一種油氣集輸用抗硫管線鋼圓坯的生產方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種油氣集輸用抗硫管線鋼圓坯的生產 方法。
【背景技術】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計，世界上已探明的油氣田中大約有1/3含有硫化氫氣體，如我國的四川、長 慶、中原、華北、塔里木等油氣田都含有不同程度的硫化氫氣體。國外也有許多含有硫化氫 氣體的油氣田，如美國的巴拿馬油田、加拿大的阿爾伯達平切爾灣油田等。如果在濕硫化氫 環(huán)境中仍采用20#碳鋼作為集輸管線，將存在嚴重的腐蝕問題，給油氣田造成較大的經濟 損失。
[0003] 據(jù)國際權威機構預測，從2000-2030年，世界石油的需求量年均增長1. 6%，2030年 將達到57. 69億噸；天然氣的需求量年均增長2. 4%，2030年將達到42. 03億噸油當量。隨著 石油和天然氣需求量的快速增長，對普通不含硫化氫的油氣井的開發(fā)已經滿足不了需求， 含硫化氫油氣井的開發(fā)日益增多。因此，油氣田開采過程中用于油氣集輸?shù)目沽蚬芫€鋼的 消耗量將會大幅度增加。抗硫化氫腐蝕管線鋼附加值高、生產難度大，對硫含量、磷含量、夾 雜物的數(shù)量和形態(tài)、缺陷控制均有嚴格的要求。因此，抗硫化氫腐蝕集輸管線用鋼的冶金技 術研究是目前國內外鋼鐵企業(yè)的一個熱點。
[0004] 現(xiàn)有技術中，具有一種采用轉爐工藝冶煉耐腐蝕管線鋼圓坯的工藝方法，其工藝 流程包括：高爐鐵水預處理、轉爐冶煉、LF精煉爐、VD真空爐精煉、連鑄成圓坯。該工藝方 法包括鐵水預處理工序，精煉過程中脫硫相對容易，但鋼中的硫含量控制在0. 003-0. 004%， 不易達到Ca/S多1. 5,影響了鋼的抗硫化氫腐蝕能力，并且該方法中的鋼鐵料主要為鐵水， 因此〇)2的排放量和能耗均較高，對環(huán)境的負面影響相對較大。
[0005] 現(xiàn)有技術中，還有一種高鋼級耐腐蝕無縫鋼管的制造方法，其工藝流程包括：電爐 /感應爐冶煉、鋼包精煉、VD真空精煉、喂絲處理、管坯連鑄。同樣地，該工藝方法中電爐熔 煉以大量的鐵水為原料，〇) 2的排放量和能耗均較高，對環(huán)境的負面影響較大，不利于環(huán)保。
[0006] 總之，現(xiàn)有技術中均采用預處理脫硫鐵水+廢鋼一EAF/B0F - LF - VD/RH -圓坯 連鑄流程生產抗硫管線鋼圓坯，具有以下不足之處：①鋼鐵料主要為鐵水，不利于環(huán)保；② 由于采用大量的鐵水冶煉，對鐵礦石、煤炭等不可再生資源的依賴程度較高，而且其生產節(jié) 奏受高爐煉鐵的節(jié)奏影響較大，不易控制；③連澆爐數(shù)較少，一般為4-7爐，生產效率較低， 綜合能耗$父尚。
[0007] 因此，開發(fā)能在節(jié)能環(huán)保的前提下，實現(xiàn)抗硫管線鋼批量化、穩(wěn)定化生產的冶煉工 藝是本領域技術人員亟需解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種油氣集輸用抗硫管線鋼圓坯的生產方法， 能夠在節(jié)能環(huán)保的前提下，實現(xiàn)抗硫管線鋼批量化、穩(wěn)定化生產。
[0009] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種油氣集輸用抗硫管線 鋼圓坯的生產方法，包括以下工序： 1) 電弧爐冶煉：鋼鐵料包括生鐵和廢鋼，其中生鐵占鋼鐵料總量的30-35wt. % ;采用 電弧熱熔化生鐵和廢鋼并使熔池升溫，加入25-35 kg/t活性石灰進行造渣，當熔池的溫 度達到1560-1580 °C時，向熔池中噴入碳粉進行排渣操作，排掉40-60wt. %的電爐渣后， 加入15-20 kg/t石灰造新渣繼續(xù)進行深脫磷，并保持終點渣的堿度大于3. 0 ;當熔池中碳 含量為〇. 05-0. 08wt. %、磷含量彡0. 005wt. %、溫度為1600-1630 °C時方可出鋼；出鋼量為 20-25wt. %時開始加入合金和渣料，其中石灰的加入量為8. 0-10. 0 kg/t，預熔精煉渣的加 入量為3. 0-4. 0 kg/t，螢石的加入量為2. 0-3. 0 kg/t ; 2) 鋼包精煉：精煉過程補加石灰、螢石和電石造渣，鋼包渣的渣量控制在20-25 kg/t ; 精煉結束時，鋼液中的鋁含量控制在〇. 015-0. 025wt. % ;精煉結束后，倒掉40-60wt. %的鋼 包渣； 3) VD真空精煉：真空處理過程中，鋼包采用軟吹氬操作，氬氣流量控制在50-100 L/ min，保證鋼液裸露；鋼液在真空度彡67 Pa條件下處理時間大于15 min;處理過程中當爐 渣從鋼包中溢出時，則提高真空罐的壓力，待反應平穩(wěn)后再逐漸降低其壓力；VD破空后，喂 入鋁線調節(jié)鋼液中的鋁含量；然后喂入硅鈣線，再進行12-18 min的軟吹氬攪拌后將鋼包 吊往連鑄平臺； 4) 圓坯連鑄：圓坯的斷面為Φ180-Φ600 mm ;連鑄過程采用全程保護澆鑄；中間包采 用高堿度覆蓋劑和碳化稻殼雙層保護；中間包與中間包包蓋縫隙間采用石棉進行密封；結 晶器的水量控制在100-270 m3/h，進出水溫差小于10 °C;澆鑄的過熱度控制在20-30 °C， 拉速控制在0. 2-2. 0 m/min ;連鑄機的結晶器和凝固末端均采用電磁攪拌。
[0010] 優(yōu)選地，所述電弧爐冶煉工序中，所述預熔精煉渣的組成的重量百分比為： 32%〈Ca0〈40%、45%〈Al 203〈55%、Si02〈5%、4%〈Mg0〈8%、S〈0. 1% 以及雜質。
[0011] 優(yōu)選地，所述鋼包精煉工序中，所述的鋼包渣的主要組成的重量百分比為： 50%〈Ca0〈60%、2%〈F〈10%、5%〈Mg0〈10%、15%〈 Al203〈25%、Si02〈15%、Fe0+Mn0〈l%，S〈0. 5%。
[0012] 優(yōu)選地，所述圓坯連鑄工序中，所述結晶器電磁攪拌電流為120-420 A，頻率為2-4 Hz;凝固末端電磁攪拌電流為250-400 A，頻率為5-7 Hz。
[0013] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于： 1)電弧爐采用全固體料熔煉，并且以廢鋼為主，在冶煉過程中，能夠有效減少CO2的排 放和能源的消耗，既節(jié)能又環(huán)保。
[0014] 2)鋼液的潔凈度較高，可同時保證T. 0彡0· 002wt. %、S彡0· 002wt. %、 P 彡 0· Olwt. %、H 彡 0· 0002wt. %。
[0015] 3)可實現(xiàn)抗硫管線鋼的批量化生產，連澆爐次達到12爐。
【具體實施方式】
[0016] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0017] 本發(fā)明提供了一種油氣集輸用抗硫管線鋼圓坯的生產方法，其工藝如下： 1)電弧爐冶煉：鋼鐵料包括生鐵和廢鋼，其中生鐵占鋼鐵料總量的30_35wt.%，采用 電弧熱熔化廢鋼和生鐵并使熔池升溫，加入25-35 kg/t活性石灰進行造渣，當熔池的溫 度達到1560-1580 °C時，向熔池中噴入碳粉進行排渣操作，排掉40-60wt. %的電爐渣后， 加入15-20 kg/t石灰造新渣繼續(xù)進行深脫磷，并保持終點渣的堿度大于3. 0 ;當熔池中碳 含量為〇. 05-0. 08wt. %、磷含量彡0. 005wt. %、溫度為1600-1630 °C時方可出鋼；出鋼量為 20-25wt. %時開始加入合金和渣料，其中石灰的加入量為8. 0-10. 0 kg/t，預熔精煉渣的加 入量為3. 0-4.0 kg/t，螢石的加入量為2. 0-3.0 kg/t。
[0018] 預熔精煉渣的組成的重量百分比為：32%〈Ca0〈40%、45%〈A120 3〈55%、Si02〈5%、 4%〈MgO〈8%、S〈0. 1% 以及雜質。
[0019] 此工序中， ①電弧爐采用全固體料熔煉，并且以廢鋼為主，相對于現(xiàn)有技術中以鐵水為主要原料， 本發(fā)明在冶煉過程中，能夠有效減少CO2的排放和能源的消耗，既節(jié)能環(huán)保，又降低了對鐵 礦石、煤炭等不可再生資源以及高爐煉鐵節(jié)奏的依賴。
[0020] ②當熔池中的溫度為1560-1580 °C時排渣脫磷，既保證熔池已經熔清，又可防止 鋼液回磷。
[0021] 2)鋼包精煉：精煉過程補加石灰、螢石和電石造渣，鋼包渣的渣量控制在20-25 kg/t ;精煉結束時，鋼液中的鋁含量控制在0. 015-0. 025wt. % ;精煉結束后，倒掉40-60wt. % 的鋼包渣。<