30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，尤其是一種30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]30CrMo管坯鋼主要用于生產(chǎn)油氣開采、運(yùn)輸使用的油井管用鋼，化學(xué)組分按重量百分比為:C:0.27%?0.32%、S1:0.20%?0.35%、Mn:0.45%?0.65%、P<0.020%、S<0.010%、V< 0.015%、Cr::0.85%?1.05%、Μο:0.17%?0.24%、Cu < 0.15%、Ni <0.20%、Alt:0.020%?0.040%，殘余元素要求: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+B i< 0.045%,余量為Fe。在使用時(shí)在使用應(yīng)力和硫化氫氣體的共同作用下，往往會(huì)在受力遠(yuǎn)低于其本身屈服強(qiáng)度時(shí)突然發(fā)生脆斷(稱為硫化氫應(yīng)力腐蝕)，往往造成生泄露等問題，對(duì)生產(chǎn)及環(huán)保造成不利影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣運(yùn)輸效率要求更高、開采難度增大等發(fā)展趨勢(shì)不斷對(duì)鑄坯質(zhì)量提出更加苛刻的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)30CrMo圓管坯鋼鑄坯時(shí)，從整體上提高乳材質(zhì)量控制以及改善圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，包括如下步驟:
[0005]a、首先為轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，其中轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)按碳含量2 0.05%、磷含量< 0.010%進(jìn)行控制，終點(diǎn)溫度范圍按1670 °C?1690 0C控制；
[0006]b、其次為L(zhǎng)F爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴(yán)禁出現(xiàn)鋼水大翻現(xiàn)象，出站時(shí)Als按照0.040 %?0.055 %進(jìn)行控制，所述精煉結(jié)束后吹氬之5min，出站溫度按1590?1620°C進(jìn)行控制；
[0007]C、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450亂/11^11進(jìn)行控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間大于或等于1min，在RH出站時(shí)，所述Al s按0.030 %?0.050 %進(jìn)行控制，真空處理結(jié)束后吹氬時(shí)間? 5min，出站溫度控制范圍為1560?1580°C;
[0008]d、最后為連鑄鋼水工藝，其中:結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流200?300A、頻率6.0?8.0Hz;過熱度控制范圍為15?30°C ； 二冷比水量控制在0.21?0.29/kg鋼。
[0009]進(jìn)一步的是，所述步驟b中，全程吹氬攪拌的氬氣流量讓鋼液微微波動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步的是，所述步驟d中，生產(chǎn)組織爐機(jī)匹配需求的拉速范圍為0.75?1.0Om/
mino
[0011]進(jìn)一步的是，所述步驟d中，提供結(jié)晶器出口坯殼厚度保障的結(jié)晶器冷卻控制范圍為2350?2550L/min。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過“結(jié)晶器電磁攪拌+凝固末端電磁攪拌”組合式電磁攪拌的方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)趨勢(shì)更顯著的較大規(guī)格30CrMo圓管坯凝固組織進(jìn)行控制，其作用機(jī)理為:結(jié)晶器電磁攪拌通過磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁力矩，改變結(jié)晶器內(nèi)部鋼液流場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布情況，促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)鋼液成分、溫度均勻化，減弱凝固傳熱方向性，促進(jìn)坯殼均勻生長(zhǎng);進(jìn)一步地，凝固末端電磁攪拌通過強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)糊狀區(qū)鋼液的流動(dòng)，對(duì)柱狀晶組織沖刷熔斷，這一系列的對(duì)生產(chǎn)過程的優(yōu)化改善，最終實(shí)現(xiàn)了鑄坯中心致密度的提高，并最終提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。本發(fā)明尤其適用于生產(chǎn)Φ 350mm斷面的30CrMo圓管坯以及鋼鑄坯。
【具體實(shí)施方式】
[0013]30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，包括如下步驟:a、首先為轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，其中轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)按碳含量2 0.05%、磷含量< 0.010%進(jìn)行控制，終點(diǎn)溫度范圍按1670°(:?16900C控制;b、其次為L(zhǎng)F爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴(yán)禁出現(xiàn)鋼水大翻現(xiàn)象，出站時(shí)Als按照0.040 %?0.055 %進(jìn)行控制，所述精煉結(jié)束后吹氬2 5min，出站溫度按1590?1620°C進(jìn)行控制；C、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450NL/min進(jìn)行控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間大于或等于1min，在RH出站時(shí)，所述Al s按0.030%?0.050%進(jìn)行控制，真空處理結(jié)束后吹氬時(shí)間? 5min，出站溫度控制范圍為1560?1580°C ；
d、最后為連鑄鋼水工藝，其中:結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流200?300A、頻率6.0?8.0Hz;過熱度控制范圍為15?30 °C; 二冷比水量控制在0.21?0.29/kg鋼。其中的，Als指酸溶鋁。
[0014]生產(chǎn)30CrMo圓管坯以及鋼鑄坯時(shí)，其所采用的鋼種化學(xué)組分按重量百分比為:C:0.27%?0.32%、S1:0.20%?0.35%、Μη:0.45%?0.65%、P< 0.020%、S< 0.010%、V<0.015%、Cr::0.85%?1.05%、Μο:0.17%?0.24%、Cu < 0.15%、Ni < 0.20%、Alt:0.020%?0.040%，殘余元素要求: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%，余量為Fe。采用本方法生產(chǎn)的30CrMo圓坯鋼連鑄坯，鑄坯凝固組織得到有效改善，疏松評(píng)級(jí)提高、圓坯中心區(qū)域致密性得到有效提高，乳材質(zhì)量控制良好且穩(wěn)定。通常情況下，連鑄工藝過程中鑄坯凝固組織從鑄坯表面向中心呈現(xiàn)“激冷層細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、中心等軸晶區(qū)”的結(jié)晶器組織區(qū)域。為提高鑄坯中心區(qū)域致密度，目前冶金行業(yè)涌現(xiàn)出多種工藝技術(shù)，其中改善鑄坯中心疏松的方法就有電磁攪拌技術(shù)及凝固末端壓下技術(shù)，而對(duì)于圓坯，為保證鑄坯外形尺寸規(guī)整需求，不使用凝固末端壓下技術(shù)。因此，電磁攪拌是目前使用效果較為明顯技術(shù)手段之一。
[0015]本發(fā)明通過“結(jié)晶器電磁攪拌+凝固末端電磁攪拌”組合式電磁攪拌的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)趨勢(shì)更顯著的的較大規(guī)格30CrMo圓管坯凝固組織進(jìn)行控制，提高鑄坯凝固組織等軸晶率、提高鑄坯低倍評(píng)級(jí)質(zhì)量水平及鑄坯致密度具體值。其作用機(jī)理為:結(jié)晶器電磁攪拌通過磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁力矩，改變結(jié)晶器內(nèi)部鋼液流場(chǎng)、溫度場(chǎng)分布情況，促進(jìn)結(jié)晶器內(nèi)鋼液成分、溫度均勻化，減弱凝固傳熱方向性，促進(jìn)坯殼均勻生長(zhǎng);進(jìn)一步地，凝固末端電磁攪拌通過強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)糊狀區(qū)鋼液的流動(dòng)，對(duì)柱狀晶組織沖刷熔斷，抑制柱狀晶生長(zhǎng)，最終實(shí)現(xiàn)鑄還中心致密度的提尚，提尚鑄還內(nèi)部質(zhì)量。
[0016]實(shí)施例
[0017]某煉鋼廠采用120t轉(zhuǎn)爐冶煉—LF爐精煉—RH精煉—四機(jī)四流鑄機(jī)Φ350mm斷面連鑄生產(chǎn)30CrMo圓管坯。轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束時(shí)，終點(diǎn)碳為0.09 %進(jìn)行控制，終點(diǎn)磷為0.007%,終點(diǎn)溫度控制在1690°C。
[0018]鋼水到達(dá)LF精煉爐處，進(jìn)行吹氬鋼液微微波動(dòng)，未出現(xiàn)大翻現(xiàn)象，出站Als控制為0.040%，精煉結(jié)束后對(duì)鋼液進(jìn)行軟吹氬，吹氬時(shí)間為5.5min，LF處理結(jié)束后，定溫為1600Γ。
[0019]鋼水到站后，RH精煉吹氬氬氣流量為1320NL/min控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間
11.5!!^11，1^出站八18為0.050%，真空處理結(jié)束后吹氬61^11，出站溫度控制在1580°(:。
[0020]RH真空處理結(jié)束后調(diào)運(yùn)至四機(jī)四流鑄機(jī)Φ 350mm斷面進(jìn)行鋼液澆鑄，與本發(fā)明要求相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)實(shí)際控制為:結(jié)晶器電磁攪拌:攪拌電流370A，攪拌頻率2.0Hz;凝固末端電磁攪拌:攪拌電流250A，攪拌頻率6.0Hz;鋼液實(shí)際連鑄過程過熱度控制在21?26°C ；拉速為0.85m/min ；結(jié)晶器冷卻控制在2550L/min ； 二冷比水量控制在0.25/kg鋼。
[0021 ]上述技術(shù)發(fā)明穩(wěn)定運(yùn)用后，鑄坯質(zhì)量得到良好控制，鑄坯疏松低倍檢測(cè)結(jié)果為:鑄坯疏松度0.5?1.0級(jí)，疏松區(qū)域面積比例24.8%,鑄坯金屬原位分析致密度檢測(cè)，中心區(qū)域?yàn)?.84，改善較為明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，其特征在于，包括如下步驟: a、首先為轉(zhuǎn)爐冶煉工藝，其中轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)按碳含量20.05%、磷含量<0.010%進(jìn)行控制，終點(diǎn)溫度范圍按1670 °C?1690 0C控制； b、其次為L(zhǎng)F爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴(yán)禁出現(xiàn)鋼水大翻現(xiàn)象，出站時(shí)Als按照0.040 %?0.055 %進(jìn)行控制，所述精煉結(jié)束后吹氬2 5min，出站溫度按1590?1620°C進(jìn)行控制； c、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450NL/min進(jìn)行控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間大于或等于1min，在RH出站時(shí)，所述Als按0.030 %?0.050 %進(jìn)行控制，真空處理結(jié)束后吹氬時(shí)間? 5min，出站溫度控制范圍為1560?1580°C ； d、最后為連鑄鋼水工藝，其中:結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流200?300A、頻率6.0?8.0Hz;過熱度控制范圍為15?300C ； 二冷比水量控制在0.21?0.29/kg鋼。2.如權(quán)利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，其特征在于:所述步驟b中，全程吹氬攪拌的氬氣流量讓鋼液微微波動(dòng)。3.如權(quán)利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，其特征在于:所述步驟d中，生產(chǎn)組織爐機(jī)匹配需求的拉速范圍為0.75?1.00m/min。4.如權(quán)利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，其特征在于:所述步驟d中，提供結(jié)晶器出口坯殼厚度保障的結(jié)晶器冷卻控制范圍為2350?2550L/min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，尤其是一種30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法。所要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)30CrMo圓管坯鋼鑄坯時(shí)，從整體上提高軋材質(zhì)量控制以及改善圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內(nèi)部質(zhì)量控制方法，包括如下步驟a、首先為轉(zhuǎn)爐冶煉工藝；b、其次為L(zhǎng)F爐精煉鋼水工藝；c、其次為RH精煉工藝；d、最后為連鑄鋼水工藝，其中：結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流350～400A、2～4Hz；凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流200～300A、頻率6.0～8.0Hz；過熱度控制范圍為15～30℃；二冷比水量控制在0.21～0.29/kg鋼。本發(fā)明尤其適用于生產(chǎn)φ350mm斷面的30CrMo圓管坯以及鋼鑄坯。
【IPC分類】C22C38/04, B22D11/115, C22C38/16, C22C38/06, C22C38/12, C22C38/02, C22C38/08, C21C7/10, C21C7/072, C22C38/18, C21C5/28
【公開號(hào)】CN105603301
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610172916
【發(fā)明人】李紅光, 陳天明, 郭華, 李揚(yáng)洲, 陳亮, 郭奠榮, 楊文中, 李志強(qiáng), 馮遠(yuǎn)超
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日