入纯钙线引起的钢水氧化沸腾现象，降低了工人劳动风险，降低了b、d类夹杂物级别，满足了客户要求。采用本方法，钢带夹杂物级别低于现有技术，钢中单类夹杂物级别从3.0级降低到2.0级及以下，生产成本相比锰、铝复合脱氧工艺降低约50元/t。
具体实施方式
19.本发明方法包括炼铁、转炉冶炼、lf精炼、连铸工序，各工序的具体工艺要求如下：
20.a、炼铁工序严格控制铁水中硫、磷、锰元素含量范围，铁水中硫元素含量≤0.020％、磷元素含量≤0.100％、锰元素含量≥0.3％。
21.b、转炉冶炼工序严格控制钢中硫、磷、氮元素含量范围，钢中硫元素含量≤0.008％、磷元素含量≤0.015％，氮元素含量≤0.004％。
22.c、确定碳元素含量，所述l360级以下输气管道用热轧宽钢带为单一钛微合金化钢种，碳当量cev＝c mn/6 (cr mo v)/5 (cu ni)/15，由于该钢种中cr、mo、v、cu、ni元素含量极低，可忽略不计，即本发明中cev＝c mn/6。经过反复试验、数据统计分析得到：碳当量≤0.213时，钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级。根据碳当量≤0.213，将钢中碳元素控制范围为≤0.08％。考虑碳元素的固溶强化作用，转炉终点碳元素含量一般控制在0.04％-0.06％，
经lf炉精练后，增碳约0.01％-0.02％，成品钢中碳元素含量最低为0.05％，最高为0.08％，即碳元素控制范围为：0.05％-0.08％。
23.d、确定锰元素含量：根据《石油天然气输送管用热轧宽钢带》gb/t14164-2013，l360级以下管线钢锰元素含量最高值为1.4％。考虑mn/si≥2.5(一般钢中si元素含量在0.10％-0.20％)，钢中锰元素含量最低确定为2.5*0.2％＝0.5％。通过大量数据统计分析表明，当钢中锰元素含量≥0.8％时，钢中mns夹杂急剧增加，为此，确定钢中锰元素含量为0.5％-0.8％。
24.e、确定钛元素含量：通常钢中钛氮比≥3.4时，每增加0.01％钛约增加30mpa强度，钢中加入钛元素置换部分锰元素，从对力学性能的贡献来说，每0.1％锰贡献10mpa；每0.01％钛贡献30mpa，即0.01％钛相当于0.3％锰，钢中锰元素从1.4％降低到0.5％-0.8％时，锰元素含量降低了0.6％-0.9％，需要相应增加0.02％-0.03％钛元素进行置换，为此钢中钛元素含量最低为3.4*0.0030％ 0.02％＝0.030％，最高为3.4*0.0030％ 0.03％＝0.040％。考虑到钛元素为活泼元素，钛元素收得率不稳定，适当放宽钛元素控制范围，但钢中钛含量≥0.045％时，ti的氧化物大量析出，钢的强度急剧提高，钢的韧性和塑性下降。为此，将钢中钛元素控制范围确定为0.030％-0.045％。
25.f、转炉冶炼工序的主要任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和杂质，提高温度、调整成分。转炉冶炼铁水消耗为820-830
㎏
/t
钢
，转炉渣碱度范围为3.2-4.0，转炉渣feo范围为15％-20％，转炉终点温度控制范围为1600-1630℃，满足转炉脱磷“三高一低(高碱度、高渣量、高feo)”的条件，转炉脱磷率达到90％以上，即转炉终点磷元素含量≤0.010％(铁水磷元素含量≤0.10％)。实施该冶炼技术，转炉脱硫率达到20％以上，即转炉终点硫元素含量≤0.016％(铁水中硫元素含量≤0.020％)。转炉终点锰含量≥0.12％(锰元素回收率为40％，即转炉终点锰元素含量＝铁水中锰元素含量*0.4)。
26.转炉出钢过程加入5
㎏
/t
钢
石灰进行顶渣改质、2.5
㎏
/t
钢
铝块、6-11
㎏
/t
钢
硅锰(锰元素回收率为90％、合金中锰元素含量为0.65％；硅元素回收率为85％，合金中硅元素含量为0.17％)合金脱氧合金化，吹氩站喂入铝线，使氩后钢水中自由氧含量≤0.0008％，软吹3分钟后，钢水吊至lf精练炉进行精练。
27.g、lf精练炉脱硫：lf精练炉的主要目的是脱硫、降低夹杂物级别和改善夹杂物形态。钢水进站温度范围为1570-1600℃，钢水吊到lf精练炉后，首先测温、取样，根据测温、成分进行加热提温和补加合金操作。钢水温度加热到1610-1630℃后，开始造白渣脱硫，使钢中硫元素含量≤0.008％。
28.钢中夹杂物越高，钢的韧性越低，为此，本发明在lf精练炉造白渣前控制钢中氧含量，控制钢水中氧硫比在合理范围内。经过大量的数据统计和分析，得到氧硫比对硫化物夹杂物的影响如下：
29.当氧/硫≤0.05(氧为造白渣前钢中自由氧含量，％；硫为白渣前钢中硫元素含量，％)时，快速形成白渣进行脱硫，并且阻止硫化物夹杂物的生成。当钢中硫元素含量为0.016％时，钢中自由氧含量为0.0008％，即造白渣前钢中自由氧含量≤0.0008％。
30.h、lf精练炉钛微合金化、钙处理：
31.脱硫任务完成后，在钢包中加入钛铁1.1-1.6
㎏
/t
钢
(钛铁中钛元素含量33％，钛元素回收率为85％)，喂入纯钙线，因钛、钙均为活泼元素，与氧、硫结合能力大于锰元素，为
此，钢中加入钛元素的作用为固氮和固硫，阻止硫与锰结合形成硫化锰夹杂物、铝和氮形成氮化铝第二相粒子。
32.半钙处理工艺：钢包中喂入纯钙线，其目的主要是改变夹杂物形态，即将高熔点氧化铝夹杂改变为液态低熔点的12cao
·
7al
203
夹杂物，液态低熔点夹杂物在底吹氩的作用下上浮速度快，有文献记载钙铝比(cao/al
203
的比值)控制范围为0.13-0.20。本发明经过多次试验及数据总结，当钙铝比控制范围为0.05-0.10时，钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级、氧化铝夹杂物级别≤2.0级。该工艺降低了纯钙线(纯钙线中钙元素含量为98％，单重为0.060
㎏
/m，钙元素回收率约20％)用量0.15
㎏
/t
钢
，减轻了因喂入纯钙线引起的钢水氧化沸腾现象，降低了工人劳动风险。
33.i、连铸：钢水喂入纯钙线后软吹10分钟后，吊至连铸机浇铸。根据液相线温度(该成分体系液相线温度为1522℃)和生产节奏，中间包温度控制范围为1540-1560℃，拉速控制范围为1.0-1.1m/min。
34.以下提供本发明的几个具体的实施例：
35.实施例1：入炉铁水硫元素含量为0.020％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1630℃、终点碳元素含量0.04％、终点硫元素含量0.016％、终点磷元素含量0.010％、终点锰元素含量为0.12％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、6.5
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为20％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0008％。
36.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1600℃，取样检验锰元素含量为0.50％，定氧为0.0008％，钢水温度加热6分钟1630℃后停止加热，氧硫比为0.05，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.008％、磷元素含量为0.012％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为0.5％，碳当量为0.133；钢包内加入1.6
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线250米(0.15
㎏
/t
钢
)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.045％、钙元素含量为0.0030％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.008％、磷元素含量为0.012％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为0.5％、硅元素含量为0.09％，钙铝比为0.1，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a1.0b1.0d2.0,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
37.成品钢化学成分：c：0.05％，mn：0.5％，si：0.09％，s：0.008％、p：0.012％，alt：0.030％，ti：0.045％，ca：0.0030％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：375mpa，抗拉强度：500mpa，延伸率：41％。
38.实施例2：入炉铁水硫元素含量为0.020％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1600℃、终点碳元素含量0.06％、终点硫元素含量0.016％、终点磷元素含量0.008％、终点锰元素含量为0.15％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、11
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0005％。
39.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为
0.79％，补加硅锰合金0.62
㎏
/t
钢
，定氧为0.0005％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.036，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％，碳当量为0.213；钢包内加入1.6
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线125米(0.075
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.045％、钙元素含量为0.0015％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％、硅元素含量为0.16％，钙铝比为0.05，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a2.0b2.0d1.0,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
40.成品钢化学成分：c：0.08％，mn：0.8％，si：0.16％，s：0.005％、p：0.010％，alt：0.030％，ti：0.045％，ca：0.0015％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：415mpa，抗拉强度：550mpa，延伸率：39％。
41.实施例3：入炉铁水硫元素含量为0.015％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1600℃、终点碳元素含量0.06％、终点硫元素含量0.012％、终点磷元素含量0.008％、终点锰元素含量为0.15％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、11
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0006％。
42.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为0.79％，补加硅锰合金0.62
㎏
/t
钢
，定氧为0.0006％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.05，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.004％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％，碳当量为0.213；钢包内加入1.1
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线183米(0.11
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.030％、钙元素含量为0.0022％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％、硅元素含量为0.16％，钙铝比为0.07，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a2.0b1.5d1.5,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
43.成品钢化学成分：c：0.08％，mn：0.8％，si：0.16％，s：0.005％、p：0.010％，alt：0.030％，ti：0.030％，ca：0.0022％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：390mpa，抗拉强度：520mpa，延伸率：40％。
44.对比例：入炉铁水硫元素含量为0.030％、磷元素含量为0.12％、锰元素含量为0.2％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1630℃、终点碳元素含量0.04％、终点硫元素含量0.024％、终点磷元素含量0.012％、终点锰元素含量为0.08％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、19
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为3.5，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线150米，定氧为0.0015％。
45.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为1.19％，补加硅锰合金0.15
㎏
/t
钢
，定氧为0.0010％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.063，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.010％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为1.2％，碳当量为0.25；钢包内喂入纯钙线500米(0.3
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钙元素含量为0.0060％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.010％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为1.2％、硅元素含量为0.28％，钙铝比为0.20，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a3.0d2.5，不满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
46.成品钢化学成分：c：0.05％，mn：1.2％，si：0.28％，s：0.010％、p：0.010％，alt：0.030％，ca：0.0060％，n：0.0045％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：335mpa，抗拉强度：440mpa，延伸率：35％。
技术领域
1.本发明涉及一种钢铁冶炼方法，尤其是降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法。
背景技术：
2.输气管道用热轧宽钢带简称“管线钢”，这种用于输气管道用的钢带，主要用于加工制造油气管线。管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢，是高技术含量和高附加值的产品，管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的诸多工艺技术新成就。基于管线钢的使用环境和要求，除需具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。尤其是天然气输送用管线钢，钢的纯净度要求更高，根据《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。目前，该钢种化学成分设计思路主要为低碳、低硫、低磷和微合金化，其中微合金化元素包括铌、钒、钛等。针对l360级以下、轧制厚度规格≤12mm的管线钢产品，大多企业考虑生产成本因素，取消使用贵重合金铌、钒、钛，采用锰、铝复合脱氧，工艺流程为：转炉-lf精炼炉-连铸机。但在生产过程中这种通用技术存有因锰含量高导致硫化物和氧化铝夹杂物级别高的问题，达不到标准要求。因此，设计经济型、高质量的管线钢生产工艺是亟待解决的问题。
技术实现要素：
3.本发明旨在提供一种降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，所述方法设计低碳、单一钛微合金化的化学成分体系，精准控制钢中氧、碳、硫、磷等元素含量，从而生产出低成本、高质量的l360级以下输气管道用热轧宽钢带。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
5.一种降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，包括炼铁、转炉冶炼、lf精炼、连铸工序：
6.a、炼铁控制铁水中硫、磷、锰元素含量控制范围，铁水中硫元素含量≤0.020％、磷元素含量≤0.100％、锰元素含量≥0.3％；
7.b、控制钢中硫元素含量≤0.008％、磷元素含量≤0.015％；
8.c、确定碳元素含量：碳当量cev＝c mn/6 (cr mo v)/5 (cu ni)/15，所述热轧宽钢带钢种为单一钛微合金化钢，即碳当量cev＝c mn/6；
9.控制碳当量≤0.213，以实现钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级，钢中碳元素控制范围为0.05％-0.08％；
10.d、确定锰元素含量：钢中锰元素含量确定为0.5％-0.8％；
11.e、确定钛元素含量：钢中钛元素控制范围为0.030％-0.045％。
12.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，转炉冶炼工序冶炼铁水消耗为820-830
㎏
/t
钢
，转炉渣碱度范围为3.2-4.0，转炉渣feo范围为15％-20％，转炉终点温度控制范围为1600-1630℃，转炉脱磷率达到90％以上，转炉终点磷元素含量≤
0.010％，转炉脱硫率达到20％以上，转炉终点硫元素含量≤0.016％，转炉终点锰含量≥0.12％。
13.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序造白渣前控制钢水中氧硫比氧/硫≤0.05。
14.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序进行钛微合金化、钙处理，在钢包中加入钛铁1.1-1.6
㎏
/t
钢
；喂入纯钙线，纯钙线中钙元素含量98％，单重为0.060
㎏
/m，纯钙线用量为0.15
㎏
/t
钢
，钙铝比控制范围为0.05-0.10。
15.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，lf精练工序钢水进站温度范围为1570-1600℃，钢水温度加热到1610-1630℃后，开始造白渣脱硫，使钢中硫元素含量≤0.008％。
16.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，连铸工序钢水喂入纯钙线后软吹10分钟后，吊至连铸机浇铸。根据液相线温度(该成分体系液相线温度为1522℃)和生产节奏，中间包温度控制范围为1540-1560℃，拉速控制范围为1.0-1.1m/min。
17.上述降低l360级以下输气管道用热轧宽钢带夹杂物等级的方法，所述输气管道用热轧宽钢带的化学成分如下：c：0.05％-0.08％，mn：0.5％-0.8％，si：0.09％-0.20％，s≤0.008％、p≤0.015％，alt：0.020％-0.040％，ti：0.030％-0.045％，ca：0.0010％-0.0040％，n≤0.004％，余量为fe和不可避免的杂质；力学性能：屈服强度：310-495mpa、抗拉强度：435-760mpa、延伸率≥21％。
18.本发明针对l360级以下管线钢硫化物夹杂物(a类)、铝酸钙夹杂物(b、d类)级别高的问题进行了工艺改进，经过深入研究、反复试验，设计了一种在保证产品质量的同时实现生产成本最低的方法。所述方法对铁水成分严格要求，将传统的锰、铝复合脱氧工艺改为单一钛微合金化工艺，创造性的提出了碳当量、氧硫比对硫化物夹杂物的影响，限定碳当量范围，精确确定碳、锰元素含量；通过大量数据统计分析，得到lf精炼炉造白渣前钢水中氧硫比的控制范围，精准的指导lf精练炉操作。同时提出了经济的半钙处理方式，减轻了因喂入纯钙线引起的钢水氧化沸腾现象，降低了工人劳动风险，降低了b、d类夹杂物级别，满足了客户要求。采用本方法，钢带夹杂物级别低于现有技术，钢中单类夹杂物级别从3.0级降低到2.0级及以下，生产成本相比锰、铝复合脱氧工艺降低约50元/t。
具体实施方式
19.本发明方法包括炼铁、转炉冶炼、lf精炼、连铸工序，各工序的具体工艺要求如下：
20.a、炼铁工序严格控制铁水中硫、磷、锰元素含量范围，铁水中硫元素含量≤0.020％、磷元素含量≤0.100％、锰元素含量≥0.3％。
21.b、转炉冶炼工序严格控制钢中硫、磷、氮元素含量范围，钢中硫元素含量≤0.008％、磷元素含量≤0.015％，氮元素含量≤0.004％。
22.c、确定碳元素含量，所述l360级以下输气管道用热轧宽钢带为单一钛微合金化钢种，碳当量cev＝c mn/6 (cr mo v)/5 (cu ni)/15，由于该钢种中cr、mo、v、cu、ni元素含量极低，可忽略不计，即本发明中cev＝c mn/6。经过反复试验、数据统计分析得到：碳当量≤0.213时，钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级。根据碳当量≤0.213，将钢中碳元素控制范围为≤0.08％。考虑碳元素的固溶强化作用，转炉终点碳元素含量一般控制在0.04％-0.06％，
经lf炉精练后，增碳约0.01％-0.02％，成品钢中碳元素含量最低为0.05％，最高为0.08％，即碳元素控制范围为：0.05％-0.08％。
23.d、确定锰元素含量：根据《石油天然气输送管用热轧宽钢带》gb/t14164-2013，l360级以下管线钢锰元素含量最高值为1.4％。考虑mn/si≥2.5(一般钢中si元素含量在0.10％-0.20％)，钢中锰元素含量最低确定为2.5*0.2％＝0.5％。通过大量数据统计分析表明，当钢中锰元素含量≥0.8％时，钢中mns夹杂急剧增加，为此，确定钢中锰元素含量为0.5％-0.8％。
24.e、确定钛元素含量：通常钢中钛氮比≥3.4时，每增加0.01％钛约增加30mpa强度，钢中加入钛元素置换部分锰元素，从对力学性能的贡献来说，每0.1％锰贡献10mpa；每0.01％钛贡献30mpa，即0.01％钛相当于0.3％锰，钢中锰元素从1.4％降低到0.5％-0.8％时，锰元素含量降低了0.6％-0.9％，需要相应增加0.02％-0.03％钛元素进行置换，为此钢中钛元素含量最低为3.4*0.0030％ 0.02％＝0.030％，最高为3.4*0.0030％ 0.03％＝0.040％。考虑到钛元素为活泼元素，钛元素收得率不稳定，适当放宽钛元素控制范围，但钢中钛含量≥0.045％时，ti的氧化物大量析出，钢的强度急剧提高，钢的韧性和塑性下降。为此，将钢中钛元素控制范围确定为0.030％-0.045％。
25.f、转炉冶炼工序的主要任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和杂质，提高温度、调整成分。转炉冶炼铁水消耗为820-830
㎏
/t
钢
，转炉渣碱度范围为3.2-4.0，转炉渣feo范围为15％-20％，转炉终点温度控制范围为1600-1630℃，满足转炉脱磷“三高一低(高碱度、高渣量、高feo)”的条件，转炉脱磷率达到90％以上，即转炉终点磷元素含量≤0.010％(铁水磷元素含量≤0.10％)。实施该冶炼技术，转炉脱硫率达到20％以上，即转炉终点硫元素含量≤0.016％(铁水中硫元素含量≤0.020％)。转炉终点锰含量≥0.12％(锰元素回收率为40％，即转炉终点锰元素含量＝铁水中锰元素含量*0.4)。
26.转炉出钢过程加入5
㎏
/t
钢
石灰进行顶渣改质、2.5
㎏
/t
钢
铝块、6-11
㎏
/t
钢
硅锰(锰元素回收率为90％、合金中锰元素含量为0.65％；硅元素回收率为85％，合金中硅元素含量为0.17％)合金脱氧合金化，吹氩站喂入铝线，使氩后钢水中自由氧含量≤0.0008％，软吹3分钟后，钢水吊至lf精练炉进行精练。
27.g、lf精练炉脱硫：lf精练炉的主要目的是脱硫、降低夹杂物级别和改善夹杂物形态。钢水进站温度范围为1570-1600℃，钢水吊到lf精练炉后，首先测温、取样，根据测温、成分进行加热提温和补加合金操作。钢水温度加热到1610-1630℃后，开始造白渣脱硫，使钢中硫元素含量≤0.008％。
28.钢中夹杂物越高，钢的韧性越低，为此，本发明在lf精练炉造白渣前控制钢中氧含量，控制钢水中氧硫比在合理范围内。经过大量的数据统计和分析，得到氧硫比对硫化物夹杂物的影响如下：
29.当氧/硫≤0.05(氧为造白渣前钢中自由氧含量，％；硫为白渣前钢中硫元素含量，％)时，快速形成白渣进行脱硫，并且阻止硫化物夹杂物的生成。当钢中硫元素含量为0.016％时，钢中自由氧含量为0.0008％，即造白渣前钢中自由氧含量≤0.0008％。
30.h、lf精练炉钛微合金化、钙处理：
31.脱硫任务完成后，在钢包中加入钛铁1.1-1.6
㎏
/t
钢
(钛铁中钛元素含量33％，钛元素回收率为85％)，喂入纯钙线，因钛、钙均为活泼元素，与氧、硫结合能力大于锰元素，为
此，钢中加入钛元素的作用为固氮和固硫，阻止硫与锰结合形成硫化锰夹杂物、铝和氮形成氮化铝第二相粒子。
32.半钙处理工艺：钢包中喂入纯钙线，其目的主要是改变夹杂物形态，即将高熔点氧化铝夹杂改变为液态低熔点的12cao
·
7al
203
夹杂物，液态低熔点夹杂物在底吹氩的作用下上浮速度快，有文献记载钙铝比(cao/al
203
的比值)控制范围为0.13-0.20。本发明经过多次试验及数据总结，当钙铝比控制范围为0.05-0.10时，钢中硫化物夹杂物级别≤2.0级、氧化铝夹杂物级别≤2.0级。该工艺降低了纯钙线(纯钙线中钙元素含量为98％，单重为0.060
㎏
/m，钙元素回收率约20％)用量0.15
㎏
/t
钢
，减轻了因喂入纯钙线引起的钢水氧化沸腾现象，降低了工人劳动风险。
33.i、连铸：钢水喂入纯钙线后软吹10分钟后，吊至连铸机浇铸。根据液相线温度(该成分体系液相线温度为1522℃)和生产节奏，中间包温度控制范围为1540-1560℃，拉速控制范围为1.0-1.1m/min。
34.以下提供本发明的几个具体的实施例：
35.实施例1：入炉铁水硫元素含量为0.020％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1630℃、终点碳元素含量0.04％、终点硫元素含量0.016％、终点磷元素含量0.010％、终点锰元素含量为0.12％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、6.5
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为20％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0008％。
36.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1600℃，取样检验锰元素含量为0.50％，定氧为0.0008％，钢水温度加热6分钟1630℃后停止加热，氧硫比为0.05，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.008％、磷元素含量为0.012％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为0.5％，碳当量为0.133；钢包内加入1.6
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线250米(0.15
㎏
/t
钢
)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.045％、钙元素含量为0.0030％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.008％、磷元素含量为0.012％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为0.5％、硅元素含量为0.09％，钙铝比为0.1，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a1.0b1.0d2.0,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
37.成品钢化学成分：c：0.05％，mn：0.5％，si：0.09％，s：0.008％、p：0.012％，alt：0.030％，ti：0.045％，ca：0.0030％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：375mpa，抗拉强度：500mpa，延伸率：41％。
38.实施例2：入炉铁水硫元素含量为0.020％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1600℃、终点碳元素含量0.06％、终点硫元素含量0.016％、终点磷元素含量0.008％、终点锰元素含量为0.15％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、11
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0005％。
39.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为
0.79％，补加硅锰合金0.62
㎏
/t
钢
，定氧为0.0005％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.036，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％，碳当量为0.213；钢包内加入1.6
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线125米(0.075
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.045％、钙元素含量为0.0015％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％、硅元素含量为0.16％，钙铝比为0.05，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a2.0b2.0d1.0,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
40.成品钢化学成分：c：0.08％，mn：0.8％，si：0.16％，s：0.005％、p：0.010％，alt：0.030％，ti：0.045％，ca：0.0015％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：415mpa，抗拉强度：550mpa，延伸率：39％。
41.实施例3：入炉铁水硫元素含量为0.015％、磷元素含量为0.10％、锰元素含量为0.3％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1600℃、终点碳元素含量0.06％、终点硫元素含量0.012％、终点磷元素含量0.008％、终点锰元素含量为0.15％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、11
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为4.0，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线100米，定氧为0.0006％。
42.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为0.79％，补加硅锰合金0.62
㎏
/t
钢
，定氧为0.0006％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.05，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.004％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％，碳当量为0.213；钢包内加入1.1
㎏
/t
钢
钛铁合金后喂入纯钙线183米(0.11
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钛元素含量为0.030％、钙元素含量为0.0022％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.005％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.08％、锰元素含量为0.8％、硅元素含量为0.16％，钙铝比为0.07，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a2.0b1.5d1.5,满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
43.成品钢化学成分：c：0.08％，mn：0.8％，si：0.16％，s：0.005％、p：0.010％，alt：0.030％，ti：0.030％，ca：0.0022％，n：0.0035％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：390mpa，抗拉强度：520mpa，延伸率：40％。
44.对比例：入炉铁水硫元素含量为0.030％、磷元素含量为0.12％、锰元素含量为0.2％；将铁水兑入转炉内冶炼，100t转炉炼钢，转炉冶炼铁水消耗为830
㎏
/t
钢
，全供氧时间为12min，转炉终点温度1630℃、终点碳元素含量0.04％、终点硫元素含量0.024％、终点磷元素含量0.012％、终点锰元素含量为0.08％，出钢过程随钢流加入5
㎏
/t
钢
石灰、2.5
㎏
/t
钢
铝块、19
㎏
/t
钢
硅锰合金，转炉渣碱度为3.5，转炉渣feo为15％；转炉炉后喂入铝线150米，定氧为0.0015％。
45.吹氩3分钟后钢水吊至lf精练炉，钢水进站温度为1570℃，取样检验锰元素含量为1.19％，补加硅锰合金0.15
㎏
/t
钢
，定氧为0.0010％，钢水温度加热6分钟1610℃后停止加热，氧硫比为0.063，钢包内加入白灰、萤石、铝粒造白渣，渣变白后保持10分钟，取样检验钢中硫元素含量为0.010％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为1.2％，碳当量为0.25；钢包内喂入纯钙线500米(0.3
㎏
/t钢)，吹氩3分钟后取样，钢中钙元素含量为0.0060％、铝元素含量为0.030％、硫元素含量为0.010％、磷元素含量为0.010％、碳元素含量为0.05％、锰元素含量为1.2％、硅元素含量为0.28％，钙铝比为0.20，钢包底吹氩软吹10分钟后运送至连铸机浇铸，连铸中间包温度为1550℃，拉速为1.1m/min，金相夹杂物为：a3.0d2.5，不满足《石油天然气输送管用热轧宽钢带》(标准号：gb/t 14164-2013)要求：a、b、c、d类非金属夹杂物级别均≤2.0级。
46.成品钢化学成分：c：0.05％，mn：1.2％，si：0.28％，s：0.010％、p：0.010％，alt：0.030％，ca：0.0060％，n：0.0045％，余量为fe和不可避免的杂质；轧制厚度规格为10mm；力学性能指标：屈服强度：335mpa，抗拉强度：440mpa，延伸率：35％。
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