曹利 王明元 张守平 韩伦杰 张庆路

（黑龙江建龙钢铁有限公司炼钢厂  黑龙江 双鸭山155100）

摘要：黑龙江建龙钢铁有限公司生产N80级油井管，采用原料是提钒以后的半钢+废钢，用铝还原片钒（V2O5）增钒的工艺，导致了部分炉次钢水氧化性高；形成批量的钢管内、外折缺陷。采用复合的高效脱氧剂和控制Ca/Als，明显减少穿管后的废品量。

关键词：N80；半钢；Ca/Als

0  前言

在我国石油工业中，石油管材中占比例最大的是石油套管， J55, N80级占80%左右，其中N80级油井管用量占50%以上。目前，N80级石油套管材质主要是含V类微合金化非调质钢，钢管不需要调质即可达到要求的性能，从而降低了钢管制造成本。

黑龙江建龙钢铁有限公司（以下简称黑龙江建龙）自生产本钢种以来，2019年11月出现了批量的内折和外折，合格率91.2%。为此，对缺陷进行了分析，针对性地提出解决方案，对工艺进行改进，最终生产出了合格率达96.8%的钢管。

1、缺陷分析

1.1 钢管内折

对部分钢管内折、鼓包质量缺陷（见图1）进行分析。

图1  钢管内折、鼓包缺陷                         图2内折能谱定性分析

缺陷处夹杂物进行能谱分析，夹杂物主要成分为铝酸钙并含有一定的钠见图2。

1.2 钢管外折

钢管外折实物图片见图3。

图3 钢管外折实图                              图 4 外折能谱定性分析

图4表明，夹杂物主要是铝酸盐类复合夹杂物。

2、夹杂物的来源

2.1 内生夹杂

由于黑龙江建龙原料是提钒以后的半钢+废钢，采用铝还原片钒（V2O5）增钒，导致了部分炉次钢水氧化性高。表1为转炉出钢后，吹氩站钢水的化学成分。

表1 氩后化学成分/%

钢水氧含量高，导致LF精炼在有限时间不能做到白渣精炼，脱氧不充分，与喂入的Al线结合，生成Al2O3，残留于钢中，形成了夹杂物。

精炼终渣检验数据见表2。

表2  终渣检验数据

终渣FeO偏高，不利于吸附夹杂物。

2.2 外来夹杂物

主要来源主要是部分浸入式水口插入较浅60mm左右，导致卷渣；Ca/Als较高（≥0.08），水口耐材被侵蚀严重，个别的存在水口渣线穿孔。

图5工艺改进前水口插入深度及侵蚀状况         

3、采取的工艺改进措施

3.1 加强转炉出钢时的脱氧

使用高效脱氧剂替代部分铝锭脱氧，加强转炉炉后钢包钢水的脱氧；保证到LF的钢包顶渣为黄白渣。

高效脱氧剂成分见表3。

表3  高效脱氧剂化学成分/%

用Si还原五氧化二钒合金化的热力学条件：

                    2/5 V₂O₅+Si=4/5V+SiO₂

Δ△G⁰=-50995

高效脱氧剂通过适当调整Si、Ca、Al、Mg元素比例，在炼钢温度下，复合脱氧的产物是低熔点的。此液态夹杂物的聚合长大相对于固态脱氧产物而言容易得多，便于上浮；另一方面，即使脱氧产物上浮排除不充分，残留在钢中的夹杂也是球状夹杂，此夹杂对钢材的性能影响比较小，降低了单纯Al脱氧的链状Al2O3夹杂的危害。

经过精炼造渣扩散脱氧，精炼终渣FeO平均值0.72%，详细见表4。

表4  终渣检验数据

3.2 连铸卷渣及耐材侵蚀控制

3.2.1 连铸中间包内装浸入式水口插入深度调整为90～130m。

3.2.2 Ca/Als含量调整

原工艺钢中的Ca/Als含量为0.095，优化工艺使其不大于0.075，减少Ca对铝碳质浸入式水口的侵蚀，钢管内折比例由2.5%下降到0.2%，废品11.963t减少到0.195t。

图6工艺改进后水口插入深度及侵蚀状况

4、结论

（1）采用高效复合脱氧剂，能够有效地快速去除钢包中的[O]，且能形成低熔点的夹杂物，保证精炼炉脱氧后，终渣(FeO)＜0.9%。

（2）经过降低Ca/Als的量，降低了对耐材的侵蚀程度，明显减少了废品的重量。

（3）工艺优化后，钢管的内外折数量减少，合格率由91.2%提高至96.8%。