CN105568122B - φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法 - Google Patents

φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是冶金领域的一种生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法。该方法包括转炉冶炼、LF炉精炼钢水、RH精炼以及连铸钢水等步骤，其中的关键技术在于在连铸阶段采用了结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的技术。本发明的有益效果是：首先在钢水冶炼阶段按照合理的参数控制，提高了钢水的纯净度并使其出站条件达到最佳，随后在钢水浇注的过程中，采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，使得钢液成分均匀化，并采用较低的温度进行浇注，使得坯壳均匀生长，柱状晶组织在搅拌过程中不断冲刷熔断，等轴晶形核率提高，柱状晶生长被抑制，从而避免或减少铸坯中心偏析。

Description

φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法。
背景技术
30CrMo管坯钢主要用于生产油气开采、运输使用的油井管用钢，化学组分按重量百分比为：C：0.27％～0.32％、Si：0.20％～0.35％、Mn：0.45％～0.65％、P≤0.020％、S≤0.010％、V≤0.015％、Cr：:0.85％～1.05％、Mo：0.17％～0.24％、Cu≤0.15％、Ni≤0.20％、Alt：0.020％～0.040％，残余元素要求：Nb≤0.010％、Ti≤0.010％、B≤0.005％，且V+Nb+Ti+B+Zr≤0.15％；As≤0.015％、Sn≤0.010％Sb≤0.010％、Pb≤0.008％、Bi≤0.010％，且As+Sn+Sb+Pb+Bi≤0.045％，余量为Fe。在使用时在使用应力和硫化氢气体的共同作用下，往往会在受力远低于其本身屈服强度时突然发生脆断(称为硫化氢应力腐蚀)，容易造成生泄露等问题，对生产及环保造成不利影响。随着社会经济的发展，油气运输效率要求更高、开采难度增大等发展趋势不断对铸坯质量提出更加苛刻的要求。不少研究分析指出，圆坯中心偏析对穿管成材率及成品质量有重要影响。因此，提高铸坯中心偏析，扩大中心等轴晶区，优化铸坯凝固组织均匀性就显极为重要。
对于30CrMo管坯钢来说，钢种成分中的高铬、钼含量本身决定了铸坯柱状晶发展趋势较大，再者，由于铸坯断面相对较大且为圆坯，其比表面积较小铸坯传热效率更低，凝固冷却缓慢，结晶组织的控制更加困难。连铸生产过程中铸坯柱状晶发达，往往导致柱状晶枝晶间发生粘接，形成密闭空间，钢液继续冷却凝固，体积收缩，而空间外部钢液无法及时补缩而形成疏松、偏析等缺陷。
发明内容
为克服现有较大断面尺寸的30CrMo圆管钢铸坯容易出现中心偏析等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种针对断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法，包括以下步骤：
Ⅰ、转炉冶炼：转炉终点按照以下质量百分比和温度指标进行控制，终点碳0.05％～0.15％，终点磷≤0.010％，终点温度≥1670℃；
Ⅱ、LF炉精炼钢水：将步骤Ⅰ中得到的钢水进行LF炉精炼，精炼全程吹氩搅拌，出站Alt按照质量百分比0.040％～0.060％进行控制，精炼结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1460～1520℃控制；
Ⅲ、RH精炼：将步骤Ⅱ中得到的钢水进行RH精炼，RH精炼要求氩气流量按1150～1450NL/min控制，真空度＜3mbar，处理时间≥10min,RH出站Alt按照质量百分比0.030％～0.055％控制，真空处理结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1450～1480℃控制；
Ⅳ、连铸钢水：连铸环节采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，其中，结晶器电磁搅拌的参数为：搅拌电流300～400A，2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为：搅拌电流250～350A，频率6.0～8.0Hz。
进一步的是，步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中精炼过程采用中强度吹氩搅拌，以钢液表面不出现大翻沸腾为准；精炼结束后采用弱吹氩搅拌，使钢水有微弱搅动即可。
进一步的是，在步骤Ⅳ中进行钢液浇注的时候还需要控制以下参数：过热度控制在20～35℃，拉速控制在0.85～1.10m/min，结晶器冷却控制在2350～2550L/min，二冷比水量控制在0.25～0.35l/kg钢。
本发明的有益效果是：首先在钢水冶炼阶段按照合理的参数控制，提高了钢水的纯净度并使其出站条件达到最佳，随后在钢水浇注的过程中，采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，使得钢液成分均匀化，并采用较低的温度进行浇注，使得坯壳均匀生长，柱状晶组织在搅拌过程中不断冲刷熔断，等轴晶形核率提高，柱状晶生长被抑制，从而避免或减少铸坯中心偏析。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述，但不应理解为是本发明的限定。本领域普通技术人员根据上述方案，还可以做出各种形式的修改、替换、变更。凡是基于上述技术思想所作的修改、替换和变更都属于本发明的范围。
生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法，包括以下步骤：
Ⅰ、转炉冶炼：转炉终点按照以下质量百分比和温度指标进行控制，终点碳0.05％～0.15％，终点磷≤0.010％，终点温度≥1670℃；
Ⅱ、LF炉精炼钢水：将步骤Ⅰ中得到的钢水进行LF炉精炼，精炼全程吹氩搅拌，出站Alt按照0.040％～0.060％进行控制，精炼结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1460～1520℃控制；
Ⅲ、RH精炼：将步骤Ⅱ中得到的钢水进行RH精炼，RH精炼要求氩气流量按1150～1450NL/min控制，真空度＜3mbar，处理时间≥10min,RH出站Alt按照质量百分比0.030％～0.055％控制，真空处理结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1450～1480℃控制；
Ⅳ、连铸钢水：连铸环节采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，其中，结晶器电磁搅拌的参数为：搅拌电流300～400A，2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为：搅拌电流250～350A，频率6.0～8.0Hz。
步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ主要是对钢水的冶炼进行控制，保证钢水在浇注前具有稳定的特性、均匀的成分以及适当的浇注温度。其中，转炉冶炼过程中对碳和磷的含量控制是为了保证钢水的内部质量，提高其稳定性，LF炉精炼是为了使钢水充分反应，并去除多余的杂质，RH精炼是为了进一步提高钢水的纯净度，并且使钢液的成分更加稳定均匀。其中Alt为全铝含量，对Alt的控制有利于使钢的晶粒细小均匀，同时可提高其淬硬性和淬透性以及塑性和韧性，有利于后续连铸时形成较好的等轴晶区，避免中心偏析的出现。
本发明的关键在于步骤Ⅳ中连铸钢水阶段，通常情况下，连铸工艺过程中铸坯凝固组织从铸坯表面向中心依次呈现激冷层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区的结晶器组织区域。中心偏析的产生是由于铸坯在凝固过程中，特别是在凝固末期尚未凝固的钢液的流动造成的，为提高铸坯质量，改善铸坯中心偏析，目前冶金行业一般采用的是低温浇注和电磁搅拌技术。本发明的改进之处在于，采用的是结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式。该技术的作用机理是：结晶器电磁搅拌通过磁场产生电磁力矩，改变结晶器内部钢液流场、温度场分布情况，促进结晶器内钢液成分、温度均匀化，减弱凝固传热的方向性，促进坯壳均匀生长；进一步地，凝固末端电磁搅拌通过强制驱动糊状区钢液的流动，对柱状晶组织冲刷熔断，提高等轴晶形核率，抑制柱状晶生长，使得等轴晶区扩大，也就避免了中心偏析的出现。
在LF炉精炼钢水和RH精炼过程中均采用吹氩进行搅拌，在精炼过程中一般采用中强度吹氩搅拌，以钢液表面不出现大翻沸腾为准；精炼结束后采用弱吹氩搅拌，使钢水有微弱搅动即可。吹氩搅拌主要是为了使钢水能够充分反应，使钢水中的成分混合均匀，便于后续在钢水浇注过程中能够形成稳定的凝固组织。
进一步地，在进行连铸钢水阶段时，如果凝固末端电磁搅拌强度控制不好，容易造成枝晶尖端冲刷严重，导致低熔点强流动性的低溶质浓度钢液呈环形聚集，形成白亮带，因此需要对其搅拌强度进行精确控制，此外为了保证最后的成材质量，还需在进行钢液浇注时控制以下参数：过热度控制在20～35℃，拉速控制在0.85～1.10m/min，结晶器冷却控制在2350～2550L/min，二冷比水量控制在0.25～0.35l/kg钢。合理的过热度、拉速匹配控制及二冷强度制定是对铸坯凝固传热控制的关键，控制好这些参数，钢水在凝固过程中便会减少甚至不会出现中心偏析。
实施例：
某炼钢厂采用120t转炉冶炼→LF炉精炼→RH精炼→六机六流铸机生产断面为φ280mm的30CrMo圆管坯。转炉吹炼结束时，终点碳为0.05％进行控制，终点磷为0.006％，终点温度控制在1675℃。
钢水到达LF精炼炉处，进行吹氩钢液微微波动，未出现大翻现象，出站Alt控制为质量百分比0.040％，精炼结束后对钢液进行弱吹氩，吹氩时间为6.5min，LF处理结束后，定温为1490℃。
随后进行RH精炼，钢水到站后，RH精炼吹氩氩气流量为1450NL/min控制，真空度＜3mbar的处理时间11min,RH出站Alt为0.030％，真空处理结束后吹氩5min，出站温度控制在1470℃。
RH真空处理结束后调运至六机六流铸机φ280mm断面进行钢液浇铸，与本发明要求相关的关键技术参数实际控制为：结晶器电磁搅拌：搅拌电流370A，搅拌频率2.0Hz；凝固末端电磁搅拌：搅拌电流350A，搅拌频率6.0Hz；钢液实际连铸过程过热度控制在24～31℃，拉速为1.0m/min，结晶器冷却控制在2550L/min，二冷比水量控制在0.35l/kg钢。
按照上述参数稳定运行后，铸坯质量得到了良好控制，铸坯低倍中心偏析检测结果为0级，光谱直读偏析检测结果为1.03～1.04。

Claims (3)

1.φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
Ⅰ、转炉冶炼：转炉终点按照以下质量百分比和温度指标进行控制，终点碳0.05％～0.15％，终点磷≤0.010％，终点温度≥1670℃；
Ⅱ、LF炉精炼钢水：将步骤Ⅰ中得到的钢水进行LF炉精炼，精炼全程吹氩搅拌，出站Alt按照0.040％～0.060％进行控制，精炼结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1460～1520℃控制；
Ⅲ、RH精炼：将步骤Ⅱ中得到的钢水进行RH精炼，RH精炼要求氩气流量按1150～1450NL/min控制，真空度＜3mbar，处理时间≥10min，RH出站Alt按照质量百分比0.030％～0.055％控制，真空处理结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1450～1480℃控制；
Ⅳ、连铸钢水：连铸环节采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，其中，结晶器电磁搅拌的参数为：搅拌电流300～350A，2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为：搅拌电流250～400A，频率6.0～8.0Hz。
2.如权利要求1所述的φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法，其特征是：步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中精炼过程采用中强度吹氩搅拌，以钢液表面不出现大翻沸腾为准；精炼结束后采用弱吹氩搅拌，使钢水有微弱搅动即可。
3.如权利要求1所述的φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法，其特征是：在步骤Ⅳ中进行钢液浇注的时候还需要控制以下参数：过热度控制在20～35℃，拉速控制在0.85～1.10m/min，结晶器冷却控制在2350～2550L/min，二冷比水量控制在0.25～0.35L/kg钢。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106552910B (zh) * 2016-12-05 2018-07-17 建龙北满特殊钢有限责任公司 一种降低风电中碳钢连铸圆坯碳偏析的连铸工艺
CN107419192A (zh) * 2017-04-05 2017-12-01 唐山钢铁集团有限责任公司 一种30CrMo钢带及其生产方法
CN107299297A (zh) * 2017-07-12 2017-10-27 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 高强耐蚀热轧钢板及其炼铸方法和轧制方法
CN107312971A (zh) * 2017-07-12 2017-11-03 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 耐蚀热轧钢板及其炼铸方法和轧制方法
CN108705051A (zh) * 2018-06-29 2018-10-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 20CrMnTiH齿轮钢大方坯连铸生产方法
CN109622903B (zh) * 2019-01-18 2021-03-09 山东钢铁股份有限公司 一种齿轮钢矩形坯内部凝固组织的控制方法
CN110170631A (zh) * 2019-05-24 2019-08-27 邯郸钢铁集团有限责任公司 改善齿轮钢小方坯中心偏析的控制方法
CN111992684A (zh) * 2020-07-07 2020-11-27 宁波博威新材料有限公司 一种钛青铜合金铸锭的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480709B (zh) * 2009-01-21 2010-12-01 重庆大学 基于凝固壳生长形貌分析的连铸板坯中心偏析的改善方法
CN102277534B (zh) * 2011-07-29 2012-12-12 攀钢集团有限公司 气瓶用热轧型钢的生产方法
CN103184304B (zh) * 2013-04-19 2014-08-27 江苏沙钢集团淮钢特钢股份有限公司 转炉-LF-RH-连铸生产38CrMoAl钢的工艺
CN103567410B (zh) * 2013-11-04 2015-10-21 山东西王特钢有限公司 连铸大圆坯中心疏松控制工艺
CN105177427A (zh) * 2015-10-21 2015-12-23 攀钢集团西昌钢钒有限公司 30CrMo气瓶用钢及其生产方法
CN105215310A (zh) * 2015-11-17 2016-01-06 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种大断面重轨钢铸坯中心疏松控制的方法

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