旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管的原料鋼及其冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管領(lǐng)域，具體涉及一種旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管的原料鋼及其 冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋挖鉆機(jī)是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機(jī)械，主要適于砂土、粘性 土、粉質(zhì)土等土層施工，在灌注粧、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。 旋挖鉆機(jī)以其高效率、低污染等特性，日前己成為國(guó)內(nèi)鐵路及高速公路橋梁粧基礎(chǔ)施工的 主要施工設(shè)備，而隨著國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)投資的加人，旋挖鉆機(jī)的需求量激增。
[0003] 旋挖鉆機(jī)鉆桿是旋挖鉆機(jī)的關(guān)鍵部件，旋挖鉆機(jī)鉆桿由數(shù)節(jié)鉆桿組合而成，每節(jié) 鉆桿由無(wú)縫鋼管及焊接在其上的內(nèi)外驅(qū)動(dòng)鍵組成。
[0004] 旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管，在鋼種成分設(shè)計(jì)上一般都采用C、Mn鋼，鉆桿的強(qiáng)度 低，不能很好的滿(mǎn)足中國(guó)地質(zhì)的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種原料鋼，采用該鋼加工得到的無(wú)縫鋼管適 用于生產(chǎn)旋挖鉆機(jī)鉆桿。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)縫鋼管用原料鋼，該鋼的化學(xué)成份 及其重量百分比為：C 0· 12 ~0· 16%、Si 0· 20 ~0· 40%、Mn L 45 ~L 60%、V 0· 03 ~ 0. 06%、Al 0. 02~0. 05%、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0008] 進(jìn)一步，所述的不可避免的雜質(zhì)包括Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、Ti和B，其含量分別為： Cu 彡 0. 20 %、Ni 彡 0. 50 %、Cr 彡 0. 20 %、Mo 彡 0. 10 %、Nb 彡 0. 05 %、Ti 彡 0. 025 %、 B 彡 0· 0005%。
[0009] 進(jìn)一步，所述無(wú)縫鋼管用原料鋼中：Nb+V彡0· 1%，Nb+V+Ti彡0· 12%。
[0010] 進(jìn)一步，所述無(wú)縫鋼管用原料鋼中：鋼的碳當(dāng)量CEV彡0. 44 %，CEV = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0011] 所述不可避免的雜質(zhì)中P彡0. 020、S彡0. 015。
[0012] 本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種上述無(wú)縫鋼管用原料鋼的冶煉 方法，包括初練和精煉，其中，初煉工序中，鋼水終點(diǎn)控制C多0. 06、P < 0. 012,出鋼溫度 1620~1660°C，出鋼過(guò)程進(jìn)行脫氧合金化處理；精煉工序中，采用鋼包爐進(jìn)行爐外精煉，出 鋼溫度1595~1610°C。
[0013] 該冶煉方法可精確控制鋼水成分，提尚廣品的穩(wěn)定性。
[0014] 上述無(wú)縫鋼管用原料鋼在旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管中的用途，即上述原料鋼用來(lái) 制備旋挖鉆桿機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管。
[0015] 旋挖鉆機(jī)鉆桿，其采用權(quán)利要求上述旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管制得。
[0016] 旋挖鉆機(jī)，其包括上述旋挖鉆桿機(jī)鉆桿。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：
[0018] 本發(fā)明提供了一種適合生產(chǎn)旋挖鉆機(jī)鉆桿的無(wú)縫鋼管用鋼，采用該鋼加工得到的 無(wú)縫鋼管適用于生產(chǎn)旋挖鉆機(jī)鉆桿，該原料鋼制得的無(wú)縫管用鋼具有良好的經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)良 的焊接性能、高的力學(xué)強(qiáng)度和高韌性，可滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)鉆桿打孔的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管的原料鋼， 該鋼的化學(xué)成份及其重量百分比為：C 0.12~0.16%、Si 0.20~0.40%、Mn 1.45~ L 60%、V 0.030~0.060%、Al 0.02~0.05%、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0020] 本發(fā)明限定V 0.030~0. 060%，主要原因在于：⑴通過(guò)加入少量的V熱軋可有 效地細(xì)化晶粒：氮化物將通過(guò)質(zhì)點(diǎn)釘扎晶界的機(jī)制而明顯阻止奧氏體晶界的迀移，阻止其 晶粒長(zhǎng)大，因而使之在熱加工之前就具備了較小的奧氏體晶粒，為進(jìn)一步細(xì)化鐵素體晶粒 提供了有利的條件；在奧氏體形變過(guò)程中，通過(guò)固溶的溶質(zhì)原子拖曳和應(yīng)變誘導(dǎo)沉淀析出 的微合金碳、氮化物質(zhì)點(diǎn)對(duì)晶界和亞晶界的釘扎作用，可顯著阻止形變奧氏體的再結(jié)晶，從 而通過(guò)由未再結(jié)晶奧氏體發(fā)生的相變而獲得細(xì)小的相變組織；總之熱扎時(shí)可細(xì)化晶粒。（2) 在熱成型過(guò)程中，V的碳、氮化合物從奧氏體中析出或在相變過(guò)程中在相界析出（相間沉 淀），或在最終冷卻過(guò)程中從過(guò)飽和鐵素體中析出，可達(dá)到沉淀強(qiáng)化的目的；沉淀析出強(qiáng)化 的目的就是提高、穩(wěn)定鉆桿的力學(xué)性能（屈服、抗張）；如V含量過(guò)多，則會(huì)影響旋挖機(jī)鉆桿 的金相組織，近而影響鉆桿到使物理性能中的沖擊韌性變差、延伸率變小，當(dāng)然如在生產(chǎn)過(guò) 程中發(fā)現(xiàn)有此異常，可通過(guò)熱處理手段進(jìn)行挽救，這樣勢(shì)必會(huì)增加不必要的成本，因此本發(fā) 明限定V在0.030~0.060%。
[0021] 進(jìn)一步，所述的不可避免的雜質(zhì)包括Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、Ti和B，其含量分別為： Cu 彡 0. 20 %、Ni 彡 0. 50 %、Cr 彡 0. 20 %、Mo 彡 0. 10 %、Nb 彡 0. 05 %、Ti 彡 0. 025 %、 B 彡 0· 0005%。
[0022] 進(jìn)一步，所述旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管的原料鋼中：Nb+V < 0. 1 %， Nb+V+Ti < 0. 12%。不需要太多的微合金元素，微合金元素超過(guò)一定的量對(duì)鉆桿的整體性 能有害無(wú)益。
[0023] 進(jìn)一步，所述生產(chǎn)旋挖鉆機(jī)鉆桿的無(wú)縫鋼管用鋼中：鋼的碳當(dāng)量CEV < 0. 44%， CEV = C+(Mn/6) + [(Cr+M0+V)/5] + [(Ni+Cu)/15]。影響焊接性能的主要因素是管體材料的 化學(xué)成分。旋挖鉆機(jī)鉆桿用鋼管的化學(xué)成分中含碳量對(duì)其焊接性的影響最為明顯，通常把 鋼中合金元素含量對(duì)其焊接性的影響，按其作用換算成碳元素的相當(dāng)含量，即用碳當(dāng)量法 評(píng)價(jià)金屬材料的焊接性；碳當(dāng)量越低焊接性能越好，碳當(dāng)量越高焊接性能越差。在保證旋挖 鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管性能指標(biāo)的前提下，盡可能降低碳當(dāng)量，提高鉆桿焊接性能。
[0024] 本發(fā)明限定各元素在上述范圍，從而實(shí)現(xiàn)旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管高強(qiáng)度，高韌 行，低碳當(dāng)量相匹配，因此具有良好的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)良的焊接性能，可滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)鉆桿打孔 的要求。冶煉方法可精確控制鋼水成分，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以滿(mǎn)足高質(zhì)量旋挖鉆機(jī)鉆桿用 無(wú)縫鋼管用鋼對(duì)鋼水質(zhì)量的要求。
[0025] 實(shí)施例1-4
[0026] I、冶煉操作
[0027] I. 1初煉鋼水控制
[0028] 終點(diǎn)控制和出鋼溫度控制在：C彡0. 06, P彡0. 012,出鋼溫度1620-1660°C ;脫氧 合金化，BaSiAlCa加入量：按2. 5~3. 5kg/t，Al塊加入量：按0· 8~I. 5kg/t ;
[0029] L 2、鋼包爐精煉
[0030] 喂Al線(xiàn)，將成品Al控制在規(guī)定范圍內(nèi)，喂Ca-Si絲0.5~0.7kg/t。白渣保持時(shí) 間25min，且每隔5分鐘檢查精煉渣的顏色；出鋼溫度：按1595~1605°C控制；。控制吹氬 強(qiáng)度，保持鋼液蠕動(dòng)，嚴(yán)禁鋼液裸露，凈吹時(shí)間15min。
[0031] 2、冶煉成分：冶煉成分如表1所示：
[0032] 表 1
[0033]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 無(wú)縫鋼管用原料鋼，其特征在于，該鋼的化學(xué)成份及其重量百分比為：C 0. 12~ 0? 16%、Si 0.20 ~0.40%、Mn 1.45 ~1.60%、V 0.03 ~0.06%、Al 0.02 ~0.05%、余 量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)縫鋼管用原料鋼，其特征在于，所述的不可避免的雜質(zhì)包 括 Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、Ti 和 B，其含量分別為：Cu 彡 0? 20%、Ni 彡 0? 50%、Cr 彡 0? 20%、 Mo 彡 0. 10%、Nb 彡 0. 05%、Ti 彡 0. 025%、B 彡 0. 0005%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)縫鋼管用原料鋼，其特征在于，所述旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫 鋼管的原料鋼中：Nb+V彡0? 1%，Nb+V+Ti彡0? 12%。4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無(wú)縫鋼管用原料鋼，其特征在于，所述旋挖鉆機(jī)鉆桿用 無(wú)縫鋼管的原料鋼中：鋼的碳當(dāng)量CEV < 0.44%，CEV = C+Mn/6+[(Cr+Mo+V)/5] + [(Ni+ Cu)/15]〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的無(wú)縫鋼管用原料鋼，其特征在于，所述不可避免的 雜質(zhì)包括P和S，其中，P彡0.020、S彡0.015。6. 利要求1~5任一項(xiàng)所述的無(wú)縫鋼管用原料鋼的冶煉方法，包括初練和精煉，其特征 在于，初煉工序中，鋼水終點(diǎn)控制C彡0. 06、P < 0. 012,出鋼溫度1620~1660°C;精煉工序 中，出鋼溫度1595~1610°C。7. 無(wú)縫鋼管用原料鋼在旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管中的用途，所述無(wú)縫鋼管用原料鋼為 利要求1~5任一項(xiàng)所述的原料鋼，或者采用權(quán)利要求6所述的方法制得。8. 旋挖鉆機(jī)鉆桿，其采用權(quán)利要求7所述的旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管制得。9. 旋挖鉆機(jī)，其包括權(quán)利要求8所述的鉆桿。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于無(wú)縫鋼管領(lǐng)域，具體涉及一種旋挖鉆機(jī)鉆桿用無(wú)縫鋼管的原料鋼及其冶煉方法。本發(fā)明提供一種無(wú)縫鋼管用原料鋼，該鋼的化學(xué)成份及其重量百分比為：C 0.12～0.16％、Si 0.20～0.40％、Mn 1.45～1.60％、V 0.03～0.06％、Al 0.02～0.05％、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。采用該鋼加工得到的無(wú)縫鋼管適用于生產(chǎn)旋挖鉆機(jī)鉆桿。
【IPC分類(lèi)】E21B17/00, C22C38/12
【公開(kāi)號(hào)】CN104946975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510408529
【發(fā)明人】王婀娜, 尹人潔, 童宗圣, 鄢勇, 張濤
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日