[發(fā)明專利]一種連鑄坯生產(chǎn)深海采油井口裝置用CrNiMo30C鋼鍛材的工藝

有效

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• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106591680B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 胡紹鑫;邵淑艷;冀鸰;聶愛誠;黃鎮(zhèn);許曉紅
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/18;C22C38/12;B22D11/115
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 趙海波

技術領域

本發(fā)明屬于鋼鍛材生產(chǎn)技術領域，涉及連鑄坯生產(chǎn)深海采油井口裝置用CrNiMo30C鋼鍛材的方法。

背景技術

深海采油井口裝置由套管頭、油管頭和采油樹三部分組成，是油氣生產(chǎn)的重要設備，主要用于控制生產(chǎn)井口的壓力和調節(jié)油(氣)水井的流量等，其性能的優(yōu)劣關系到油氣井能否安全、高效地生產(chǎn)。

目前深海采油井口裝置用鋼多采用模鑄鋼錠鍛造成材，生產(chǎn)因為鋼錠的內部質量優(yōu)于連鑄坯(特別是含有一定量的Cr、Ni、Mo等合金鋼)，其鍛造后的棒材能夠滿足深海采油井口裝置需求的較高超聲波探傷及力學性能要求。而連鑄坯與模鑄錠相比鋼水的澆鑄方式及鋼的凝固原理不同，鑄坯內部質量存在致密性差、偏析重特點，因此其生產(chǎn)的鍛材一般無法滿足深海采油井口裝置用鋼使用要求。但采用模鑄方式生產(chǎn)鍛材每支鋼錠均需要切除冒口及錠尾，鍛造成材率僅80％左右，而連鑄方式生產(chǎn)鍛材數(shù)爐鋼一個澆次，因鑄坯成坯率高，鍛造成材率達90％以上，生產(chǎn)效率高、成本低。因此提高連鑄坯內部質量，控制鑄坯鍛造生產(chǎn)工藝，以連鑄坯代替模鑄錠生產(chǎn)深海采油井口裝置用鍛材是較好的發(fā)展方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術通過提高CrNiMo30C鋼Φ600mm連鑄坯內部質量，采用合理的鍛造工藝，以連鑄坯代替模鑄錠生產(chǎn)Φ300-400mm規(guī)格鍛造圓鋼，內部質量滿足SEP 1921標準的D/d級別超聲探傷要求，力學性能滿足API SPEC6A標準的要求。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案為：一種連鑄坯生產(chǎn)深海采油井口裝置用CrNiMo30C鋼鍛材的工藝，包括如下步驟

1)鋼水冶煉：CrNiMo30C采用中碳低合金CrNiMo鋼，鋼的化學成分重量百分數(shù)為C：0.25～0.40％，Si：0.15～0.40％，Mn：0.80～1.30％，P：≤0.010％，S：≤0.008％，Cr：0.85～1.55％，Mo：0.30～0.65％，Ni：0.80～1.40％，V：0.02～0.08％，Nb:0.02～0.05％，Cu≤0.25％，B≤0.0005％，H≤0.0002％，余量為鐵及不可避免的雜質元素，鐵水先進行KR預處理，經(jīng)BOF轉爐冶煉、LF精煉及RH真空脫氣處理，生產(chǎn)出低H、低S、P的CrNiMo30C鋼，最終按P≤0.010％、S≤0.005％、H≤1.5ppm的要求控制出鋼；

2)連鑄：采用氬氣保護，結晶器M-EMS和末端F-EMS復合電磁攪拌，配合二冷水并低拉速澆注，嚴格控制過熱度20-35℃，減少柱狀晶、擴大等軸晶，防止柱狀晶發(fā)達從而細化晶粒，降低鋼結晶過程中偏析程度，充分保證內在組織的均勻致密性，Φ600mm連鑄坯≥500℃高溫下線并入緩冷坑，在保溫坑中保持≥36h，出坑后及時鍛造；連鑄坯低倍組織：按YB/T4149標準的附錄A評級滿足：中心疏松≤2.0級、中心裂紋≤1.0級、縮孔≤1.0級，嚴禁有中間裂紋、白點、翻皮缺陷；

3)鍛造：將鑄坯加熱，升溫速度≤200℃/h，鍛造加熱溫度1200-1250℃，并保證鑄坯透燒，始鍛溫度高于1150℃，終鍛溫度不低于850℃，連鑄坯出爐后采用1400T液壓機雙工位自由鍛造，鍛造過程中及時去氧化皮，初開坯采用小壓下量拔方，防止出現(xiàn)表面裂紋，中間開坯采用大壓下量拔方，使鍛壓力滲透到芯部，以提高內部質量，隨后繼續(xù)拔方并倒外圓，最后精整至成品尺寸；鍛材下線后≥500℃高溫沙埋緩冷，待溫度降至200℃以下后出坑緩冷；

4)鍛材去應力退火處理：退火溫度650-700℃，保溫12h以上，隨爐冷卻至300℃以下后出爐，空冷至室溫；

5)檢驗：每支鍛材切掉頭、尾部，逐支按SEP 1921標準的D/d級別超聲波探傷檢驗合格；按批次進行力學性能檢驗，拉伸、沖擊、硬度等要滿足API SPEC 6A標準的要求。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

與現(xiàn)有模鑄鋼錠鍛造生產(chǎn)CrNiMo30C鋼鍛材的工藝相比，本發(fā)明有益效果：

1)采用“KR-BOF-LF-RH-CCM”冶煉及連鑄工藝生產(chǎn)，自動化和機械化程度高，改善了工作條件，提高了生產(chǎn)效率。

2)采用晶器M-EMS和末端F-EMS復合電磁攪拌技術，提高連鑄坯內部質量，通過控制鍛造加熱工藝和開坯下壓量，生產(chǎn)出內部質量較好的Cr、Ni、Mo系深海采油裝置用鍛材，以連鑄坯代替模鑄鋼錠鍛造，提高了成材率，成本優(yōu)勢明顯。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1連鑄坯生產(chǎn)的Φ350mm規(guī)格鍛造圓鋼低倍組織；