一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢及其生产工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103233172A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103233172103233172A(43)申请公布日2013.08.07(21)申请号201310137595.0E21B17/00(2006.01)(22)申请日2013.04.19(71)申请人江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司地址223002江苏省淮安市清浦区化工路53号(72)发明人王忠英孙大文翟万里陈子坤袁敏(74)专利代理机构淮安市科文知识产权事务所32223代理人谢观素(51)Int.Cl.C22C38/38(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书5页说明书5页(54)发明名称一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢及其生产工艺(57)摘要本发明公开了一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢，其化学成分质量百分比为：C:0.32-0.38%，Si:0.17-0.37%，Mn:1.60-1.80%，Cr:1.10-1.30%，Mo:0.20-0.30%，V:0.20-0.30%，Al：0.015-0.035%，P≤0.020%，S：≤0.010%，［O］≤0.002%，［H］≤0.0002%，余量为Fe。本发明采用在常规的转炉中熔炼后，在精炼装置中进行精炼，在精炼后期进行硅钙钡终脱氧，并在精炼后采用RH进行脱气和去除夹杂物，钢水经浇铸成连铸坯后轧成φ19～25mm圆钢。本发明成分设计合理、工艺先进，与目前市场上供应的超高强度抽油杆用钢相比具有更高的强度与韧性，抗拉强度Rm≥1200MPa、伸长率δ5≥12%、断面收缩率Z≥48%，能有效减少高负荷环境下抽油杆的断裂事故，显著减少经济损失。CN103233172ACN10327ACN103233172A权利要求书1/1页1.一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢，其特征在于：其化学成分质量百分比为：C:0.32-0.38%，Si:0.17-0.37%，Mn:1.60-1.80%，Cr:1.10-1.30%，Mo:0.20-0.30%，V:0.20-0.30%，Al：0.015-0.035%，P≤0.020%，S：≤0.010%，［O］≤0.002%，［H］≤0.0002%，余量为Fe。2.一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢的生产工艺，其特征在于包括下列步骤：按权利要求1所述组分的质量百分比，（1）转炉冶炼：在90吨以上的顶底复吹式转炉中冶炼，以铁水与废钢为原料进行初炼，实现预脱P，出钢加入合成精炼渣、复合脱氧剂及多种高纯合金进行预脱氧及成分初调,采用挡渣留渣出钢防止回P，所述精炼渣每吨钢加入量为6～8kg，复合脱氧剂每吨钢加入量为3～5kg；（2）精炼：在90吨以上的LF炉中进行钢水深脱氧及合金化，造高碱度渣R≥3.0，强化脱S、去夹杂，精炼过程采用全程搅拌；（3）真空脱气：在LF精炼后采用RH循环脱气设备进行真空脱气和去除夹杂物处理，在高真空下保持25分钟以上，保证［H］≤0.0002%、［O］≤0.0020%，所有成分进入要求的范围；（4）夹杂物变性与软吹：真空处理之后喂丝线对夹杂物变性并进行软吹处理，软吹时间为25分钟；（5）连铸：采用连铸机，使用结晶器保护渣，实行全程全保护浇铸生产连铸方坯；（6）轧钢与精整：利用中小棒材生产线生产φ19～25mm抽油杆用圆钢；采用人工检查精整工艺消除钢材表面缺陷。3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于：所述步骤（5）采用6机6流连铸机，浇铸生产150mm×150mm连铸方坯。2CN103233172A说明书1/5页一种超高强度、高韧性的抽油杆用钢及其生产工艺技术领域[0001]本发明涉及钢铁行业中的合金结构钢，具体涉及超高强度、高韧性的抽油杆用钢（35Mn2CrMoV）及其生产工艺。背景技术[0002]目前采油井中机采井占总数的90％以上，而机采井中有杆泵采油方式又占90％以上，因此有杆泵采油方式已在我国的原油开采中占据了重要地位。抽油杆是有杆抽油设备的重要组成部件，它将抽油机的动力传递给井下抽油泵。在采油过程中，抽油杆柱承受不对称循环载荷的作用，工作介质为井液(原油和矿层水)，大多井液含有腐蚀介质，因而抽油杆的主要失效形式为疲劳断裂和腐蚀疲劳断裂。抽油杆的疲劳强度和使用寿命决定和影响了整套抽油设备的最大泵深度和排量。当抽油杆发生断裂后，还需要进行打捞、更换抽油杆的井场作业，这样不但影响油井的原油产量，而且增加了油井作业费用，使采油成本上升。根据现场调查，每发生一次断杆事故，油井作业费和减产原油折价之和为2～3万元。因此石油开采业必然会促进钢质抽油杆不断向更高强度、高韧性发展。[0003]我国SY/T5029标准中对钢质抽油杆力学性能等级进行了划分，其中HL级抽油杆具有最高的强度：抗拉强度Rm为965～1