一种用于生产管线钢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种用于生产管线钢的方法。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 制钢工艺中，由于钢基体，特别是其焊接融合线附近要经受高温及挤压处理，而在 热处理过程中，当存在大尺寸夹杂物且夹杂物的膨胀系数与钢基体差别较大时，容易在夹 杂物周边产生微裂纹，且传统的制钢工艺还存在纯净度低的技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种用于生产管线钢的方法，解决了或部分解决了现有技术中如何提 供一种全新的生产管线钢的方法，使得生产出来的管线钢一方面具备纯净度高的特点，又 一方面能够克服因夹杂物周边产生微裂纹而使得管线钢使用要求低的技术缺陷。
[0005] 本发明提供了一种用于生产管线钢的方法，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；对经过预处理后的铁水进行吹炼获得钢 水；依据吹炼后所获得的钢水中的磷含量，选择与所述磷含量相对应的出钢工艺对所述钢 水进行出钢处理；通过经出钢处理后的所述钢水获得所述管线钢。
[0006] 可选的，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 硫处理后的铁水中至少加入钢料和渣料进行吹炼，获得脱磷处理后的铁水。
[0007] 可选的，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硫剂进行脱硫，获得硫含量小于等于0. 002%的铁水；对获 得的所述硫含量小于等于0. 0020%的铁水进行二次扒渣处理，获得留渣率小于等于5%的 铁水。
[0008] 可选的，所述钢料的加料比是7% -10% ;和/或，所述渣料至少包括活性石灰、轻 烧白云石、烧结矿和萤石。
[0009] 可选的，所述对经过预处理后的铁水进行吹炼具体包括：向经过预处理后的铁水 中，至少加入活性石灰、轻烧白云石、烧结矿和萤石进行吹炼。
[0010] 可选的，所述依据吹炼后的钢水中的磷含量，选择与所述磷含量相对应的出钢工 艺对所述钢水进行出钢处理具体包括：当吹炼结束时钢水中的磷含量大于〇. 009%时，则 所选择的出钢工艺包括如下步骤：出钢前期，在铁水中至少加入白灰和萤石；出钢后期，在 铁水中加入铝铁合金；当吹炼结束时钢水中的磷含量小于等于0. 009%时，则所选择的出 钢工艺包括如下步骤：出钢前期，在铁水中加入铝铁合金；出钢后期，在铁水中至少加入白 灰和萤石。
[0011] 可选的，所述当吹炼结束时钢水中的磷含量大于0. 009%时，所述白灰的加入量是 7. 5kg/t-8. 5kg/t，所述萤石的加入量是I. 8kg/t-2. 2kg/t ;和/或，所述当吹炼结束时钢 水中的磷含量小于等于〇. 009%时，若硫含量大于0. 005%，则所述白灰的加入量是7. 5kg/ t-8. 5kg/t，所述萤石的加入量是I. 8kg/t-2. 2kg/t ;若硫含量小于等于0. 005%，则所述白 灰的加入量是5. 5kg/t-6. 5kg/t，所述萤石的加入量是I. 3kg/t-l. 7kg/t。
[0012] 可选的，所述通过钢水获得所述管线钢具体包括：对所述钢水进行至少包括升温、 脱硫和/或成分调整的处理；对经过至少包括升温、脱硫和/或成分调整处理后的所述钢水 进行深真空处理；依据经过深真空处理后的所述钢水中的硫含量，对所述钢水进行钙处理； 对经过钙处理后的所述钢水进行浇注，获得所述管线钢。
[0013] 可选的，所述依据经过深真空处理后的所述钢水中的硫含量，对所述钢水 进行1?处理具体包括：当硫的含量小于0. 001 %时，则控制钢水饶注时1?的含量在 0. 0008% -0. 0015%之内；当硫的含量在0. 001% -0. 002%之间时，则控制钢水浇注时钙的 含量在0. 0015% -0. 0025%之内；当硫的含量大于0. 002%时，则控制钢水浇注时钙的含量 在 0· 0026-0. 0035%之内。
[0014] 可选的，所述对经过钙处理后的所述钢水进行浇注，获得所述管线钢具体包括：当 所述钢水的下渣量是钢水量的10%时，则停止浇注。
[0015] 本发明提供的一种用于生产管线钢的方法，应用于生产J55管线钢，相比于传统 的管线钢生产方法，其有益效果如下所述：
[0016] 一方面通过采用铁水脱S、脱P预处理，且转炉采用高拉碳和低温出钢工艺，实现 了钢水低氧含量，降低了脱氧加入的铝铁含量，有效降低了生产的Al2O3夹杂，显著提高了 钢水纯净度并降低了脱氧剂消耗。又一方面，依据吹炼后的铁水中的磷含量，选择与磷含量 相对应的出钢工艺对铁水进行出钢处理，保证了成品中较低的P含量和S含量；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管线钢在制管、热处理过程中的使用 要求。
【附图说明】
[0017] 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。
[0018] 图1为本发明实施例提供的用于生产管线钢的方法的整体工艺流程图；
[0019] 图2为图1中对铁水进行预处理的工艺流程示意图；
[0020] 图3为图2中对铁水进行脱硫处理的工艺流程示意图；以及
[0021] 图4为图1中通过钢水获得管线钢的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0022] 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；其中本实施中所涉及的"和/或"关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本发明实施 例所提及的A和/或B，表示了 A和B、A或B两种情况，描述了 A与B所存在的三种状态， 如A和/或B，表示：只包括A不包括B ;只包括B不包括A ;包括A与B。
[0023] 本发明提供的一种用于生产管线钢的方法，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。本发明提供的一种用于生产管线钢的方 法，一方面通过采用铁水脱S、脱P预处理，且转炉采用高拉碳和低温出钢工艺，实现了钢水 低氧含量，降低了脱氧加入的铝铁含量，有效降低了生产的Al2O3夹杂，显著提高了钢水纯 净度并降低了脱氧剂消耗。又一方面，依据吹炼后的钢水中的磷含量，选择与磷含量相对应 的出钢工艺对钢水进行出钢处理，保证了成品较低的P含量和S含量；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管线钢在制管、热处理过程中的使用要求。
[0024] 具体而言，请参阅图1，本发明实施例提供的一种用于生产管线钢的方法，包括如 下步骤：
[0025] 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；
[0026] 其中，该步骤100采用铁水脱硫、脱磷预处理，转炉可以采用高拉碳和低温出钢工 艺，实现了钢水的低氧含量，显著提高了钢水纯净度并降低脱氧剂消耗。同时，对于脱硫处 理、脱磷处理的处理顺序而言，步骤100还包括了如下子步骤：
[0027] 步骤110,对所述铁水进行脱硫处理；
[0028] 在步骤110中，为了最大限度的减少铁水渣中S(硫）返回至铁水中，上述步骤110 中的脱硫处理，还包括如下处理过程：步骤111，对所述铁水进行一次扒渣处理；步骤112， 向经过扒渣处理后的铁水中加入硫剂进行脱硫，获得硫含量小于等于0. 002 %的铁水；步 骤113,对获得的所述硫含量小于等于0. 0020%的铁水进行二次扒渣处理，获得留渣率小 于等于5 %的铁水。换句话说，在步骤110中，铁水首先进行KR脱硫处理，铁水运至KR工位 后先进行扒渣处理，然后加入硫剂进行脱S。其中，当S含量< 0. 0020%时铁水脱S处理完 毕，最后对硫含量小于等于0. 0020%的铁水再次进行扒渣处理，铁水留渣率< 5%，这样可 以实现最大限度的减少铁水渣中的S返回至铁水中。实际操作过程中，KR处理过程铁水硫 含量变化和脱硫剂加入量可如下表1所示：
[0029] 表1 KR处理过程参数
[0030]
[0031] 步骤120,向经过脱硫处理后的铁水中至少加入钢料和渣料进行吹炼，获得脱磷处 理后的铁水。
[0032] 在步骤120中，向脱磷预处理转炉加入废钢，废钢比7~10%，同时加入至少由 高钙活性石灰、轻烧白云石、烧结矿和萤石后组成的渣料开始吹炼，结束渣中目标碱度按照 1. 8-2. 7控制，实现获得P含量< 0. 035%的脱P铁水。实际操作过程中，脱P炉过程参数 见表2。
[0033] 表2脱磷炉过程控制参数
[0034]
[0036] 步骤200 :对经过预处理后的铁水进行吹炼获得钢水；
[0037] 其中，该步骤200作为本发明实施例的吹炼步骤开始对经过预处理后的铁水进行 吹炼。具体来说，可以向经过预处理后的钢水中，至少加入活性石灰、轻烧白云石、烧结矿和 萤石进行吹炼。吹炼结束渣的碱度按照3. 5-4. 5控制。且采用高拉碳和低温出钢工艺获得 C含量0. 10-0. 20%，出钢温度彡1665°C的钢水，最终使钢水T. O彡300ppm。实际操作过程 中，脱碳炉辅料加入量可