DOL:10.13374/.issn1001-053x.2012.s1.013 第34卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.34 Suppl.1 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 15Cr2Ni3MoW钢穿孔J顶头试制 石满鹰詹飞 张程远 包钢（集团）公司无缝钢管厂，包头014010 ☒通信作者，E-mail:zhanfei117@126.com 摘要以b180mm连轧钢管机组小系列b158mm穿顶为基础，选用15Cr2N3MoW钢作为顶头材质，通过改进冶炼、铸造等 环节的工艺，达到减少顶头铸造缺陷、增加顶头致密度的目的.对热处理环节进行优化，获得了组织结构良好的氧化膜覆盖 层.采用金相显微镜和扫描电镜对穿顶在各个制作阶段的金相组织、缺陷和夹杂进行观察分析.在中l80mm连轧钢管机组上 进行产品使用寿命试验，取得较好的效果 关键词轧机：钢管：穿孔：顶头：制造：热处理：使用寿命 分类号TG335.71 Trial-manufacture of 15Cr2Ni3MoW steel piercing plugs for seamless pipe production SHI Man-ying,ZHAN Fei,ZHANG Cheng-yuan Seamless Steel of Baotou Iron Steel (Group)Corporation,Baotou 014010,China Corresponding author,E-mail:zhanfeil17@126.com ABSTRACT Based on piercing with a 6158 mm plug in a o180 mm continuous rolling unit,15Cr2Ni3MoW steel was selected as the plug material,and the smelting and casting processes were improved to decrease the casting flaws and increase the density of the plugs. After optimizing the heat treatment process,well-structured and organized oxide film overlays were found in the plugs.The metallurgi- cal structures,flaws and inclusions in every production stage were observed and analyzed by metallographic microscopy and scanning electron microscopy.The service life testing of products in the 180 mm continuous rolling unit shows a satisfied result. KEY WORDS rolling mills:steel pipes:piercing:plugs:manufacture:heat treatment;service life 斜轧穿孔顶头是无缝钢管生产中消耗较大的工究，在包钢无缝钢管厂现有b180 mm MPM连轧管机 具.在穿孔过程中，顶头处于高温和复杂的受力状 组上进行两批轧制实验，均取得较好效果 态下，当表面升温和受力情况超过其自身的热强性 1确定试制方案 时，就会发生变形、粘钢、啃肉和裂纹等不同形式的 损坏，影响钢管生产的正常进行，增加生产成本.因 1.1顶头材质的选择 此，各无缝钢管厂对顶头的使用寿命高度重视.包 目前，国内应用较多的顶头材质有结构钢、合金 钢无缝钢管厂引进的中l58 mm PQF连轧钢管机组， 结构钢、热作模具钢和钼合金.包钢无缝厂 穿孔机顶头的试制由包钢无缝钢管厂顶头车间承 400mm机组和Φ180mm机组使用20CrNi3A材质 担.中l58 mm PQF连轧钢管机组产品大纲是以高钢 顶头，轧制寿命平均在200支左右.笔者曾在180 级石油套管为主，按3~5倍尺轧制，坯料较长，对穿机组实验过20CN8、15Cr2Ni3MoW、35CrMo、 孔顶头的使用寿命要求很高.为此，笔者结合多年 4Cr5 MoSiV1和9 CrNiMoV等钢种，轧制效果最好的 的生产实践展开试制，重点对顶头材质的选择，治炼 是15Cr2Ni3MoW钢.为此，选择15Cr2Ni3MoW钢 铸造工艺的确定，特别是热处理工艺的选择进行研 作为顶头材质进行实验，其化学成分见表1. 收稿日期：201202一15第 34 卷 增刊 1 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 Suppl． 1 Jun． 2012 15Cr2Ni3MoW 钢穿孔顶头试制 石满鹰 詹 飞 张程远 包钢( 集团) 公司无缝钢管厂，包头 014010 通信作者，E-mail: zhanfei117@ 126． com 摘 要 以 180 mm 连轧钢管机组小系列 158 mm 穿顶为基础，选用 15Cr2Ni3MoW 钢作为顶头材质，通过改进冶炼、铸造等 环节的工艺，达到减少顶头铸造缺陷、增加顶头致密度的目的． 对热处理环节进行优化，获得了组织结构良好的氧化膜覆盖 层． 采用金相显微镜和扫描电镜对穿顶在各个制作阶段的金相组织、缺陷和夹杂进行观察分析． 在 180 mm 连轧钢管机组上 进行产品使用寿命试验，取得较好的效果． 关键词 轧机; 钢管; 穿孔; 顶头; 制造; 热处理; 使用寿命 分类号 TG335. 71 Trial-manufacture of 15Cr2Ni3MoW steel piercing plugs for seamless pipe production SHI Man-ying ，ZHAN Fei，ZHANG Cheng-yuan Seamless Steel of Baotou Iron ＆ Steel ( Group) Corporation，Baotou 014010，China Corresponding author，E-mail: zhanfei117@ 126． com ABSTRACT Based on piercing with a 158 mm plug in a 180 mm continuous rolling unit，15Cr2Ni3MoW steel was selected as the plug material，and the smelting and casting processes were improved to decrease the casting flaws and increase the density of the plugs． After optimizing the heat treatment process，well-structured and organized oxide film overlays were found in the plugs． The metallurgi￾cal structures，flaws and inclusions in every production stage were observed and analyzed by metallographic microscopy and scanning electron microscopy． The service life testing of products in the 180 mm continuous rolling unit shows a satisfied result． KEY WORDS rolling mills; steel pipes; piercing; plugs; manufacture; heat treatment; service life 收稿日期: 2012--02--15 斜轧穿孔顶头是无缝钢管生产中消耗较大的工 具． 在穿孔过程中，顶头处于高温和复杂的受力状 态下，当表面升温和受力情况超过其自身的热强性 时，就会发生变形、粘钢、啃肉和裂纹等不同形式的 损坏，影响钢管生产的正常进行，增加生产成本． 因 此，各无缝钢管厂对顶头的使用寿命高度重视． 包 钢无缝钢管厂引进的 158 mm PQF 连轧钢管机组， 穿孔机顶头的试制由包钢无缝钢管厂顶头车间承 担． 158 mm PQF 连轧钢管机组产品大纲是以高钢 级石油套管为主，按 3 ～ 5 倍尺轧制，坯料较长，对穿 孔顶头的使用寿命要求很高． 为此，笔者结合多年 的生产实践展开试制，重点对顶头材质的选择，冶炼 铸造工艺的确定，特别是热处理工艺的选择进行研 究，在包钢无缝钢管厂现有 180 mm MPM 连轧管机 组上进行两批轧制实验，均取得较好效果． 1 确定试制方案 1. 1 顶头材质的选择 目前，国内应用较多的顶头材质有结构钢、合金 结构 钢、热作模具钢和钼合金． 包 钢 无 缝 厂 400 mm机组和 180 mm 机组使用 20CrNi3A 材质 顶头，轧制寿命平均在 200 支左右． 笔者曾在 180 机 组 实 验 过 20CrNi8、15Cr2Ni3MoW、35CrMo、 4Cr5MoSiV1 和 9CrNiMoV 等钢种，轧制效果最好的 是 15Cr2Ni3MoW 钢． 为此，选择 15Cr2Ni3MoW 钢 作为顶头材质进行实验，其化学成分见表 1． DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.s1.013