[发明专利]一种控制中碳锰钢连铸圆坯中大型夹杂物的生产方法

说明书

本发明提供一种控制中碳锰钢连铸圆坯中大型夹杂物的生产方法。通过控制电弧炉终点钢液中的含碳量，钢包预脱氧和合金化工序中各物料的加入时间和顺序，LF精炼工序中通过控制炉渣的组成，钙化处理以及连铸工序中全程保护浇注，控制结晶器液面的波动范围等控制手段，将夹杂物去除机理与各过程紧密联系，使钢包顶渣具备合适的液相量、良好的脱硫能力以及良好的夹杂物吸附能力，可达到更高的去除和控制中碳锰钢中夹杂物的效果，从而降低成品钢液的夹杂物数量，进而提高钢水纯净度。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种控制中碳锰钢连铸圆坯中大型夹杂物的生产方法。

背景技术

在冶炼和浇注过程中产生或混入钢中，经轧制或热处理后仍不能消除的，与钢基体无任何联系而独立存在的氧化物、硫化物、氮化物等非金属相，统称为非金属夹杂物，简称夹杂物。钢中的夹杂物主要是铁、锰、铬、铝、钛等金属元素与氧、硫、氮等元素所形成的化合物，其中氧化物主要是脱氧产物，包括未能上浮的一次性脱氧产物和钢液凝固过程中形成的二次脱氧产物。夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性，造成钢组织的不均匀，对钢的各种性能都会产生一定的影响。

普通的石油套管主要采用的材质是中碳锰钢，由中碳锰钢连铸圆管坯轧制成的管体偶尔(约占0.3％)会出现分层现象，即采用超声波测得管壁厚度明显低于管子实际壁厚，以及在进行螺纹加工时出现麻坑缺陷的问题。对出现分层缺陷处取样进行分析，确认是钢中大型夹杂物经轧制延伸而造成的；对麻坑缺陷取样分析，确认钢中的大型夹杂物是造成在进行螺纹时加工面出现麻坑的原因，而钢中大型夹杂物只能是连铸圆管坯生产过程中形成的。用于制造石油套管的中碳锰钢中的大型夹杂物影响到轧制成材率、套管螺纹加工的成件率，若带有大型夹杂物的管材没有检出流入油田，则会影响到油井的寿命，影响到原油的开采。因此，降低用于制造石油套管的中碳锰钢中大型夹杂物的含量具有十分重要的意义。

发明内容

针对现有中碳锰钢连铸圆坯轧制过程中管体出现分层和进行螺纹加工时出现麻坑的问题，本发明提供一种控制中碳锰钢连铸圆坯中大型夹杂物的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种控制中碳锰钢连铸圆坯中大型夹杂物的生产方法，包括电弧炉熔炼工序、钢包预脱氧及合金化工序、LF精炼工序、钙处理工序、连续铸钢工序，具体步骤如下：

步骤1，所述电弧炉熔炼工序中，经电弧炉熔炼，获得C含量在0.07～0.15％，P含量≤0.012％、温度≥1620℃的电弧炉终点钢液，出钢；

步骤2，所述钢包预脱氧及合金化工序在电弧炉出钢过程中完成，出钢到1/5时向钢包中加入铝锭、电石进行预脱氧，然后加入增碳剂，出钢到2/5时，向钢包中加入萤石、预熔精炼渣、硅锰合金和高碳锰铁，然后加入石灰，所有物料在出钢到3/5之前全部加完，得冶金熔体；

步骤3，所述LF精炼工序中，通过向所述冶金熔体中补加石灰和萤石造渣，采用铝粒、电石和碳化硅脱氧形成白渣，所述白渣的精炼时间≥20min，精炼全程控制Als≥0.015％；

步骤4，所述钙处理工序中，LF止电后出钢前往钢液中喂入硅钙线，加入保温剂均匀覆盖渣面，采用氩气软吹，软吹时间≥15min；

步骤5，所述连铸工序，采用全程保护浇注，结晶器液面波动范围控制在±3mm内。