一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法转让专利

申请号 : CN202211005705.3

文献号 : CN115449695B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 吕刚赵晓敏杨鲁明白月琴王刚

申请人 : 包头钢铁(集团)有限责任公司

摘要 :

本发明公开了一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,在浇注过程采用全程保护浇注,避免钢水二次氧化,提高铸坯的纯净度,并减少铸坯皮下气泡的产生;连铸钢水低过热度控制,二次冷却采用弱冷并保证均匀冷却,避免铸坯出现表面裂纹;连铸时过热度设置为25~35℃,拉速为2.1m/min;轧制的开轧温度为950~1150℃,终轧温度为900~950℃热处理工艺:850℃淬火,600℃回火。本发明生产的高强抽油杆圆钢屈服强度远大于1000MPa,同时具有较好的韧性,可以满足用户的使用需求。

权利要求 :

1.一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,包括:

一次出钢,出钢时使用挡渣球或挡渣塞挡渣,终脱氧采用硅铝钙钡;

脱氧剂要在钢水出钢至1/3时开始加,合金在脱氧剂加入后开始加,合金加入量根据终点碳和出钢量调整;

转炉钢水由钢包运送车运抵精炼作业线,在全程吹Ar状态下进行精炼;采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热,并根据钢水成分及温度变化进行造渣,微调和升温操作;

在浇注过程采用全程保护浇注,避免钢水二次氧化,提高铸坯的纯净度,并减少铸坯皮下气泡的产生;连铸钢水低过热度控制,二次冷却采用弱冷并保证均匀冷却,避免铸坯出现表面裂纹;连铸时过热度设置为25~35℃,拉速为2.1m/min;轧制的开轧温度为950~1150℃,终轧温度为900~950℃热处理工艺:850℃淬火,600℃回火;

所述1000MPa级高强抽油杆圆钢以质量百分比计算的化学成分为:C0.40~0.45%,Si0.15~0.35%,Mn0.75~1.00%,Cr0.80~1.10%,Mo0.15‑0.25%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P≤0.025%,所述杂质中的S≤0.025%。

2.根据权利要求1所述的1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,以质量百分比计算的化学成分为:C0.41%,Si0.25%,Mn0.80%,Cr0.83%,Mo0.20%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P0.013%,所述杂质中的S0.008%。

3.根据权利要求1所述的1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,以质量百分比计算的化学成分为:C0.42%,Si0.20%,Mn0.79%,Cr0.85%,Mo0.19%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P0.012%,所述杂质中的S0.010%。

4.根据权利要求1所述的1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,以质量百分比计算的化学成分为:C0.43%,Si0.21%,Mn0.81%,Cr0.89%,Mo0.18%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P0.011%,所述杂质中的S0.012%。

5.根据权利要求1所述的1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,以质量百分比计算的化学成分为:C0.41%,Si0.22%,Mn0.82%,Cr0.90%,Mo0.18%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P0.012%,所述杂质中的S0.020%。

6.根据权利要求1所述的1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,其特征在于,以质量百分比计算的化学成分为:C0.42%,Si0.26%,Mn0.77%,Cr0.82%,Mo0.20%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P0.014%,所述杂质中的S0.011%。

说明书 :

一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金技术领域,尤其涉及一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法。

背景技术

[0002] 抽油杆在机械采油过程中受拉—压应力的交变作用,进行不间断的往复工作,长期在不同程度的腐蚀环境中承受不对称循环交变载荷作用。
[0003] 随着油田对稠油井、高含水油井、深井或超深井的开采,对抽油杆的强度要求越来越高,因此高强抽油杆的市场需求越来越大,开发一种既具有高强度又具有高疲劳性能的抽油杆成为行业亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0006] 本发明一种1000MPa级高强抽油杆圆钢的生产方法,包括:
[0007] 一次出钢,出钢时使用挡渣球或挡渣塞挡渣,终脱氧采用硅铝钙钡;
[0008] 脱氧剂要在钢水出钢至1/3时开始加,合金在脱氧剂加入后开始加,合金加入量根据终点碳和出钢量调整;
[0009] 转炉钢水由钢包运送车运抵精炼作业线,在全程吹Ar状态下进行精炼;采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热,并根据钢水成分及温度变化进行造渣,微调和升温操作;
[0010] 在浇注过程采用全程保护浇注,避免钢水二次氧化,提高铸坯的纯净度,并减少铸坯皮下气泡的产生;连铸钢水低过热度控制,二次冷却采用弱冷并保证均匀冷却,避免铸坯出现表面裂纹;连铸时过热度设置为25~35℃,拉速为2.1m/min;轧制的开轧温度为950~1150℃,终轧温度为900~950℃热处理工艺:850℃淬火,600℃回火;
[0011] 所述1000MPa级高强抽油杆圆钢以质量百分比计算的化学成分为:C0.40~0.45%,Si 0.15~0.35%,Mn 0.75~1.00%,Cr 0.80~1.10%,Mo 0.15‑0.25%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P≤0.025%,所述杂质中的S≤0.025%。
[0012] 进一步的,以质量百分比计算的化学成分为:C 0.41%,Si 0.25%,Mn 0.80%,Cr 0.83%,Mo 0.20%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P 0.013%,所述杂质中的S 
0.008%。
[0013] 进一步的,以质量百分比计算的化学成分为:C 0.42%,Si 0.20%,Mn 0.79%,Cr 0.85%,Mo 0.19%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P 0.012%,所述杂质中的S 
0.010%。
[0014] 进一步的,以质量百分比计算的化学成分为:C 0.43%,Si 0.21%,Mn 0.81%,Cr 0.89%,Mo 0.18%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P 0.011%,所述杂质中的S 
0.012%。
[0015] 进一步的,以质量百分比计算的化学成分为:C 0.41%,Si 0.22%,Mn 0.82%,Cr 0.90%,Mo 0.18%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P 0.012%,所述杂质中的S 
0.020%。
[0016] 进一步的,以质量百分比计算的化学成分为:C 0.42%,Si 0.26%,Mn 0.77%,Cr 0.82%,Mo 0.20%,余量为Fe和不可避免的杂质,所述杂质中的P 0.014%,所述杂质中的S 
0.011%。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益技术效果:
[0018] 本发明生产的高强抽油杆圆钢屈服强度远大于1000MPa,同时具有较好的韧性,可以满足用户的使用需求。
[0019] 为了验证该材质抽油杆的疲劳性能,在PLG‑200高频疲劳试验机上进行了实物轴向疲劳检验,实物疲劳周次500万次未断裂,大于SY/T5029‑2006《抽油杆》标准中疲劳循环周次大于100万次的要求。

具体实施方式

[0020] 工业试生产了5炉钢,具体的工艺参数控制如下:
[0021] 转炉生产
[0022] 由复吹转炉冶炼,采用双渣法,炉后增碳工艺。一次出钢,出钢时使用挡渣球或挡渣塞挡渣,终脱氧采用硅铝钙钡,出钢过程中加入锰铁、硅锰、铬铁。
[0023] LF炉精炼
[0024] 在全程吹Ar状态下进行精炼。采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热,并根据钢水成分及温度变化进行造渣,微调和升温操作。合金根据精炼就位成分进行微调加入锰铁、钼铁合金等。
[0025] 连铸生产
[0026] 铸坯规格:150×150mm,拉速:2.1m/min;过热度:28‑32℃;采用结晶器电磁搅拌。
[0027]
[0028]
[0029] 轧制
[0030] 开轧温度为950~1150℃,终轧温度为900~950℃。
[0031] 抽油杆热处理后力学性能
[0032]
[0033] 热处理工艺:850℃淬火,600℃回火。
[0034] 由表可知,本发明生产的高强抽油杆圆钢屈服强度远大于1000MPa,同时具有较好的韧性,可以满足用户的使用需求。
[0035] 为了验证该材质抽油杆的疲劳性能,在PLG‑200高频疲劳试验机上进行了实物轴向疲劳检验,实物疲劳周次500万次未断裂,大于SY/T5029‑2006《抽油杆》标准中疲劳循环周次大于100万次的要求。
[0036] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。