N80級石油管是我國目前油井管中使用量最大的品種，占各類油井管總產(chǎn)量的40%以上。針對N80級非調(diào)質(zhì)鋼的使用要求及性能特點，對36Mn2V非調(diào)質(zhì)鋼的煉鋼工藝技術(shù)進(jìn)行了研究。
N80級石油管是我國目前油井管中使用量最大的品種，占各類油井管總產(chǎn)量的40%以上。針對N80級非調(diào)質(zhì)鋼的使用要求及性能特點，對36Mn2V非調(diào)質(zhì)鋼（表1）的煉鋼工藝技術(shù)進(jìn)行了研究。
表1?36Mn2V鋼的化學(xué)成分/%
C?
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Si?
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Mn?
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V?
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P?
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S?
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Als?
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Cu、Ni?
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Cr?
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0.34~0.38?
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0.25~0.40?
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1.45~1.70?
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0.11~0.16?
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≤0.025?
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≤0.025?
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≤0.020?
|
≤0.20?
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≤0.25?
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?
1?生產(chǎn)工藝
36Mn2V非調(diào)質(zhì)管坯生產(chǎn)工藝路線為：脫硫鐵水或半鋼→120t轉(zhuǎn)爐冶煉→P1預(yù)脫氧→合金化→吹氬→LF精煉→RH真空處理→方坯連鑄。
1.1?鐵水脫硫和擋渣出鋼
采用脫硫撇渣鐵水冶煉，要求鐵水硫含量≤0.020%。
轉(zhuǎn)爐出鋼時，高氧化性的鋼渣隨鋼流進(jìn)入鋼包，懸在液態(tài)鋼中的渣滴在上浮過程中會與液態(tài)鋼中的鋁、硅、錳等元素發(fā)生反應(yīng)而生成夾雜物，使加入的鐵合金回收不穩(wěn)定。因此，轉(zhuǎn)爐出鋼時采用擋渣措施。
1.2?脫氧工藝和鋼渣改性
攀鋼目前的煉鋼由于半鋼（鐵水）發(fā)熱元素含量低、溫度低，造成終點鋼渣氧化性強(qiáng)。高氧化性的鋼渣進(jìn)入鋼包，渣中的氧不斷向鋼液中擴(kuò)散，造成鋼水的二次氧化，污染了鋼液。為對鋼渣進(jìn)行改性處理，采用P1脫氧劑（主要成分CaC2）喂Al線對鋼液進(jìn)行預(yù)脫氧及終脫氧。P1脫氧劑不僅具有較強(qiáng)的鋼水脫氧能力，同時還使渣中氧化鐵、氧化錳還原，生成的一氧化碳?xì)怏w促使夾雜物隨之上??；另外，鈣能使鋼中的夾雜物球化變形[2]。因此，用P1脫氧劑脫氧能使鋼中總氧含量大幅度降低，同時鋼水流動性好，水口不易結(jié)瘤，保證了鋼的可澆性。
1.3?LF+RH精煉
為了進(jìn)一步控制鋼中的硫化物夾雜，在LF中加高堿度的訂渣（主要成分CaO）進(jìn)行精煉處理，充分吹氬（氬氣流量500L/min）及進(jìn)行RH真空處理。
1.4?連鑄工藝
鋼包→中間包采用長水口保護(hù)；中間包→結(jié)晶器采用浸入式水口保護(hù)，并使用保護(hù)渣以隔絕空氣與鋼水接觸。澆鋼時嚴(yán)格控制中間包過熱度及拉速使其匹配。確定合理的結(jié)晶器振動參數(shù)，減輕連鑄坯振痕深度，以提高連鑄坯的表面質(zhì)量；采用結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)，提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量；采用合理的二次冷卻制度，使二冷區(qū)連鑄坯表面溫度分布均勻；為了減輕連鑄坯的中心偏析，澆鑄時對連鑄坯使用輕壓下技術(shù)。
2?試驗結(jié)果
2.1?脫氧情況
采用增碳法冶煉工藝，轉(zhuǎn)爐出鋼的終點碳通常在0.05%~0.15%，此時鋼水氧活度高達(dá)（800~1200）×10-6。采用P1+喂Al線脫氧工藝，鋼液中氧活度低，平均為30.6×10-6，[Als]＜0.005%，說明脫氧工藝合理可行，且提高了鋼的清潔度和合金元素的收得率（表2）。
表2?合金元素平均收得率
項目?
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Si?
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Mn?
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V?
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含量/%?
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0.28?
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1.51?
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0.12?
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收得率/%?
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85.8?
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98?
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96?
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?
2.2?低倍檢驗
36Mn2V鋼280mm×380mm連鑄坯低倍檢驗得出，中心疏松≤1.5級，中心偏析≤0.5級，沒有發(fā)現(xiàn)中心裂紋等其它缺陷。
140mm圓管坯酸浸蝕顯示：未見不允許的低倍缺陷，如白點、縮孔殘余、裂紋、夾雜等有害缺陷，中心疏松和一般疏松均≤1.5級，滿足技術(shù)條件低倍級別≤2.5級的要求。
2.3?管坯組織和夾雜物
36Mn2V非調(diào)質(zhì)鋼的組織為鐵素體+珠光體，A、B、C、D類夾雜物的級別均比較低，完全滿足技術(shù)條件≤2.5級要求（表3）。夾雜物的數(shù)量及形態(tài)（呈斷續(xù)分布的短棒狀或球狀）控制比較好，晶粒較細(xì)，A、B、C、D類夾雜物粗系和細(xì)系的總和在5~10級之間，遠(yuǎn)低于技術(shù)條件總和≤16級的要求。
表3?36Mn2V鋼管坯的組織和夾雜物檢驗結(jié)果
非金屬夾雜/級?
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金相組織?
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晶粒度/級?
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A?
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B?
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C?
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D?
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總和?
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粗?
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細(xì)?
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粗?
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細(xì)?
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粗?
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細(xì)?
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粗?
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細(xì)?
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0.5~2.0?
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1.0~2.5?
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0.5~2.0?
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0.5~1.0?
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0.5~1.5?
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0.5~1.5?
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0.5~1.5?
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0.5~1.5?
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5.0~10.0?
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F+P?
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3.0~3.0?
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2.4?氣體含量及電解夾雜
檢驗結(jié)果表明，36Mn2V鋼脫氧良好，管坯中T[O]為（6.4~13.0）×10-6，[N]為（28.0~59.0）×10-6；電解夾雜總量在（19.0~35.0）×10-6之間，平均為25×10-6，Al2O3含量（11~19）×10-6，占夾雜物總量的52%。
3?結(jié)論
?。?）?采用P1脫氧劑脫氧、RH精煉等工藝措施，20爐統(tǒng)計得出，36Mn2V非調(diào)質(zhì)鋼的T[O]為（6.4~13.0）×10-6，平均值9.1×10-6；[N]為（25.0~59.0）×10-6，平均值42.0×10-6；鋼中電解夾雜總量在35×10-6以下，平均為25×10-6。
?。?）?采用轉(zhuǎn)爐+二次精煉+方坯連鑄工藝所試制管坯的低倍組織級別均≤1.5級；非金屬夾雜物級別≤2.5級。均滿足技術(shù)條件的要求。
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