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N80级非调质油井管坯钢36Mn2V的开发
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260mm×300mm/180 mm×220mm)→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~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 0.11~
0.38 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40~50%,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。[P]≤0.015%,EBT出钢,出钢过程中钢包内??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1150
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