一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料及其制備方法，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C0.2-0.4、Si0.15-0.35、Mn0.8-1.6、Cr0.5-1.0、Mo0.4-0.8、Ni0.2-0.5、Cu0.15-0.25、Al0.1-0.2、Sn0.04-0.08、Cd0.03-0.05、In0.025-0.045、Gd0.02-0.03、Yb0.01-0.02、P≤0.01、S≤0.005，余量為Fe。本發(fā)明制得的鋼管材料綜合性能優(yōu)異，機(jī)械強(qiáng)度高，低溫沖擊韌性好，具有優(yōu)良的耐磨性和抗應(yīng)力腐蝕性，完全適應(yīng)更低的工作溫度，更深的勘探深度。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料及其制備方法，屬于冶金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無縫鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的圓形，方形，矩形鋼材。無縫鋼管是用鋼錠或?qū)嵭墓芘鹘?jīng)穿孔制成毛管，然后經(jīng)熱軋、冷軋或冷撥制成。無縫鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，鋼管與圓鋼等實(shí)心鋼材相比，在抗彎抗扭強(qiáng)度相同時，重量較輕，是一種經(jīng)濟(jì)截面鋼材，廣泛用于地質(zhì)勘探或鉆井作業(yè)，目前，國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最高鋼級其機(jī)械強(qiáng)度、低溫沖擊韌性等均無法滿足實(shí)際勘探的使用要求，使得我國的地質(zhì)鉆探用無縫鋼管只能依賴進(jìn)口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械強(qiáng)度高、低溫沖擊韌性好的地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料及其制備方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:c 0.2-0.4、Si0.15-0.35, Mn 0.8-1.6, Cr 0.5-1.0, Mo 0.4-0.8, Ni 0.2-0.5, Cu 0.15-0.25, Al0.1-0.2、Sn 0.04-0.08、Cd 0.03-0.05、In 0.025-0.045、Gd 0.02-0.03、Yb 0.01-0.02、P ≤ 0.01、S ≤ 0.005，余量為 Fe。
[0005]一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料的制備方法，包括以下步驟:
(O按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550-1580°c，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1560-1600°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫35-40min,扒渣，然后調(diào)整溫度至1580_162(TC，加入適量的硅鐵和錳鐵脫氧15_25min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1610-1640°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1540_1580°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1280-1340°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以100-150 V /h 升溫至 280-320 °C，保溫 4_8h，再以 140-180 V /h 升溫至 630-660 °C，保溫3-5h，然后以80-120 V /h降溫至420-440 °C，保溫4_6h，再以100-150 V /h升溫至730-7500C，保溫 2-3h，然后以 120_160°C /h 降溫至 480_520°C，保溫 3_6h，再以 140_180°C /h升溫至820-850°C，保溫l_2h，然后以100_150°C /h降溫至540_560°C，保溫3_5h，再以80-120 °C /h降溫至250-300°C，保溫5_10h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1180-1240°C，終軋溫度為925-945°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為935-955V ；
(3)將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以140-180°C/h升溫至300-350°C，保溫4_8h，再以 120-160°C /h 升溫至 620-660°C，保溫 3_5h，再以 80_120°C /h 升溫至 840_870°C，保溫1-2h，然后以150-200°C /h降溫至440-480°C，保溫3_6h，再以80_120°C /h升溫至640-680°C，保溫 3-4h，然后以 100_150°C /h 降溫至 420_460°C，保溫 3_6h，再以 140_180°C /h升溫至750-780°C，保溫2-3h，強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至320_350°C，保溫4_8h，然后放入0_5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以85-95°C /h升溫至170-190°C，保溫l_2h，再以40_50°C /h降溫至85-95°C，保溫3-4h，再以50-60°C /h升溫至195_215°C，保溫l_2h，空冷至室溫后以50-600C /h 升溫至 100-120°C，保溫 2_3h，再以 30_40°C /h 升溫至 160_180°C，保溫 l_2h，再以45-55°C /h降溫80-90°C，保溫3_4h，至空冷至室溫；
(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0006]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土 10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8_12、莫來砂3_6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和招帆土混合均勻，濕法球磨12_24h,烘干,850-880 °C煅燒30-40min,冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒l_2h，水淬，濕法球磨12_24h，過100-150目篩，烘干即得。
[0007]本發(fā)明的有 益效果:本發(fā)明制得的鋼管材料綜合性能優(yōu)異，機(jī)械強(qiáng)度高，低溫沖擊韌性好，具有優(yōu)良的耐磨性和抗應(yīng)力腐蝕性，完全適應(yīng)更低的工作溫度，更深的勘探深度。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單易操作，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0008](I)按化學(xué)成分滿足如下質(zhì)量百分比為:C 0.2-0.4、Si 0.15-0.35、Mn 0.8-1.6、Cr 0.5-1.0, Mo 0.4-0.8, Ni 0.2-0.5, Cu 0.15-0.25, Al 0.1-0.2, Sn 0.04-0.08, Cd
0.03-0.05、In 0.025-0.045,Gd 0.02-0.03,Yb 0.01-0.02、P< 0.01、S < 0.005，余量為 Fe進(jìn)行配料；將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1570°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1600°C，加入16kg/t鋼的造渣劑，保溫40min，扒洛，然后調(diào)整溫度至1620°C，加入適量的硅鐵和錳鐵脫氧20min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1640°C即可出鋼，在出爐3min前往鋼水中插入lkg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧；
(2)鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜5min后澆注，澆注溫度為1560°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1320°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以150°C /h升溫至320°C，保溫4h，再以180°C /h升溫至660°C，保溫3h，然后以120°C /h降溫至420°C，保溫6h，再以1500C /h升溫至750°C，保溫2h，然后以160°C /h降溫至480°C，保溫6h，再以180°C /h升溫至850°C，保溫Ih，然后以150°C /h降溫至540°C，保溫5h，再以120°C /h降溫至250°C，保溫10h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1240°C，終軋溫度為9945°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為955°C ；
(3)將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以180°C/h升溫至350°C，保溫4h，再以160°C /h升溫至660°C，保溫3h，再以120°C /h升溫至870°C，保溫Ih，然后以200°C /h降溫至440°C，保溫6h，再以120°C /h升溫至680 V，保溫3h，然后以150°C /h降溫至420°C，保溫6h，再以1800C /h升溫至780°C，保溫2h，強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至350°C，保溫4h，然后放入2°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以95°C /h升溫至190°C，保溫lh，再以50°C /h降溫至85°C，保溫4h，再以60°C /h升溫至215°C，保溫lh，空冷至室溫后以55°C /h升溫至110°C，保溫2h，再以400C /h升溫至180°C，保溫lh，再以50°C /h降溫80°C，保溫4h，至空冷至室溫；(4)將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
[0009]所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石15、白云石10、高嶺土 10、鉀長石8、菱鎂石6、鐵礦渣10、莫來砂5 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨24h，烘干，880°C煅燒30min，冷卻至室溫，再放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡Ih，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1240°C煅燒Ih，水淬，濕法球磨24h，過150目篩，烘干即得。
[0010]經(jīng)檢驗(yàn)，成品化學(xué)成分為:C0.35%、Si 0.28%、Mn 1.44%、Cr 0.87%、Mo 0.65%、Ni
0.34%、Cu 0.19%、Al 0.14%、Sn 0.058%、Cd 0.043%、In 0.039%、Gd 0.026%、Yb 0.014%、P
0.0074%,S 0.0032%，余量為Fe ;力學(xué)性能為:抗拉強(qiáng)度1146Mpa，屈服強(qiáng)度1028Mpa，伸長率22.8%, -45°C 沖擊 功 72J。
【權(quán)利要求】
1.一種地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料，其特征在于，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C 0.2-0.4, Si 0.15-0.35, Mn 0.8-1.6, Cr 0.5-1.0, Mo 0.4-0.8, Ni 0.2-0.5, Cu0.15-0.25,Al 0.1-0.2,Sn 0.04-0.08,Cd 0.03-0.05、In 0.025-0.045,Gd 0.02-0.03,Yb0.01-0.02, P ^ 0.01、S ( 0.005，余量為 Fe。
2.如權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 按化學(xué)成分要求將配好的爐料加入電弧爐中熔煉，熔煉溫度為1550-1580°C，待爐料熔清80%以上，調(diào)整鋼水溫度至1560-1600°C，加入15_20kg/t鋼的造渣劑，保溫35_40min，扒渣，然后調(diào)整溫度至1580-1620°C，加入適量的硅鐵和錳鐵脫氧15-25min，取樣分析并調(diào)整成分，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1610-1640°C即可出鋼，在出爐2-3min前往鋼水中插入1-1.5kg/t鋼的鋁餅進(jìn)行終脫氧； 鋼水在鋼水包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5min后澆注，澆注溫度為1540_1580°C，并連鑄成圓坯，將制得的圓坯加熱至1280-1340°C，利用穿孔機(jī)對鋼管坯穿孔，將得到的鋼管坯以100-150°C /h升溫至280-320°C，保溫4-8h，再以140-180°C /h升溫至630-660°C，保溫3_5h，然后以 80-120°C /h 降溫至 420-440°C，保溫 4_6h，再以 100_150°C /h 升溫至 730_750°C，保溫2-3h，然后以120-160°C /h降溫至480-520°C，保溫3_6h，再以140_180°C /h升溫至820-850°C，保溫 l_2h，然后 以 100_150°C /h 降溫至 540_560°C，保溫 3_5h，再以 80_120°C /h降溫至250-300°C，保溫5-10h，空冷至室溫，酸洗后熱軋壁厚至所需規(guī)格，開軋溫度為1180-1240°C，終軋溫度為925-945°C，然后張力減徑，張力減徑的溫度為935_955°C ； 將上述制得的管材進(jìn)行熱處理:以140-180°C /h升溫至300-350°C，保溫4-8h，再以120-160°C /h升溫至 620-660°C，保溫 3_5h，再以 80-120°C /h 升溫至 840-870°C，保溫 l_2h，然后以 150-200°C /h 降溫至 440-480°C，保溫 3-6h，再以 80_120°C /h 升溫至 640-680°C，保溫3-4h，然后以100-150°C /h降溫至420-460°C，保溫3_6h，再以140_180°C /h升溫至750-780°C，保溫2-3h，強(qiáng)風(fēng)風(fēng)冷至320_35(TC，保溫4_8h，然后放入0_5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出管材以85-95°C /h升溫至170-190°C，保溫l_2h，再以40_50°C /h降溫至85-95°C，保溫3-4h，再以50-60°C /h升溫至195_215°C，保溫l_2h，空冷至室溫后以50-600C /h 升溫至 100-120°C，保溫 2_3h，再以 30_40°C /h 升溫至 160_180°C，保溫 l_2h，再以45-55°C /h降溫80-90°C，保溫3_4h，至空冷至室溫； 將上述熱處理后的管材經(jīng)矯直、探傷、噴標(biāo)識、包裝等后序工藝，即得成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地質(zhì)鉆探用無縫鋼管材料的制備方法，其特征在于，所述的造渣劑的制備方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高嶺土10-15、鉀長石5-10、菱鎂石4-8、鐵礦渣8-12、莫來砂3-6 ;b、取菱鎂石、硅灰石和鋁礬土混合均勻，濕法球磨12-24h，烘干，850-880°C煅燒30_40min，冷卻至室溫，再放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，過濾，濾渣用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1220-1240°C煅燒1-2h，水淬，濕法球磨12-24h，過100-150目篩，烘干即得。
【文檔編號】C22C38/58GK103741063SQ201310715327
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】王德志, 王宗義, 朱先玉, 王德泉, 盧秉林 申請人:馬鞍山市盈天鋼業(yè)有限公司