[发明专利]一种N80级石油套管用热连轧钢带及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于石油套管技术领域，特别涉及一种N80级石油套管用热连轧钢带及其生产方法。

背景技术

石油套管是石油钻探用重要器材，按照API5CT标准，石油套管可以选择无缝钢管及直缝焊管制造工艺进行生产。对于直缝焊管而言，传统的生产工艺是：根据套管性能的需要，设计合适的化学成分；冶炼板坯轧制成板卷；将板卷通过成型及高频直缝电阻焊方式制成管料并进行整管热处理。该生产方式采用的钢种成分较简单，但热处理成本高，生产过程中需要消耗大量的能源并对环境产生严重的污染。

为了降低生产成本，减少污染，出现了非调质生产工艺。公开号CN101020986A的专利提供了“非调质钢生产N80钢级石油管及其工艺”，其特点在于采用V（0.08-0.12%）、N（0.0130-0.0145%）微合金强化机理提高材料强韧性，并且C含量较高，0.34-0.38%，热轧工艺也未采用两段冷却制度；公开号CN1932065A的专利提供了“一种可焊性高强度非调质油井管及其制造方法”，其特点在于采用V（0.08-0.15%）、N（0.008-0.025%）微合金强化机理，并且在钢管连轧后以≥250℃/s的冷却速度使其表面温度降低100-200℃，未采用两段冷却制度获得双相组织提高材料强韧性；公开号CN101705424A的专利提供了“N80钢级焊接石油套管用钢及其制造方法”，其特点在于通过较高微合金成分（Nb：0.04-0.06%，V：0.05-0.10%，Ti：0.01-0.02%）通过控轧空冷工艺堆积强度，同时并没有采用两段冷却工艺；公开号CN101096737A的专利提供了“一种高强度直缝焊石油套管钢及其制造方法”，其特点在于采用能够强烈提高材料淬透性的微合金元素Mo（0.1-0.3%）及普通控轧控冷工艺，从而提升材料的强度；公开号CN101643883A的专利提供了“N80、P110、L80钢级直缝焊石油套管用钢及套管制造”；其特点在于采用低C（0.10-0.24%）、高Nb（0.07-0.17%）、高V（0.05-0.15%）成分体系，在热轧卷取为高温卷取方式（700-800℃），并且在直缝焊制管后仍需进行整管热处理以达到标准要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、低能耗的N80级石油套管用热连轧钢带及其生产方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种N80级石油套管用热连轧钢带，其化学成分为：C：0.25-0.35wt%，Si：0.10-0.30wt%，Mn：1.2-1.8wt%，P：≤0.020wt%；S：≤0.0050wt%，Nb：0.018-0.050wt%，Cr：0.30-0.50wt%，Ti：0.010-0.020wt%，V：≤0.005wt%，Mo：≤0.005wt%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明还提供了一种N80级石油套管用热连轧钢带的生产方法，将化学成分为：C：0.25-0.35wt%，Si：0.10-0.30wt%，Mn：1.2-1.8wt%，P：≤0.020wt%；S：≤0.0050wt%，Nb：0.018-0.050wt%，Cr：0.30-0.50wt%，Ti：0.010-0.020wt%，V：≤0.005wt%，Mo：≤0.005wt%，其余为Fe及不可避免的杂质元素的钢，依次进行“全三脱”冶炼、LF精炼、板坯浇注得到铸坯，再将所述铸坯通过热连轧得到N80级石油套管用钢带。

所述铸坯热连轧的工艺步骤依次为：铸坯清理、铸坯加热、粗轧、精轧、前段冷却、空冷、后段冷却、卷取；所述铸坯的厚度为230-235mm，所述粗轧的出口温度为1000-1060℃，所述粗轧得到的中间坯厚度为38-42mm，所述精轧采用七机架连轧，所述精轧的终轧温度为800-840℃，所述空冷的中间温度为630-680℃，所述空冷时间为7-12s，所述卷取的温度为510-560℃。

所述N80级石油套管用钢带的基体组织为铁素体+贝氏体双相组织，晶粒度≥12级，屈服强度552MPa≤Rt0.5≤758MPa，抗拉强度Rm≥689MPa，伸长率A_50mm≥20%。

本发明提供的N80级石油套管用热连轧钢带中各合金元素作用如下:

C：钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化显著提高钢的强度，尤其是抗拉强度，但C含量的增加显著降低钢的延性、韧性和焊接性能。本发明专利C添加量为0.25-0.35wt%。