宫明龙控制轧制.pptx

1 10.2.3 热轧无缝钢管轧后余热淬火工艺10.2.3.1 轧后余热正火工艺方案（1）终轧温度为980-1070余热正火+730-760 回火（2）普通工艺 热轧后，960-980正火+730-760 回火结果：组织相似，性能相近，可满足要求2 10.2.3.2 热轧无缝钢管在线常化工艺的开发及应用1、在线常化工艺及其特性3 2.在线常化的研究情况4 研究结果1）奥氏体晶粒减小2）细化铁素体晶粒3）非铁素体量减少4）适宜于大规格钢管5）降低沉淀强化作用优点1）强度略有下降，2）韧性大幅度提高3）和快冷相结合，综合性能更优5 3、热轧无缝钢管在线常化工艺的应用（1）在连轧管机组上的应用 （大无缝）连铸圆管坯一环形加热炉一穿孔一连轧一脱管从脱管机脱出的荒管温度约 1000 左右,通过辊道输送到链式移送机上,移动速度可调。约15分钟后,进再加热炉加热至 950-960 左右，保温出炉除鳞进定径机轧制,随后上步进式冷床在空气中冷却。6 3、热轧无缝钢管在线常化工艺的应用（2）在三辊轧机上的应用 （衡阳钢管有限公司）其工艺流程是:三辊穿孔三辊轧管脱棒,钢管冷却到550以下(该钢的A r1约为630)步进炉加热到1 000保温15min出炉高压水除鳞微张力减径(终轧温度800820)空冷。作为对比,在采用在线常化工艺的同时,也采用直轧工艺生产了一批同规格的钢管。7 AB8 10.3 热轧钢管的形变热处理工艺10.3.1 高温形变淬火9 10.3 热轧钢管的形变热处理工艺10.3.2 低温形变淬火10 10.3 热轧钢管的形变热处理工艺10.3.3 高温形变贝氏体化处理工艺11 10.4 非调质钢的无缝钢管轧制工艺10.4.1 微合金化非调质钢 微合金非调质钢是在中碳钢和中碳锰钢中添加微合金化元素-如Nb、V、Ti 等，并控制其热加工及轧后冷却工艺（控制轧制工艺），通过析出强化和细化晶粒而使其强度、硬度和韧性提高，达到调质钢的性能水平-省略了调质处理工序。这种新型钢种与调质钢相比，能使总的制造成本降低15%以上。微合金非调质钢按钢的组织可分为铁素体珠光体、贝氏体、马氏体三种类型。由于获得铁素体珠光体组织的生产工艺相对简单，因此，铁素体珠光体型微合金非调质钢应用范围相对最广。我国当前开发的微合金非调质N80 级油井管均以铁素体珠光体型为主，个别厂家也在研究开发贝氏体型微合金非调质钢。虽然铁素体珠光体型微合金非调质钢的强度和硬度达到了相应的调质钢水平，但这种组织的韧性较低。在不明显改变化学成分的条件下，通过成分优化，加大终轧变形量，降低终轧温度并加快轧后冷却速度，可以细化钢的组织，这是同时提高微合金非调质钢的强度和韧性的唯一途径。12 10.4.2 高强度油井管的微合金非调质钢成分优化13 10.4.2 高强度油井管的微合金非调质钢成分优化碳：是作为提高强度最有效的元素之一。在保证钢必要的强度前提下，应尽量降低碳的含量，一般将其控制在0.5%以下。锰：是这类钢中的主要添加元素，它在钢中起固溶强化的作用。同时Mn 可以使钢的相变点Ar3点 降低，细化铁素体晶粒，珠光体团变小，珠光体片层间距减小，Fe3C 片的厚度减薄，这些都有利于提高钢的韧性。通常采用的方法是降低碳含量，提高锰含量。但钢中锰含量过高将会促使形成贝氏体，一旦钢中贝氏体量超过一定比例，钢的韧性将会明显下降。因此，锰含量一般控制在1.2%-1.8%。硅：起脱氧作用的元素，其含量过高会降低钢的塑性韧性，但N80级油井管对钢的塑性韧性指标要求较高，因此Si 的含量一般不超过1%。一般在0.3-0.5%。VNb、Ti,等元素也是微合金非调质钢中常加的元素。这些元素是强碳、氮化物形成元素，通常在钢中以碳化物、氮化物、碳氮化物等形式存在，含量均应控制在0.2%以下。N 在钢中主要是与V、Nb、Ti,等结合成氮化物，使V、Nb、Ti,发挥作用，但N 的含量应严格控制。一般小于0.01%。硫一般被认为是钢中有害元素，但近期的研究表明，适当增加含量，其在钢中形成的MnS可起到在奥氏体晶内形成晶内铁素体的核心作用。但是含量控制在0.03%以下 RE 净化钢质，使硫化物变性起合金化作用，提高韧性，可适量加入14 10.4.3 非调质高强度油井管控轧控冷工艺钢锭首先被锻造成 18mm 的圆棒,然后加工成Gleeble 2000 扭转试样。15 10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例10.4.4.1 非调质钢N80油井管的开发（1）衡阳钢管公司N80油井管的研制和开发降低钢中C含量；控制钢中S,P 含量；控制钢中的有害元素；加入细化晶粒元素，改善钢的显微组织。16 A成分：主要工艺流程：管坯下料环形炉加热锥形穿孔机穿孔连轧脱棒切尾步进炉加热高压水除鳞张力减径冷床冷却冷锯入中间库涡流探伤超声波探伤精整入库，并采用三种不同轧制工艺生产的油井管的性能及组织见表317 A成分：主要工艺流程：管坯下料环形炉加热定心三辊穿孔机穿孔三辊轧制步进炉加热张力减径水套冷却冷床冷却回火矫直检验入库。采用的四种不同的轧制工艺是：在线常化；在线常化且减径后用水冷却；直接热轧减径后喷水冷却；直接热轧。采用以上所述的四种轧制工艺生产的油井管的性能以及组织列于表4。18 B成分：采用的四种不同的轧制工艺是：在线常化；在线常化且减径后用水冷却；直接热轧减径后喷水冷却；直接热轧。采用以上所述的四种轧制工艺生产的油井管的性能以及组织列于表5。19 10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例10.4.4.1 非调质钢N80油井管的开发（2）攀钢集团成都钢铁有限公司开发N80大口径石油套管钢的化学成分：C0.5%.Si 1.0%，Mn2.0%.p 0.02%，S 0.025%，V、N、Re 均适量。其工艺流程为：加热冲孔延伸轧管再加热定径冷却精整包装。20 实验室正火试验21 10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例10.4.4.2 非调质钢N80油井管的开发（1）天津钢管公司14MnNbTi,三种工艺：直轧，在线正火，调制处理22 10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例10.4.4.2 非调质钢N80油井管的开发（2）攀钢集团成都钢铁有限公司开发X60管线用钢钢的化学成分：。其工艺流程为：连铸坯环形炉加热穿孔轧制定径矫直探伤性能检验水压试验检查修磨定尺包装入库23 10.4.4 微合金非调质钢在无缝钢管机组上的开发实例10.4.4.2 非调质钢N80油井管的开发（2）攀钢集团成都钢铁有限公司开发X60管线用钢 在第二次试轧同样规格的钢管时，采取了如下措施降低环形炉加热温度但会增大穿孔机的负荷增加工具的磨损消耗$甚至造成穿孔轧卡降低轧机的轧制速度，但降温的能力有限 在轧机出口侧增加快速冷却装置（如风冷、雾冷、水冷等）使轧件温度快速降低，缩短在高温下冷却的时间等。实测轧件轧后温度为1000-1040，所轧钢管性能合格率达到100%24 10.5 展望约束因素：1、设备，2、机理，3、质量前途是光面的