D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.016 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 BOF-LF-VD冶炼非调质N80钢工艺 高金涛)李士琦”关勇2) 刘润藻”王玉刚” 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)鞍钢股份有限公司，鞍山114021 ✉通信作者，E-mail:t070@163.com 摘要对鞍钢采用氧气顶吹转炉(BOF)治炼、非调质工艺开发的N80级油井管用钢进行了系统的工艺设计、实验室研究、 工业实验及工业生产研究.提出了V、N微合金化取代常规淬火和回火工艺，设计了非调质N80的化学成分，确定了符合鞍钢 氧气转炉大规模生产非调质80的治炼工艺以及各工序的工艺控制要点，特别是确定了实际工况下氧气转炉终点碳、氧、温 度的回归公式以及VD底吹增氨动力学模型等关键工艺要点.连续生产的实测数据分析结果表明：非调质N80冶炼工艺稳定 可行，化学成分、冶炼工艺设计合理，力学性能和使用性能均满足API Spec5CT及油井管生产的特殊要求. 关键词氧气转炉：炼钢：微合金化 分类号TF724 Smelting technology of non-quenched and tempered N80 steel by BOF-LF-VD GA0Jim-taoD☒，lShi-gi,GUAN Yong,LIU Run-zao》,WANG Yu--gamg 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Angang Steel Company Limited.Anshan 114021.China Corresponding author,E-mail:gjt070@163.com ABSTRACT The smelting of non-quenched and tempered N80 steel for oil well piping by basic oxygen furnace BOF)in Angang was investigated by systematic process design,laboratory experiments,industrial test and manufacturing production.Instead of conven- tional quenching and tempering process,the chemical composition of the steel was designed by V and N microalloying.Then the smel- ting process and the process control points of the steel for mass production in Angang steel were determined,especially the regression e- quation of endpoint carbon content,oxygen content and temperature under actual conditions as well as the VD dynamic model of in- creasing nitrogen by bottom-blowing.Analysis results of data measured from continuous production show that the non-quenched and tempered smelting process is stable,the chemical composition and metallurgical process were reasonable,moreover the mechanical properties and service performance can meet the specific requirements of oil well pipe production and the standard of API Spec 5CT. KEY WORDS basic oxygen furnace (BOF);steelmaking:microalloying 我国石油工业迅速发展，油井管市场需求逐年 的氨气作原料，通过向钢液吹氨气进行氨的合金化 增多.随着油井深度、地质情况复杂程度的增加，对 因此，在基础研究和生产实践各方面都有较大难度. 油井管的质量提出了更高的要求，原来J55、K55级 本文基于鞍钢非调质N80的开发，进行了系统的工 油井管逐步被N80级所取代[1-) 艺设计、实验室研究、工业实验以及工业生产研究， N80级油井管要求具有高强度、高塑韧性、低屈 开发出适合鞍钢工装设备的产品成分、生产工艺路 强比以及一定的耐腐蚀性能和硬度[4].目前国内 线及技术参数 主要由电弧炉流程治炼6，采用淬火加回火的调质 工艺生产)，氮的合金化一般采用直接向钢液加入 1工艺参数设计 钒氨合金侧，钒氨合金价格昂贵，且钢液中氨含量 1.1N80油井管用钢规范 难于精确控制9-).在国内鞍钢首次采用氧气顶吹 N80油井管用钢应符合美国石油学会标准套管 转炉冶炼和非调质工艺生产，利用资源丰富且廉价 和油管规范API Spec5CT以及相应的中国石油天 收稿日期：201108-22第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 BOF--LF--VD 冶炼非调质 N80 钢工艺 高金涛1) 李士琦1) 关 勇2) 刘润藻1) 王玉刚1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 鞍钢股份有限公司，鞍山 114021 通信作者，E-mail: gjt070@ 163． com 摘 要 对鞍钢采用氧气顶吹转炉( BOF) 冶炼、非调质工艺开发的 N80 级油井管用钢进行了系统的工艺设计、实验室研究、 工业实验及工业生产研究． 提出了 V、N 微合金化取代常规淬火和回火工艺，设计了非调质 N80 的化学成分，确定了符合鞍钢 氧气转炉大规模生产非调质 N80 的冶炼工艺以及各工序的工艺控制要点，特别是确定了实际工况下氧气转炉终点碳、氧、温 度的回归公式以及 VD 底吹增氮动力学模型等关键工艺要点． 连续生产的实测数据分析结果表明: 非调质 N80 冶炼工艺稳定 可行，化学成分、冶炼工艺设计合理，力学性能和使用性能均满足 API Spec 5CT 及油井管生产的特殊要求． 关键词 氧气转炉; 炼钢; 微合金化 分类号 TF724 Smelting technology of non-quenched and tempered N80 steel by BOF-LF-VD GAO Jin-tao 1) ，LI Shi-qi 1) ，GUAN Yong2) ，LIU Run-zao 1) ，WANG Yu-gang1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) Angang Steel Company Limited，Anshan 114021，China Corresponding author，E-mail: gjt070@ 163． com ABSTRACT The smelting of non-quenched and tempered N80 steel for oil well piping by basic oxygen furnace ( BOF) in Angang was investigated by systematic process design，laboratory experiments，industrial test and manufacturing production． Instead of conven￾tional quenching and tempering process，the chemical composition of the steel was designed by V and N microalloying． Then the smel￾ting process and the process control points of the steel for mass production in Angang steel were determined，especially the regression e￾quation of endpoint carbon content，oxygen content and temperature under actual conditions as well as the VD dynamic model of in￾creasing nitrogen by bottom-blowing． Analysis results of data measured from continuous production show that the non-quenched and tempered smelting process is stable，the chemical composition and metallurgical process were reasonable，moreover the mechanical properties and service performance can meet the specific requirements of oil well pipe production and the standard of API Spec 5CT． KEY WORDS basic oxygen furnace ( BOF) ; steelmaking; microalloying 收稿日期: 2011--08--22 我国石油工业迅速发展，油井管市场需求逐年 增多． 随着油井深度、地质情况复杂程度的增加，对 油井管的质量提出了更高的要求，原来 J55、K55 级 油井管逐步被 N80 级所取代［1--3］． N80 级油井管要求具有高强度、高塑韧性、低屈 强比以及一定的耐腐蚀性能和硬度［4--5］． 目前国内 主要由电弧炉流程冶炼［6］，采用淬火加回火的调质 工艺生产［7］，氮的合金化一般采用直接向钢液加入 钒氮合金［8］，钒氮合金价格昂贵，且钢液中氮含量 难于精确控制［9--10］． 在国内鞍钢首次采用氧气顶吹 转炉冶炼和非调质工艺生产，利用资源丰富且廉价 的氮气作原料，通过向钢液吹氮气进行氮的合金化． 因此，在基础研究和生产实践各方面都有较大难度． 本文基于鞍钢非调质 N80 的开发，进行了系统的工 艺设计、实验室研究、工业实验以及工业生产研究， 开发出适合鞍钢工装设备的产品成分、生产工艺路 线及技术参数． 1 工艺参数设计 1. 1 N80 油井管用钢规范 N80 油井管用钢应符合美国石油学会标准套管 和油管规范 API Spec 5CT 以及相应的中国石油天 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.016