CN114807754A - 一种超深井油气用钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超深井油气用钢及其制备方法，所述制备方法包括铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；所述LF精炼过程中补充含V合金；所述VD真空脱气过程中补充含Ti合金。本发明对所述超深井油气用钢的化学成分中C、Mn、Cr以及Mo含量进行了优化设计、并在钢中添加一定量V、Ti元素，细化了钢中晶粒组织，增强了钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种深井用钢，尤其涉及一种超深井油气用钢及其制备方法。
背景技术
随着石油工业的发展，油管下井深度越来越深，所需钢级越来越高。深超深井用套管服役的地质条件极其恶劣，套管要承受很大的内外压力和轴向载荷，因高强度套管的韧性不足引起的事故频繁，而超深井用石油套管要求高强度高韧性，对材料的综合性能有严格的要求。
在油气田开发的过程中，磨损损坏在井下套管损坏的情况中最为严重，特别是在超深井中，由于井深轨迹、钻柱横向重力效应的影响，井下套管的磨损十分严重。因为超深井井筒磨损情况较为严重以及其高温、高压的特点，所以在开发中一般采用高强度、高韧性钢材的套管。
常规Q125级油气用钢通过热轧及热处理后制成无缝钢管，钢管屈服强度834-950Mpa，抗拉强度≥931Mpa，已不满足超深井油田的使用。
CN 103451544A公开了一种含硼深井超深井用140ksi钢级石油套管及生产方法，所述石油套管材质的化学成分质量百分比含量为：C：0.20-0.25％；Si：0.17-0.37％；Mn：0.5-0.8％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cr：0.5-1.0％；Mo：0.5-0.8％；V：0.10-0.15％；B：0.002-0.004％，其余为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。所述生产方法为：对铁水进行预处理，采用硅锰、锰铁、铬铁进行脱氧合金化，终脱氧采用铝质合金，LF炉根据转炉钢水成分及温度进行造渣脱硫，VD前加硼铁，VD后喂入硅钙线，对夹杂物进行变性处理，将钙硫比控制在0.6-1.2之间，软吹时间15分钟以上，软吹后静止5分钟以上，让夹杂物充分上浮。
CN 109972038A公开了一种超深井钻杆接头用钢及其制造方法，所述超深井钻杆接头用钢的化学成分质量百分比含量为：C：0.24％-0.32％，Si：0.20％-0.40％，Mn：0.80-1.20％，S≤0.010％，P≤0.020％，Cr：0.80％-1.20％，V：0.06-0.15％，Ni：0.10-0.20％，Cu≤0.20％，Mo：0.40％-0.80％，0≤20×10-6，H≤2×106，N≤70×10-6，余量为Fe。所述制造方法包括依次进行的转炉冶炼、LF精炼、RH真空脱气冶炼、连铸、加热轧制、精整以及试样热处理。
CN 109207865A公开了一种深井及超深井套管钢带及其制备方法，所述深井及超深井套管钢带的化学成分质量百分比含量为：C：0.22～0.27％：Si：0.15-0.25％：Mn：1.00-1.40％；P≤0.020％；S≤0.005％：Nb：0.015-0.030％；A1s：0.020-0.040％：；Ca：0.0010-0.0030％；余量为Fe及原料其它残留元素。所述制备方法包括如下步骤：转炉冶炼、LF炉精炼、连铸、热轧以及冷却后处理。
目前，深井及超深井的发展较为迅猛，用于深井及超深井的套管钢带越来愈不能满足现有的需要，亟待开发一种既能承受外加载荷又能满足产品低温冲击韧性的钢带。现有的套管钢带存在不足包括后期制管热处理后得到的产品性能不佳，强度不佳，以及开发过程会遇到低温冲击性能不合、表面红色氧化物等缺陷问题，甚至一些企业的产品在经制管热处理后产品的性能低下限的情况。基于上述情况，需要开发设计一种不仅具有很高的强度、韧性，还要有较好的耐腐蚀性、耐低温性、抗挤毁等各种苛刻的条件超深井油气用钢。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种超深井油气用钢及其制备方法。本发明通过对连铸圆坯化学成分中C、Mn、Cr以及Mo含量进行了优化设计、并在钢中添加一定量V、Ti元素，细化钢中晶粒组织，增强钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.28-0.30％，Si为0.20-0.29％，Mn为1.08-1.15％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr为1.45-1.55％，Mo为0.16-0.22％，V为0.015-0.025％，Ti为0.010-0.020％，Ni≤0.05％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
本发明提供超深井油气用钢对化学成分中C、Mn、Cr以及Mo含量进行了优化设计、并在钢中添加一定量V、Ti元素，细化了钢中晶粒组织，增强了钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性。
本发明提供的超深井油气用钢中V的含量为0.015-0.025％，含量过高会造成钢的强度提升过大，强度超出使用强度上限且制造成本会增加，过低则会使钢的强度达不到预期标准；Ti的含量为0.010-0.020％，量过高会降低钢的冲击性能，过低则会会使钢的强度达不到预期标准。
优选地，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.29-0.30％，Si为0.25-0.29％，Mn为1.10-1.12％，P≤0.010％，S≤0.003％，Cr为1.48-1.52％，Mo为0.17-0.20％，V为0.015-0.017％，Ti为0.013-0.017％，Ni≤0.05％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面提供的超深井油气用钢的制备方法，所述制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
所述LF精炼过程中补充含V合金；
所述VD真空脱气过程中补充含Ti合金。
本发明通过向连铸圆坯中添加一定量V、Ti元素，细化了钢中晶粒组织，增强了钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性。
本发明优先补充含V合金，而后再补充含Ti合金，其原因是钒可以和脱氧剂同时作用于脱氧，优先加入钒可以辅助脱氧脱硫，从而抑制钛在钢种与硫结合，避免降低钢的刚方面性能。
优选地，所述预处理包括KR脱硫。
优选地，所述KR脱硫中添加脱硫剂。
优选地，所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉。
优选地，所述氧化钙的添加量为10-15kg/t，例如可以是10kg/t、11kg/t、12kg/t、13kg/t、14kg/t或15kg/t，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述萤石粉的添加量为1.5-2.5kg/t，例如可以是1.5kg/t、1.7kg/t、1.9kg/t、2.1kg/t、2.3kg/t或2.5kg/t，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述铝粉的添加量为0.5-1kg/t，例如可以是0.5kg/t、0.6kg/t、0.7kg/t、0.8kg/t、0.9kg/t或1kg/t，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述KR脱硫中搅拌的速率为70-85r/min，例如可以是70r/min、72r/min、74r/min、76r/min、78r/min、80r/min、82r/min或85r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述KR脱硫中搅拌的时间为12-15min，例如可以是12min、13min、14min或15min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述KR脱硫后铁水中的硫含量≤0.003％，例如可以是0.003％、0.0028％、0.0026％、0.0024％、0.0022％或0.0020％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述转炉冶炼中出钢的温度为1600-1650℃，例如可以是1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃或1650℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述转炉冶炼的终点为C含量为0.05-0.08％，例如可以是0.05％、0.06％、0.07％或0.08％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；P含量≤0.012％，例如可以是0.012％、0.010％、0.008％、0.006％、0.004％或0.002％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述转炉冶炼的出钢过程中需要控制液面位于出口内沿以上，采用滑板挡渣，防止出钢下渣。
优选地，所述含V合金包括钒铁合金和/或片钒。
优选地，所述含V合金在LF精炼第一次通电≥15min后补充，并搅拌2-3min，例如可以是2min、2.2min、2.4min、2.6min、2.8min或3min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一次通电≥15min后补充，例如可以是15min、16min、17min、18min、19min或20min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明提供的制备方法中补充含V合金的时机是第一次通电≥15min后补充，其原因是此时钢种成分能够确定，能够精准控制钢中钒的含量，并且钒可以与脱氧剂同时进行脱氧，能够增强脱氧脱硫的效率。
优选地，所述LF精炼中补充脱氧剂。
优选地，所述脱氧剂包括铝粉和/或碳化硅。
优选地，所述LF精炼的白渣保持时间≥15min，例如可以是15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min或50min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；优选为15-30min。
优选地，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为45-53wt％、MgO为3-6wt％，例如可以是3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％或6wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；SiO2≤8wt％，例如可以是8wt％、7.5wt％、7wt％、6.5wt％、6wt％、5.5wt％或5wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用；以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％。
优选地，所述LF精炼的出钢温度为1601-1631℃，例如可以是1601℃、1610℃、1620℃、1630℃或1631℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述LF精炼的时间≥60min，例如可以是60min、62min、64min、66min、68min、70min、75min、80min、90min或100min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述LF精炼的终点为V含量为0.015-0.025％，例如可以是0.015％、0.017％、0.019％、0.021％、0.023％或0.025％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述含Ti合金包括钛铁合金。
优选地，所述含Ti合金在破真空后补充。
优选地，所述VD真空脱气中深真空时间≥18min，例如可以是18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min、40min或50min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述VD真空脱气中的绝对真空度≤67MPa，例如可以是67MPa、66MPa、65MPa、64MPa、63MPa、62MPa、61MPa或60MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹≥20min，例如可以是20min、22min、24min、26min、28min、30min、40min或50min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述VD真空脱气中离站温度为1545-1565℃，例如可以是1545℃、1547℃、1549℃、1551℃、1553℃、1555℃、1557℃、1559℃、1561℃、1563℃或1565℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用，
优选地，所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.010-0.020％，例如可以是0.010％、0.012％、0.014％、0.016％、0.018％或0.020％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述连铸中的连铸钢水的过热温度为15-35℃，例如可以是15℃、17℃、19℃、21℃、23℃、25℃、27℃、29℃、31℃、33℃或35℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.8-0.9m/min，例如可以是0.8m/min、0.82m/min、0.84m/min、0.86m/min、0.88m/min或0.9m/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述缓冷的时间≥48h，例如可以是48h、50h、52h、54h、56h、58h或60h，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述缓冷后的出坑温度≤200℃，例如可以是200℃、180℃、160℃、140℃、120℃或100℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明的优选技术方案，本发明第二方面提出的超深井油气用钢的制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
其中，所述预处理包括KR脱硫；所述KR脱硫中添加脱硫剂；所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；所述氧化钙的添加量为10-15kg/t，所述萤石粉的添加量为1.5-2.5kg/t，所述铝粉的添加量为0.5-1kg/t；所述KR脱硫中搅拌的速率为70-85r/min，时间为12-15min；所述KR脱硫后铁水中的硫含量≤0.003％；
所述转炉冶炼中出钢的温度为1600-1650℃；所述转炉冶炼的终点为C含量为0.05-0.08％，P含量≤0.012％；
在LF精炼第一次通电≥15min后补充含V合金，并搅拌2-3min；所述LF精炼中补充脱氧剂，脱氧剂包括铝粉和/或碳化硅；所述LF精炼的白渣保持时间≥15min，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为45-53wt％、MgO为3-6wt％、SiO2≤8wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；所述LF精炼的出钢温度为1601-1631℃；所述LF精炼的时间≥60min；所述LF精炼的终点为V含量为0.015-0.025％；
在破真空后补充含Ti合金；所述VD真空脱气中深真空时间≥18min；所述VD真空脱气中的绝对真空度≤67MPa；所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹≥20min；所述VD真空脱气中离站温度为1545-1565℃；所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.010-0.020％；
所述连铸中的连铸钢水的过热温度为15-35℃；所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.8-0.9m/min；
所述缓冷的时间≥48h；所述缓冷后的出坑温度为≤200℃。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的超深井油气用钢的制备方法中通过化学成分中C、Mn、Cr以及Mo含量进行了优化设计、并在钢中添加一定量V、Ti元素，细化了钢中晶粒组织，增强了钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性；
(2)本发明提供的超深井油气用钢的管钢管屈服强度900-1040Mpa，抗拉强度≥960Mpa。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.29％，Si为0.27％，Mn为1.11％，P为0.008％，S为0.0028％，Cr为1.50％，Mo为0.18％，V为0.016％，Ti为0.0157％，Ni为0.045％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
所述超深井油气用钢的制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
其中，所述预处理包括KR脱硫；所述KR脱硫中添加脱硫剂；所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；所述氧化钙的添加量为12kg/t，所述萤石粉的添加量为2kg/t，所述铝粉的添加量为0.8kg/t；所述KR脱硫中搅拌的速率为80r/min，时间为13min；所述KR脱硫后铁水中的硫含量≤0.0028％；
所述转炉冶炼中出钢的温度为1630℃；所述转炉冶炼的终点为C含量为0.7％，P含量为0.008％；
在LF精炼第一次通电15min后补充钒铁合金，并搅拌3min；所述LF精炼中补充脱氧剂，脱氧剂包括铝粉和碳化硅；所述LF精炼的白渣保持时间为18min，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为50wt％、MgO为5wt％、SiO2为8wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；所述LF精炼的出钢温度为1621℃；所述LF精炼的时间为65min；所述LF精炼的终点为V含量为0.016％；
在破真空后补充钛铁合金；所述VD真空脱气中深真空时间为25min；所述VD真空脱气中的绝对真空度为60MPa；所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹25min；所述VD真空脱气中离站温度为1555℃；所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.0157％；
所述连铸中的连铸钢水的过热温度为25℃；所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.85m/min；
所述缓冷的时间为50h；所述缓冷后的出坑温度为为180℃。
实施例2
本实施例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.28％，Si为0.20％，Mn为1.08％，P为0.012％，S为0.003％，Cr为1.45％，Mo为0.16％，V为0.015％，Ti为0.010％，Ni为0.05％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
所述超深井油气用钢的制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
其中，所述预处理包括KR脱硫；所述KR脱硫中添加脱硫剂；所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；所述氧化钙的添加量为10kg/t，所述萤石粉的添加量为2.5kg/t，所述铝粉的添加量为0.5kg/t；所述KR脱硫中搅拌的速率为70r/min，时间为15min；所述KR脱硫后铁水中的硫含量为0.003％；
所述转炉冶炼中出钢的温度为1600℃；所述转炉冶炼的终点为C含量为0.05％，P含量为0.012％；
在LF精炼第一次通电15min后补充片钒，并搅拌2-3min；所述LF精炼中补充脱氧剂，脱氧剂包括铝粉和/或碳化硅；所述LF精炼的白渣保持时间为30min，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为45wt％、MgO为6wt％、SiO2为8wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；所述LF精炼的出钢温度为1601℃；所述LF精炼的时间为60min；所述LF精炼的终点为V含量为0.015％；
在破真空后补充钛铁合金；所述VD真空脱气中深真空时间为18min；所述VD真空脱气中的绝对真空度为67MPa；所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹20min；所述VD真空脱气中离站温度为1545℃；所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.010％；
所述连铸中的连铸钢水的过热温度为15℃；所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.8m/min；
所述缓冷的时间为48h；所述缓冷后的出坑温度为为200℃。
实施例3
本实施例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.30％，Si为0.29％，Mn为1.15％，P为0.006％，S为0.002％，Cr为1.55％，Mo为0.22％，V为0.025％，Ti为0.020％，Ni为0.045％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
所述超深井油气用钢的制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
其中，所述预处理包括KR脱硫；所述KR脱硫中添加脱硫剂；所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；所述氧化钙的添加量为15kg/t，所述萤石粉的添加量为1.5kg/t，所述铝粉的添加量为0.5kg/t；所述KR脱硫中搅拌的速率为85r/min，时间为12min；所述KR脱硫后铁水中的硫含量0.002％；
所述转炉冶炼中出钢的温度为1650℃；所述转炉冶炼的终点为C含量为0.08％，P含量为0.006％；
在LF精炼第一次通电25min后补充含V合金，并搅拌2-3min；所述LF精炼中补充脱氧剂，脱氧剂包括碳化硅；所述LF精炼的白渣保持时间35min，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为53wt％、MgO为3wt％、SiO2为4wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；所述LF精炼的出钢温度为1631℃；所述LF精炼的时间为80min；所述LF精炼的终点为V含量为0.025％；
在破真空后补充钛铁合金；所述VD真空脱气中深真空时间28min；所述VD真空脱气中的绝对真空度58MPa；所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹35min；所述VD真空脱气中离站温度为1565℃；所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.020％；
所述连铸中的连铸钢水的过热温度为35℃；所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.9m/min；
所述缓冷的时间40h；所述缓冷后的出坑温度为160℃。
实施例4
本实施例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量与实施例1相同。
所述超深井油气用钢的制备方法与实施例1的区别仅在于：本实施例将LF精炼的渣系组成更改为：CaO为40wt％、MgO为8wt％、SiO2为10wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％。
对比例1
本对比例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.29％，Si为0.27％，Mn为1.11％，P为0.008％，S为0.0028％，Cr为1.50％，Mo为0.18％，V为0.036％，Ti为0.005％，Ni为0.045％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
所述超深井油气用钢的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢与实施例1的区别在于：本对比例省略了V以及Ti。
所述超深井油气用钢的制备方法与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢与实施例1的区别在于：本对比例省略了V。
所述超深井油气用钢的制备方法与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供了一种超深井油气用钢，所述超深井油气用钢与实施例1的区别在于：本对比例省略了Ti。
所述超深井油气用钢的制备方法与实施例1相同。
分别对实施例1-4以及对比例1-4提供的超深井油气用钢进行物理性能检测，结果如表1所示。
表1
综上所述，本发明提供的超深井油气用钢在制备过程中对所述超深井油气用钢的化学成分中C、Mn、Cr以及Mo含量进行了优化设计、并在钢中添加一定量V、Ti元素，细化了钢中晶粒组织，增强了钢种的强度及韧性，提高抗腐蚀性，使钢管具超高强度及高韧性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超深井油气用钢，其特征在于，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.28-0.30％，Si为0.20-0.29％，Mn为1.08-1.15％，P≤0.012％，S≤0.003％，Cr为1.45-1.55％，Mo为0.16-0.22％，V为0.015-0.025％，Ti为0.010-0.020％，Ni≤0.05％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
2.根据权利要求1所述的超深井油气用钢，其特征在于，所述超深井油气用钢的化学成分质量百分比含量为：C为0.29-0.30％，Si为0.25-0.29％，Mn为1.10-1.12％，P≤0.010％，S≤0.003％，Cr为1.48-1.52％，Mo为0.17-0.20％，V为0.015-0.017％，Ti为0.013-0.017％，Ni≤0.05％，余量为Fe和不可避免杂质，共计质量分数为100％。
3.一种如权利要求1或2所述的超深井油气用钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
所述LF精炼过程中补充含V合金；
所述VD真空脱气过程中补充含Ti合金。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括KR脱硫；
优选地，所述KR脱硫中添加脱硫剂；
优选地，所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；
优选地，所述氧化钙的添加量为10-15kg/t；
优选地，所述萤石粉的添加量为1.5-2.5kg/t；
优选地，所述铝粉的添加量为0.5-1kg/t；
优选地，所述KR脱硫中搅拌的速率为70-85r/min；
优选地，所述KR脱硫中搅拌的时间为12-15min；
优选地，所述KR脱硫后铁水中的硫含量≤0.003％。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼中出钢的温度为1600-1650℃；
优选地，所述转炉冶炼的终点为C含量为0.05-0.08％，P含量≤0.012％。
6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含V合金包括钒铁合金和/或片钒；
优选地，所述含V合金在LF精炼第一次通电≥15min后补充，并搅拌2-3min；
优选地，所述LF精炼中补充脱氧剂；
优选地，所述脱氧剂包括铝粉和/或碳化硅；
优选地，所述LF精炼的白渣保持时间≥15min，优选为15-30min；
优选地，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为45-53wt％、MgO为3-6wt％、SiO2≤8wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；
优选地，所述LF精炼的出钢温度为1601-1631℃；
优选地，所述LF精炼的时间≥60min；
优选地，所述LF精炼的终点为V含量为0.015-0.025％。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述含Ti合金包括钛铁合金；
优选地，所述含Ti合金在破真空后补充；
优选地，所述VD真空脱气中深真空时间≥18min；
优选地，所述VD真空脱气中的绝对真空度≤67MPa；
优选地，所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹≥20min；
优选地，所述VD真空脱气中离站温度为1545-1565℃；
优选地，所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.010-0.020％。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述连铸中的连铸钢水的过热温度为15-35℃；
优选地，所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.8-0.9m/min。
9.根据权利要求3-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缓冷的时间≥48h；
优选地，所述缓冷后的出坑温度≤200℃。
10.根据权利要求3-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼以及VD真空脱气，得到处理后的铁水；所述处理后的铁水依次经过连铸、缓冷以及精整后得到所述超深井油气用钢；
其中，所述预处理包括KR脱硫；所述KR脱硫中添加脱硫剂；所述脱硫剂包括氧化钙、萤石粉和铝粉；所述氧化钙的添加量为10-15kg/t，所述萤石粉的添加量为1.5-2.5kg/t，所述铝粉的添加量为0.5-1kg/t；所述KR脱硫中搅拌的速率为70-85r/min，时间为12-15min；所述KR脱硫后铁水中的硫含量≤0.003％；
所述转炉冶炼中出钢的温度为1600-1650℃；所述转炉冶炼的终点为C含量为0.05-0.08％，P含量≤0.012％；
在LF精炼第一次通电≥15min后补充含V合金，并搅拌2-3min；所述LF精炼中补充脱氧剂，脱氧剂包括铝粉和/或碳化硅；所述LF精炼的白渣保持时间≥15min，所述LF精炼的渣系组成以质量百分数计包括：CaO为45-53wt％、MgO为3-6wt％、SiO2≤8wt％以及余量的Al2O3，共计质量分数为100wt％；所述LF精炼的出钢温度为1601-1631℃；所述LF精炼的时间≥60min；所述LF精炼的终点为V含量为0.015-0.025％；
在破真空后补充含Ti合金；所述VD真空脱气中深真空时间≥18min；所述VD真空脱气中的绝对真空度≤67MPa；所述VD真空脱气在破真空后加入保温剂，软吹≥20min；所述VD真空脱气中离站温度为1545-1565℃；所述VD真空脱气的终点为Ti含量为0.015-0.025％；
所述连铸中的连铸钢水的过热温度为15-35℃；所述连铸中铸机采用恒拉速，拉速为0.8-0.9m/min；
所述缓冷的时间≥48h；所述缓冷后的出坑温度为≤200℃。
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Citations (8)
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