一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法与流程

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法。

背景技术：

1、废钢渣是钢铁生产过程中产生的一种固体废物，由于其富含铁和其他有价值的金属元素，近年来越来越受到重视。将废钢渣作为资源回收利用，不仅有助于减少环境污染，也为钢铁材料的生产提供了一种经济可行的原料来源。尽管废钢渣的资源化利用具有巨大潜力，但在实际应用中，如何有效提取废钢渣中的有用成分，以及如何精确控制最终产品的化学成分和微观结构，是当前技术面临的主要挑战。

2、抽油杆是石油开采的核心设备，用于从地下提取原油。由于长时间承受高压力和腐蚀性环境，抽油杆易出现疲劳断裂，这不仅影响生产效率，而且可能导致重大的经济损失和安全事故。因此，抽油杆用钢材料的强度、韧性和耐腐蚀性能至关重要。而且抽油杆属于长期消耗品，寻求价格较低的钢铁来源对于抽油杆生产的成本起到很好的控制作用，也降低石油开采成本。

技术实现思路

1、利用钢渣中丰富的铁资源，通过一系列的还原和冶炼过程，制备出适用于抽油杆的高强度钢材。这种方法不仅提高了材料的循环利用率，还能降低抽油杆用钢的生产成本。本发明提出一种新型的抽油杆用钢材料制备方法，使用废钢渣作为主要原料，直接利用钢渣中丰富的铁元素，特定的冶炼和合金化工艺，制备抽油杆用钢。还原剂采用较为便宜的焦炭等碳质还原剂，且搅拌加入，加入的煤粉能迅速混入铜渣，反应迅速彻底，工期流程短。该方法工艺简单，只需在原有设备上加一搅拌桨，投资少，节能环保，成本低廉，具有较高的经济价值。

2、本发明提出技术方案如下：

3、s1、将钢渣经溜槽导入到设有机械搅拌系统(包括升降、传动系统、控制系统和搅拌器)的还原炉中，对钢渣进行加热，使渣温达到还原温度1400-1450℃，搅拌桨插入钢渣熔池1/3-1/2，所述搅拌桨采用中心搅拌，转速为50-200r/min。搅拌器的旋转搅动熔池产生漩涡，搅拌时间为30-60min。

4、s2、所述还原剂为焦炭，还原剂由喷粉设备加入到炉渣表面搅拌形成的漩涡中心，立刻被漩涡直接卷入炉渣熔池深处与铜渣充分接触并发生反应，还原剂添加量为钢渣质量的10％-20％。

5、s3、反应完成后，将上层渣放出，还原得到的金属通入氩氧混合气体进行脱碳处理，脱碳结束后，加入铬铁等合金进行调质处理，制得抽油杆用钢。

6、s4、升温的同时用除尘布袋对尾气进行回收，尾渣送至水泥厂，直接制作水泥，实现铜渣的综合利用无渣化。

7、步骤s1中，所述还原炉带有搅拌装置，还原温度为1400-1450℃，搅拌桨插入铜渣熔池1/3-1/2，搅拌桨转速为50-200r/min。

8、步骤s1中，所述还原反应方程式为：

9、fe3o4+4co(g)＝3fe+4co2(g)

10、feo+co(g)＝fe+co2(g)

11、co2(g)+c＝2co(g)

12、步骤s2中，所述还原剂为焦炭。

13、步骤s2中，所述还原剂载气为氩气。

14、步骤s2中，所述还原剂粒度为-400目。

15、步骤s3中，所述脱氧气体为氩氧混合气体。

16、步骤s3中，所述调质处理过程加入铬铁等，铬铁合金铬含量为65％，加入量为铁水质量的20％。

17、步骤s3中，所述调质温度≥1450℃。

18、步骤s3中，所述的抽油杆用钢化学成分为c：0.02-0.10％，si：0.10-1.00％，mn：1.00-2.00％，cr：8.50-14.00％，mo：0.10-1.00％，v：0.01-0.10％，al：0.015-0.035％，p≤0.020％，s：≤0.010％，[o]≤0.002％，[h]≤0.0002％，余量为fe。

19、与现有的钢渣利用及抽油杆用钢生产相比，本发明的特点和有益效果是：钢渣还原得到铁水，合金化调质直接制备抽油杆用钢，将尾渣中铁元素充分利用；抽油杆用钢应用于石油开采，其性质决定了产油效率和经济效益，应用需求极大；工艺将钢渣直接还原然后脱碳炼钢合金化即可得到最终产品，工艺简单；尾渣经为硅酸盐，可作为水泥主料，直接利用，实现无渣化。

技术特征：

1.一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s1中，所述还原炉带有搅拌装置，还原温度为1400-1450℃，搅拌桨插入铜渣熔池1/3-1/2，搅拌桨转速为50-200r/min。

3.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s1中，所述还原反应方程式为：

4.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s2中，所述还原剂为焦炭。

5.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s2中，所述还原剂载气为氩气。

6.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s2中，所述还原剂粒度为-400目。

7.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s3中，所述脱氧气体为氩氧混合气体。

8.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s3中，所述调质处理过程加入铬铁等，铬铁合金铬含量为65％，加入量为铁水质量的20％。

9.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s3中，所述调质温度≥1450℃。

10.根据权利要求1所述的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法，其特征在于，步骤s3中，所述的抽油杆用钢化学成分c：0.02-0.10％，si：0.10-1.00％，mn：1.00-2.00％，cr：8.50-14.00％，mo：0.10-1.00％，v：0.01-0.10％，al：0.015-0.035％，p≤0.020％，s：≤0.010％，[o]≤0.002％，[h]≤0.0002％，余量为fe。

11.由权利要求1至10任一项所述制备方法制得的一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法。

技术总结本发明属于冶金领域，具体涉及一种废钢渣制备抽油杆用钢的方法。将钢渣经溜槽导入到设有机械搅拌系统(包括升降、传动系统、控制系统和搅拌器)的还原炉中，对钢渣进行加热，使渣温达到还原温度1400‑1450℃，搅拌桨插入钢渣熔池1/3‑1/2，所述搅拌桨采用中心搅拌，转速为50‑200r/min。搅拌器的旋转搅动熔池产生漩涡，搅拌时间为30‑60min。还原剂为焦炭，由喷粉设备加入到炉渣表面搅拌形成的漩涡中心，立刻被漩涡直接卷入炉渣熔池深处与铜渣充分接触并发生反应，反应完成后，将上层渣放出，还原得到的金属通入氩氧混合气体进行脱碳处理，脱碳结束后，加入铬铁等合金进行调质处理，制得抽油杆用钢，终渣直接用来制作水泥。工艺在一个炉体中使钢渣直接还原得到最终产品，制备抽油杆用钢，流程短，工艺简单；尾渣为硅酸盐，可作为水泥主料，直接利用，实现无渣化。技术研发人员：栾学玉,马欣,栾建东受保护的技术使用者：山东四通石油技术开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11