[发明专利]石油套管用钢J55炼钢连铸生产方法

说明书

本发明公开了一种石油套管用钢J55炼钢连铸生产方法，有如下步骤：(1)提高钢水纯洁度，在炼钢过程中，通过铁水预处理，钢水炉外精炼；(2)控制连铸拉速，恒拉速控制在1.1m/min；(3)控制浇注温度，J55钢的浇注温度为1518°C，过热度控制在25°C以内；(4)优化连铸二冷制度，采用二次强冷制度，冷却比水量为1.2公斤钢/升水；(5)采用轻压下技术，对拉出的铸坯壳体施加机械压力，液压缸压力为20MPa,在浇铸第二炉钢时采用轻压下技术。本发明的炼钢生产方法，可以促使铸坯中心凝固组织等轴晶化，减少钢液中易于偏析元素量，控制铸坯鼓肚量，改善J55铸坯的中心偏析。

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，特别是一种石油套管用钢J55炼钢连铸生产方法。

背景技术

石油套管是石油钻探用重要器材，其主要器材还包括钻杆、岩心管和套管、钻铤及小口径钻进用钢管等。

J55对于钢的化学成分、纯净度、力学性能、金相组织等都有严格的要求。中心偏析是连铸坯中最常见的宏观缺陷，这种缺陷难以通过后续的轧制或退火处理来消除。中心偏析会影响J55最终产品的机械性能和加工性能。因此，减轻或消除连铸坯中心偏析对提高J55性能具有重要意义。

从中心偏析产生的原理分析可知，等轴晶率、鼓肚量是影响中心偏析的两个重要的因素，因此，通过增加等轴晶率、降低鼓肚量，可以有效的改善铸坯的中心偏析程度。

1、钢水纯净度的影响

钢中P、S成分含量越高，铸坯中心偏析的合格率相应的降低。

对硫印数据库中J55钢种拉速1．1 m／min，宽度1 450 mm，过热度25℃，S％为0．006，相同冷却方式的硫印坯样进行统计。样本容量为44个，合格样品35个，合格率79．55％；对硫印数据库中J55钢种拉速1．1 m／min，宽度1 450 mm，过热度为25℃，0．01％ ≤w(P)≤0．015％，相同冷却方式的硫印坯样进行统计分析。样本容量为77，合格样品64个，合格率83．12％。

2、拉速的影响

拉速对于铸坯中心偏析有很重要的影响，这是因为对于J55来说，当拉速增大时，减少了钢水在结晶器内的停留时间，导致转移钢液过热量所需要的时间增加，推迟了中心等轴晶的生产，有利于柱状晶发展和轴向偏析；同时当拉速经常变化时，辊子弯曲、铸坯鼓肚量的恢复时间均长于拉速的变化时间，从而使铸坯鼓肚量增大，有利于中心偏析的形成。统计B类以上中心偏析出现的比率随拉速变化的规律。对硫印数据库整体进行统计，样本容量为318个，中心偏析A类3个，B类232个，C类83个，所占比例分别为0．9％，73．0％，26．1％。B 类以上占73．9％。

3、过热度的影响

过热度是影响等轴晶区面积的关键因素之一。过热度高时，柱状晶带的宽度增大，甚至产生柱状晶搭桥现象，从而形成中心疏松；过热度低时，能够提供大量的等轴晶核，生成等轴晶网络，阻止凝固前期柱状晶的形成，并生成细小等轴晶粒组成的大面积等轴晶区；但是过热度太低则不利于钢水中夹杂物的上浮，同时容易产生低温结瘤事故。对J55铸坯硫印数据库进行统计，拉速为1．1 m／min，铸坯尺寸为1 450 mm ×230 mm，相同冷却条件下，铸坯样本容量为99个，其中A类偏析2个，B类偏析76个，C类21个，所占比例依次为：2．0％，76．8％，21．2％， 比较重的A 类B 类偏析共占78．8％。样本中的合格样品(B 类0．5级以下)79个，合格率为79．8％。

4、二冷强度的影响

二冷是对离开结晶器带液芯铸坯进行的冷却制度，目的是为了使铸坯完全凝固并控制铸坯表面温度在拉坯方向均匀下降。当二冷强度过小，铸坯表面温度就会过高，铸坯液芯加长，等轴晶区扩大，坯壳阻碍因钢水静压力引起的鼓肚变形能力减弱，从而促进中心偏析的形成和扩展。但是二冷强度过大会使铸坯外部冷却过强，导致铸坯裂纹。

发明内容