[发明专利]φ48-89mm超级13Cr油管的热轧生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工业领域中钢管轧制技术，特别涉及一种在CO₂腐蚀环境下使用的、轧制难度较高的φ48-89mm超级13Cr油管的热轧生产方法。

背景技术

随着能源需求增大，油气生产厂家开始转向开发腐蚀环境较为恶劣的油田和天然气井。油气开采面临着高温高压、高酸性、高危险性的“三高”苛刻环境。过去普遍使用的碳钢和低合金钢钢管，难以保证足够的抗腐蚀性能。实验证明，在材料中添加Cr元素，能有效提高金属材料耐CO₂腐蚀性能，13Cr马氏体不锈钢管材在150℃下具有较好的抗CO₂腐蚀能力。在13Cr马氏体不锈钢中通过添加镍元素和钼元素，使其在CO₂环境中拥有优良的抗点蚀和抗均匀腐蚀性能。国外将含镍5％，含钼2％左右的13Cr马氏体不锈钢称为SUP13Cr，国内钢铁行业将其称为超级13Cr，不同企业结合自身产品体系，又为其赋予更加详细的企业编号名称，其中天津钢管集团股份有限公司开发的超级13Cr钢种称为TP110-SUP13Cr。

超级13Cr属于马氏体不锈钢，超级13Cr材质的管坯抗变形能力大，穿孔、连轧、张力减径等工序轧制力均高于普通材质，热轧生产难度较大。传统的热轧钢管生产工艺很难保证超级13Cr管材的轧制质量与轧制效率。

国外日本最先成功研制开发超级13Cr钢材，使用该材质设计制造的结构件、管材等应用越来越广泛。国内天津钢管集团股份有限公司、宝山钢铁集团股份有限公司、攀钢集团成都钢铁有限公司等均具备轧制超级13Cr管材的技术能力，国产超级13Cr管材已通过多项抗腐蚀评价实验，并在某些工程项目中得到应用。但国内热轧生产的超级13Cr材质管材普遍都是外径规格较大的无缝钢管，在轧制质量、轧制成材率方面存在不足与缺陷。对于φ48-89mm外径规格的超级13Cr材质油管，尚没有国产超级13Cr油管较为成功的轧制经验。如何寻求合理、可行、高效的φ48-89mm超级13Cr油管热轧生产工艺，是所有无缝钢管制造企业研究探索的重点。

当前热轧无缝钢管行业最先进的轧管设备为三辊限动芯棒连轧管机，简称PQF连轧管机(Premium Quality Finishing)。天津钢管集团股份有限公司于2003年建设投产世界上第一套PQF连轧管机组，用于轧制直径≤168.3mm无缝钢管，在轧制精度、轧制效率方面较之前的双辊连轧管机与三辊斜轧管机，均有改善提高。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种φ48-89mm超级13Cr油管的热轧方法，以利于攻克热轧超级13Cr材质φ48-89mm油管变形、粘钢的问题。提高成材率，以满足市场的需要，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种φ48-89mm超级13Cr油管的热轧生产方法，该方法包括有以下步骤：

(1).管坯选型与定尺

选用超级13Cr材质，选定截面规格φ145-155mm、圆面柱状锻造管坯；管坯定尺确定方式：根据轧制目标油管单根的理论重量，乘以轧制倍尺数2-8，加上热轧生产过程中管坯的热损耗重量与切头尾重量，得到每支管坯理论重量，用此重量计算所选定截面规格管坯的投料定尺长度；同时准备等数量、同规格的普通碳钢材质管坯；

(2).环形炉装料及加热

φ48-89mm超级13Cr油管生产时采用混合装料方式，超级13Cr材质管坯与普通碳钢材质管坯混合装炉布料，在入炉轨道上，通过夹钳将步骤(1)备好的管坯逐支装入环形炉加热，先装6支超级13Cr材质管坯，空一步环形炉料位，再装6支普通碳钢材质管坯，再空一步环形炉料位，再装6支超级13Cr材质管坯，再空一步环形炉料位，再装6支普通碳钢材质管坯，依此类推，直到将步骤(1)备好的管坯全部装入环形炉；

环形炉加热采用六区温度加热控制，加热燃料使用天然气，通过环形炉控制台，设定环形炉温度：一区设定不点燃、二区温度1040-1080℃、三区温度1120-1150℃、四区温度1180-1200℃、五区温度1220-1260℃、六区温度1220-1280℃，管坯在环形炉六个区的加热总时间为2.5-3.5小时，管坯出炉温度控制在1220-1280℃；

(3).穿孔