龙钢石油套管用钢37Mn5连铸圆坯质量控制研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文龙钢石油套管用钢37Mn5连铸圆坯质量控制研究专业：钢铁冶金硕士生：王雪薇指导教师：张朝晖教授摘要近年来，随着社会化步入快车道，石油行业也在迅猛发展，井管钢与管坯钢的需求量也日益增多，伴随其而来的是对钢材质量更为严格的要求。陕西龙门钢铁集团有限公司（简称龙钢）根据市场需求，开发生产出J55级37Mn5石油套管用钢。但通过混铁炉→铁水包→120吨转炉→LF精炼炉→圆坯连铸，长流程生产过程中存在中心疏松、缩孔、裂纹和定尺等质量问题。为减少连铸圆坯的质量缺陷，达到高品质要求，本文从以下几方面进行分析研

2、究：第一，通过实验研究，对夹杂物进行定量和定性分析；第二，采用实际生产数据与理论计算相结合的方法，优化转炉和精炼工艺；第三，利用Fluent软件进行数值仿真模拟，优化连铸工艺参数。通过以上三方面的分析研究，得到如下结论：（1）从夹杂物数量、粒径、形貌及组成几个方面，利用金相显微镜和扫描电子显微镜初步对夹杂物进行分析。钢样中的夹杂物主要分布在铸坯中心部位，夹杂物主要有Al2O3类夹杂物、SiO2类夹杂物、硅铝酸盐夹杂物和铝酸钙类夹杂物。（2）采用数值仿真模拟和生产实践数据与理论计算相结合的方法，优化转炉、精炼及连铸工艺。优化

3、后的转炉合金添加顺序为铝锰铁、BaCaSi、高碳锰铁、硅锰合金；确定了精炼氩气搅拌功率为30～50W/t、流量为78～130L/min；得到了最优连铸工艺2参数，浇注温度为1528℃，拉速0.1m/s，导热系数为600W/m·k。（3）通过对转炉、LF、精炼工艺的优化，采用混铁炉→铁水包→120吨转炉→LF精炼炉→圆坯连铸工艺，成功生产出产品质量良好的37Mn5连铸圆坯。改进工艺后生产的石油套管用钢37Mn5连铸圆坯的化学成分均符合国家标准要求，表面质量检验良好，内部质量得到控制。解决了龙钢生产J55级37Mn5石油套管坯

4、钢时出现的质量问题，提高了产品的质量。关键词：连铸圆坯；脱氧制度；数值模拟；温度场；37Mn5西安建筑科技大学硕士学位论文Researchonqualitycontrolofcontinuouscastingroundbilletforoilcasingsteel37Mn5ofLongSteelSpecialty:FerrousMetallurgyAuthor:WangXueweiSupervisor:ProfessorZhangZhaohuiABSTRACTInrecentyears,withthesocializati

5、onofthefastlaneandtherapiddevelopmentoftheoilindustry,thedemandforwelltubesteelandtubebilletsteelisincreasing,whichisaccompaniedbymorestringentrequirementsforthequalityofsteel.Accordingtomarketdemand,ShaansteelgroupLongSteelcompany(LongSteel)developsandproducesJ55

6、grade37Mn5oilcasingsteel.However,therearequalityproblemssuchasloosecore,shrinkagehole,crackandfixedlengthinthecontinuouscastingroundbilletof37Mn5producedbythelongprocessofmixingironfurnace,ironwaterbag,120tonconverter,blowingargonstation,LFfurnaceandcontinuouscast

7、ing.InordertoreducethequalitydefectsappearingduringtrialproductionofLongSteelcontinuouscastingroundbillet,thehighqualityrequirementofcontinuouscastingroundbilletisachieved.Thefollowingaspectsareanalyzedinthefollowingaspects.Thefirst,thequantitativeandqualitativean

8、alysisofinclusionsiscarriedoutthroughexperimentalresearch.Second,themethodofcombiningpracticalproductiondatawiththeoreticalcalculationisusedtooptimizeth