專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型中碳j55鋼的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中碳J55鋼的冶煉，該方法尤其適用于新型中碳J55鋼的制造。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著油田的不斷探明、開(kāi)采，石油套管的需求量在逐年增加，與市售 相同規(guī)格、性能的石油ERW焊管與無(wú)縫管相比，焊管價(jià)格將便宜20%左右，因此越來(lái)越 多直縫焊管機(jī)組需熱軋鋼卷原料已成為現(xiàn)實(shí)需求。據(jù)國(guó)內(nèi)在建與建成的ERW焊管機(jī)組 統(tǒng)計(jì)，焊管用熱軋?jiān)系男枨罅棵磕暝?0萬(wàn)噸以上。國(guó)內(nèi)的寶鋼、武鋼都在生產(chǎn)供應(yīng)， 但仍然滿(mǎn)足不了需求。過(guò)去在API 5CT標(biāo)準(zhǔn)中J55鋼種只有性能要求，未作成分規(guī)定， 雖然企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定的J55性能要求與API 5CT相同，但設(shè)計(jì)原則均為低碳(鋼中碳小 于0.012%)微合金鋼。目前市售的低碳微合金J55鋼，一是鋼材內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，帶狀 組織嚴(yán)重，鋼管探傷過(guò)程中出現(xiàn)A、B類(lèi)非金屬夾雜，特別在A類(lèi)夾雜附近常常富集了 Nb、Ti(C, N)化物，對(duì)鋼的沖擊韌性造成影響；二是不利于管端螺紋的套絲加工。本發(fā)明是一種新型中碳J55鋼的冶煉方法，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的鋼水吸氮、減少鑄 坯TiN的富集及Nb、Ti (Cx, Ny)化物生成，LF爐精煉采取AL-Ca精煉劑的處理等關(guān)鍵 技術(shù)步驟的控制，再經(jīng)控軋控冷榨制，獲得中碳J55鋼卷，不但具備了 J55鋼特有的高強(qiáng) 度和良好的沖擊韌性，而且制成的鋼管利于管端螺紋的套絲加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目在于提供的新型中碳J55鋼，采用中碳、低錳，并加入微量的 Nb、Ti微合金化元素的設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理，其冶煉方法簡(jiǎn)單易行，既降低成本又增加了 品質(zhì)，效果十分顯著。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種新型中碳J55鋼的冶煉方法，包括鐵水預(yù)處 理一轉(zhuǎn)爐吹煉一LF精煉一板坯連鑄一板坯清理一板坯再加熱一控制軋制與冷卻一成品檢 驗(yàn)的工藝流程；尤其針對(duì)鋼中非金屬夾雜的去除氮元素的控制和鋼材偏析控制的關(guān)鍵技 術(shù)步驟；其中非金屬夾雜的去除及氮元素的控制①鐵水預(yù)處理后的[S]含量小于0.003% ；轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于0.002% ；②轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，嚴(yán)禁補(bǔ)吹，防止鋼水增氮，其控制參數(shù)為供氧壓力0.8 0.85MPa,流量 32000 33000m3/h，強(qiáng)度為 0.4 0.6Nm3/t · min，吹氧時(shí)間 14min ； 底吹氬攪拌供氣強(qiáng)度為0.05 0.08Nm7t.min，壓力為1.0 1.2Mpa ；轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為 1620-1670°C,此時(shí)[C]含量為 0.09%，[P]含量小于 0.008% ；③LF精煉及造渣、脫硫，需添加AL-Ca精煉劑，再有鋼包底吹氬弱攪拌，控制 時(shí)間為15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29 31 % ；鋼水[N]含量小于0.004%, 鋼中A、B類(lèi)非金屬夾雜小于1.0級(jí)；④連鑄保護(hù)澆鑄，大包長(zhǎng)水口采用密封圈+氬封的保護(hù)；連鑄時(shí)鋼水[N]增量小
3于 0.001%。其中鋼材偏析控制①為減少鑄坯的硫化物偏析和Nb (Cx、Ny)生成，鋼材[S]含量小于0.0030%， [N]含量小于0.0050% ；②為防止鑄坯偏析，連鑄中間包的溫度控制在1528 1542°C即可。所述的中碳J55鋼的冶煉方法，AL-Ca精煉劑的添加量為2.5kg/噸鋼；其中金 屬鋁粉的含量為35-38%、硅鈣粉的含量為10%、Al2O3的含量為50%、粘結(jié)劑的含量為 5%,其粘結(jié)劑為輕燒白云石。所述的中碳J55鋼的冶煉方法，連鑄密封圈選用纖維質(zhì)硅酸鋁棉，密封采用高溫 粘結(jié)劑，其粘結(jié)劑為耐火膠泥。所述的中碳J55鋼的冶煉方法，成品鋼的抗拉強(qiáng)度大于520Mpa，屈服強(qiáng)度在 420 530Mpa，-10°C沖擊功大于30J，硬度小于170HV10。所述的中碳J55鋼的冶煉方法，熱軋鋼卷在縱剖使用時(shí)，鋼管降級(jí)率控制在 0.05%以下，為國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的最佳指標(biāo)。所述的中碳J55鋼的冶煉方法，冶煉的選材配制均為市售產(chǎn)品。本發(fā)明方法采用中碳、低錳，并加入微量的Nb、Ti微合金化元素強(qiáng)化的成分方 案設(shè)計(jì)，保證鋼材的強(qiáng)度和韌性的前提下，提高了鋼材的冷加工性能，利于鋼管端部螺 紋加工；利用鋼中的N與Ti的親和力大于Nb的優(yōu)勢(shì)，加入微量的Ti，降低了 Nb(Cx， Ny)的生成量，彌散的TiN提高強(qiáng)度的同時(shí)，Ti可提高鋼材韌性，同時(shí)對(duì)提高連鑄板坯表 面質(zhì)量有益；通過(guò)控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)鋼水吸氮，降低鋼水氮含量，減少鑄坯TiN的富集，LF 爐精煉采取AL-Ca處理以球化Al2O3夾雜提高鋼材韌性等有獨(dú)到之處。本發(fā)明方法得以充分的體現(xiàn)一是在LF精煉中加入AL-Ca精煉劑，使其深度脫氧、提高鈣的收得率，增大 了 Al2O3和CaO的碰撞幾率，改善了 Al2O3和CaO生成低熔點(diǎn)復(fù)合夾雜生成、長(zhǎng)大的動(dòng)力 學(xué)條件，增加了 Al2O3夾雜的球化去除效果及改性效果(尺寸小的脆性?shī)A雜變性為塑性?shī)A 雜)。二是在轉(zhuǎn)爐出鋼后加入AL-Ca精煉劑，使LF精煉渣配比對(duì)鋼水中的非金屬夾雜 具有很強(qiáng)的吸附去除能力，再加有鋼包底吹氬弱攪拌，使鋼中的A、B類(lèi)非金屬夾雜去除 或含量級(jí)別降低。三是對(duì)細(xì)小的不易上浮AL2O3夾雜進(jìn)行鈣處理，可凈化鋼水以提高鋼材韌性。本發(fā)明的中碳鋼J55鋼熔煉成分控制范圍已達(dá)到的性能設(shè)計(jì)要求，見(jiàn)表1。表 權(quán)利要求
1.一種新型中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于包括鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐吹煉一LF 精煉一板坯連鑄一板坯清理一板坯再加熱一控制軋制與冷卻一成品檢驗(yàn)的工藝流程；尤 其針對(duì)鋼中非金屬夾雜的去除氮元素的控制和鋼材偏析控制的關(guān)鍵技術(shù)步驟；其中非金屬夾雜的去除及氮元素的控制①鐵水預(yù)處理后的[S]含量小于0.003%；轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于0.002% ；②轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，嚴(yán)禁補(bǔ)吹，防止鋼水增氮，其控制參數(shù)為供氧壓力0.8 0.85MPa， 流量32000 33000m3/h，強(qiáng)度為0.4 0.6Nm3/t · min,吹氧時(shí)間14min ；底吹氬攪拌 供氣強(qiáng)度為0.05 0.08Nm7t.min，壓力為1.0 1.2Mpa ；轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1620_1670°C， 此時(shí)[C]含量為0.09%，[P]含量小于0.008% ；③LF精煉及造渣、脫硫，需添加AL-Ca精煉劑，再有鋼包底吹氬弱攪拌，控制時(shí)間 為15-20分鐘；精煉的終渣Al2O3的含量為29 31 % ；鋼水[N]含量小于0.004%，鋼中 A、B類(lèi)非金屬夾雜小于1.0級(jí)；④連鑄保護(hù)澆鑄，大包長(zhǎng)水口采用密封圈+氬封的保護(hù)；連鑄時(shí)鋼水[N]增量小于 0.001%。其中鋼材偏析控制①為減少鑄坯的硫化物偏析和Nb(Cx、Ny)生成，鋼材[S]含量小于0.003%，[N]含 量小于0.005% ；②為防止鑄坯偏析，連鑄中間包的溫度控制在1528 1542°C即可。
2.按照權(quán)利要求1所述的中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于AL-Ca精煉劑的添加 量為2.5kg/噸鋼；其中金屬鋁粉的含量為35-38%、硅鈣粉的含量為10%、Al2O3的含量 為50%、粘結(jié)劑的含量為5%，其粘結(jié)劑為輕燒白云石。
3.按照權(quán)利要求1所述的中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于連鑄密封圈選用纖維 質(zhì)硅酸鋁棉，密封采用高溫粘結(jié)劑，其粘結(jié)劑為耐火膠泥。
4.按照權(quán)利要求1所述的中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于成品鋼的抗拉強(qiáng)度大 于520Mpa，屈服強(qiáng)度在420 530Mpa，_10°C沖擊功大于30J，硬度小于170HV10。
5.按照權(quán)利要求1所述的中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于熱軋鋼卷在縱剖使用 時(shí)，鋼管降級(jí)率控制在0.05%以下，為國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的最佳指標(biāo)。
6.按照權(quán)利要求1所述的中碳J55鋼的冶煉方法，其特征在于冶煉的選材配制均為 市售產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種新型中碳J55鋼的冶煉方法，包括鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐吹煉→LF精煉→板坯連鑄、清理、再加熱→軋制與冷卻→成品檢驗(yàn)的工藝流程；針對(duì)鋼中非金屬夾雜的去除氮元素和鋼材偏析控制的關(guān)鍵步驟；其中轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)[N]的含量小于0.002％；轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)，嚴(yán)禁補(bǔ)吹，防止鋼水增氮，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度為1620-1670℃，此時(shí)[C]含量為0.09％，[P]含量小于0.008％；LF精煉需添加AL-Ca精煉劑為2.5kg/噸鋼，有鋼包底吹氬弱攪拌，時(shí)間15-20分鐘；精煉渣Al2O3的含量29-31％；鋼水[N]含量小于0.004％，鋼中A、B類(lèi)非金屬夾雜小于1.0級(jí)；連鑄大包長(zhǎng)水口采用密封圈+氬封的保護(hù)；連鑄時(shí)鋼水[N]增量小于0.001％；為減少鑄坯的硫化物偏析和Nb(Cx、Ny)生成，鋼材[S]含量小于0.003％，[N]含量小于0.005％；為防止鑄坯偏析，連鑄溫度控制在1528～1542℃即可。
文檔編號(hào)C22C38/00GK102010925SQ20101016813
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者吾塔, 孫學(xué)剛, 宋維兆, 張建新, 王新成, 陳勇 申請(qǐng)人:寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司