[发明专利]一种转炉冶炼钻杆接头用钢的方法及钻杆接头用钢

说明书

技术领域

本发明涉及一种转炉冶炼钻杆接头用钢的方法以及由该方法制得的钻杆接头用钢。

背景技术

钻杆接头用钢主要分油淬钢种和水淬钢种，国内各大油田现主要使用油淬调质36CrNiMo4，国外通常使用水淬37CrMnMo调质钢。两类钢相比，水淬钢具有合金含量低、制造成本低和生产安全等特点，因此国内各单位正向使用更高级的水淬钢种方向努力。钻杆一般在几百、几千米的地下、极为复杂的地质条件下钻井，承受了拉、压、扭、冲、剪等各种作用力，甚至还将承受瞬间的突变载荷。作为管体与管体之间的连接件，钻杆接头在打井的过程中承受了比管体更加恶劣的工况条件、更复杂的应力，其质量的优劣直接关系到石油钻探的成败。因此，钻杆接头要求具有比管体更为优越的屈服强度和冲击韧性，为此，钻杆接头用钢对钢中的硫、磷含量，夹杂物的级别和形态分布以及力学性能都提出了非常严格的要求。

而对于以钒钛磁铁矿生产的高炉铁水来说，其中的V含量一般接近0.30％，Ti含量一般为0.1％-0.2％，如何以该含钒钛铁水为原料来冶炼具有良好的屈服强度和冲击韧性的钻杆接头用钢仍然是炼钢领域中亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的上述问题，目的在于提供一种以含钒钛铁水为原料转炉冶炼钻杆接头用钢的方法及屈服强度和冲击韧性良好的钻杆接头用钢。

为了解决上述问题，本发明的发明人经过深入研究发现，钢材中除P、S外，Sn、Ti、Cu、As、Pb、Sb、Bi等元素均会降低钢材的屈服强度和冲击韧性，其中，Sn、Cu、As、Pb、Sb、Bi主要由矿石带入且在冶金过程中基本不能去除，P、S则可以在冶炼过程中脱除，对于以钒钛磁铁矿生产的V和Ti含量较高的含钒钛铁水来说，V虽然对抗击韧性没有太大负面影响，但是也不会对抗击韧性有太大正面影响，然而，大量的Ti会严重影响钢材的冲击韧性，通过在冶炼钻杆接头用钢时将Ti的含量控制在≤0.003重量％的范围内，能够显著提高钢材的屈服强度和冲击韧性。

本发明提供了一种转炉冶炼钻杆接头用钢的方法，该方法包括：

(1)在转炉中将提钒后的半钢进行炼钢造渣，使炼钢造渣后所得的钢水中磷含量≤0.007重量％，硫含量≤0.01重量％，钛含量≤0.003重量％；

(2)将钢水从转炉出钢到钢包中，并在将钢水从转炉出钢到钢包的过程中开始对钢包中的钢水进行脱氧和合金化，然后加入精炼渣进行LF炉外精炼；

(3)对LF炉外精炼后的钢水进行RH真空精炼；

(4)将RH真空精炼后的钢水通过连铸制成钢铸坯。

本发明还提供了一种本发明的方法得到的钻杆接头用钢。

根据本发明的转炉冶炼钻杆接头用钢的方法，通过利用转炉-LF精炼-RH精炼-大方坯连铸的方法，以含钒钛铁水为原料，实现了对钢水纯净度和P、S、Ti以及夹杂物的良好控制，生产出具有良好淬透性和组织稳定性，屈服强度为1000-1200MPa，并且-10℃横向冲击功≥70J、-10℃纵向冲击功≥80J的钻杆接头用钢。

具体实施方式

根据本发明的冶炼钻杆接头用钢的方法，该方法包括：

(1)在转炉中将提钒后的半钢进行炼钢造渣，使炼钢造渣后所得的钢水中磷含量≤0.007重量％，硫含量≤0.01重量％，钛含量≤0.003重量％；

(2)将钢水从转炉出钢到钢包中，并在将钢水从转炉出钢到钢包的过程中开始对钢包中的钢水进行脱氧和合金化，然后加入精炼渣进行LF炉外精炼；

(3)对LF炉外精炼后的钢水进行RH真空精炼；

(4)将RH真空精炼后的钢水通过连铸制成钢铸坯。

在本发明的方法中，作为冶炼原料的含钒钛铁水通常可以为以钒钛磁铁矿经高炉等冶炼得到的铁水。通常，该含钒钛铁水的主要成分为：2-4重量％的C、0.1-0.3重量％的V、0.1-0.3重量％的Mn、0.05-0.10重量％的S、0.04-0.10重量％的P、0.1-0.3重量％的Si、0.05-0.2重量％的Ti、0.01-0.1重量％的Cr、0.01-0.1重量％的Mo、0.001-0.01重量％的Als、余量为Fe和其它不可避免的杂质。可以通过本领域各种常规的方法将含钒钛铁水冶炼成半钢。通常分别对含钒钛铁水进行脱硫和提钒来获得半钢。