CN105603301A - 30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其是一种30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法。所要解决的技术问题是提供一种生产30CrMo圆管坯钢铸坯时，从整体上提高轧材质量控制以及改善圆管坯钢铸坯内部质量的30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，包括如下步骤a、首先为转炉冶炼工艺；b、其次为LF炉精炼钢水工艺；c、其次为RH精炼工艺；d、最后为连铸钢水工艺，其中：结晶器电磁搅拌参数为搅拌电流350～400A、2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为搅拌电流200～300A、频率6.0～8.0Hz；过热度控制范围为15～30℃；二冷比水量控制在0.21～0.29/kg钢。本发明尤其适用于生产φ350mm断面的30CrMo圆管坯以及钢铸坯。

Description

30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，尤其是一种30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法。
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)，往往造成生泄露等问题，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产30CrMo圆管坯钢铸坯时，从整体上提高轧材质量控制以及改善圆管坯钢铸坯内部质量的30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，包括如下步骤：
a、首先为转炉冶炼工艺，其中转炉终点按碳含量≥0.05％、磷含量≤0.010％进行控制，终点温度范围按1670℃～1690℃控制；
b、其次为LF炉精炼钢水工艺，其中利用LF精炼全程吹氩搅拌，且严禁出现钢水大翻现象，出站时Als按照0.040％～0.055％进行控制，所述精炼结束后吹氩≥5min，出站温度按1590～1620℃进行控制；
c、其次为RH精炼工艺，其中氩气流量按1150～1450NL/min进行控制，真空度＜3mbar的处理时间大于或等于10min，在RH出站时，所述Als按0.030％～0.050％进行控制，真空处理结束后吹氩时间≥5min，出站温度控制范围为1560～1580℃；
d、最后为连铸钢水工艺，其中：结晶器电磁搅拌参数为搅拌电流350～400A、2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为搅拌电流200～300A、频率6.0～8.0Hz；过热度控制范围为15～30℃；二冷比水量控制在0.21～0.29/kg钢。
进一步的是，所述步骤b中，全程吹氩搅拌的氩气流量让钢液微微波动。
进一步的是，所述步骤d中，生产组织炉机匹配需求的拉速范围为0.75～1.00m/min。
进一步的是，所述步骤d中，提供结晶器出口坯壳厚度保障的结晶器冷却控制范围为2350～2550L/min。
本发明的有益效果是：本发明通过“结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌”组合式电磁搅拌的方法，来实现对铸坯柱状晶发达趋势更显著的较大规格30CrMo圆管坯凝固组织进行控制，其作用机理为：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，这一系列的对生产过程的优化改善，最终实现了铸坯中心致密度的提高，并最终提高铸坯内部质量。本发明尤其适用于生产φ350mm断面的30CrMo圆管坯以及钢铸坯。
具体实施方式
30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，包括如下步骤：a、首先为转炉冶炼工艺，其中转炉终点按碳含量≥0.05％、磷含量≤0.010％进行控制，终点温度范围按1670℃～1690℃控制；b、其次为LF炉精炼钢水工艺，其中利用LF精炼全程吹氩搅拌，且严禁出现钢水大翻现象，出站时Als按照0.040％～0.055％进行控制，所述精炼结束后吹氩≥5min，出站温度按1590～1620℃进行控制；c、其次为RH精炼工艺，其中氩气流量按1150～1450NL/min进行控制，真空度＜3mbar的处理时间大于或等于10min，在RH出站时，所述Als按0.030％～0.050％进行控制，真空处理结束后吹氩时间≥5min，出站温度控制范围为1560～1580℃；d、最后为连铸钢水工艺，其中：结晶器电磁搅拌参数为搅拌电流350～400A、2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为搅拌电流200～300A、频率6.0～8.0Hz；过热度控制范围为15～30℃；二冷比水量控制在0.21～0.29/kg钢。其中的，Als指酸溶铝。
生产30CrMo圆管坯以及钢铸坯时，其所采用的钢种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。采用本方法生产的30CrMo圆坯钢连铸坯，铸坯凝固组织得到有效改善，疏松评级提高、圆坯中心区域致密性得到有效提高，轧材质量控制良好且稳定。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。为提高铸坯中心区域致密度，目前冶金行业涌现出多种工艺技术，其中改善铸坯中心疏松的方法就有电磁搅拌技术及凝固末端压下技术，而对于圆坯，为保证铸坯外形尺寸规整需求，不使用凝固末端压下技术。因此，电磁搅拌是目前使用效果较为明显技术手段之一。
本发明通过“结晶器电磁搅拌+凝固末端电磁搅拌”组合式电磁搅拌的方法实现对铸坯柱状晶发达趋势更显著的的较大规格30CrMo圆管坯凝固组织进行控制，提高铸坯凝固组织等轴晶率、提高铸坯低倍评级质量水平及铸坯致密度具体值。其作用机理为：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，抑制柱状晶生长，最终实现铸坯中心致密度的提高，提高铸坯内部质量。
实施例
某炼钢厂采用120t转炉冶炼→LF炉精炼→RH精炼→四机四流铸机φ350mm断面连铸生产30CrMo圆管坯。转炉吹炼结束时，终点碳为0.09％进行控制，终点磷为0.007％，终点温度控制在1690℃。
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Als控制为0.040％，精炼结束后对钢液进行软吹氩，吹氩时间为5.5min，LF处理结束后，定温为1600℃。
钢水到站后，RH精炼吹氩氩气流量为1320NL/min控制，真空度＜3mbar的处理时间11.5min,RH出站Als为0.050％，真空处理结束后吹氩6min，出站温度控制在1580℃。
RH真空处理结束后调运至四机四流铸机φ350mm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250A，搅拌频率6.0Hz；钢液实际连铸过程过热度控制在21～26℃；拉速为0.85m/min；结晶器冷却控制在2550L/min；二冷比水量控制在0.25/kg钢。
上述技术发明稳定运用后，铸坯质量得到良好控制，铸坯疏松低倍检测结果为：铸坯疏松度0.5～1.0级，疏松区域面积比例24.8％，铸坯金属原位分析致密度检测，中心区域为0.84，改善较为明显。

Claims (4)

1.30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、首先为转炉冶炼工艺，其中转炉终点按碳含量≥0.05％、磷含量≤0.010％进行控制，终点温度范围按1670℃～1690℃控制；
b、其次为LF炉精炼钢水工艺，其中利用LF精炼全程吹氩搅拌，且严禁出现钢水大翻现象，出站时Als按照0.040％～0.055％进行控制，所述精炼结束后吹氩≥5min，出站温度按1590～1620℃进行控制；
c、其次为RH精炼工艺，其中氩气流量按1150～1450NL/min进行控制，真空度＜3mbar的处理时间大于或等于10min，在RH出站时，所述Als按0.030％～0.050％进行控制，真空处理结束后吹氩时间≥5min，出站温度控制范围为1560～1580℃；
d、最后为连铸钢水工艺，其中：结晶器电磁搅拌参数为搅拌电流350～400A、2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为搅拌电流200～300A、频率6.0～8.0Hz；过热度控制范围为15～30℃；二冷比水量控制在0.21～0.29/kg钢。
2.如权利要求1所述的30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，其特征在于：所述步骤b中，全程吹氩搅拌的氩气流量让钢液微微波动。
3.如权利要求1所述的30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，其特征在于：所述步骤d中，生产组织炉机匹配需求的拉速范围为0.75～1.00m/min。
4.如权利要求1所述的30CrMo圆管坯钢铸坯内部质量控制方法，其特征在于：所述步骤d中，提供结晶器出口坯壳厚度保障的结晶器冷却控制范围为2350～2550L/min。
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