CN104532136A - 一种含稀土钻探用无缝钢管zt740及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含稀土钻探用无缝钢管ZT740及其生产方法，将高炉铁水进行预处理使其S含量降低到重量百分比0.010％以下；将处理后的高炉铁水和废钢加入顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中采用所述脱氧合金进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块，之后将冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用逐渐提高升温速度的方式加热升温；之后进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作并加入铬铁、钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入稀土丝，之后进行VD真空处理、圆坯连铸、管坯加热、穿孔、连轧管、定张减径、冷床、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱。
Description
技术领域
本发明属于黑色金属冶炼及金属压力加工领域，本发明涉及一种含稀土地质用无缝钢管生产方法，特别是ZT740钢级无缝钢管生产方法。
背景技术
目前钻探用无缝钢管对于钢管化学成分没有明确规定，只是规定了钢管的性能要求，可以根据钢管性能设计化学成分。
现在使用的ZT740钢级无缝钢管钢种成分多为含铬钼类型，成本较高。
使用碳锰铬类钢种得需要的性能，可以大大节省成本，生产需要的的钻探用无缝钢管。
发明内容
本发明的目的是提供一种ZT740钢级地质钻探管及其生产方法。本发明的生产方法是采用碳锰铬钢生产ZT740钢级地质钻探管，可以满足其使用要求。
为达以上目的，本发明一种含稀土钻探用无缝钢管ZT740，所述无缝钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C 0.31-0.36；Si 0.15-0.35；Mn 1.40-1.60；P≤0.025；S≤0.020；Cr 0.20-0.40；Ti 0.05-0.10；稀土元素RE0.020；余量为基体Fe；其中稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
其中所述含稀土钻探用无缝钢管ZT740，包括以下重量份的组分制备而成：
高炉铁水：90份；
废钢：10份；
预脱氧合金：1.8-2.7份；
铝铁合金：0.03-0.12份；
白灰块：0.2份；
铬铁合金：0.08-0.20份；
钛铁合金：0.04-0.12份；
稀土丝：0.02份；
硅钙线：0.05份；
其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
其中所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
一种生产所述含稀土钻探用无缝钢管ZT740的方法，包括如下步骤：
(1)高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0.010％以下；
(2)顶底复吹转炉冶炼：将所述处理后的高炉铁水和所述废钢加入顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中采用所述预脱氧合金进行预脱氧合金化，终脱氧采用铝铁合金进行有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入所述白灰块；
(3)LF炉精炼：将步骤(2)冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1530℃升至1620℃；采用造白渣操作并加入所述铬铁合金和所述钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入所述稀土丝；
(4)VD真空处理：真空处理的真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟后，喂入所述硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟软吹氩气；
(5)圆坯连铸：采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度≤30℃进行圆坯连铸：铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯；
(6)之后进行管坯加热、穿孔、连轧管、定张减径、冷床、锯切、矫直、热处理、探伤、倒棱，其中热处理工艺为：880～930℃保温30～50min进行水淬，580～630℃保温60～80min进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃；然后对钢管逐支进行探伤检测，合格者在两端进行倒棱加工。
其中所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：
本发明采用30MnCrTiRE钢种，材料成分设计合理，不含钼镍等贵金属元素，成本较低。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
将90吨高炉铁水用0.03吨“金属镁粉”作脱硫预处理，使铁水中的含S量降低到(重量百分比)0.010％以下；
将所述的90吨预处理铁水兑入100吨级的顶底复吹转炉中，再加入10吨优质废钢，然后采用单渣工艺进行冶炼，终渣中氧化钙与二氧化硅的重量百分比按3.0控制，采用硅锰、锰铁和铬铁进行脱氧合金化，在出钢时采用的铝铁合金进行终脱氧，出钢过程必须挡渣，挡渣失败必须扒渣，出钢过程中合金加完以后加入0.2吨白灰块；
将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼：精炼时按要吹氩气(氩气流量为每分钟100标升)，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1530℃升至1620℃；根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫、成分调整及升温操作；采用造白渣操作，加入铬铁和钛铁合金；。
当LF炉精炼结束后要保持底部软吹氩气(流量为每分钟40标升)，同时加入0.02吨稀土丝；
然后对精炼好的钢水再进行VD真空处理：深真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟；再喂入200米长(质量为0.05吨)的硅钙线，喂丝后保持10分钟软吹氩气(流量为每分钟40标升)。
将经过VD真空处理后的钢水大包吊上钢包回转台进行5机5流圆坯连铸，钢水过热度ΔT≤30℃；铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后用火焰切割为圆管坯。
所述稀土元素RE为：67％的Ce+33％的La构成的混合稀土金属，其化学成分及其含量合格。
硫印：均不超过1.0级，低倍检验合格。
将化、检验合格的管坯进行制管，制管过程如下：
为了使管坯具有良好的轧制性能，要连续检测并控制加热炉的各加热段温度，保证加热透彻均匀而不过热，环形炉各段的温度见表1。
表1 环形加热炉各段温度控制
计算机系统在线记录各段加热温度，要求控制好预热段、均热段温度，保证加热透彻均匀而不过烧。热工具在使用前必须测量，轧前检查处理辊道避免划伤。加热好的管坯轧制成无缝钢管，每批至少进行一次热取样检查几何尺寸。
热处理制度为：900±10℃保温45min后出炉进行水淬，600±20℃保温70min后出炉进行空冷。
钢管矫直温度控制在520～530℃。
经过上述工艺生产及无损探伤过程，合格者即成为本发明所述的“含稀土钻探用无缝钢管ZT740”的成品。
1.钢的冶炼
用中频炉冶炼实施例的25kg钢锭，钢锭的成分要求见表2，实际严格控制在要求的范围以内，具体数据见表2。
表2 成品成分(％)
2.热处理及力学性能
2.1对钢级的力学性能要求见表3。
表3 ZT740钢级力学性能要求
2.2热处理制度
热处理制度为890℃+50min保温后水淬，520℃回火+60min保温后空冷。
2.3热处理后性能
用中频炉冶炼钢种经过轧制以后的试样经过热处理的力学性能见表4，由表中数据看符合标准要求。
表4 力学性能
| 规定非比例延伸强度Rp0.2/MPa | 抗拉强度Rm/MPa | 断后伸长率A/％ | |
| 1 | 821 | 1006 | 14.5 |
| 2 | 830 | 987 | 14.5 |
| 3 | 852 | 1016 | 13.5 |
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，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作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。
Claims (6)
1.一种含稀土钻探用无缝钢管ZT740，其特征在于：所述无缝钢管化学成分按重量百分比含量分别为：C 0.28-0.33；Si 0.15-0.35；Mn 1.40-1.60；P≤0.025；S≤0.020；Cr 0.60-0.80；Ti 0.05-0.10；稀土元素RE0.020；余量为基体Fe；其中稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
2.根据权利要求1所述含稀土钻探用无缝钢管ZT740，其特征在于其包括以下重量份的组分制备而成：
高炉铁水：90份；
废钢：10份；
预脱氧合金：1.8-2.7份；
铝铁合金：0.03-0.12份；
白灰块：0.2份；
铬铁合金：0.08-0.20份；
钛铁合金：0.04-0.12份；
稀土丝：0.02份；
硅钙线：0.05份；
其中所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
3.根据权利要求1所述含稀土钻探用无缝钢管ZT740，其特征在于所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
4.一种生产如权利要求1-3中任一项所述含稀土钻探用无缝钢管ZT740的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)高炉铁水预处理：将所述高炉铁水中S含量降低到重量百分比0.010％以下；
(2)顶底复吹转炉冶炼：将所述处理后的高炉铁水和所述废钢加入顶底复吹转炉冶炼，出钢过程中采用所述预脱氧合金进行预脱氧合金化，终脱氧采用铝铁合金进行有铝脱氧工艺，出钢过程进行挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入所述白灰块；
(3)LF炉精炼：将步骤(2)冶炼后的钢水加入LF炉精炼，精炼时吹氩气，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热升温将温度从1530℃升至1620℃；采用造白渣操作并加入所述铬铁合金和所述钛铁合金；最后保持底部软吹氩气，加入所述稀土丝；
(4)VD真空处理：真空处理的真空度≤0.10KPa，深真空时间≥13分钟后，喂入所述硅钙丝，喂丝后进行8-10分钟软吹氩气；
(5)圆坯连铸：采用低拉速的恒速控制和电磁搅拌工艺并控制钢水过热度≤30℃进行圆坯连铸：铸坯出二次冷却区域后进行矫直，然后切割为圆管坯；
(6)之后进行管坯加热、穿孔、连轧管、定张减径、冷床、锯切、热处理、矫直、探伤、倒棱，其中热处理工艺为：880～930℃保温30～50min进行水淬，580～630℃保温60～80min进行空冷；回火后执行带温矫直，矫直温度≥500℃；然后对钢管逐支进行探伤检测，合格者在两端进行倒棱加工。
5.根据权利要求4所述的含稀土钻探用无缝钢管ZT740的生产方法，其特征在于：所述预脱氧合金选自硅锰合金、锰铁合金和铬铁合金两种或两种以上任意比例的混合物。
6.根据权利要求4所述的含稀土钻探用无缝钢管ZT740的生产方法，其特征在于：所述稀土丝由稀土元素RE组分为：67％的Ce和33％的La制成。
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