CN110885949A

CN110885949A - 一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管及其制备方法

Info

Publication number: CN110885949A
Application number: CN201910954280.2A
Authority: CN
Inventors: 张行刚; 康利明; 石晓霞; 余泽金; 姜海龙; 陈镇方; 郭志文; 孙文秀
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2020-03-17

Abstract

本发明公开了一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20～0.26％、Si 0.15～0.35％、Mn 1.10～1.40％、Cr 0.10～0.55％、Mo 0.10～0.35％、Al 0.010～0.035％、Ti 0.020～0.035％、B 0.001～0.003％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。本发明还公布了其制备方法。本发明的无缝钢管具有一钢种多钢级的特征，经过不同回火温度调质处理后，能够满足N80Q、L80‑1、R95、P110钢级油井管性能需求，综合性能好。

Description

一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管及其制备方法

技术领域

本发明涉及材料冶金技术领域，尤其涉及一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管及其制备方法。

背景技术

目前API 5CT标准系列钢级油井管国内厂家生产都没有问题，产品性能稳定，工艺质量控制良好，而且都有多年的生产经验，也形成了稳定钢种生产体系，已经非常成熟，不同厂家API 5CT标准钢级油井管产品性能也大致相同，API 5CT标准用量较大的主要集中在N80Q-P110钢级四个品种，生产厂家生产油井管过程中钢种繁多，有一个钢种对应一个钢级、一个钢级多个钢种等，对现场组织生产，小批次拉料、套拉等都产生了问题，因此一个钢级多个钢级油井管产品对于钢种的整合、降低小批次的套拉、简化工艺流程便于管理是一个极大的促进。

发明内容

本发明的目的是提供一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管及其制备方法，具有一钢种多钢级的特征，经过不同的回火温度调质处理后，能够满足N80Q、L80-1、R95、P110钢级油井管性能需求，综合性能好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20～0.26％、Si 0.15～0.35％、Mn 1.10～1.40％、Cr 0.10～0.55％、Mo 0.10～0.35％、Al0.010～0.035％、Ti 0.020～0.035％、B 0.001～0.003％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20％、Si 0.15％、Mn 1.10％、Cr0.10％、Mo 0.10％、Al 0.010％、Ti 0.020％、B 0.001％、P 0.010％、S 0.003％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.22％、Si 0.20％、Mn 1.15％、Cr0.20％、Mo 0.18％、Al 0.020％、Ti 0.022％、B 0.002％、P 0.018％、S 0.008，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％、Si 0.25％、Mn 1.25％、Cr0.30％、Mo 0.25％、Al 0.025％、Ti 0.025％、B 0.003％、P 0.015％、S 0.006，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.25％、Si 0.30％、Mn 1.35％、Cr0.43％、Mo 0.30％、Al 0.030％、Ti 0.030％、B 0.002％、P 0.010％、S 0.005，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

进一步的，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.26％、Si 0.35％、Mn 1.40％、Cr0.55％、Mo 0.35％、Al 0.035％、Ti 0.035％、B 0.003％、P 0.020％、S 0.010，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

一钢种多钢级油井管用无缝钢管的制备方法，其炼钢生产过程包括：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸。

进一步的，全部采用预脱硫铁水，来料铁水成分要求：P≤0.140％、S≤0.050％；转炉冶炼，采用双渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，采用锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；LF进行脱硫并对成分进行微调，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式，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；VD真空度≤0.10Kpa，目标值≤0.06Kpa，深真空时间≥15分钟，然后喂入200m的硅钙线，喂丝后软吹时间≥15分钟上连铸台进行连铸；连铸采用恒拉速控制工艺，采用电磁搅拌工艺，控制钢水的过热度≤30℃，连铸热管坯采用堆垛的方式进行冷却。

进一步的，所述圆坯连铸的轧制过程包括：圆坯→锯切→管坯加热→穿孔→轧管→张减径/定径→冷床冷却。管坯加热温度为1250～1280℃；圆坯穿孔温度为1150℃～1200℃；钢管轧制温度为950℃～1100℃；保证终轧温度≥850℃。

进一步的，所述圆坯连铸的轧态钢热处理过程包括：淬火+回火；淬火温度为890±10℃，保温40～60min；回火温度为540～700℃，保温70～90min；热处理后保证矫直温度≥400℃。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本发明通过Cr-Mo系合金元素的基础上加入B元素净化晶界，提高钢的淬透性，通过Cr-Mo的合金的高温回火抗性使一个钢种在很宽的回火温度范围内能同时满足N80Q-P110四个钢级油井管产品性能的要求。

具体实施方式

一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20～0.26％、Si 0.15～0.35％、Mn 1.10～1.40％、Cr 0.10～0.55％、Mo 0.10～0.35％、Al0.010～0.035％、Ti 0.020～0.035％、B 0.001～0.003％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％

其炼钢生产过程为：铁铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸。全部采用预脱硫铁水，来料铁水成分要求P≤0.140％、S≤0.050％；转炉冶炼采用双渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，采用锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；LF进行脱硫并对成分进行微调，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式，根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫；VD真空度≤0.10Kpa，目标值≤0.06Kpa，深真空时间≥15分钟，然后喂入200m的硅钙线，喂丝后软吹时间≥15分钟，然后上连铸台进行连铸；连铸采用恒拉速控制工艺，恒定拉速控制为1.5m/min，采用电磁搅拌工艺，控制钢水的过热度≤30℃，连铸热管坯采用堆垛的方式进行冷却。

各实施例如表1所示。

表1各示例化学成分百分比(％)

实施例	C	Si	Mn	Cr	Mo	Al	Ti	B	P	S
											实施例1	0.20	0.15	1.10	0.10	0.10	0.010	0.020	0.001	0.010	0.003
实施例2	0.22	0.20	1.15	0.20	0.18	0.020	0.022	0.002	0.018	0.008
											实施例3	0.23	0.25	1.25	0.30	0.25	0.025	0.025	0.003	0.015	0.006
实施例4	0.25	0.30	1.35	0.43	0.30	0.030	0.030	0.002	0.010	0.005
											实施例5	0.26	0.35	1.40	0.55	0.35	0.035	0.035	0.003	0.020	0.010

钢的轧制过程包括圆坯→锯切→管坯加热→穿孔→轧管→张减径/定径→冷床冷却。管坯加热温度为1250～1280℃，在此温度下既可以使合金元素全部溶解扩散均匀，又不会使坯料过烧；圆坯穿孔温度为1150℃～1200℃；钢管轧制温度为950℃～1100℃，在该温度区间内，钢管的变形抗力适中，不超过轧机的负荷，同时该温度区间内材料的塑形较好，易于变形延伸，能够保证钢管的内外表面质量；保证终轧温度≥850℃，该终轧温度在材料的AC3以上，相当于进行了一次正火处理，更有利于后续的热处理。

淬火+回火；淬火温度为890±10℃，保温40～60min；回火温度为540～700℃，保温70～90min；热处理后保证矫直温度≥400℃。

钢管热处理过程包括：淬火+回火。淬火温度为890±10℃，保温40～60min，该温度既能够保证合金元素全部溶于奥氏体中，又不会使晶粒过于粗大；回火温度为分别为660±5℃、690±5℃、620±5℃、560±5℃，保温70～90min，在这四个温度下进行回火，分别满足N80Q、L80-1、R95、P110四个钢级产品性能的要求。保证矫直温度≥400℃以避免钢管应力大而产生裂纹。

通过Cr-Mo系合金元素的基础上加入B元素净化晶界，提高钢的淬透性，使一个钢种在很宽的回火温度范围内能同时满足N80Q-P110四个钢级油井管产品性能的要求。

各实施例化学力学性能测试结果如表2所示。

表2各实施例的力学性能测试结果

从表2可以看出，本发明的无缝钢管一个钢种通过不同的回火温度可以同时满足4个钢级产品的性能要求，4钢级材料都具有良好的力学性能。

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。

Claims

1.一种一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20～0.26％、Si 0.15～0.35％、Mn 1.10～1.40％、Cr 0.10～0.55％、Mo 0.10～0.35％、Al 0.010～0.035％、Ti 0.020～0.035％、B 0.001～0.003％、P≤0.020％、S≤0.010％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

2.根据权利要求1所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.20％、Si 0.15％、Mn 1.10％、Cr 0.10％、Mo 0.10％、Al 0.010％、Ti 0.020％、B 0.001％、P 0.010％、S 0.003％，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

3.根据权利要求1所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.22％、Si 0.20％、Mn 1.15％、Cr 0.20％、Mo 0.18％、Al 0.020％、Ti 0.022％、B 0.002％、P 0.018％、S 0.008，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

4.根据权利要求1所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.23％、Si 0.25％、Mn 1.25％、Cr 0.30％、Mo 0.25％、Al 0.025％、Ti 0.025％、B 0.003％、P 0.015％、S 0.006，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

5.根据权利要求1所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.25％、Si 0.30％、Mn 1.35％、Cr 0.43％、Mo 0.30％、Al 0.030％、Ti 0.030％、B 0.002％、P 0.010％、S 0.005，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

6.根据权利要求1所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：C 0.26％、Si 0.35％、Mn 1.40％、Cr 0.55％、Mo 0.35％、Al 0.035％、Ti 0.035％、B 0.003％、P 0.020％、S 0.010，其余为Fe和微量杂质，质量分数共计为100％。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管的制备方法，其特征在于，其炼钢生产过程包括：铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→VD脱气→圆坯连铸。

8.根据权利要求7所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管的制备方法，其特征在于，全部采用预脱硫铁水，来料铁水成分要求：P≤0.140％、S≤0.050％；转炉冶炼，采用双渣工艺冶炼，终渣碱度按3.0控制，采用锰铁进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺；LF进行脱硫并对成分进行微调，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式，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；VD真空度≤0.10Kpa，目标值≤0.06Kpa，深真空时间≥15分钟，然后喂入200m的硅钙线，喂丝后软吹时间≥15分钟上连铸台进行连铸；连铸采用恒拉速控制工艺，采用电磁搅拌工艺，控制钢水的过热度≤30℃，连铸热管坯采用堆垛的方式进行冷却。

9.根据权利要求7所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述圆坯连铸的轧制过程包括：圆坯→锯切→管坯加热→穿孔→轧管→张减径/定径→冷床冷却。管坯加热温度为1250～1280℃；圆坯穿孔温度为1150℃～1200℃；钢管轧制温度为950℃～1100℃；保证终轧温度≥850℃。

10.根据权利要求7所述的一钢种多钢级油井管用无缝钢管的制备方法，其特征在于，所述圆坯连铸的轧态钢热处理过程包括：淬火+回火；淬火温度为890±10℃，保温40～60min；回火温度为540～700℃，保温70～90min；热处理后保证矫直温度≥400℃。