旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其制造方法，其中所述钢管的化学成分按重量份数计算包括：C：0.07～0.10份、Si：0.15～0.38份、Mn：1.20～1.40份、Cr：0.10～0.30份、Mo：0.15～0.25份、V：0.03～0.07份；其余为Fe、残余元素和杂质。本发明生产出的钻杆用无缝钢管强度高，韧性好，焊接性能好,能制造出高质量的旋挖钻机钻杆；本发明无缝钢管的成分设计，经济合理选择成分匹配，碳当量低，焊接性能好。旋挖钻机钻管用无缝钢管制造、热处理方法，解决旋挖钻机钻管用无缝钢管强度不高的问题。
【专利说明】
旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其制造方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及无缝钢管，具体涉及一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，主要适于砂土、粘性 土、粉质土等土层施工，在灌注粧、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。 旋挖钻机以其高效率、低污染等特性，日前己成为国内铁路及高速公路桥梁粧基础施工的 主要施工设备，而随着国家基础建设投资的加大，旋挖钻机的需求量激增。
[0003] 旋挖钻机钻杆是旋挖钻机的关键部件，旋挖钻机钻杆由数节钻杆组合而成，每节 钻杆由无缝钢管及焊接在其上的内外驱动键组成。
【发明内容】
[0004] 本发明克服了现有技术的不足，提供一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管及其制造方 法。生产出的钻杆用无缝钢管强度高，韧性好，焊接性能好，能制造出高质量的旋挖钻机钻 杆。
[0005] 为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种旋挖钻机钻杆用无缝钢管，所述钢管的化学成分按重量份数计算包括：C: 0.07~0.10份、Si :0.15~0.38份、Mn:1.20~1.40份、Cr :0.10~0.30份、Mo :0.15~0.25份、 V: 0.03~0.07份;其余为Fe、残余元素和杂质。
[0007] 更进一步的技术方案是所述残余元素中：CuSO. 20份、NiSO. 30份、NbS0.0 1份、 Ti 彡0.025份、BSO .0005份。
[0008] 更进一步的技术方案是所述杂质中PS0.0 15份、SS0.00 2份、NS0.0 10份。
[0009] 更进一步的技术方案是所述钢管的碳当量Pcm彡0.21 %，其中，Pcm = C+Si/30+Mn/ 20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B〇
[0010] 更进一步的技术方案是所述钢管屈服强度：多550Mpa，抗拉强度:620~750Mpa，延 伸率彡18%;夏比U型冲击韧性:常温纵向全尺寸夏比冲击功彡100J。
[0011] 更进一步的技术方案是提供一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管制造方法，所述的方法 包括以下步骤：
[0012] 步骤一、制坯
[0013] 按权利要求1至5任一项权利要求所述的钢管的化学成分配成的钢水进行LF精炼 炉精炼和VD真空处理，控制出钢温度为1590~1605 °C ;连铸机浇注，控制中间包温度为： 1530~1555 °C;连铸坯清理；
[0014] 步骤二、坯料管乳制
[0015] 将连铸坯经环形炉加热、穿孔和终乳制管；控制连铸坯出环形炉温度为：1220~ 1250°C，控制终乳温度为:850~950°C ;
[0016] 步骤三、推制式热扩工艺
[0017] 将无缝钢管坯料管通过感应加热、以锥形芯棒为模具扩径；
[0018] 步骤四、热处理
[0019] 采用调质处理，控制淬火温度为950~970°C，回火温度为650~690°C。
[0020] 更进一步的技术方案是所述步骤三中热扩温度为870~900°C，推进速度为150~ 200毫米/分钟。
[0021] 更进一步的技术方案是所述步骤四中冷却剂为水。
[0022] 与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是:本发明生产出的钻杆用无缝 钢管强度高，韧性好，焊接性能好，能制造出高质量的旋挖钻机钻杆。
[0023] 本发明无缝钢管的成分设计，经济合理选择成分匹配，碳当量低，焊接性能好。
[0024] 旋挖钻机钻管用无缝钢管制造、热处理方法，解决旋挖钻机钻管用无缝钢管强度 不高的问题。
【具体实施方式】
[0025] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0026] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可 被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列 等效或类似特征中的一个例子而已。
[0027]下面结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细描述。
[0028] 实施例1
[0029] 根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种生产力学强度高、焊接性能优良的 旋挖钻机钻杆用无缝管钢管。具体的，本实施例中该无缝钢管的化学成份重量百分比为:C 0.07~0.10%、Si0.15~0.38%、Mnl.20~1.40%、Cr0.10~0.30%、Mo0.15~0.25%、 V 0.03~0.07%其余为Fe、残余元素和杂质。
[0030] 优选的，其中残余元素中：Cu彡0.20%、Ni<0.30%、Nb<0.01%、Ti<0.025%、B <0.0005%。
[0031] 其中，杂质中P彡0.015%、S彡0.002%、N彡0.010%。
[0032] 本实施例中所述无缝钢管的碳当量？(^彡0.21%，？〇11 = 0+3丨/30+]\111/20+〇1/20+ Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B〇
[0033]本实施例低碳当量高强度旋挖钻机钻杆用无缝钢管性能达到如下指标：
[0034] 屈服强度：彡550Mpa，抗拉强度：620~750Mpa，延伸率彡18% ;夏比U型冲击韧性： 常温纵向全尺寸夏比冲击功多100J。
[0035] 实施例2
[0036] 根据本发明的另一个实施例，本实施例公开一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管制造方 法，以Φ 470 X IOmm无缝钢管为例，该制造方法主要包括以下步骤：
[0037] 步骤一、制坯
[0038] 按上述实施例的钢种化学成份重量百分比为：C 0.07~0.10%、Si 0.15~ 0.38%、Mnl.20~1.40%、Cr0.10~0.30%、Mo0.15~0.25%、V0.03~0.07%、Cu< 0.20%、附彡0.30%、恥彡0.01%、11彡0.025%、8彡0.0005%。其余为？6、残余元素和杂质 配制的原材料进行电炉冶炼成钢水，将钢水经LF精炼炉精炼后，通过VD真空脱气并进行钙 处理，上连铸平台进行浇注，连铸园坯直径Φ 350mm。实际控制成分如表1:
[0039]表1化学成分
[0041] 步骤二、乳管
[0042] 合格定尺Φ 350mm连铸坯在环型加热炉加热，经过穿孔后在入再加热炉加热，最后 乳制、定径、精整和包装，连铸坯出环形炉钢热：1220~1250°C，终乳温度:850~950°C。
[0043] 步骤三、推制式热扩工艺
[0044] 将无缝钢管坯料管通过感应加热、以锥形芯棒为模具扩径，热扩温度870~900°C， 推进速度150~200毫米/分钟。
[0045] 步骤四、热处理
[0046] 通过调质处理，淬火温度为950~970°C，冷却剂选用水；回火温度650~690°C，冷 却方式为空气冷却方式。
[0047]制造出的钢管产品力学性能如表2:
[0048] 表2Φ470 X IOmm产品力学性能
[0050] 通过本实施例生产出的钻杆用无缝钢管强度高，韧性好，焊接性能好，能制造出高 质量的旋挖钻机钻杆。
[0051] 在本说明书中所谈到的"一个实施例"、"另一个实施例"、"实施例"等，指的是结合 该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。 在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一 个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种 特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0052]尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本 领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请 公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、权利要求的范围内，可以对主题 组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变 型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【主权项】
1. 一种旋挖钻机钻杆用无缝钢管，其特征在于:所述的钢管的化学成分按重量份数计 算包括：C:0.07~0.10份、Si :0.15~0.38份、Μη: 1.20~1.40份、Cr :0.10~0.30份、Μο:0· 15 ~0.25份、V: 0.03~0.07份;其余为Fe、残余元素和杂质。2. 根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管，其特征在于所述的残余元素中：Cu 彡0.20 份、Ni 彡0.30 份、Nb彡0.01份、Ti 彡0.025份、B 彡0.0005份。3. 根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管，其特征在于所述的杂质中 0.015份、S彡 0.002份、N彡 0.010份。4. 根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管，其特征在于所述的钢管的碳当量 ?〇11彡0.21%，其中，？〇11 = 〇+51/30+]\111/20+〇1/20+0/20+附/60+]\1〇/15+￥/10+58〇5. 根据权利要求1所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管，其特征在于所述钢管的屈服强度： 彡550Mpa，抗拉强度:620~750Mpa，延伸率彡18 % ;夏比U型冲击韧性:常温纵向全尺寸夏比 冲击功彡100 J。6. -种旋挖钻机钻杆用无缝钢管制造方法，其特征在于:所述的方法包括以下步骤： 步骤一、制坯 按权利要求1至5任一项权利要求所述的钢管的化学成分配成的钢水进行LF精炼炉精 炼和VD真空处理，控制出钢温度为1590~1605°C ;连铸机浇注，控制中间包温度为：1530~ 1555 °C;连铸坯清理； 步骤二、坯料管乳制 将连铸坯经环形炉加热、穿孔和终乳制管；控制连铸坯出环形炉温度为：1220~1250 。(：，控制终乳温度为:850~950 °C ; 步骤三、推制式热扩工艺 将无缝钢管坯料管通过感应加热、以锥形芯棒为模具扩径； 步骤四、热处理 采用调质处理，控制淬火温度为950~970°C，回火温度为650~690°C。7. 根据权利要求6所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管制造方法，其特征在于所述的步骤 三中热扩温度为870~900°C，推进速度为150~200毫米/分钟。8. 根据权利要求6所述的旋挖钻机钻杆用无缝钢管制造方法，其特征在于所述的步骤 四中冷却剂为水。
【文档编号】E21B17/00GK106086654SQ201610669000
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月15日 公开号201610669000.X, CN 106086654 A, CN 106086654A, CN 201610669000, CN-A-106086654, CN106086654 A, CN106086654A, CN201610669000, CN201610669000.X
【发明人】王婀娜, 尹人洁, 童宗圣, 鄢勇, 张涛
【申请人】攀钢集团成都钢钒有限公司