一种改善热轧油井管接箍料冲击韧性的生产方法技术

本发明专利技术公开一种改善热轧油井管接箍料冲击韧性的生产方法，管坯加热温度１２５０～１２８０℃；穿孔温度１２００～１２５０℃；连续轧制温度９８０～１１００℃；轧制后穿水快速冷却至８５０～９５０℃温度区间；之后对钢管进行均温；均温后的荒管进定减径轧机，温度在Ａｒ３以上４０～１４０℃；定尺后钢管快冷，温度在Ａｒ１点～Ａｒ１点以上７０℃；最后将钢管移至冷床进行风冷。本发明专利技术将连轧变形后钢管穿水快冷至较低温度的奥氏体区，抑制再结晶奥氏体晶粒的长大，而且，在定径后分两段式冷却，可以避免由于终轧一段式的强冷造成的钢管内应力增大甚至变形，使再结晶奥氏体和最终铁素体、珠光体细化，在提高钢管韧性的同时对强度也有改善，使产品合格率由４３．６％提高至９９％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种低合金钢制造
，涉及一种改善热轧油井管接箍料冲击韧 性的生产方法。
技术介绍
接箍连接是目前油井管进行连接的最常用的方法，其所用接箍通常由厚壁无缝钢 管制造，该钢管除强度要求外还对韧性指标有明确的要求。热轧无缝钢管特殊的生产工艺决定了厚壁管冲击韧性低，得不到较好的强韧性匹 配，目前的改善措施一种是通过成分调整，提高贵重金属的含量来达到；一种是采用热处理 方法。以上两种方式都需要较高的成本，为降低成本又达到钢管韧性的目的，开始出现 在线常化技术，它是将连轧脱棒后的钢管温度降至Arl温度以下，使奥氏体完全分解，之后 用再加热炉重新加热奥氏体化，而后进行定径轧制，利用重结晶细化奥氏体晶粒，这样定径 后空冷的钢管晶粒会比以前有所细化，使钢管韧性提高。例如美国专利US5186769、英国专 利GB2101014A、英国专利GB2137539A，但在线常化技术对提高钢管强度作用不大，为提高 强度，出现了加快定径后冷却速度，获得贝氏体组织的加速冷却工艺。定径后的加速冷却获得贝氏体组织的工艺虽可提高钢管的强韧性能，例如中国专 利02145363. 2，但仍有不足之处，一是由于管材生产工艺特点决定了对贝氏体组成比例的 控制将是一个生产上的难题，一旦上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体的比例控制不当，则钢 管的冲击韧性会急剧变坏；二是从900°C以上的终轧温度快速冷到贝氏体组织转变的低温 区，将在钢管内产生很大应力，易造成钢管弯曲、变形；三是对于厚壁管由于其蓄热量大，很 难保证钢管内外冷却均勻，内表面的冷却不易达到贝氏体转变温度，造成内外组织不均度 变大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，针对油 井管接箍料厚壁无缝管轧制工艺，通过控制轧制和控制冷却来提高油井管接箍料无缝钢管 冲击韧性，使在不损失强度的情况下，提高热轧接箍料的冲击韧性，同时保证钢管不产生弯 曲、变形等缺陷。本专利技术的目的是这样实现的， 将管坯送环形加热炉中进行加热，加热温度控制在1250°C 1280°C ；加热管坯由穿孔机穿 孔，控制穿孔温度在120(TC 1250°C ；穿孔后无缝管毛管由MPM限动心棒连续轧管机进 行连续轧制，钢管连续轧制温度控制在980°C 1100°C进行，利用动态再结晶轧制使高温 轧制后奥氏体不出现混晶和粗晶；钢管连轧脱管后马上进入穿水管中实施穿水快速冷却 至850°C 950°C温度区间，抑制再结晶奥氏体晶粒的长大；通过横移链实现均温；均温后 连轧的荒管直接进定减径轧机，在Ar3以上40°C 140°C范围，即750°C 850°C温度的亚稳定奥氏体区进行定减径终轧，使奥氏体晶粒变形拉长，增加铁素体形核率，保证终轧后钢 管温度不低于Ar3温度；终轧后的钢管立即进入穿水管中穿水冷却或实施汽雾快冷，经快 冷后的钢管温度控制在Arl点 Arl点以上70°C，即620°C 690°C，增加铁素体形核率， 获得细小的等轴状铁素体和珠光体组织；穿水后钢管通过辊道传送至步进式冷床，在冷床 的两侧各安装两台轴流风机，增加空气对流以提高冷却速度，使定径后的钢管能够以rc 3°C /s速度冷却至室温，进一步细化晶粒，保证厚壁管组织和性能，最终提高钢管的强度与 韧性。本专利技术是无缝管在限动芯棒连续轧管机组(MPM)轧制后进行快速冷却到一定温 度，以使该轧制过程的大变形量得到的细小晶粒减缓长大，并通过定径轧制后的穿水冷却， 提高钢管组织转变的过冷度，增加了铁素体和珠光体转变的形核率，进一步细化晶粒，并使 珠光体的片层间距减小，最终使钢管获得良好的力学性能。由于穿水冷却分两段进行，并增 加了冷床风冷，合理分配了冷却能力，避免了由于终轧一段式的强冷造成的钢管内应力增 大甚至变形。本专利技术的优点是1.通过控制油井管接箍料轧制和冷却，使再结晶奥氏体和最终铁素体、珠光体细 化，在提高钢管韧性的同时对强度也有改善，使产品合格率由43. 6%提高至99%以上。2.与公开号为CN 1502425A的专利相比，本专利技术的创新之处在于将连轧变形后钢 管穿水快冷至较低温度的奥氏体区，抑制再结晶奥氏体晶粒的长大，通过横移链实现均温。 而且，本专利技术在定径后分两段式冷却，可以避免由于终轧一段式的强冷造成的钢管内应力 增大甚至变形。实践结果显示，对改善厚壁无缝管的冲击韧性作用明显。3.与美国专利US5186769、英国专利GB2101014A、英国专利GB2137539A相比，本 专利技术不需要在连轧脱管后将钢管强冷至Acl温度以下，也不需要在定径终轧前用再加热炉 重新奥氏体化。而且，本专利技术对细化钢管组织效果显著，大大提高了厚壁无缝钢管的冲击韧 性，使钢管具有优异的强韧性匹配，相比之下，节省能源和资源，简化了生产工艺。具体实施例方式以一种化学成分重量百分比为C 0. 24% 0. 40%, Si 0. 17% 0. 60%, Mn 1. 30% 1. 70%, P 彡 0. 025%, S 彡 0. 010%, Ti 0. 010% 0. 030%, N 彡 0. 008% ；余量 为铁及不可避免的杂质。规格为Φ 153. 67X 13. 50mm、Φ 127X 13. 50mm、Φ88. 9X 13mm, Φ93. 17X14. 5mm、Φ 108X 14. 50mm、Φ 133X 15. 50mm 的油井管接箍料为例。实施过程中将上述成分钢的管坯加热到1250°C 1280°C，保温2h 3h ；出炉管 坯在1200°C 1250°C穿成毛管；毛管在980°C 1100°C进行主轧机连续轧制；对连轧脱棒 后的钢管实施穿水快速冷却至Ar3以上某一温度(850°C 950°C )；经快冷后钢管在横移 链均温15s 30s ；均温后荒管控制在温度(750°C 850°C )时直接进定径机，保证在不低 于Ar3的亚稳定奥氏体区终轧；对定径终轧后钢管喷水或汽雾快冷至620°C 690°C，保证 在钢的Arl温度附近，增加铁素体和珠光体形核率，获得细小的F+P组织；在冷床两侧安装 两台轴流风机，增加空气对流，提高冷却速度，确保定径后钢管的较快速冷却。实施本专利技术 的钢管成分见表1，所进行的条件控制见表2，实施例钢管性能见表3。表1实施例钢管化学成分Wt%<table>table see original document page 5</column></row><table>表2对实施例钢管的条件控制<table>table see original document page 5</column></row><table> 表3实施例钢管性能<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求，其特征在于将管坯送环形加热炉中进行加热，加热温度控制在1250℃～1280℃；加热管坯由穿孔机穿孔，控制穿孔温度在1200℃～1250℃；穿孔后无缝管毛管由连续轧管机进行连续轧制，连续轧制温度控制在980℃～1100℃；对轧制后的钢管马上实施穿水快速冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善热轧油井管接箍料冲击韧性的生产方法，其特征在于将管坯送环形加热炉中进行加热，加热温度控制在１２５０℃～１２８０℃；加热管坯由穿孔机穿孔，控制穿孔温度在１２００℃～１２５０℃；穿孔后无缝管毛管由连续轧管机进行连续轧制，连续轧制温度控制在９８０℃～１１００℃；对轧制后的钢管马上实施穿水快速冷却至８５０℃～９５０℃温度区间；之后对钢管进行均温；均温后的荒管进定减径轧机，温度控制在Ａｒ３以上４０℃～１４０℃；终轧后的钢管经穿水或汽雾快冷，温度控制在Ａｒ１点～Ａｒ１点以上７０℃；最后将钢管移送至冷床进行风冷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王长顺，姜长华，解德刚，俞平，陈克东，郭海明，马普生，李应雄，邸军，徐咏梅，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]