CN101899612B

CN101899612B - 非调质钢管及其制备方法

Info

Publication number: CN101899612B
Application number: CN2010102252865A
Authority: CN
Inventors: 江健
Original assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: CN101899612A

Abstract

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种非调质钢管及其制备方法。本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种成本低、性能好非调质钢管，该非调质钢管的化学成分按重量百分比计C：0.27～0.35％、Si：0.17～0.37％、Mn：1.35～1.64％、P：0～0.03％、S：0～0.03％、V：0.10～0.14％、Al：0.02～0.06％，余量为Fe和杂质。本发明的非调质钢管未使用Nb、Ti、B等合金元素，合金元素用量相对较少，降低了成本。

Description

非调质钢管及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种非调质钢管及其制备方法。

背景技术

非调质钢管是指通过对微合金化钢进行成分设计，并结合控轧控冷工艺，在钢管热轧后不经调质处理，即可获得碳钢或合金结构钢经调质处理后所达到的力学性能。非调质工艺具有节约能源、节省热处理及相关工序、缩短生产周期、降低烧损、减少设备投资和职工人数等优点。目前，非调质钢管的热轧一般工序是：管坯准备→环型炉加热→穿孔→连轧→再加热之前的冷却→再加热炉再加热→张力减径或定径→冷床冷却。其中，钢管在再加热前需先在小冷床上冷却到Ar1(钢冷却时奥氏体完全分解的温度)温度以下，然后在再加热炉中再加热到Ac3(钢加热时完全转变为奥氏体的温度)以上，随后出炉实施张力减径或定径，以使钢管得到细小的晶粒尺寸和铁素体-珠光体组织。非调质钢管在成分上一般都添加V、Nb、Ti、B等合金元素，合金成本较高。由于钢管在小冷床上冷却速度有限，为保证钢管冷到Ar1温度以下，常常需放慢生产节奏.

国内微合金非调质油井管的开发是从20世纪90年代中期开始的。目前攀成钢、天管、宝钢、包钢、鞍钢、无锡西姆莱斯、衡阳华菱等均开发出微合金非调质N80级油井管。国内开发的微合金非调质N80级石油套管的钢种主要有35Mn2V、38Mn6V、33Mn2V、36Mn2V、42MnMo7、34Mn2VN、42Mn2V、37Mn2V等。如专利CN101020986介绍包钢一种非调质钢生产N80钢级石油管及其工艺，其特征在于化学成分范围(％)为C 0.34～0.38、Si 0.25～0.35、Mn 1.65～1.85、P≤0.025、S≤0.020、Al 0.02～0.05、V 0.08～0.12、Ti 0.015～0.020、N 0.0130～0.0145；轧制工艺路线为：加热→穿孔→MPM连轧→定径→冷床风机冷却；终轧温度为860℃～820℃、冷速在2℃/S≥U↓[冷速]＞0.8℃/S。宝钢专利”一种N80-1外加厚油管”(公开号CN1940368)，其化学成分质量百分比为：C 0.32～0.42％、Si 0.20～0.70％、Mn 1.20～1.65％、V 0.05-0.20％、N 0.010～0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。其制造方法包括如下步骤：a)管坯加热、穿孔、连轧钢管；b)再加热、张力减径；再加热温度：960～990℃，张力减径后管子温度应≥850℃；c)冷却：风冷，冷却速度30～100℃/min；d)管子两端加厚，加热温度：950～1170℃；加热时间≤20秒，加热采用中频感应线圈装置加热；空冷；e)管子两端车螺纹。本发明采用微合金非调质钢生产，热轧态性能达到N80-1钢级规定，通过严格控制加厚工艺，降低加厚温度，缩短加热时间，以此改善加厚端性能，从而省去加厚后的全长正火处理，节约能源，降低了生产成本。宝钢专利”一种高性能无缝钢管的制造方法”(公开号CN1502425)涉及一种无缝钢管的轧制工艺及其轧制的钢种，特别涉及用作高性能油井管的一种高性能无缝钢管的制造方法。解决了已有无缝钢管的轧制工艺轧管后需要进行调质处理的工艺繁琐的缺陷。技术解决方案是：一种高性能无缝钢管的制造方法，包括钢种设计和轧制工艺，其轧制工艺是管坯1250～1300℃加热穿孔、950～1050℃连轧、脱棒后再加热至950～980℃奥氏体化处理、张力减径机或延伸机于920～950℃轧管，其特征是：轧管完成后快速冷却到400～600℃，然后空冷。轧制的非调质钢种组成元素重量配比为：C：0.22～0.4％、Si：0.1～0.5％、Mn：1.0～2.0％、V：0.05～0.25％、Al：0.005～0.050％、N：0.015～0.030％、其余为铁和不可避免的杂质。主要用于N80油井管等高性能无缝钢管的轧制。攀成钢发明专利”大口径非调质石油套管用钢”(公开号CN101054650)公开了一种大口径非调质石油套管用钢。该钢按重量百分比含有：C 0.38～0.45％、Si 0.40～0.60％、Mn 1.50～1.70％、V 0.08～0.12％、Nb 0.03～0.05％、Ti 0.01～0.15％。联合加入具有较强的析出强化和细化晶粒的能力Nb、V、Ti，提高钢种的强度、硬度和韧性，并将Al作为合金化元素和脱氧元素引入，能较好地满足在生产大口径非调质石油套管过程中对高强度和冲击韧性相匹配的要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种成本低、性能好的非调质钢管，该非调质钢管的化学成分按重量百分比计C：0.27～0.35％、Si：0.17～0.37％、Mn：1.35～1.64％、P：0～0.03％、S：0～0.03％、V：0.10～0.14％、Al：0.02～0.06％，余量为Fe和杂质。

进一步的，所述非调质钢管的化学成分按重量百分比计C：0.30～0.34％、Si：0.26～0.30％、Mn：1.39～1.49％、P：0～0.02％、S：0～0.01％、V：0.10～0.12％、Al：0.02～0.03％，余量为Fe和杂质。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述非调质钢管的生产方法：包括管坯准备、环型炉加热、穿孔、轧管、张力减径和冷床冷却，其中管坯于环型炉中加热的温度为1220～1230℃，张力减径的减径率为45％～68％，张力减径后管体温度范围是700～890℃，冷床冷却为空冷。

本发明的生产方法通过加大张力减径变形量和降低张力减径的温度，使钢管得到10级左右细小的晶粒尺寸，具有良好的强韧性能，不再使用Nb、Ti、B等合金元素，合金元素用量相对较少，降低了成本。与常规的非调质无缝钢管生产工艺相比，减少了再加热前的小冷床冷却和再加热炉再加热两道工序，可以按照与普通管相同的轧制节奏生产，提高了产量，节约能源，降低钢管烧损。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1在159连轧机组生产φ88.9*6.45的非调质油管。使用本发明钢种(钢号为33MnV)的φ200的连铸坯，具体化学成分如表1，管坯加热温度1220～1230℃，经穿孔、5机架连轧、脱管后尺寸为φ182*7.2，再经24机架张力减径后尺寸为φ88.9*6.45，张力减径后管体温度为830～860℃，然后在冷床上空冷，排管锯切断，检查、包装、入库。管体性能如表2(拉力样为宽19mm的纵向板样，冲击样为5*10纵向V型，试验温度0℃。)。性能完全符合API标准要求。

表133MnV钢的化学成分

C	Si	Mn	P	S	Al	V
							0.32	0.28	1.44	0.016	0.004	0.025	0.11

表2管体性能

Claims

1.非调质钢管的生产方法，包括管坯准备、环型炉加热、穿孔、轧管、张力减径和冷床冷却，其特征在于：非调质钢管的化学成分按重量百分比计C：0.27～0.35％、Si：0.17～0.37％、Mn：1.35～1.64％、P：0～0.03％、S：0～0.03％、V：0.10～0.14％、Al：0.02～0.06％，余量为Fe和杂质；管坯于环型炉中加热的温度为1220～1230℃，张力减径的减径率为45％～68％，张力减径后管体温度范围是700～890℃。

2.根据权利要求1所述的非调质钢管的生产方法，其特征在于：冷床冷却为空冷。

3.根据权利要求1所述的非调质钢管的生产方法，其特征在于：非调质钢管的化学成分按重量百分比计C：0.30～0.34％、Si：0.26～0.30％、Mn：1.39～1.49％、P：0～0.02％、S：0～0.01％、V：0.10～0.12％、Al：0.02～0.03％，余量为Fe和杂质。