[發明專利]含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710504435.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107338399A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 石曉霞;張行剛;黃祿璐;白雅瓊;張鳳明
• 申請（專利權）人: 包頭鋼鐵（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/24;C22C38/22;C22C38/04;C22C38/02;B21C37/06;C21D1/18;C21D9/08;C22C33/06
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙)11574
• 代理人: 丁清鵬

技術領域

本發明涉及冶金材料領域，特別涉及一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管及其制備方法。

背景技術

國際能源署(IEA)發布預測報告稱，受益于開采頁巖油和頁巖氣在內的非常規油氣資源，到2017年，美國可能超過沙特阿拉伯成為世界最大的石油生產國。新型能源的發現，不僅帶來能源價格的下降，而且還可以確保未來100年能源需求的自給自足。相關專業人士調研發現，中國擁有充足的頁巖氣，足以使用650年，因此，從資源量的角度來看，我國頁巖氣開發前景良好。調研顯示四川省南部的頁巖氣分布廣泛，頁巖氣厚度大，含氣量較好，有廣闊的勘探開發前景。此外，國內外多個石油公司加入到我國頁巖氣的勘探研究工作中，使得我國頁巖氣的勘探研究取得進，與此同時，我國政府對發展頁巖氣給予了有力的政策支持。頁巖氣的開采、儲存與運輸，將是鋼鐵行業的福音，同時是無縫管崛起的新動力。它的研發不僅提升了無縫管產品檔次，優化了產品結構，同時將為企業帶來較大的經濟效益與社會效益。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管及其制備方法。

本發明提供一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管，其化學成分按照重量百分比計包括：C 0.23～0.26；Si 0.20～0.25；Mn 0.45～0.55；Cr 1.2～1.3；Mo 0.2～0.3；P≤0.018；S≤0.006；V 0.055～0.065；B 0.002～0.004；RE 0.0022～0.0041；其余為Fe。

本發明還提供一種上述含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管的制備方法，其依次包括：冶煉連鑄，穿孔軋制和熱處理；

所述冶煉連鑄依次包括：準備鐵水，鐵水預處理，轉爐冶煉，LF精煉，VD脫氣，圓坯連鑄；

所述穿孔軋制依次包括：圓坯鋸切，加熱，定心，穿孔，軋管，張力減徑，冷卻，切頭尾，矯直，檢查；其中，圓坯穿孔時溫度為1220～1250℃；軋管時溫度為1130℃；定張減時溫度為800～850℃。

所述熱處理包括：淬火和回火；其中，淬火溫度為890℃±10℃，保溫50～60分鐘；回火溫度為620℃±10℃，保溫80～90分鐘。

進一步地，所述冶煉連鑄工序中：

硅錳、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、釩鐵及硼鐵在加入之前進行脫氧合金化；

轉爐終點控制目標：C≥0.06％，P≤0.015％；

采用單渣工藝冶煉，出鋼前加入200KG白灰造渣，終渣堿度≥3.0；

VD深真空度目標值≤0.06Kpa，深真空時間≥15分鐘，軟吹Ar不小于15分鐘；

VD脫氣結束后以稀土合金投入方式加入稀土；

連鑄過程采用電磁攪拌工藝，坯型為Φ210mm，恒定拉速控制在1.5M/min，鋼水過熱度ΔT≤30℃，采用堆垛方式進行冷卻，同時應避開風口。

本發明提供一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管及其制備方法，其通過設計合理的化學成分、冶煉連鑄工藝、軋制工藝及熱處理工藝使得材料具有較高的屈服強度、抗拉強度及低溫沖擊韌性。采用本發明提供的含稀土高強度高韌性頁巖氣用無縫管的制備工藝，生產效率高成本低，經濟效益好，具有良好的推廣價值。實驗證明，采用本發明提供的方法制備的含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管，其屈服強度高達125psi以上、0℃實驗環境下V型全尺寸沖擊韌性高于80J。

具體實施方式

本發明公開了一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管及其制備方法，本領域技術人員可以借鑒本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明。本發明的方法及應用已經通過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。

以頁巖氣開采工況使用條件出發點，本發明通過各元素在材料中的作用設計了合理的化學成分，通過冶煉連鑄、穿孔軋制、調質工藝生產出屈服強度高達125psi以上、0℃實驗環境下V型全尺寸(其他尺寸根據標準換算為全尺寸)沖擊韌性高于80J的高強度高韌性頁巖氣開采用無縫管。

本發明提供一種含稀土高強高韌性頁巖氣用無縫管，其化學成分按照重量百分比計包括：C 0.23～0.26；Si 0.20～0.25；Mn 0.45～0.55；Cr 1.2～1.3；Mo 0.2～0.3；P≤0.018；S≤0.006；V 0.055～0.065；B 0.002～0.004；RE 0.0022～0.0041；其余為Fe。