[发明专利]一种油气集输用抗硫管线钢圆坯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种油气集输用抗硫管线钢圆坯的生产方法。

背景技术

据统计，世界上已探明的油气田中大约有1/3含有硫化氢气体，如我国的四川、长庆、中原、华北、塔里木等油气田都含有不同程度的硫化氢气体。国外也有许多含有硫化氢气体的油气田，如美国的巴拿马油田、加拿大的阿尔伯达平切尔湾油田等。如果在湿硫化氢环境中仍采用20#碳钢作为集输管线，将存在严重的腐蚀问题，给油气田造成较大的经济损失。

据国际权威机构预测，从2000-2030年，世界石油的需求量年均增长1.6%，2030年将达到57.69亿吨；天然气的需求量年均增长2.4%，2030年将达到42.03亿吨油当量。随着石油和天然气需求量的快速增长，对普通不含硫化氢的油气井的开发已经满足不了需求，含硫化氢油气井的开发日益增多。因此，油气田开采过程中用于油气集输的抗硫管线钢的消耗量将会大幅度增加。抗硫化氢腐蚀管线钢附加值高、生产难度大，对硫含量、磷含量、夹杂物的数量和形态、缺陷控制均有严格的要求。因此，抗硫化氢腐蚀集输管线用钢的冶金技术研究是目前国内外钢铁企业的一个热点。

现有技术中，具有一种采用转炉工艺冶炼耐腐蚀管线钢圆坯的工艺方法，其工艺流程包括：高炉铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼炉、VD真空炉精炼、连铸成圆坯。该工艺方法包括铁水预处理工序，精炼过程中脱硫相对容易，但钢中的硫含量控制在0.003-0.004%，不易达到Ca/S≥1.5，影响了钢的抗硫化氢腐蚀能力，并且该方法中的钢铁料主要为铁水，因此CO₂的排放量和能耗均较高，对环境的负面影响相对较大。

现有技术中，还有一种高钢级耐腐蚀无缝钢管的制造方法，其工艺流程包括：电炉/感应炉冶炼、钢包精炼、VD真空精炼、喂丝处理、管坯连铸。同样地，该工艺方法中电炉熔炼以大量的铁水为原料，CO₂的排放量和能耗均较高，对环境的负面影响较大，不利于环保。

总之，现有技术中均采用预处理脱硫铁水+废钢→EAF/BOF→LF→VD/RH→圆坯连铸流程生产抗硫管线钢圆坯，具有以下不足之处：①钢铁料主要为铁水，不利于环保；②由于采用大量的铁水冶炼，对铁矿石、煤炭等不可再生资源的依赖程度较高，而且其生产节奏受高炉炼铁的节奏影响较大，不易控制；③连浇炉数较少，一般为4-7炉，生产效率较低，综合能耗较高。

因此，开发能在节能环保的前提下，实现抗硫管线钢批量化、稳定化生产的冶炼工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种油气集输用抗硫管线钢圆坯的生产方法，能够在节能环保的前提下，实现抗硫管线钢批量化、稳定化生产。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种油气集输用抗硫管线钢圆坯的生产方法，包括以下工序：

1）电弧炉冶炼：钢铁料包括生铁和废钢，其中生铁占钢铁料总量的30-35wt.%；采用电弧热熔化生铁和废钢并使熔池升温，加入25-35 kg/t活性石灰进行造渣，当熔池的温度达到1560-1580 ℃时，向熔池中喷入碳粉进行排渣操作，排掉40-60wt.%的电炉渣后，加入15-20 kg/t石灰造新渣继续进行深脱磷，并保持终点渣的碱度大于3.0；当熔池中碳含量为0.05-0.08wt.%、磷含量≤0.005wt.%、温度为1600-1630 ℃时方可出钢；出钢量为20-25wt.%时开始加入合金和渣料，其中石灰的加入量为8.0-10.0 kg/t，预熔精炼渣的加入量为3.0-4.0 kg/t，萤石的加入量为2.0-3.0 kg/t；

2）钢包精炼：精炼过程补加石灰、萤石和电石造渣，钢包渣的渣量控制在20-25 kg/t；精炼结束时，钢液中的铝含量控制在0.015-0.025wt.%；精炼结束后，倒掉40-60wt.%的钢包渣；

3）VD真空精炼：真空处理过程中，钢包采用软吹氩操作，氩气流量控制在50-100 L/min，保证钢液裸露；钢液在真空度≤67 Pa条件下处理时间大于15 min；处理过程中当炉渣从钢包中溢出时，则提高真空罐的压力，待反应平稳后再逐渐降低其压力；VD破空后，喂入铝线调节钢液中的铝含量；然后喂入硅钙线，再进行12-18 min的软吹氩搅拌后将钢包吊往连铸平台；