高品质3Mn75油井管坯钢的研制开发

２２ 生产工艺 ．
工艺 流程为 ：０Ｕ ５ｔＨＰ电炉冶炼 Ｅ Ｔ偏 心炉底 Ｂ 出 钢 Ｌ Ｆ精 炼 连铸 （０ｍｍ×２０ ３０ ６ｍｍ）－ 送 －热 － ＊ 轧制成 材 （ｐ ０～ １Ｏ 精 整 修磨 检验 包 ｄ７ ３ｍｍ）
装 入库 。
０ ＿ ３
０ ． ４
０ ． ２
（ 北京科 技大学 ， 京 １０ ８ ； 莱芜钢铁集 团有限公 司， １ 北 ００３２ 山东 莱芜 ２ １０ ） ７ １４
摘
要： 莱钢采用 Ｕ Ｐ电炉冶炼 一 Ｆ Ｈ Ｌ 精炼 一连铸 一 热送 一 制短流程工艺路线 开发生产 Ｊ５ ３Ｍ ５ 轧 ５ 级 ７ ｎ 油井管坯 钢 ， 采取
了精料 、 精炼强化脱氧 、 连铸保护浇注等工艺措施， 使生产出的产品成分均匀 、 残余元素含量低 、 氧含量低 、 夹杂物少 、 晶粒细
制度 、 防止钢 水二 次氧化 等进 行氧 含量 的控制 ， 证 保
钢 中【】 Ｏ 不大 于 ２ ０×１ ０。 电炉氧化 前期做 好去 Ｐ操 作 ， 造好 泡沫渣 ， 免 避
４ 工业生产及 应用
３Ｍｎ ７ ５油井 管坯 钢 自 ２０ ０ ５年试 制 以来 ， 过 多 经
轮试制， 目前已进人批量生产阶段。总体来看 ， 生产
钢 后进行 １ ０～１ｍｉ 吹氩操 作 。通过 合理 控制 时 ５ ｎ软 间 、 力及 流 量参 数 ， 匀钢 液成 分 和温 度 ， 进 夹 压 均 促
杂物充分上浮， 进一步降低钢中气体 、 夹杂含量 。 ３２３ 连铸 过程 连铸过程 采用全程保护 浇注 ， ．． 大包 保 护采用长 水 口， 中间包采用 浸人 式水 口 ， 有 连接 所
表 ２ ３ Ｍｎ ７ ５钢 化学成 分检 验 结果 ％
近年来 ， 随着石 油行业 快速 发展 ， 油井管及 其管 坯钢用 量越来 越大 ， 对钢材 质量 要求越来 越高 ， 中 其 对 残 余元 素含 量 、 低倍 组织 、 杂 物 、 高 夹 晶粒 度 和表 面质量 等均有严格 要求 。 芜钢铁集 团有 限公 司 （ 莱 简 称 莱 钢 ）根 据 市 场 需 求 ，成 功 开 发 生 产 出 Ｊ５级 ５ ３ Ｍ ５ 井管坯 钢 ，经山东 烟 台钢 管总 厂等用 户使 ７ｎ油 用 ， 品质 量完全 满足 Ａ Ｉ 范要求 ， 产 Ｐ规 制成 的无缝 管 除 在 胜利 油 田 、 北油 田使 用 外 ， 出 口美 国 、 华 还 中东 等地， 产生 了 良好 的经济效 益和社会 效益 。
般 疏松 ０ ． ， 中心疏 松 ０５ １ ５级 ． ． ，偏板 ０５ １ ～ ５级 ．— ． ０
级 ， 好地满 足 了 Ａ Ｉ 较 Ｐ规范及 用户要 求 。钢材酸 浸低 倍 组织 照片见 图 ２ 。
３２ 工 艺控制 ．
作者简介 ： 张伟 （９ ０ ）男 ， １７ 一 ， 山东平度人 ， ９ 年毕业 于武汉科技大 １ ３ ９ 学金属 材料专业。现为北京科技大学冶金与生态 工程学院在读硕士 研究生 ， 莱钢技术研发中心高级工程师。 从事钢铁新产品研发工作。
３１３ 气体 含量 ．．
３ Ｍ ５ 井管坯 钢 的氧含 量均小 ７ｎ油
于２ ０×１ｒ（ 表 ２ ， 均 氧 含 量 为 １ ０ 见 ６ ）平 ３×１ｒ 全 部 ０６ ， 炉次 均满 足用户 要求 。
３１４ 非金属 夹杂物 ．． ３ Ｍｎ ７ ５油井 管坯钢 中非金属
低 倍组织 ：一般 疏松 、中心 疏松 和偏析 均不得 大于
００ ５ ０ ５ ０．０１ ０ ３ ００ １ ．０ ２ ００）２ ．【 ０ ０． ） ２ ０【 ０
（ ） 材氧 含量 不 大于 ２ １钢 ０×１－ （ ） ０ 。 ２ 化学 成分 ６ （ 熔炼 成分 ） 合表 １ 符 要求 。（） ３管坯 的微量有 害元 素
Ａ 、 ｎ Ｓ 、 ｉＰ ｓＳ 、ｂ Ｂ、 ｂ含量 均不 大于 ００ ０ ． ％。（ ） 金属 ２ ４非 夹 杂物 ： Ａ类 、 Ｂ类 均不 大 于 ２０级 ， ． Ｃ类 不 大 于 １ ． ５ 级， Ｄ类 不大于 １ 级 。（ ） ． ０ ５ 晶粒度 ： 不低于 ６级 。（ ） ６
０
３１５ 组 织 和 晶粒Ｐ 如 ＋，
３ 试 制结果 分析
３１ 质 量指标 控制情 况 ．
收稿 日期 ： ０ ７ ０ 一 ｌ ２ ０ — １ Ｉ
图１ 所示 ， 晶粒度 均为 ８ ， 级 无混 晶现象 。
３１６ 低倍 组 织 ．．
钢材 低倍 组 织 检验 结果 表 明 ： 一
产生 ； 根据钢材弯 曲度控制情况 ， 进行矫直处理 ； 端 部 锯切 整 齐 ， 经过 修磨 ， 除飞 边 、 刺切 斜 和 压 并 消 毛 扁等缺陷 ； 确保了钢材的表面质量和尺寸精度。
３２ 冶炼工艺要求 提高钢水纯净度 ，降低钢 中 ＿－ ２ 氧化 物夹杂 和有 害杂质 元 素含量 ，可增 强 油井管 的 热疲劳性能。 氧化物夹杂总量的高低 ， 直接取决于氧 含量『 。 ｌ 通过严格控制电炉终点成分和温度、 ， ２ ｊ 降低粗 钢液 氧含量 、 制订 合理 的吹氩 制度 、 精炼 脱 氧和造 渣
强度 。钢 中 Ｐ 、 ｓ ｂＡ 等残余元 素具有 较 高的蒸 汽压， 在 炼钢 温度 下 较易 蒸 发而 除 去； ｃ 、ｎ等元 素 由于 而 ｕｓ 其 氧化位 能 比铁元 素低 ，用正 常 的炼 钢方 法很 难 去 除。 为此采用 精料方 针 ， 选用优 质废钢 和含 ｓＰ较低 、 的生铁 ， 兑人铁 水百 分 比不 少于 ４ ％， 炉原辅 材 料 ０ 人 和 浇注 系统 充 分干 燥 、 净 、 烤 良好 ， 洁 烘 从而 减 少 钢 中气体 、 杂质及 残余元 素 的含量 。
钢 水 过氧 化 ； 用 Ｅ Ｔ偏 心炉 底 出钢 方式 ， 采 Ｂ 留钢 留 渣 操作 ， 精 炼提 供低 磷 、 氧化 渣 的粗 钢 液 ； 为 无 出钢 过程 包 内加 人专用 预熔 合成 渣 和硅 锰合 金并 随钢 流 加 人强脱氧 剂强化 预脱氧 。 Ｌ Ｆ精 炼期 间确 保精 炼 渣 流 动性 良好 、碱 度 适 中 ， 中（ｅ 含量不 大 于 ０５ 有 足够 的 白渣 保 持 渣 Ｆ Ｏ） ． ％， 时 间 。通过 调整 炉渣状 况 ， 理控 制酸 溶铝 含量 ， 合 既
第２卷 第２ ９ 期
２０ ０ ７年 ４月
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ
Ｖ０． ９． ． １ ２ Ｎｏ ２ Ａｐ ｉ ２ ０ ｒｌ ０ ７
・
生产 技 术 ・
高 品质 ３ Ｍｎ ７ ５油井管坯钢 的研 制开发
张 伟 他 亓显 玲 鞠艳 美 郑 桂云 ， 鲁峰 ， ， ， 贾
坯冷 却均 匀 。 ３２４ 轧制 与精 整 过 程 ．． 首 先 要 确 保 管 坯 钢 晶 粒
３２１ 原材料 ３Ｍ ５油井 管坯钢对钢 中 ｓ Ｐ及 － ． ７ｎ 、 Ａ 、ｎｓ 、ｉＰ 、 ｓｓ 、ｂ Ｂ、ｂ Ｈ等有 害残 余元 素 要求较 严 格 ， 以 免造成无缝钢管表面裂纹及降低钢的塑韧性和高温
３ ０
张
伟等
高品质 ３ Ｍｎ ７ ５油井管坯钢 的研制开发
２０ ０ ７年第 ２期
圈 ④
图 １ 钢 材 金相 组织 １ ０× 图 ２ 钢 材 酸浸低 倍 组织 ０
波动 。 在结晶器及二冷凝 固末端采用电磁搅拌装置 ， 使合金均匀化 ， 减轻成分偏析程度 。 及时检查并维护 好二冷区的喷水冷却设备 ， 冷却水雾化 良好 ， 保证铸
保证 了钢液 清洁度 ，又可 以避免 钢液 中 ＡＮ含量 过 １
５ 结
论
高， 造成钢 的热塑性 低 ， 裂纹 敏感性 嘲 减轻 。
Ｌ Ｆ出 钢前 喂 Ｃ — ｉ ａ Ｓ 线进 行 夹杂 物 变性 处 理 ， 出
５１ 莱 钢采 用 ５ｔＨ ． ０Ｕ Ｐ电炉冶 炼—Ｅ Ｔ偏 心 炉底 出 Ｂ 钢一 Ｌ Ｆ精 炼一 连 铸 —热 送 一轧 制 成 材 短 流 程 工 艺 生 产高 品质 ３ Ｍ ５油井 管坯 钢 ，工 艺设 计 合理 、 ７ｎ 可 行， 能够满 足产品 实物质 量要求 。
满足 了 Ａ Ｉ Ｐ 规范及 内控要 求 。
表 ４ ３ Ｍｎ ７ ５油 井管 坯钢 非金 属 夹杂 物检验 结 果
炉 号 Ａ细 最 大值 １ ． ５ 最小值 ０ 平均值 ０ ． ５ Ａ粗 Ｂ细 Ｂ粗 １０ ． １ ． ５ １ ． ０ ０ ０ ０ Ｃ ０ ０ Ｄ ０５ ． ０ ０１ ．
度 ，细小均匀的奥氏体晶粒度对提高钢材的强韧性 具有 重要 意义 ， 有利 于钢 管 的性能 稳定 ， 高级别 油 是 井管 的重要 质量 指标 ［ 司 。实践 表 明 ： 控制 合理 的压 缩
比、终轧 温度 小于 ９ ０Ｃ，钢材 晶粒 度可达 到 ７～８ ８￣
级 。 次油井 管坯 钢属 于热压力 加 工用钢 ， 其 用户对 钢 材表 面质量 、 尺寸 精度及 弯 曲度 的要 求越来 越 高 。 轧 前 和试 轧 过程 中对导 卫 、 道检 查 修 磨 ， 止划 伤 。 辊 防 通 过勤换轧 槽 和轧辊 ， 调整 ， 免 了折 叠 和耳 子 的 勤 避
小， 满足 了石油工业对高质量油井 管的要求。 关键词 ：７ ｎ ； ３ Ｍ ５ 油井管坯钢 ； 产品开发 ； ； 精炼 保护 浇注
中图分类号 ：Ｇ１２３ Ｔ ４ ．３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４４ ２ （０ ７ ０ － ０ ０ ０ １０ － ６ ０ ２ ０ ）２ ０ ３ － ２
过程 控制较 为稳 定 ， 品质 量 良好 ， 产 钢材一 次顶 锻合
格率 １０ 不存在裂纹 、 ０ ％， 折叠等影响使用 的缺陷 ．卜 夕 形平直 ， 端部锯切整齐 ， 不存在飞边 、 毛刺及影响使 用 的切斜 和压扁 等缺 陷 ， 材 定尺交 货 ， 钢 各项技 术指
标 １０ ０ ％满足技 术协议 要求 。 该 产 品陆续 经过 山东 烟 台钢管 总厂 等单位 使用 证 明 ，莱钢 生产 的 ３Ｍｎ 井管 坯 钢成 分 均匀 、 ７ ５油 组 织致 密 、 晶粒细 小 、 装优 良、 包 表面 缺陷少 、 工性 能 加 好 ， 成 的无 缝钢 管性 能指 标优 异 ， 品 实物 质量完 制 产 全满 足 Ａ Ｉ 范的技 术要求 。 Ｐ规