CN101886218B

CN101886218B - 一种J55级37Mn5石油套管的炼钢方法

Info

Publication number: CN101886218B
Application number: CN200910072068XA
Authority: CN
Inventors: 张勇; 张玉才; 梁元成; 李伟; 矫宏伟; 李利佳
Original assignee: Heilongjiang Jianlong Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Heilongjiang Jianlong Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-05-16
Filing date: 2009-05-16
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-05-16
Also published as: CN101886218A

Abstract

一种J55级37Mn5石油套管的炼钢方法，其特征是：化学成分配比如下：C：0.34％～0.39％，Si：0.17％～0.35％，Mn：1.25％～1.50％，P≤0.030％，S≤0.025％，Als：0.010％～0.040％，余量Fe；上述J55级37Mn5石油套管钢，优选化学成分配比如下：C：0.35％～0.38％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.25％～1.35％，P≤0.025％，S≤0.020％，Als：0.010％～0.030％，在严格控制碳、硅、锰、磷、硫含量的基础上，合理控制酸溶铝的含量，使钢中所存的酸溶铝既起到细化管坯晶粒的作用，又不会因为酸溶铝含量高而使管坯塑性降低及影响钢水的洁净度。

Description

一种J55级37Mn5石油套管的炼钢方法

所属技术领域

本发明型涉及一种炼钢方法，尤其是一种J55级37Mn5石油套管钢的炼钢方法。

背景技术

随着石油工业的发展和石油套管产能的提高，石油工业专用钢的需求量逐步增加，37Mn5石油套管钢要求的强度较高，钢质均匀稳定，耐侵蚀性强，耐磨性好，同时还要承受使用条件下的拉、压、扭、弯等各种载荷的综合作用，但是，目前石油企业使用的J55级37Mn5石油套管钢产品的上述的综合性极不稳定，因此，不断优化成分配比和生产工艺过程，开发出能够满足强度、耐侵蚀性、耐磨性等方面性能要求并使生产过程容易控制的37Mn5石油套管钢，是使企业在此类产品竞争中得以制胜的根本。

发明内容

本发明用于提供一种J55级37Mn5石油套管钢的炼钢方法，所述一种J55级37Mn5石油套管钢的炼钢方法，经优化成分配比及工艺方法，可细化管坯晶粒组织、利用氧化物、夹杂物排除、增强管坯强度、耐侵蚀性、抗拉、压、弯等性能，并使生产过程容易控制。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种J55级37Mn5石油套管钢，其特征是：化学成分配比如下：C：0.34％～0.39％，Si：0.17％～0.35％，Mn：1.25％～1.50％，P≤0.030％，S≤0.025％，Als：0.010％～0.040％，余量Fe；

上述J55级37Mn5石油套管钢，优选化学成分配比如下：

C：0.35％～0.38％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.25％～1.35％，P≤0.025％，S≤0.020％，Als：0.010％～0.030％，余量Fe；

上述J55级37Mn5石油套管钢，力学性能指标如下：

屈服强度：Rel 379～552Mpa

抗拉强度：Rm ＞517Mpa

延伸率： A≥23％

上述J55级37Mn5石油套管钢的炼钢方法，包括如下工序：

转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气、底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～0.95Mpa；氧气流量15500～17000m³/h；供氧强度3.3～3.8Nm³/(t.min)；纯供氧时间13～16分钟，底吹氩气压力：0.3～1.3Mpa、底吹流量：50～120m³/h；

LF炉精炼：电极加热、吹氩搅拌、成分微调、造白渣脱硫去夹杂、喂硅钙线进行钙处理；

圆坯连铸：采用保护浇注。

本实用新型的有益效果是，本发明提供的用于制造J55级37Mn5石油套管钢配方，在严格控制碳、硅、锰、磷、硫含量的基础上，合理控制酸溶铝的含量，使钢中所存的酸溶铝既起到细化管坯晶粒的作用，又不会因为酸溶铝含量高而使管坯塑性降低及影响钢水的洁净度。检测指标表明，按照本发明配方生产的J55级37Mn5热轧用石油套管钢其力学性能指标完全满足相关产品要求，采用上述成分生产的管坯轧制成无缝钢管，应用于石油管道，从性能指标上分析均优于现有产品。此外，本发明所提供的J55级37Mn5石油套管钢炼钢方法，经过转炉吹炼、出钢后氩站脱氧合金化、LF精炼处理、保护浇注等工序的过程控制，可以提高钢水洁净度和铸坯质量，确保管坯力学性能，且使生产过程中容易控制的效果。

具体实施方式

本发明提供的J55级37Mn5石油套管钢配方，为确保屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能指标，采用中碳、低磷、低硫及适当酸溶铝的硅铝镇静钢，配方中主要元素在钢中作用及控制方法分析如下：

碳、硅的含量是影响钢材延伸率的基础，碳、硅作为固溶于钢中的间隙原子，随着其含量的增加，钢的屈服强度也升高，随之提高屈服比，加大了变形抗力，故对石油套管钢来说，碳应取中限。在炼钢过程中采用顶底复吹转炉、LF精炼炉的手段脱硫、微调成分，并去除钢水中的有害成分和夹杂物，保证钢水洁净；

低的含硫、磷量是本发明配方的关键，硫、磷在钢中均为有害元素，硫会增加钢的裂纹敏感性、导致钢的热脆性。其危害贯穿于从钢水凝固至轧钢的全过程。磷在钢水中以磷三铁的形式存在，它改变了碳的析出行为，影响固溶碳原子的状态及作用，硫控制在0.015％以下乃至0.012％以下可有效减少硫化物的非金属夹杂，提高钢材的延展性、韧性等性能，使生产的铸坯不易产生裂纹，生产过程容易控制。本发明在LF精炼炉处理工序，采用加精炼渣、石灰、碳化硅、铝粉造白渣脱硫，最终使钢水中的硫含量：≤0.006％。

控制酸溶铝在钢水中含量是本发明配方的重要环节，对于生产J55级37Mn5石油套管钢而言，钢水中酸溶铝的控制亦很关键，钢中存在酸溶铝有细化管坯晶粒的作用，但是酸溶铝若含量过高在生产过程中酸溶铝损失过多，产生的三氧化二铝夹杂就会增多，为了确保钢水的洁净度和管坯强度酸溶铝控制在0.010％～0.030％之间是合适的。

以下提供几个实施例：

其化学成分含量、力学性能如下表：

(上述实施例中化学成分余量为Fe)

炼钢方法主要工序如下：

转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气、底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～0.95Mpa；氧气流量16000～17000m³/h；供氧强度3.5～3.8Nm³/(t.min)；纯供氧时间13～16分钟，底吹氩气压力：0.3～1.3Mpa、底吹流量：50～120m³/h；顶吹氧气采用恒压变枪操作，合理控制顶吹氧气压力和氧枪枪位以有效地调节于控制熔池的搅拌效果，以达到吹炼平稳、冶炼时间短、脱碳、降硅，并去除钢中有害成分和杂物，保证钢水洁净。

出钢过程：出钢过程中加入高碳锰铁、铝铁、硅锰合金、增碳剂，脱氧合金化。全程吹氩均匀成分，促进夹杂物上浮；

LF精炼炉：通过电极加热升温3～5℃/Min，吹氩搅拌0.3～1.3Mpa，加精炼渣1.5～2.0kg/t、石灰2.0～3.0kg/t、SiC0.3～0.5kg/t、铝粉0.2～0.3kg/t造白渣，进行精炼脱硫，最终使钢水中的硫含量≤0.006％；再进行钢水钙处理，硅钙线加入量2.67m/t，硅钙线加完后软吹6～10分钟，通过钙处理保证钙铝比在0.1～0.15、钙硫比＞0.3，使夹杂物充分上浮，改变夹杂物的存在形态，降低钢渣熔点，提高钢水流动性，改善钢水的浇注性能，提高钢水的质量，圆坯连铸：采用钢包、中间包双重保护浇注，以降低酸溶铝损失确保钢水质量。

Claims

1.一种J55级37Mn5石油套管的炼钢方法，其特征是：上述J55级37Mn5石油套管钢，优选化学成分配比如下：C：0.35％～0.38％，Si：0.20％～0.30％，Mn：1.25％～1.35％，P≤0.025％，S≤0.020％，Als：0.010％～0.030％，余量Fe；

上述J55级37Mn5石油套管钢的炼钢方法，包括如下工序：

A、转炉吹炼：转炉吹炼过程采用顶吹氧气、底吹氩气，顶吹氧气工作氧压0.85～0.95Mpa；氧气流量15500～17000m³/h；供氧强度3.3～3.8Nm³/(t.min)；纯供氧时间13～16分钟，底吹氩气压力：0.3～1.3Mpa、底吹流量：50～120m³/h；

B、LF炉精炼：电极加热、吹氩搅拌、成分微调、造白渣脱硫去夹杂、喂硅钙线进行钙处理；

C、圆坯连铸：采用保护浇注。

2.根据权利要求1所述的一种J55级37Mn5石油套管的炼钢方法，其特征是：上述J55级37Mn5石油套管钢，力学性能指标如下：

屈服强度：Rel 379～552Mpa

抗拉强度：Rm ＞517Mpa

延伸率： A≥23％