CN105132623A - 一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，属炼钢生产工艺技术领域。改进之处为：LF精炼化渣过程中每间隔2-3分钟投入10-20千克碳化硅及铝粒造白渣，碳化硅吨钢加入量为0.4-1.0千克，铝粒加入量为3-6千克每吨钢，白渣保持时间≥15min；白渣形成后加入钛含量为钢液重量的0.025%-0.035%的钛铁；铸坯下线温度≥650℃，下线后选择避风垛位堆冷冷却方式。本发明在LF精炼时加入的钛铁在钢液精炼过程中起到强脱氧作用，提高钢液洁净度；钢液在高温下Ti先与N结合成TiN，降低钢中游离N含量，减少AlN在奥氏体晶界上的析出。细小的TiN颗粒能有效地阻止奥氏体晶粒长大，保证钢的热塑性。
Description
技术领域
本发明涉及属于一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，属炼钢生产工艺技术领域。
背景技术
37Mn5、27SiMn等油管用管坯用钢为裂纹敏感性钢种，极易产生裂纹。热应力和相变应力较大、连铸坯晶粒粗大、柱状晶发达和晶界结合力弱是造成连铸坯表面纵裂纹的主要原因；以37Mn5钢为例，37Mn5钢的第Ⅱ脆性温度区主要处于γ+α两相区，连铸坯矫直处易产生表面横裂纹，在膨胀仪上进行膨胀曲线测定结果显示37Mn5降温过程的相变转变温度为591℃，37Mn5在发生相变过程中，随着温度降低体积发生明显膨胀，产生较大的相变应力。由于油管用管坯用钢的脆性温度区较宽，因此在生产中铸坯裂纹发生率较高，国内外生产油管用钢的钢厂均遇到此类问题，尽管做了多方面研究，这种情况至今没有得到很好地解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，该方法通过在精炼过程中加入钛元素、控制铸坯下线温度和采用堆冷冷却方式的措施，可有效抑制管坯裂纹的产生，解决背景技术缺陷。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，包括转炉冶炼、LF精炼、方坯或圆坯连铸步骤，LF精炼钢水进站加石灰、萤石，降电极化渣，连铸采用恒拉速控制，其改进之处为：LF精炼化渣过程中每间隔2-3分钟投入10-20千克碳化硅及铝粒造白渣，碳化硅吨钢加入量为0.4-1.0千克，铝粒加入量为3-6千克每吨钢，白渣保持时间≥15min；LF精炼操作中，白渣形成后加入钛含量为钢液重量的0.025%-0.035%的钛铁；铸坯下线温度≥650℃，下线后选择避风垛位堆冷的冷却方式。
上述的一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，所述转炉冶炼终点目标[C]=0.08%-0.15%（质量分数），[P]≤0.010%（质量分数）；所述连铸过程的过热度为15℃～35℃。
本发明通过在LF精炼操作时加入一定量的钛铁，钛的脱氧能力仅次于铝，在钢液精炼过程中起到强脱氧作用，进一步提高钢液洁净度。钢液在凝固过程中，当Ti加入钢中时，由于它与N原子的亲和力比Al大，在高温下Ti先与N结合成TiN，降低钢中游离N含量，减少或避免AlN在奥氏体晶界上的析出。TiN的析出温度高于变形奥氏体的再结晶温度，细小的TiN在凝固的早期弥散析出，这些细小的TiN颗粒很稳定，能够有效地阻止奥氏体晶粒长大，从而细化组织，保证了钢的热塑性。当铸坯表面温度降低至650℃以下，由于温度梯度的存在，产生了相变应力，通过铸坯缓冷保温的方式，可以降低铸坯内部的温度梯度，减小因相变产生的应力，避免了沿晶裂纹。
附图说明
图1为本发明实施例1轧材中生成的TiN夹杂电镜形貌图；
图2～图4为图1所示夹杂物的元素面电镜扫描分布图；
图5为本发明实施例2轧材中生成的TiN夹杂电镜形貌图；
图6～图9为图5所示夹杂物的元素面电镜扫描分布图；
图10为本发明实施例3轧材中生成的TiN夹杂电镜形貌图；
图11～图14为图5所示夹杂物的元素面电镜扫描分布图。
具体实施方式
本发明一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，包括转炉冶炼、LF精炼、方坯或圆坯连铸步骤，转炉冶炼终点目标[C]=0.08%-0.15%（质量分数），[P]≤0.010%（质量分数）；LF精炼钢水进站加石灰、萤石，降电极化渣，化渣过程每间隔2-3分钟投入10-20千克碳化硅，投入总量0.4-1.0千克每吨钢，铝粒加入量为3-6千克每吨钢造白渣，白渣保持时间≥15min；；LF精炼操作中，白渣形成后加入钛含量为钢液重量的0.025%-0.035%的钛铁；连铸采用恒拉速控制，过热度为15℃～35℃；LF精炼铸坯下线温度≥650℃，下线后选择避风垛位堆冷的冷却方式。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1～实施例3采用120吨转炉、120吨钢包精炼炉，实施例1采用200*200mm方坯连铸机，实施例2和3采用150mm圆坯连铸机。转炉采用单渣法操作，保证早化渣、化好渣、过程不返干，炉渣碱度3.5，精炼时间50～60分钟，精炼钢水进站加石灰、萤石渣料，降电极化渣，终点控制范围[C]%=0.08%～0.13%（质量分数），[P]%≤0.010%（质量分数）。连铸采用全程保护浇注，钢包长水口采用氩封保护，每炉更换纤维密封圈，采用恒拉速控制，启用结晶器电磁搅拌。
实施例1：
化渣过程每间隔2.5分钟投入15千克碳化硅，投入总量0.4千克每吨钢，共计48千克；每炉加入400千克铝粒造白渣，白渣保持时间15min；；过热度15℃，在LF精炼操作过程中，白渣形成后加入含钛74%的钛铁，钛铁收得率按75%计算，并控制所加入的钛含量为钢液重量的0.025%，白渣保持时间15分钟。钢水经方坯连铸机浇注成200mm方铸坯，铸坯下线温度650℃，下线后采用避风垛位堆冷的冷却方式，缓冷时间为28小时。
实施例2：
化渣过程每间隔2.5分钟投入10千克碳化硅，投入总量0.5千克每吨钢，共计60千克；每炉加入600千克铝粒造白渣，白渣保持时间18min；；过热度25℃，在LF精炼操作过程中，白渣形成后加入钛铁，并控制所加入的钛含量为钢液重量的0.027%，白渣保持时间17分钟，喂CaSi线进行终脱氧处理，喂线结束后进行软吹氩操作，软吹氩时间10分钟。钢水经圆坯连铸机浇注成150mm圆坯，铸坯下线温度700℃，下线后采用避风垛位堆冷的冷却方式，缓冷时间为34小时。
实施例3：
化渣过程每间隔3分钟投入20千克碳化硅，投入总量1.0千克每吨钢，共计120千克；每炉加入700千克铝粒造白渣，白渣保持时间20min；；过热度35℃，在LF精炼操作过程中，白渣形成后加入含钛76%的钛铁，钛铁收得率按75%计算，并控制所加入的钛含量为钢液重量的0.035%，白渣保持时间16分钟。钢水经圆坯连铸机浇注成150mm圆铸坯，铸坯下线温度680℃，下线后采用避风垛位堆冷的冷却方式，缓冷时间为29小时。
对成品钢材中夹杂物进行检测，其图片如图1～图6所示，钢中氮化钛在结晶过程中单独析出或与其他夹杂物粒子共同析出，尺寸细小，可以起到细化奥氏体晶粒、提高铸坯高温塑性的作用。
Claims (2)
1.一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，包括转炉冶炼、LF精炼、方坯或圆坯连铸步骤，LF精炼钢水进站加石灰、萤石，降电极化渣，连铸采用恒拉速控制，其特征在于：LF精炼化渣过程中每间隔2-3分钟投入10-20千克碳化硅及铝粒造白渣，碳化硅吨钢加入量为0.4-1.0千克，铝粒加入量为3-6千克每吨钢，白渣保持时间≥15min；LF精炼操作中，白渣形成后加入钛含量为钢液重量的0.025%-0.035%的钛铁；铸坯下线温度≥650℃，下线后选择避风垛位堆冷的冷却方式。
2.如权利要求1所述的一种能有效控制油管用管坯裂纹的冶炼方法，其特征在于：所述转炉冶炼终点目标[C]=0.08%-0.15%（质量分数），[P]≤0.010%（质量分数）；所述连铸过程的过热度为15℃～35℃。
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101412082A (zh) * | 2008-12-05 | 2009-04-22 | 攀钢集团研究院有限公司 | 防止中碳高锰钢裂纹的生产方法 |
| CN104404375A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-03-11 | 内蒙古包钢钢联股份有限公司 | 一种含稀土l555qo海底管线用无缝钢管及其生产方法 |
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