在线常化工艺生产N80钢级石油套管.pdf

天舜冶 4 “- d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 6 - 1 I O X ． 2 0 1 5 ．0 5 ． 0 0 8 在线常化工艺生产 N 8 0钢级石油套管 李金锁 ， 赵永恒 1 ． 天津冶金集团中兴盛达钢业有限公司， 天津 3 0 1 6 1 6 ； 2 ． 天津市无缝钢管厂， 天津3 0 0 2 2 0 【 摘要】 介绍了天津市无缝钢管厂采用 3 6 Mn 2 V管坯， 运用在线常化工艺生产 N 8 0高钢级石油套管的情况。生产 实践证明， 再加热炉加热温度控制、 荒管经减径到成品管的减径量控制、 减径后管体终轧温度控制、 荒管在常化链和 钢管在冷床上的冷却速度控制是保证产品性能的关键环节。 在大生产模式的条件下， 对于直径为 1 1 4 1 7 7 ． 8 m m， 壁厚 6 ． 2 ～ 9 ． 1 9 m m的钢管， 采用步进炉二次加热温度 9 1 0 ～ 9 3 0℃， 定径后终轧温度 8 1 0 8 4 0℃， 荒管脱除芯棒后的 冷却速度≥2 2 0 C ／ m i n的工艺可以获得满意的性能。 【 关键词】 石油套管； 常化； 冷却速度； 终轧温度； 二次加热； 减径 Pr o d u c t i o n o f N8 0 Gr a d e 0i l Ca s i n g wi t h On - l i n e No r ma l i z i n g P r o c e s s ， n 0 a n d Z H A 0 Y o n g - h e n f 1 ． T i a n j i n Me t a l l u r g y G r o u p Z h o n g x i n g S h e n g d a S t e e l I n d u s t r y C o ． L t d ． ， T i a n j i n 3 0 1 6 1 6 ， C h i n a ； 2 ． ． T i a n j i n S e a m l e s s S t e e l P i p e P l a n t ． T i a n j i n 3 0 0 2 2 0 Ab s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f 0 n- l i n e n o r ma l i z i n g p r o c e s s t o p r o d u c e N8 0 h i g h g r a d e o i l c a s i n g w i t h 3 6 M n 2 V t u b e b l a n k i n T i a n j i n s e a m l e s s s t e e 1 ． P r o d u c t i o n p r a c t i c e p r o o f t h a t t h e c o n t r o l o f h e a t i n g t e mp e r a t u r e o f t h e r e h e a t i n g f u r n a c e ，r e d u c t i o n f r o m b i l l e t t u b e t o fi n i s h e d t u b e d i a me t e r ，fin i s h r o l l i ng t e mp e r a t u r e a f t e r t u b e di a me t e r r e du c t i o n a n d c o o l i n g r a t e o f b i l l e t t u be i n t h e n o r mali z a t i o n o f c h a i n a n d t h e c o o l i n g b e d a r e t h e k e y l i n k s t o g u a r a n t e e t h e p e r f o rm a n c e o f t h e p r o d u c t ．Un d e r t h e c o n d i t i o n s o f t h e p r o d u c t i o n mo d e 1 ． f o r s t e e l p i p e s wi t h d i a me t e r o f 1 1 4- q d7 7 ． 8 mm， w a l l t h i c k n e s s o f 6 ． 2 9 ． 1 9 mm， t h e p r o c e s s o f s e c o n d a ry h e a t i n g t e mp e r a t u r e i n t h e f u r n a c e 9 1 0 t o 9 3 0 o C， fi n i s h r o l l i n g t e mp e r a t u r e 8 1 0 - 8 4 0 o C aft e r s i z i n g ， c o o l i n g r a t e i s mo r e t h a n o r e q u a l t o 2 2 0 C ／ mi n aft e r ma n d r e l r e mo v a l c a n o b t a i n s a t i s f a c t o ry p e rf o rm a n c e s o f t u b e ． Ke y wor ds 0 i l c a s i n g ； n o rm ali z a t i o n ；c o o l i n g r a t e ； fin a l r o l l i n g t e mp e r a t u r e ； s e c o n d a ry h e a t i n g ； r e du c i n g 1 引言 近年来 ， 高钢级 N 8 0石油套管在 目前 国内 、 外 市场中需求很大， 在国内各类油井管总产量中大约 _ id -分之一以上。但其生产工艺复杂， 产品质量控 ； 制困难 ， 尤其对其力学性能 、 金属 内在组织都有严 格的标准要求， 使许多钢管企业望而却步。 生产 N 8 0高钢级石油套管常常采用两种工艺 路线，一种是使用 3 7 M n 5 材质管坯生产出J 5 5 钢 级石油套管后 ，再通过水淬调质使之提高到 N 8 0 i 钢级。这一工艺路线 比较成熟 ， 产品质量稳定。但 在 天津 市无缝 钢管厂进行 生产 时 ，所 采用 的是 蓦 誊 收稿日期 2 0 1 5 0 3 1 5 修回日 期 2 0 1 5 0 4 0 6 溉 。 作者简 介 李金锁 1 9 5 8 一 ， 男 ， 硕士 ， 高级工程 师 ， 主要从 事金属 压力加工方面的研究工作 。 2 0 0 1 年 自主设计 的调质水淬生产线进行生产 ， 该 生产线生产 N 8 0高钢级石油套管速度慢 ， 周期长 ， 每月最多生产 1 5 0 0 t ， 难以满足市场需求。 另一种 工艺路线是使用非调质钢 ， 例如 3 6 M n 2 V， 通过在 线常化工艺生产 N 8 0高钢级石油套管 。在线常化 工艺是在热轧无缝钢管生产 中，在轧管或精整工 序后将钢管冷却至某一温度再送进再加热炉加 热 ， 然后进行定 、 减径 。荒管终轧温度和再加热温 度均保持在 A r 3 或A c m 以上 ，冷却温度控制在 A r 1以下 。在线常化要求荒管进再加热炉前温度 应降至 A r 1以下， 再加热温度低于钢 的晶粒粗化 温度 ； 变形温度低 于再结 晶温度 ； 在定 、 减径机上 的总变形量不超过再结晶的临界变形量f 1 1 。该工艺 过程控制要求严格 、 复杂 ， 但生产效率高， 节能效 一 3 4 一 压 力 加 工 在线常化工艺生产 N 8 0钢级石油套管 果好 ， 每月可生产 3 0 0 0 ～ 5 0 0 0 t 。因此， 我们进行 了采用非调质钢在线常化工艺生产 N 8 0高钢级石 油套 的开发工作。对该生产路线的各个关键环节 ， 如再加热炉温度控制 、 荒管到成 品管 的减径量 、 减 径后的终轧温度以及荒管和成品钢管的冷却速度 的控制 参数进行 了研究和实验 。试验生产结果表 明， 采用所选择的工艺参数进行生产 ， 成品钢管的 各项性能指标完全满足 A P I S D e c 5 C T标准对 N 8 0 石油套管性能的要求 。 2实验材料 所选用的试验用钢为外购的 3 6 Mn 2 V圆管坯 ， 其成分要求如表 1 所示。 表 1 3 6 Mn 2 V圆管坯成分范围／ ％ C S i Mn V P S Al s C u Ni Cr 0 ． 3 4 0． 3 8 0．2 5 ～0 ．4 1 ．45 ～1 ． 7 0 0 ． 1 1 0 ． 1 6 ≤ 0 ． 0 2 5 ≤ 0 ． 0 2 5 ≤0．02 0 ≤ 0 ． 2 0 ≤ 0．2 O ≤ 0 ． 2 5 注 A s 、 S n 、 S b 、 B i 各不大于 0 ． 0 2 0 ％， P b 一3 7一 l l l l ll c 0l l j 一。 Il l l l 一 l l ll l l llI l ； 一 一 l