CN102990030B - 一种控制抗h2s腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼钢连铸技术领域，是一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在25-50℃之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H₂S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H₂S腐蚀用钢钢板的HIC和SCC性能。

Description

一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域，具体的说是一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺。 

背景技术

抗H₂S腐蚀用钢由于其工作环境的需要，对钢中的杂质元素含量、夹杂物及微观组织的控制要求及其苛刻。氢致裂纹（Hydrogen Induced Crack）一般起源于钢中的非金属夹杂物（如MnS、条串状CaO-Al₂O₃）并沿着由铸坯中心偏析引起的硬化组织扩展传播，因此生产抗H₂S腐蚀用钢既要降低钢中杂质元素含量（S≤15ppm，P≤150ppm），又要严格控制连铸坯杂质元素的中心偏析，降低元素C、S、P和Mn在铸坯厚度中心的偏析程度，从而防止轧制过程钢板中心硬化组织的形成，提高钢板微观组织的均匀性。 

半宏观偏析是指介于枝晶间的微观偏析和宏观偏析之间的一种偏析现象，其大小约为300μm～3mm之间。铸坯半宏观偏析的评价方法如下：对浇铸的半宽断面铸坯的低倍组织照片进行拍照，并对中心线的面积进行分段统计，然后计算该中心线面积占整个半宽断面的面积比（S.A.），面积比S.A.的计算公式如下： 

$S.A.=\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{S}_i}{D\×L}\×100\%$     式（1） 

式中，Si为每一段断面的中心偏析线面积，L为所分析的断面长度（不计三角区），D为铸坯厚度。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而达到减轻铸坯半宏观偏析面积比，改善板坯的半宏观偏析，提高钢板的抗HIC性能的目的。 

本发明人为了解决上述技术问题，进行了深入研究，通过对抗H₂S腐蚀用钢的连铸板坯进行枝晶腐蚀，得到清晰的铸坯枝晶结构后，对铸坯中心的半宏观偏析点进行界定，然后对铸坯中心的半宏观偏析点按照式（1）进行面积的统计，并计算其偏析面积比。调整浇注过程中中间包钢水的温度，在恒定拉速、二冷比水量以及轻压下工艺参数的情况下，通过对抗H₂S管线钢生产过程中中间包钢水温度的控制，结果发现，可以控制铸坯中心的不同组织，当过钢水过热度为5-25℃时，铸坯的中心为等轴晶组织，此时铸坯中心半宏观偏析的面积比约为0.15-0.25%；而当钢水过热度为25-50℃时，铸坯的中心为柱状晶组织，此时铸坯的半宏观 偏析面积比约为0.05-0.15%之间。 

进一步进行了潜心研究，通过稳定铸坯的拉速和二冷配水，并将浇注过程中钢水的过热度控制在25-50℃之间，通过逐步增加轻压下工艺的压下量，结果令人惊奇的发现可以显著的降低铸坯半宏观偏析面积比；本发明人通过了四种轻压下工艺的压下量实验，包括0mm、0-3mm和3-10mm四种压下量情况，其结果表明当压下量为3-10mm时，铸坯中心的半宏观偏析点最小，其面积比也最小，且不出现中心裂纹等其它内部质量问题，铸坯半宏观偏析的面积比可以被控制到0.15%以下。 

从而得本发明解决上述技术问题的技术方案： 

一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在25-50℃之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。 

本发明进一步限定的技术方案是： 

前述的控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制拉速为1.4-1.5m/min，控制二冷区的比水量为0.6-1.1L/kg。 

前述的控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035-0.080%，Si：0.30-0.60%，Mn：0.80-1.50%，S：0.0007-0.0015%，P：0.0050-0.0150%，Als：0.02-0.05%，N：0.0035-0.0060%，其余为Fe。 

本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H₂S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H₂S腐蚀用钢钢板的HIC和SCC性能。 

附图说明

图1为本发明实施例1的抗H₂S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片。 

具体实施方式

实施例1 

本实施例是一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S：0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%，N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30℃，二冷区的比水量为0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。 

实施例2 

本实施例是一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%，S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%，N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35℃，二冷区的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为fs=0.50之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。 

实施例3 

本实施例是一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%，S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%，N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45℃，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相率为fs=0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。 

图1为本发明实施例1的抗H₂S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片，由铸坯低倍组织照片上所反映的中心偏析变细，提高过热度对中心偏析有改善。 

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。 

Claims (3)

1.一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S：0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%，N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30℃，二冷区的比水量为0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。

2.一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%，S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%，N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35℃，二冷区的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。

3.一种控制抗H₂S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%，S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%，N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45℃，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。