N80级非调质油井管坯钢36Mn2V的开发.doc

N80级非调质油井管坯钢36Mn2V的开发摘要：本文介绍了莱钢特殊钢厂采用电炉-连铸-轧钢短流程生产线试制油井管坯用钢36Mn2V的生产情况，此钢种开发生产以来产品的各项性能指标均达到国内领先水平，实物质量完全满足用户使用要求，进一步提升了莱钢特钢产品的市场盈利能力，效益显著。1. 前言N80级36Mn2V非调质钢是用于生产高强度级别的专用石油井管管材，一般被用在恶劣的环境中，要求具有较高的强度和一定的塑韧性，对钢材的纯净度（气体含量、夹杂物）要求较高，因此，对制造油井管的36Mn2V非调质管坯的内部质量要求非常严格，低倍组织级别不大于2.5级，非金属夹杂物粗、细系均不大于2.5级，夹杂物级总和不大于16级。2. 工艺流程与成分设计2.1 工艺流程50t电弧炉冶炼LF精炼VD真空脱气处理3机3流合金钢连铸机（铸坯断面260mm300mm/180 mm220mm）连铸坯入坑缓冷轧制成材精整修磨矫直检验包装入库。2.2 36Mn2V钢化学成分及内控成分 36Mn2V钢化学成分见表1表1 36Mn2V钢化学成分/%牌号 C Si Mn P S Cr Ni Cu V 36Mn2V 0.34 0.25 1.45 0.11 0.39 0.40 1.70 0.025 0.015 0.15 0.20 0.20 0.16说明：管坯的微量有害元素As、Sn、Sb、Bi、Pb各不大于0.020%,O 20ppm。36Mn2V钢内控成分见表2表2 内控化学成分目标/%项目 C Si Mn P S Cr Ni Cu V内控成分 0.34 0.25 1.5 0.110.38 0.35 1.60 0.025 0.015 0.15 0.20 0.20 0.143. 36Mn2V钢的试制3.1 原材料要求采用精料方针，选用优质废钢，为保证钢液的纯净度，要求铁水配入量达50%以上，优质废钢4050%，不加生铁、粘罐铁、渣钢等含磷量高的钢铁料，保证了钢水中残余元素含量较低。入炉原材物料必须经过烘烤干燥，以减少钢中气体含量。通过合理配料，避免电炉熔清磷含量高，达到配料控制要求。3.2 电炉冶炼冶炼采用早期去磷、泡沫渣埋弧操作，控制终点碳大于0.1%，脱碳量大于0.3%，钢水无过氧化现象。P0.015%，EBT出钢，出钢过程中钢包内加入合成渣、硅锰、钢芯铝等预脱氧。出钢Si、Mn不计烧损调至规格下限，留钢留渣操作，对出钢温度严格控制，为下步精炼工序创造好的钢水条件，同时注意控制出钢时间，保持均衡出钢，以满足连铸生产恒拉速的要求。3.3 LF、VD精炼全程吹氩充分搅拌，以促进夹杂物上浮。要求精炼渣碱度3.0，渣样呈乳白色、黏度不高，流动性好，白渣保持时间大于15分钟，以利于吸附夹杂物，同时有效降低钢水中的硫含量。使用SiC扩散脱氧，LF出钢前喂入CaSi线进行夹杂物变性处理，可使串簇状Al2O3变为球状的CaO-Al2O3系夹杂物，后者易从钢水中分离出去，改善钢水质量，从而防止钢水在浇铸过程中的水口堵塞。出钢后，钢水充分软吹，以促使夹杂物充分上浮，提高钢水纯净度。VD真空度达67MPa后保持氩气搅拌12分钟以上，氩气压力0.4MPa，使钢中气体和夹杂物充分上浮，而后调小压力破真空，以免钢液面裸露，造成钢水二次氧化。3.4 连铸浇注过程全程保护，防止钢水在浇注过程中吸气，污染钢水。中间包使用连续测温，实时测量中间包内钢液温度，为浇注过程工艺参数控制提供有利保证。中间包采用高液位控制，使用专用碱性覆盖剂和碳化稻壳。结晶器中钢液面使用优质专用保护渣，且保证保护渣干燥，保护渣加入遵循勤加、少加、匀加的原则。恒拉速操作。结晶器液面采用液面自动控制，稳定结晶器液面，防止铸坯卷渣。二次冷却区采用动态配水方式，36Mn2V钢种专用配水模型，使铸坯在各冷却区的冷却更趋均匀。使用结晶器、末端组合式电磁搅拌，减少了铸坯的中心偏析，中心疏松等组织缺陷，同时也显著提高了铸坯等轴晶率。铸坯入坑缓冷加保温罩。3.5 36Mn2V钢的轧制连铸坯装入加热炉中，采用计算机精确控制加热温度和加热速度，保证了铸坯加热的均匀性，轧制加热温度在11501220，铸坯温差30，轧制节奏控制良好，终轧温度850，防止奥氏体晶粒粗大化，使钢中碳氮化物充分固溶，以利于提高轧材性能；控制轧材压缩比，提高内部质量。 4. 36Mn2V钢的理化检验性能4.1 36Mn2V钢的成品成分36Mn2V钢的成品成分见表3表3 36Mn2V钢化学成分/%，6炉项目 C Si Mn P S Cr Ni Cu V 标准 0.34 0.25 1.45 0.11 0.39 0.40 1.70 0.025 0.015 0.15 0.20 0.20 0.16内控 0.34 0.25 1.5 0.11 0.38 0.35 1.60 0.025 0.015 0.15 0.20 0.20 0.14 检验值 0.34 0.27 1.51 0.11 0.38 0.31 1.56 0.015 0.010 0.12 0.03 0.09 0.124.2 36Mn2V钢的低倍组织36Mn2V钢的低倍组织检验结果见表4表4 36Mn2V低倍组织检验级别，6炉成材规格 mm一般疏松中心疏松偏析1000.50.50.51001300.51.00.51301.01.01.0铸坯及钢材的低倍组织致密、均匀，未发现肉眼可见的缩孔、裂纹、气泡、夹杂及有害夹杂物等。铸坯及钢材的低倍组织分别见图1和图2。图1 36Mn2V钢铸坯低倍组织 图2 36Mn2V钢钢材低倍组织4.3非金属夹杂物 对36Mn2V非调质钢钢材中非金属夹杂物级别进行检验，检验结果如表5所示。表5 非金属夹杂物检验级别，6炉项目 A B C D 细 粗 细 粗 细 粗 细 粗检验值 01.5 0 01.0 0 0 0 0 0.5 0 检验结果表明，A类、B类、D类非金属夹杂物含量较低，没有发现C类夹杂。4.4 晶粒度钢材晶粒度均稳定在8级以上，显微组织较为均匀，无混晶现象，如下图3所示。图3 36Mn2V钢材金相组织 1005. 36Mn2V钢的批量生产为了稳定产品实物质量，进一步细化了工艺制度，同时要求设备运转正常，确保生产顺行。各种工艺参数按要求控制在规定范围之内，保证铸坯及钢材质量，目前已生产合格产品1万吨以上，产品效益显著。6. 结论莱钢特钢通过制定合理的生产工艺及严密的组织生产，成功