CN107760810A - 一种管线钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管线钢的生产方法,所述方法包括:对铁水进行预处理,所述预处理至少包括对所述铁水进行脱硫处理和脱磷处理,得到半钢;对所述半钢进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水;将所述脱碳钢水进行出钢处理;将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。本发明即采用全量铁水“三脱”预处理工艺,并依靠LF炉造渣精炼处理、RH精炼处理等操作并控制各操作步骤的参数,即可生产低硫低氧钢水,不仅生产成本低并且产品洁净度高。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域,尤其涉及一种管线钢的生产方法。
背景技术
随着社会的发展进步,市场对钢材洁净度和成本的要求日益增强。高洁净度、低成本是世纪钢铁产品质量发展的主要技术方向,为了提高钢材的各种性能,延长服役寿命,提高强度,要求钢材的杂质含量和夹杂物总量越低越好,并且为了提高企业竞争力,要求钢材成本越低越好。管线钢用途特殊,例如可用于石油、天然气输送管线等,由于使用条件越来越苛刻,对管道的要求也越来越高,现有管线钢一般采用单精炼工艺生产,然而,在管线钢实际生产中,往往由于夹杂物的存在,使得管线钢常发生探伤不合等缺陷。
发明内容
针对上述缺陷,本发明的主要目的在于提供一种管线钢的生产方法,提高了管线钢产品的洁净度,减少了探伤不合等缺陷。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:一种管线钢的生产方法,所述方法包括:
对铁水进行预处理,所述预处理至少包括对所述铁水进行脱硫处理和脱磷处理,得到半钢;
对所述半钢进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水;
将所述脱碳钢水进行出钢处理;
将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;
将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;
通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。
作为进一步的优选,所述预处理前的铁水中的硅含量为0.15%≤Si≤0.40%,温度为1330℃≤T≤1380℃,硫含量S≤0.080%。
作为进一步的优选,所述对铁水进行预处理具体包括:
对所述铁水进行脱硫处理;
向经过脱硫处理后的铁水中加入废钢、第一辅料进行吹炼脱磷处理,获得脱磷处理后的半钢。
作为进一步的优选,所述对铁水进行脱硫处理具体包括:对所述铁水进行一次扒渣处理;向经过扒渣处理后的铁水中加入脱硫剂进行KR脱硫,获得硫含量小于等于0.0005%的铁水;对获得的所述硫含量小于等于0.0005%的铁水进行二次扒渣处理,获得留渣率小于等于2%的铁水。
作为进一步的优选,所述脱硫剂包括石灰和萤石的混合物,所述石灰和萤石的质量比为10-15:1。
作为进一步的优选,所述第一辅料选自高钙白灰、轻烧白云石、矿石、萤石及硅铁。
作为进一步的优选,所述吹炼脱碳处理,包括:将所述脱磷处理后的钢水置于脱碳转炉中,加入第二辅料进行吹炼脱碳处理;所述脱碳转炉吹炼过程的转炉终点温度控制为1650℃~1680℃,吹炼终点的C含量为0.04-0.07%,P含量小于等于0.010%,S含量小于等于0.0050%。
作为进一步的优选,所述第二辅料包括石灰及萤石,所述石灰加入量为5-7kg/吨钢,萤石加入量为1-3kg/吨钢。
作为进一步的优选,所述LF炉造渣精炼处理包括:在所述LF炉中加入150-200kg铝渣、1.5~2t合成渣埋弧升温。
作为进一步的优选,所述RH精炼处理包括:所述RH精炼采用真空槽,所述真空槽的真空度≤200Pa的时间为≥15min;所述真空槽中环流管≥12根。
作为进一步的优选,所述通过经RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢,包括:将RH精炼处理后的钢水进行连铸机浇注。
本发明的有益效果是:本发明对铁水进行脱硫处理、脱磷处理以及脱碳处理得到脱碳钢水;将所述脱碳钢水进行出钢处理;将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。本发明即采用全量铁水“三脱”预处理工艺,并依靠LF炉造渣精炼处理、RH精炼处理等操作并控制各操作步骤的参数,即可生产低硫低氧钢水,不仅生产成本低并且产品洁净度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的管线钢的生产方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种管线钢的生产方法,可应用于生产J55管线钢。其中,J55属于石油套管类管线钢,是石油、天然气开采过程中的重要材料,实际应用于油田的钻采生产。国、内外部分管厂将J55板卷制管后对管体进行热处理升级为N80/P110/HCP110级别产品。不同于传统的管线钢,热处理升级用J55管线钢对钢材的洁净度要求高,且J55管线钢要求夹杂物的膨胀系数与钢基体差别较小为宜。本发明实施例采用的全量铁水“三脱”预处理工艺,并依靠LF炉造渣精炼处理、RH精炼处理等操作并控制各操作步骤的参数,即可生产低硫低氧钢水,不仅生产成本低并且产品洁净度高。;实现了在提高钢水纯净度的同时使钢中残留夹杂物成分满足J55或其他管线钢在制管、热处理过程中的使用要求。
具体而言,请参阅图1,本发明实施例提供的一种管线钢的生产方法,包括如下步骤:
步骤100:对铁水进行预处理,所述预处理至少包括对所述铁水进行脱硫处理和脱磷处理,得到半钢;
步骤200:对所述半钢进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水;
步骤300:将所述脱碳钢水进行出钢处理;
步骤400:将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;
步骤500:将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;
步骤600:通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。
下文中,特举数实施例分别阐述各步骤。
步骤100中,对铁水进行预处理,具体包括如下子步骤:
步骤101:将铁水包中的铁水依次进行扒渣处理、加入脱硫剂KR铁水脱硫处理、再次扒渣处理,然后将铁水兑入脱磷转炉;
步骤102:向所述脱磷转炉中加入废钢、第一辅料进行吹炼脱磷处理;然后将所得钢水兑入脱碳转炉;
其中,步骤101中所述的铁水要求:0.15%≤Si≤0.40%,1330℃≤T≤1380℃,S≤0.080%;脱硫剂为石灰和萤石的混合物,所述石灰和萤石的质量比为10:1,所述脱硫后的铁水中的硫含S≤0.0005%,所述再次扒渣处理的扒渣率≥98%。
按上述步骤以生产J55管线钢的2个实施例分别为例进行说明,表1为实施例1和2中按上述步骤的KR脱硫处理过程中铁水硫含量变化和扒渣率。
表1
其中,步骤102中所述专用脱磷炉吹炼过程只允许使用高钙白灰、轻烧、矿石、萤石(每炉不超800kg)及提温硅铁,每炉的容量是300t,提温硅铁用来补充转炉热量,通过硅的氧化升温;脱磷炉不使用压渣剂,脱磷转炉冶炼此浇次及前一炉溅渣严禁使用焦炭。
表2为按上述步骤生产的实施例1和2中脱磷炉终点控制情况。使用厂内自循环废钢25t,其中中型废钢(加工)12t,统料废钢(加工)13t,不加小块渣钢。吹炼过程不加除尘灰、压渣剂等高硫辅料,半钢硫控制较好,均<0.0030%。
表2
实施例 | 温度℃ | C% | P% | S% |
实施例1 | 1312 | 3.30 | 0.024 | 0.0029 |
实施例2 | 1323 | 3.27 | 0.028 | 0.0028 |
步骤200:对所述钢水进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水;
即向所述脱碳转炉的钢水加入第二辅料进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水。其中,所述脱碳转炉吹炼过程转炉终点温度控制在1650℃~1670℃,开机炉次在此基础上提高10℃;目标终点C:0.04-0.07%,终点P含量控制在0.010%以下,S含量控制在0.0050%以下,冶炼此浇次及前1炉溅渣严禁使用焦炭。
另外,所述脱碳转炉吹炼过程石灰加入量6kg/吨钢,萤石加入量1.5kg/吨钢。
表3为按上述步骤生产的实施例1和2中脱碳炉终点控制情况。吹炼过程不加高效补热剂等高硫辅料,终点P控制较好。
表3
实施例 | 终点温度 | 终点C% | 终点氧 | 终点P | 炉后温度 | 是否后吹 |
实施例1 | 1655 | 0.041 | 516 | 0.0047 | 1577 | 否 |
实施例2 | 1654 | 0.092 | 306 | 0.0051 | 1582 | 否 |
步骤300:将所述脱碳钢水进行出钢处理;然后将钢水倒入钢包内;
其中,出钢3min~4min依次加入全部的钢砂铝、Si-Fe等合金,钢砂铝加入量较模型增加50-100kg;出钢过程做好对流操作,确保各种合金、渣料全部熔化;出钢结束加入150kg铝渣球进行渣改质;挡渣采用前后挡渣。
出钢时间7-8min,小粒白灰及合金熔化较好,进站成分均在要求范围内,成分控制较理想。
步骤400:将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;
其中,LF精炼进站预吹3min,测温,取样作为RH成分粗调参考;加入150kg铝渣、1.5~2t合成渣埋弧升温。
步骤500:将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;
其中,采用的RH精炼真空槽生产前必须进行化冷钢、洗槽,确保真空槽洁净,环流管≥12根;采用本处理控制模式,要求真空度≤200Pa的时间≥15min;禁止升温,若温度高需通过废钢调整,则在真空处理前10min内加入;RH工序进行喂丝机试车,确保喂丝机走线及退线操作正常,能够满足生产需求;喂丝套管使用新套管,保证丝线运行顺畅,确保喂丝效果;对丝线进行检查,生产前必须使用新吊运新线,旧线吊LF炉进行消耗;当班RH班组长组织人员对底吹***进行测漏检查,保证底吹管路无漏气,保证软吹效果;严格执行管线钢冶炼控制要求,根据结束S含量进行钙处理操作;钙处理结束软吹5min取全氧样分析N、O。
表4为按上述步骤生产的实施例1和2中LF、RH生产过程周期控制情况。
表5为LF、RH生产过程中成分控制情况。表6为RH过程控制情况。
表4
实施例 | LF炉在站周期 | RH在站周期 | LF炉进站温度 | LF炉升温时间 | 出毕至开浇 |
实施例1 | 52 | 54 | 1563 | 23 | 155 |
实施例2 | 52 | 53 | 1562 | 20 | 154 |
表5
表6
实施例 | 真空时间 | 最小真空度 | 喂钙线量 | 结束Ca |
实施例1 | 28 | 65 | 400 | 25ppm |
实施例2 | 28 | 73 | 300 | 11ppm |
步骤600:通过经上述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。
其中,具体包括:将RH精炼处理后的钢水进行连铸机浇注。
步骤600中钢水生产过程中确保恒拉速,如需变拉速,只允许变化±0.1m/min,并且严禁将拉速涨回原拉速,变速坯冻结;本钢种在生产过程中严禁中包钢水吨位低于40吨,如遇生产节奏等原因,中包钢水低于40吨,则立即停浇;生产前,铸机必须进行结晶器靠弧,4天有效;上水口氩气1L/min、板间氩气2L/min;铸机中包烤包前检查三路氩气;钢水过热度控制在15-30℃。
实施例1和2全过程恒拉速1.1m/min进行生产;中包过热度分别为26℃和30℃;连铸增氮全部小于3ppm(2ppm和-1.9ppm);中包氧分别为6ppm和9ppm,钙含量分别为17ppm和14ppm,硫含量分别为17ppm和14ppm其他化学成分均符合控制要求。表7为中包成分情况。
表7
实施例 | O | N | S | Ca |
实施例1 | 6ppm | 20ppm | 17ppm | 17ppm |
实施例2 | 7ppm | 20ppm | 14ppm | 14ppm |
从表7提供的铸坯中氧、氮、硫的含量可以看出,2个实施例得到的铸坯的氧、氮、硫的含量都很低。
上述本申请实施例中的技术方案,至少具有如下的技术效果或优点:
本发明对铁水进行脱硫处理、脱磷处理以及脱碳处理得到脱碳钢水;将所述脱碳钢水进行出钢处理;将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。本发明即采用全量铁水“三脱”预处理工艺,并依靠LF炉造渣精炼处理、RH精炼处理等操作并控制各操作步骤的参数,即可生产低硫低氧钢水,不仅生产成本低并且产品洁净度高。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种管线钢的生产方法,其特征在于:所述方法包括:
对铁水进行预处理,所述预处理至少包括对所述铁水进行脱硫处理和脱磷处理,得到半钢;
对所述半钢进行吹炼脱碳处理得到脱碳钢水;
将所述脱碳钢水进行出钢处理;
将所述出钢处理后的所述脱碳钢水进行LF炉造渣精炼处理;
将所述LF炉造渣精炼处理后的钢水进行RH精炼处理;
通过经所述RH精炼处理后的钢水获得所述管线钢。
2.根据权利要求1所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述预处理前的铁水中的硅含量为0.15%≤Si≤0.40%,温度为1330℃≤T≤1380℃,硫含量S≤0.080%。
3.根据权利要求1所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述对铁水进行预处理具体包括:
对所述铁水进行脱硫处理;
向经过脱硫处理后的铁水中加入废钢、第一辅料进行吹炼脱磷处理,获得脱磷处理后的半钢。
4.根据权利要求1或3所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述对铁水进行脱硫处理具体包括:对所述铁水进行一次扒渣处理;向经过扒渣处理后的铁水中加入脱硫剂进行KR脱硫,获得硫含量小于等于0.0005%的铁水;对获得的所述硫含量小于等于0.0005%的铁水进行二次扒渣处理,获得留渣率小于等于2%的铁水。
5.根据权利要求4所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述脱硫剂包括石灰和萤石的混合物,所述石灰和萤石的质量比为10-15:1。
6.根据权利要求3所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述第一辅料选自高钙白灰、轻烧白云石、矿石、萤石及硅铁。
7.根据权利要求3所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述吹炼脱碳处理,包括:将所述脱磷处理后的钢水置于脱碳转炉中,加入第二辅料进行吹炼脱碳处理;所述脱碳转炉吹炼过程的转炉终点温度控制为1650℃~1680℃,吹炼终点的C含量为0.04-0.07%,P含量小于等于0.010%,S含量小于等于0.0050%。
8.根据权利要求3所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述第二辅料包括石灰及萤石,所述石灰加入量为5-7kg/吨钢,所述萤石加入量为1-3kg/吨钢。
9.根据权利要求1所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述LF炉造渣精炼处理包括:在所述LF炉中加入150-200kg铝渣、1.5~2t合成渣埋弧升温。
10.根据权利要求1所述的管线钢的生产方法,其特征在于:所述RH精炼处理包括:所述RH精炼采用真空槽,所述真空槽的真空度≤200Pa的时间为≥15min;所述真空槽中环流管≥12根。
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