CN116752034A - 一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，属于铸造技术领域，本发明公开的里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，该耐腐蚀卷筒是整体式双折线绳槽卷筒，直接在光滑卷筒上加工折线绳槽，不需要分开加工，使钢丝绳的卷绕更加平滑、各层之间的负荷均匀分布，减少了钢丝绳排列过程中出现的不规则、乱绕和咬绳的现象，降低了钢丝绳损坏，延长了钢丝绳的使用寿命，提高了设备操作的安全性，里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒耐腐蚀性较好的特性，作为绞车里巴斯绳槽滚筒材料，同时满足受力、耐腐蚀的综合要求。
Description
技术领域
本发明属于蠕墨铸铁技术领域，具体涉及一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法。
背景技术
绞车内部线路可能由于腐蚀等原因导致损坏。绞车的里巴斯绳槽卷筒在湿度较大(70%以上)，特别是有淋水的井筒中，其表面附着一层电解质液膜，形成电化学腐蚀。里巴斯绳槽卷筒长期暴露在大气中，受温度、湿度等大气环境因素交替变化及化学污染物影响，与空气中水汽等发生化学或电化学反应产生大气腐蚀，是造成里巴斯绳槽卷筒损坏的主要原因之一。绞车是钻机的核心部件，不仅承担着起下钻具、下套管、控制钻压、处理事故、提取岩心等各项钻井作业，很多时候还承担起放钻塔的使命。因此要求卷筒排绳要整齐、规整、安全、可靠。里巴斯绳槽技术，可以解决和避免这些问题，对绞车滚筒进行设计、加工、引用，对于解决问题有着非常重要的作用。为了解决绞车提升过程钢丝绳损坏过快，不易排绳等问题，里巴斯绳槽技术应运而生。CN200510044924.2公开了高性能球铁卷筒制造方法，但并未解决卷筒不耐腐蚀的缺陷。目前在我国钻井行业提升系统中流行的“折线绳槽”一词，是指从国外引进的一种适合钢丝绳多层卷绕的绳槽形式。目前在我国起重行业流行的“折线绳槽”一词，是指从国外引进的一种适合钢丝绳多层卷绕的绳槽形式。由于这种绳槽在卷筒周向的大部分区段上保持与法兰端面平行，只在很小的区段上与法兰端面相交，因此绳槽必然出现拐折现象，故而得名“折线绳槽”。折线绳槽起源于美国，是由美国Lebus国际有限公司的创始人Frank. L. Lebus先生发明的，故国外一般称这种绳槽为Lebus Grooves，即Lebus绳槽，我国称为里巴斯绳槽，早在1900年，Lebus 先生就将该技术引进到了石油钻井行业中。目前钻井设备上应用较多的就是双折线绳槽。本领域技术人员亟待开发出一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法以满足现有的应用市场和性能需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法。
一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，包括以下步骤：（1）炉料熔炼、精炼；（2）浇注钢水：浇注钢水中的化学成分质量百分比包括：C0.09％～0.11％，Si：0.45％～0.48％，Mn：0.8％～1.1％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr：3.6％～4.4％，Ni：0.5％～0.55％，Cu：0.4％～0.45％，Mo≤0.01％、V≤0.01％、Nb≤0.01％，其余为Fe，合计为100%；（3）进行正火或调质热处理。
进一步的，所述步骤（3）中的正火热处理工艺为：在加热炉中从室温加热至830℃，保温2.8h，然后空冷至室温。
进一步的，所述步骤（3）中的调质热处理为：采用质量分数10%的PAG淬火剂溶液淬火，淬火温度为830℃℃，冷却至室温，回火温度为680℃，保温2小时，空冷至室温。
进一步的，所述步骤（1）炉料熔炼的炉料配置质量百分比为：回炉钢60~63wt%、废钢31~34wt%、生铁6wt%，熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1530~1560℃。
进一步的，其中钢水精练采用0.1%硅钙粉进行扩散脱氧，再用0.1%的硅钙块进行沉淀脱氧；钢水出炉时将0.075%的6517硅锰复合脱氧剂加入，进行终脱氧。
本发明公开的里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，该耐腐蚀卷筒是整体式双折线绳槽卷筒，直接在光滑卷筒上加工折线绳槽，不需要分开加工，使钢丝绳的卷绕更加平滑、各层之间的负荷均匀分布，减少了钢丝绳排列过程中出现的不规则、乱绕和咬绳的现象，降低了钢丝绳损坏，延长了钢丝绳的使用寿命，提高了设备操作的安全性，里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒耐腐蚀性较好的特性，作为绞车里巴斯绳槽滚筒材料，即可满足受力、耐腐蚀的综合要求。
附图说明
图1是实施例1里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
备砂、造砂型，落砂后的旧砂经S997磁选分离机3000GS下磁选后进入振动筛筛分，冷却后由带式输送机送入混砂机上方的旧砂斗中；购入的新砂经一系列输送系统进入新砂斗，经由翻斗加料机加入旧砂系统中。旧砂经给料机进入HM285-160混砂机的主料秤中称量；煤粉、粘土粉经螺旋给料机先后进入混砂机的辅料秤中称量；所需水分则经混砂机给水装置自动定量。以上各料按设定的配比称量后，加入混砂机中混制，得到合格型砂方可排放；
里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，包括以下步骤：
第一步、炉料熔炼：料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，由带电子秤、吸铁盘的起重机配料、配好的炉料（回炉铁、废钢）由起重机送到振动加料车，由加料车向电炉加料进行熔炼；先在感应炉底装入占炉料重量2%的冶金石灰。在炉料熔化过程中，在熔池上面覆盖一层DD153造渣剂。用量为钢水的0.2%，反复造渣扒渣，熔炼为往感应电炉中加入废钢和回炉铁，炉料配置质量百分比为：回炉钢63wt%、废钢31wt%、生铁6wt%；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1530℃然后撒入信阳金辉JH-2除渣覆盖剂，迅速扒净铁液表面的渣子，其中钢水精练采用0.08%硅钙粉进行扩散脱氧，再用0.05%的硅钙块进行沉淀脱氧；钢水出炉时将0.055%的正德冶金6517硅锰复合脱氧剂加入，进行终脱氧；第二步、浇注钢水：浇注钢水中的化学成分质量百分比包括：C0.11％，Si：0.48％，Mn：0.8％，P0.01％，S0.01％，Cr：3.6％，Ni：0.5％，Cu：0.4％，Mo0.01％、V0.01％、Nb0.01％，其余为Fe，合计为100%，浇注工序中，出钢温度控制在1560℃，进行浇注，由叉车、起重机将铁液运至浇注机辊道，采用机械浇注方式浇注后，冷却、开箱、铸件清理，自然冷却至室温后开箱，落砂通过滚筒的旋转，将其中的砂型与卷筒一起滚动、跌落、相互撞击，实现砂型和卷筒的分离；铸件的清理：卷筒铸件从砂箱脱出后，冷却一段时间，由机械手抓取送往清理工部。首先在落砂机上进行铸件清砂，通过液压浇冒口去除浇冒口，打掉飞边，进行抛丸处理，先是抛丸机抛丸，然后是人工对铸件的飞边、毛刺、浇口气针的残留进行打磨清理；第三步、进行正火热处理，正火热处理工艺为：在加热炉中从室温加热至830℃，保温2.8h，然后空冷至室温。
采用的常规的将绳槽设计在里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒体上，采用左右侧爬坡段、直槽体段、斜槽体段整体加工，即得钢丝绳直径6mm、槽底半径3.3mm、槽深2.4mm、节距6.3mm、法兰盘之间宽度170mm、旋向L/R。
产品性能：下屈服强度 ReL332.8MPa、抗拉强度Rm505.6MPa、断后伸长率A518.8%、断面收缩率50.8%、冲击吸收能量：常温70J、0℃60J、-20℃34J、-40℃34J、-60℃22J。72h腐蚀率1785g/m2。
实施例2
备砂、造砂型，落砂后的旧砂经S997磁选分离机3000GS下磁选后进入振动筛筛分，冷却后由带式输送机送入混砂机上方的旧砂斗中；购入的新砂经一系列输送系统进入新砂斗，经由翻斗加料机加入旧砂系统中。旧砂经给料机进入HM285-160混砂机的主料秤中称量；煤粉、粘土粉经螺旋给料机先后进入混砂机的辅料秤中称量；所需水分则经混砂机给水装置自动定量。以上各料按设定的配比称量后，加入混砂机中混制，得到合格型砂方可排放；
里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，包括以下步骤：
第一步、炉料熔炼：料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，由带电子秤、吸铁盘的起重机配料、配好的炉料（回炉钢、废钢、生铁）由起重机送到振动加料车，由加料车向电炉加料进行熔炼；先在感应炉底装入占炉料重量2%的冶金石灰。在炉料熔化过程中，在熔池上面覆盖一层DD153造渣剂。用量为钢水的0.4%，反复造渣扒渣，熔炼为往感应电炉中加入废钢和回炉铁，炉料配置质量百分比为：回炉钢60wt%、废钢34wt%、生铁6wt%；熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1560℃然后撒入信阳金辉JH-2除渣覆盖剂，迅速扒净铁液表面的渣子，其中钢水精练采用0.1%硅钙粉进行扩散脱氧，再用0.1%的硅钙块进行沉淀脱氧；钢水出炉时将0.075%的正德冶金6517硅锰复合脱氧剂加入，进行终脱氧；第二步、浇注钢水：浇注钢水中的化学成分质量百分比包括：C0.09％，Si0.45％，Mn1.1％，P＜0.01％，S＜0.01％，Cr4.4％，Ni0.55％，Cu0.45％，Mo＜0.01％、V＜0.01％、Nb＜0.01％，其余为Fe，合计为100%，浇注工序中，出钢温度控制在1560℃，进行浇注，由叉车、起重机将铁液运至浇注机辊道，采用机械浇注方式浇注后，冷却、开箱、铸件清理，自然冷却至室温后开箱，落砂通过滚筒的旋转，将其中的砂型与卷筒一起滚动、跌落、相互撞击，实现砂型和卷筒的分离；铸件的清理：卷筒铸件从砂箱脱出后，冷却一段时间，由机械手抓取送往清理工部。首先在落砂机上进行铸件清砂，通过液压浇冒口去除浇冒口，打掉飞边，进行抛丸处理，先是抛丸机抛丸，然后是人工对铸件的飞边、毛刺、浇口气针的残留进行打磨清理；第三步、进行调质热处理；调质热处理工艺的具体步骤为：步骤1、采用质量分数10%的捷达油品PAG淬火剂溶液淬火，淬火温度为830℃，冷却至室温；步骤2、回火温度为680℃，保温2小时，空冷至室温，得卷筒体。
采用的常规的将绳槽设计在卷筒体上，采用左右侧爬坡段、直槽体段、斜槽体段整体加工，即得钢丝绳直径11mm、槽底半径6.5mm、槽深4.4mm、节距11.6mm、法兰盘之间宽度500mm、旋向L/R的里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒体。
产品性能：下屈服强度345.7MPa、抗拉强度Rm513.5MPa、断后伸长率18.4%、断面收缩率50.4%、冲击吸收能量：常温71J、0℃60J、-20℃35J、-40℃33J、-60℃23J。72h，腐蚀率1825g/m2。
注：化学成分分析用试样的取样及制样方法按 GB/T20066的规定执行。光谱分析用试样的取样及制样方法按 GB/T5678的规定执行。拉伸试验按GB/T228.1 执行。冲击试验按GB/T 229执行。耐腐蚀性能参考T/CFA 02010120.1-2017。
Claims (5)
1.一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）炉料熔炼、精炼；（2）浇注钢水：浇注钢水的化学成分质量百分比包括：C：0.09％～0.11％，Si：0.45％～0.48％，Mn：0.8％～1.1％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr：3.6％～4.4％，Ni：0.5％～0.55％，Cu：0.4％～0.45％，Mo≤0.01％、V≤0.01％、Nb≤0.01％，其余为Fe，合计为100%；（3）进行正火或调质热处理。
2.根据权利要求1所述的一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，其特征在于，所述步骤（3）中的正火热处理工艺为：在加热炉中从室温加热至830℃，保温2.8h，然后空冷至室温。
3.根据权利要求1所述的一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，其特征在于，所述步骤（3）中的调质热处理为：采用质量分数10%的PAG淬火剂溶液淬火，淬火温度为830℃，冷却至室温，回火温度为680℃，保温2小时，空冷至室温。
4.如权利要求1所述的一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，其特征在于，所述步骤（1）炉料熔炼的炉料配置质量百分比为：回炉钢60~63wt%、废钢31~34wt%、生铁6wt%，熔炼采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔炼温度为1530~1560℃。
5.如权利要求1所述的一种里巴斯绳槽耐腐蚀卷筒的铸造方法，其特征在于，其中钢水精练采用0.08%~0.1%硅钙粉进行扩散脱氧，再用0.05%~0.1%的硅钙块进行沉淀脱氧；钢水出炉时将0.05%~0.075%的6517硅锰复合脱氧剂加入，进行终脱氧。
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