[發明專利]一種用轉爐工藝生產石油套管用連鑄圓坯的方法

有效

• 申請號: 200710119293.5
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101086203A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 潘貽芳;李樹慶;袁章福;侯葵;王永然;蔡振勝;王寶明;任茂勇;李建強
• 申請（專利權）人: 天津鋼鐵有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;C21C5/28;C21C7/00;B22D11/00
• 代理公司: 北京科大華誼專利代理事務所
• 代理人: 劉曼朗

技術領域

本發明屬于轉爐冶金領域，特別是提供了一種用轉爐工藝生產石油套管用連鑄圓坯的方法。

背景技術

石油套管是一種廣泛應用于石油開采領域的關鍵裝備，其主要作用是固定油井壁，是技術含量與附加值很高的冶金產品。由于石油開采工藝的特殊性，石油套管的質量直接關系到油井的生產安全。套管的外部要承受各類地層的地壓和地下水的壓力，套管的內部則要承受泥漿的內壓以及水蒸汽的壓力，有時還要承受腐蝕性液體以及氣體的侵蝕，因此要求石油套管應具有優良的綜合力學性能。而隨著石油工業的持續、快速發展，同時由于新開采油田的地質條件越來越復雜，油田的深度不斷增加。因此又對石油套管的品種、性能提出了更高要求，也促進了高強度石油套管的研制與開發。高強度石油套管既有高的抗擠壓破壞強度，又有耐內壓的屈服強度，主要用于深井或地質條件相對復雜的油井，擁有廣闊市場前景。

目前，我國石油套管原料主要是使用熱軋圓坯，很少使用連鑄圓坯。與熱軋圓坯相比較，連鑄圓坯具有工藝簡單、成材率高、能耗低等明顯的優勢，是石油套管原料的發展方向。現在國內生產連鑄圓坯基本上采用的是電爐煉鋼，其工藝流程為：電弧爐→精煉→連續鑄鋼。天津鋼鐵有限公司總結轉爐開發J55石油套管用鋼的成功經驗，結合天鋼先進的工藝裝備和技術水平，決定采用高爐→轉爐→LF爐→VD爐→連鑄工藝開發研制37Mn2V高強度石油套管用鋼。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用轉爐工藝生產石油套管用連鑄圓坯的方法。提高了鋼水純凈度，減輕微量殘余元素帶來的危害，提高了石油套管鋼的綜合力學性能。

本發明37Mn2V高強度石油套管用鋼的化學成分為：

控制成分為：[C]：0.35～0.41％，[Si]：0.17～0.35％，[Mn]：1.40～1.60％，[P]：≤0.025％，[S]：≤≤0.020％，[V]：0.08～0.14％，[Ni]：≤0.30％，[Cr]：≤0.30％，[Cu]：≤0.20％，[Mo]：≤0.15％。

本發明優選成分為：[C]：0.36～0.38％，[Si]：0.23～0.28％，[Mn]：1.47～1.52％，[P]：≤0.020％，[S]：0～0.010％，[V]：0.10～0.12％，[Ni]：≤0.30％，[Cr]：≤0.30％，[Cu]：≤0.20％，[Mo]：≤0.15％。

另外，37Mn2V對鋼中Pb、Sn、As、Sb、Bi元素含量總和要求其含量為≤250ppm。

本發明的工藝：

高爐→頂底復吹轉爐→LF精煉爐→VD真空爐→Φ150mm～Φ200mm圓坯連鑄機→翻轉冷床→檢驗→入庫。具體工藝步驟：

(1)原料：采取精料原則，入爐鐵水要求：[Si]：0.30～0.85％、[P]：0～0.080％、[S]：0～0.030％。

(2)轉爐冶煉：鐵水進入頂底復吹轉爐冶煉，與傳統頂吹轉爐相比，強化了冶煉過程中對熔池的攪拌，促進各種冶金反應的進行和溫度成分的均勻。頂底復吹轉爐采用低氧壓、大流量氧槍供氧技術，氧壓為0.8～0.85MPa、流量為22800～23200m³/h，底吹氬氣或氮氣攪拌；轉爐冶煉前、中期造渣脫P，中、后期造渣脫S；轉爐出鋼采取擋渣出鋼，控制下渣量0～50mm，防止回磷；出鋼過程中向鋼包內加入合成渣料(主要成份為CaF、CaO)進行渣洗，進一步脫硫去夾雜；采取高拉碳操作，轉爐出鋼目標要求[C]：0.10～0.20％、[P]：0～0.010％。

(3)LF精煉：由于該鋼種要求成分均勻穩定，各爐次之間波動范圍小，對鋼中夾雜物含量要求嚴格，因此LF精煉工序圍繞調整和均勻化學成分、鋼中夾雜物變性和去除、調整溫度等進行控制，在LF精煉過程中鋼水中[C]、[Si]、[Mn]、[V]、[S]的控制范圍為：[C]：0.35～0.41％，[Si]：0.17～0.35％，[Mn]：1.40～1.60％，[V]：0.08～0.14％，[S]：0～0.020％；其優選范圍為：[C]：0.36～0.38％，[Si]：0.23～0.28％，[Mn]：1.47～1.52％，[V]：0.10～0.12％，[S]：0～0.010％；控制VD精煉的到站溫度為1610±5℃。