石油套管用热轧宽钢带J55开发

摘要

近年来，随着我国人民物质文化生活水平的提高，对石油天然气的需求量日益增加，截至2012年，我国石油年产量达到2.05亿吨，天然气年产量为1067.6亿立方米。目前，我国仍处于城镇化、工业化快速发展的关键时期，预计未来几年我国油气需求年均增长率为4％左右。油气产量的逐年递增，刺激了油井管的市场需求，预计到2015年我国油井管年需求量为600万吨，其中石油套管的需求量约为420万吨。
　　由于冶炼技术、微合金化技术和控轧控冷技术在世界领域的不断发展，成功开发了具有优良的综合性能的热轧钢带，七十年代国外成功应用热轧钢带制造ERW焊接石油套管代替传统的无缝钢管。由于ERW石油套管具有质优价廉、节材环保等的优势，正逐步替代部分无缝石油套管。对工业发达国家石油套管市场统计发现，石油套管中约有50％的比例为J55钢级套管，其中ERW石油套管占石油套管总量的60％以上。而目前我国ERW石油套管占石油套管总量仅为10％左右，按照工业发达国家水平考虑，到2015年我国ERW石油套管需求量将达到250万吨以上，可见，热轧宽钢带应用于ERW石油套管存在巨大的市场潜力。
　　通钢为应对持续低迷的市场环境，寻求新的增效点，于2012年11月份成功与葫芦岛钢管有限公司和天津神州通钢管有限公司达成合作意向。分析ERW石油套管钢J55的市场价格优势明显，较目前通钢的低合金高强钢Q345B有显著的效益空间。在当前的市场形势下，考虑ERW石油套管市场的利好环境，依托FTSR薄板坯连铸连轧生产线的技术优势开发石油套管钢J55对提升通钢产品附加值，调整品种结构有着重大意义。
　　本文通过理论研究微合金化技术，薄板坯连铸连轧技术特点以及薄板坯连铸连轧铌微合金钢的控轧控冷技术;分析各合金元素对J55石油套管钢的作用和危害，结合同类型钢企J55成品化学成分进行通钢石油套管钢J55化学成分设计，并应用经验公式理论计算力学性能进行成分优化设计;根据设计成分制定总体技术方案，初步确定冶炼工艺、连铸工艺、轧制工艺的关键控制点及工艺参数;依据总体技术方案细化各工序的操作要点，进行工业性生产实践并跟踪试制产品的用户使用情况;对工业性生产及用户使用过程中存在的问题进行细致分析，提出优化方案，成功开发了石油套管用J55宽钢带。2013年批量生产石油套管钢J55达2万多吨，产品综合合格率达到98.5％以上，取得了良好的经济效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 套管钢J55开发的背景、目的及意义

1．2 套管钢J55开发的可行性

1．2．1 钢水冶炼工艺及装备

1．2．3 薄板坯连铸工艺及设备

1．2．3 加热炉及热连轧工艺及设备

1．3 套管钢J55开发的方向

1．3．1 用户对J55力学性能的要求

1．3．2 用户对J55韧性的要求

1．3．3 用户对J55硬度和组织的要求

1．4 研究开发的内容

第二章 文献综述

2．1 石油套管的概念及其特点

2．1．1 石油套管的概念

2．1．2 ERW石油套管的特点

2．2 ERW石油套管的应用

2．2．1 国外ERW套管的应用

2．2．2 国内ERW套管的应用

2．3 我国J55钢级ERW石油套管钢的研发情况

2．4 石油套管钢开发的相关理论

2．4．1 微合金化技术原理

2．4．2 薄板坯连铸连轧技术的特点

2．4．3 薄板坯连铸连轧铌微合金钢的控轧控冷技术

第三章 石油套管钢J55试制总体技术方案

3．1 化学成分设计

3．1．1 石油套管钢中化学成分作用

3．1．2 石油套管钢J55化学成分设计

3．1．3 石油套管钢J55性能要求及理论计算

3．2 石油套管钢J55冶炼生产技术

3．2．1 脱氧工艺控制

3．2．2 脱硫工艺控制

3．2．3 低氮工艺控制

3．2．4 钙处理控制

3．3 石油套管钢J55连铸生产技术

3．3．1 浇注温度的控制

3．3．2 连铸全程保护浇注的控制

3．3．3 结晶器参数的控制

3．3．4 连铸拉速的控制

3．4 石油套管钢J55热轧生产技术

3．4．1 加热温度的控制

3．4．2 压下制度的控制

3．4．3 温度制度控制

第四章 石油套管钢J55工业性生产实践

4．1 石油套管钢J55冶炼和轧制工序

4．1．1 铁水预处理工序

4．1．2 转炉冶炼工序

4．1．3 LF钢包精炼工序

4．1．4 薄板坯连铸工序

4．1．5 加热及轧制工序

4．2 套管钢J55产品分析

4．2．1 化学成分分析

4．2．2 力学性能检钡0

4．2．3 微观组织检测

4．3 存在的质量缺陷

4．3．1 质量缺陷形貌特征

4．3．2 边部缺陷分析

4．3．3 解决边裂的工艺措施

4．4 套管钢J55使用情况

4．4．1 直缝焊管工艺流程

4．4．2 检测情况

4．4．3 存在问题及解决措施

4．5 套管钢J55试制小结

第五章 结论

参考文献

致谢

作者简介

论文包含图、表、公式及文献