[发明专利]一种含稀土R95钢级石油套管生产方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种含稀土R95钢级石油套管生产方法，属于黑色冶金技术领域。 

二、背景技术：

API Spec 5CT 标准对于R95钢级石油套管只规定了部分元素的上限，可以自己设计化学成分，通过热处理手段得到符合标准要求的石油套管。 

现在很多钢厂多采用铬锰钼钢种，由于添加了钼金属，成本较高，在目前的市场条件下缺乏竞争力。 

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种含稀土R95钢级（27Mn2CrRE钢种）石油套管的生产方法。本发明的方法采用碳锰钢加稀土钢种轧制后经过热处理工艺（热处理工艺采用水淬加回火，水淬对环境没有影响，成本较低），得到R95钢级石油套管，在保证强度的前提下大大提高钢的塑性，使钢管的冲击韧性提高，并且高温力学性能很好，可以满足石油套管在不同工况下的使用要求。 

本发明的管坯的化学成分按重量百分比为：C 0.24-0.30；Si 0.15-0.35；Mn 1.35-1.55；P ≤0.020；S ≤0.010；Cr 0.30-0.40；Al 0.02-0.04；稀土元素RE 0.0007-0.0110；余量为基体Fe； 

本发明的含稀土R95钢级石油套管的生产工艺流程简述为： 

铁水预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→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→矫直→热处理→探伤。 

套管的热处理制度为：910℃±20℃+50min保温后水淬；630℃±20℃回火+80min保温后空冷生产，任何规格的钢管均能满足标准要求。 

所述稀土元素为Ce、La混合稀土金属；它们的重量百分比分别为： Ce 67%、La33%。 

将重量百分比90%的高炉铁水与10%的废钢作为原料。以下述工艺流程进行生产：首先对上述铁水进行预处理，然后与上述废钢一同加入顶底复吹转炉进行冶炼，将冶炼好的钢水装入钢水包进入LF炉工位进行精炼，精炼完成后进行VD工位进行真空脱气处理，再进行圆坯连铸，对连铸管坯进行加热，对加热好的管坯进行穿孔使其成为连轧管，对轧管进行定张减径后送入冷床冷却，然后 实施锯切，对切好的套管进行热处理，然后进行矫直，最后经探伤检测，合格者即为成品。 

其具体工艺过程详述如下： 

1.将高炉铁水经预处理，使得铁水中的含S量（重量百分比）降低到0.010%以下； 

2.将预处理后的铁水兑入顶底复吹转炉，加入（重量百分比）10%废钢，采用单渣工艺冶炼，控制终渣碱度和终点目标：[C]_出钢≥0.06%；点吹次数≤1次，出钢过程中进行脱氧合金化，终脱氧采用有铝脱氧工艺，出钢过程必须挡渣或扒渣，出钢过程中合金加完以后加入白灰块； 

3.在LF炉进行精练：精炼全过程按要求正常吹氩，采用从低级数到高级数逐渐提高升温速度的方式加热提温；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； 

4.LF炉精炼结束后保持底部软吹Ar，按材料配比加入量喂入稀土丝。 

5.进行VD真空处理：真空度≤0.10Kpa，深真空时间≥13分钟； 

6.喂入定长硅钙丝，喂丝后进行8--10分钟吹Ar。将经过VD真空处理后的钢水进行圆坯连铸，采用低拉速、恒拉速控制和电磁搅拌工艺；控制钢水过热度；铸坯经过矫直后，切割为圆管坯。 

对检验合格及硫印不大于2.0级的铸坯进行制管，其管坯材料的化学成分如下： 

按重量百分比为：C 0.24-0.30；Si 0.15-0.35；Mn 1.35-1.55；P ≤0.020；S ≤0.010；Cr 0.30-0.40；Al 0.02-0.04；稀土元素RE 0.0007-0.0110；余量为基体Fe。 

所述稀土元素为Ce、La混合稀土金属；它们的重量百分比分别为： Ce 67%、La33%。 

制管过程如下； 

连续检查预热段、加热段、均热段等各段的温度，环形炉各段温度控制见下表1； 

表1  环形加热炉各段温度 

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。加热好的管坯在φ180mmMPM连轧管机组轧制成无缝钢管，每批至少进行一次热取样检查几何尺寸。