石油钻井用钢SAE4137夹杂物控制

3工业试验结果
3.1脱氧效果
该厂共生产了61炉SAE4137钢，约8000t。为考察脱氧效果，在吹氩站吹氩前后测定了钢水氧活度。吹氩前氧活度在2.2-35ppm，平均为9.7ppm，由于转炉出钢存在补吹，为节约成本，补吹后不测氧定碳，个别炉次出现补吹后氧含量较高，脱氧不彻底，但可在吹氩站补喂铝线进行脱氧，对钢的脱氧影响不大。吹氩后氧活度1-5ppm，平均3.2ppm，均控制在5ppm以内，表明脱氧效果良好，达到了1-5ppm的控制要求。
3.2冶炼过程钢包渣组成控制效果
采用上述精炼工艺后，对一个包次8炉钢的各工序钢包渣组成进行了分析。通过合理的精炼造渣制度，将钢包渣调整到合理的范围内。LF出站及RH处理过程钢包渣CaO含量控制在49%-60%，平均为57%；碱度（CaO/SiO2）控制在5.2-6.1，平均为5.7；CaO/Al2O3控制在3.1-3.7，平均为3.5。以上数据说明，钢包渣组成均有利于夹杂物控制。RH精炼结束后，钢水中[Als]含量为0.01%-0.04%，平均0.025%达到了计算要求。钢包渣氧化性控制可见，钢包渣中（FeO+MnO）在冶炼过程中逐渐降低，精炼结束（FeO+MnO）控制在2%以内。
3.3夹杂物控制效果
对生产的一个包次8炉钢中4炉钢的圆钢夹杂物进行了检验。检验结果表明，试验钢的夹杂物数量少，夹杂均为球形复合夹杂，且未发现长条形夹杂，表明钙处理效果较好，夹杂物完全球化；精炼过程夹杂物转变良好，钢包渣对夹杂物的吸附能力较强。夹杂物评级各项夹杂均≤1.5级。典型炉次的夹杂物控制情况见表5。
3.4圆钢性能
冲击功检验的调质处理工艺为淬火870℃，保温70min，出炉油冷；回火温度为600℃，保温70min，出炉水冷。2010年生产的61炉钢的力学性能检测结果见表6，说明制定夹杂物控制工艺对钢的力学性能没有影响。
61炉试验圆钢超声波探伤结果结果见表7，从表7可以看出圆钢的综合报警率为0.99%，φ140mm、φ180mm及φ220mm规格的报警率分别为0.57%、1.49%、0，报警率较低
3.5推广应用
通过采用FACTSAGE对SAE4137钢的热力学分析、脱氧工艺研究、钢包渣组成控制和钙处理工艺的研究，制定了该钢种的夹杂物控制工艺并应用于提钒炼钢厂。试验期间共试制SAE4137钢61炉，单中包连浇炉数达到8炉，表明具备了该钢的批量生产能力。该钢种的研究方法可应用于对夹杂物要求较高的钢种，如SAE4145，CrMo系列合金结构钢等，计算过程采用的FACTSAGE软件可推广应用于炼钢过程渣系计算。
4结论
1）针对转炉流程生产石油钻井钢SAE4137的夹杂物控制的技术难点，通过采用FACTSAGE软件研究了钢脱氧工艺、钢包渣组成控制以及钙处理工艺，计算结果表明钢水中a[O]、[Als]、a[Ca]分别控制在1-5ppm、0.01%-0.03%和7.5-15ppm有利于夹杂物的控制。
2）工业试验结果表明，试验钢脱氧工艺合理，脱氧后钢水氧活度均控制在10ppm以内，平均3.2ppm。试验圆钢的夹杂物数量少，钙处理效果较好，夹杂物完全球化；LF精炼过程夹杂物转变良好，圆钢的夹杂物评级各项夹杂均≤1.5级。
3）试制的SAE4137圆钢力学性能满足要求，夹杂物控制工艺对力学性能没有影响。
(来源：钢铁产业)