[發(fā)明專利]P91鋼圓坯連鑄方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010565121.2
• 申請(qǐng)日: 2010-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102019389A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡茂會(huì);黃國(guó)玖;賈寧波;張珉;楊文明;柏兵;劉志軍;王奕琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司;攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/124
• 分類號(hào): B22D11/124
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 柯海軍;武森濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及P91鋼圓坯連鑄方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著超(超)臨界發(fā)電機(jī)組建設(shè)的增加和發(fā)電機(jī)組參數(shù)的提高，亞臨界機(jī)組普遍采用的合金鋼管材12CrlMoVG、P22已被更高鋼級(jí)的P91代替，其需求量不斷增加。高合金的高壓鍋爐管P91一直是我國(guó)的短線產(chǎn)品，多年來(lái)依靠進(jìn)口，P91耐熱鍋爐管用于制造電站鍋爐的蒸汽集箱、電廠主蒸汽管等重要部件，長(zhǎng)期在高溫、高壓環(huán)境下工作，服役條件苛刻，因此，對(duì)P91鋼管的冶金質(zhì)量要求很高。

圓連鑄坯是無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的主要管坯之一，常用鋼種是碳素鋼、低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼，合金含量低，對(duì)連鑄機(jī)設(shè)備和二冷水制度要求不高。但是高合金鋼P(yáng)91合金含量高，連鑄控制技術(shù)難度大，鋼液凝固收縮與低合金鋼、合金鋼完全不同。鋼液合金含量高，凝固收縮大，鑄坯容易產(chǎn)生中心裂紋和表面裂紋，尤其是澆注φ280mm以上的連鑄坯規(guī)格，鑄坯斷面尺寸大，冷卻速度慢，鑄坯表面回溫大，鋼水過(guò)熱度、二冷水制度設(shè)計(jì)不合理，生產(chǎn)的鑄坯容易產(chǎn)生2.0級(jí)以上的中心裂紋、鑄坯表面容易產(chǎn)生縱裂紋，不能滿足軋管用管坯鋼的使用要求。

連鑄二冷水的作用是將從結(jié)晶器拉出來(lái)的帶有液心的鑄坯，在二次冷卻區(qū)接受氣-水噴霧冷卻，促使鑄坯快速完全凝固，隨著鑄坯坯殼厚度的增加，導(dǎo)熱速度減慢，二次冷卻系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)為均勻降低鑄坯溫度，避免鑄坯表面溫度急劇變化，導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生裂紋缺陷。

申請(qǐng)?zhí)枮?00610147658.0的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種高溫合金鋼P(yáng)91的冶煉方法，該方法采用偏心底出鋼EAF+LF+VD工藝路線，并采用吹氮合金化，其可以穩(wěn)定控制鋼液中氮含量，提高鋼液的純凈度，節(jié)約合金，并消除了材料皮下氣泡和白點(diǎn)缺陷，避免在軋制和穿管過(guò)程中容易產(chǎn)生的表面裂紋和內(nèi)表面裂紋現(xiàn)象。但是該方法并不能防止鑄坯生產(chǎn)過(guò)程中的裂紋產(chǎn)生。

申請(qǐng)?zhí)枮?00610030724.6的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種生產(chǎn)Cr-Mo合金鋼圓坯的方法，該方法控制連鑄二冷比水量為0.47～0.53，一區(qū)水量百分比為35％～45％，二區(qū)水量百分比為22％～32％，三區(qū)水量百分比為14％～24％，四區(qū)水量百分比為9％～19％，并控制鋼中Mn/S≥200。該方法可以避免鋼水在冷卻凝固過(guò)程中因激冷產(chǎn)生鑄坯中心裂紋、縮孔等缺陷的發(fā)生。但是該方法只適用于含有鉻、鉬、鎳一種或兩種以上元素，且以上元素含量在2.5％～5.5％的連鑄坯，而對(duì)于鉻鉬含量更高的P91鋼(鉻含量為8.0～9.5％、鉬含量為0.85～1.05％)，該方法仍然不能解決生產(chǎn)的鑄坯容易產(chǎn)生2級(jí)以上的中心裂紋、鑄坯表面容易產(chǎn)生縱裂紋的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種P91鋼圓坯連鑄方法，該方法可以避免澆鑄高合金鋼P(yáng)91連鑄圓坯產(chǎn)生鑄坯表面裂紋和中心裂紋缺陷。

本發(fā)明P91鋼圓坯連鑄方法，采用連鑄二次冷卻方法冷卻，其特征在于：連鑄二冷比水量為0.20～0.28L/kg，二冷區(qū)分五段冷卻，各段水量百分比分別為：第一段18～25％、第二段12～18％、第三段12～18％、第四段28～38％、第五段17～25％。

進(jìn)一步的，為了使生產(chǎn)的P91鋼圓坯質(zhì)量更好，本發(fā)明方法連鑄時(shí)還控制鋼水過(guò)熱度為35～55℃，對(duì)應(yīng)拉速為0.50～0.70m/min。

其中，為了使冷卻效果更好，上述的二冷區(qū)分五段冷卻方式優(yōu)選為氣-水噴霧冷卻。

其中，本發(fā)明方法可以適用于所有常規(guī)的P91鋼圓坯的生產(chǎn)，特別是直徑為φ280～φ350mm的P91鋼圓坯的生產(chǎn)。

其中，為了使生產(chǎn)的P91鋼圓坯質(zhì)量更好，還需要提高冶煉的鋼水質(zhì)量，本發(fā)明方法的鋼水冶煉步驟具體如下：初煉鋼水出爐前向熔池噴吹碳粉對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)還原，然后采用LF鋼包精煉并調(diào)整合金元素含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，最后采用VD真空去氣、去夾雜物。

本發(fā)明方法具有如下有益效果：

1、采用對(duì)初煉鋼水噴吹碳粉進(jìn)行預(yù)還原技術(shù)；LF鋼包精煉和VD真空精煉工藝生產(chǎn)高合金鋼P(yáng)91，可以精確控制合金元素含量，提高鋼質(zhì)純凈度。

2、控制連鑄中間包鋼水過(guò)熱度，連鑄二冷區(qū)采用多段氣-水噴霧冷卻，各段冷卻水量的合理匹配，可減少鑄坯表面回溫和鑄坯表面溫度梯度，避免鑄坯熱應(yīng)力增加和鑄坯表層溫度反復(fù)變化而發(fā)生多次相變，導(dǎo)致鑄坯產(chǎn)生中心裂紋和表面裂紋缺陷，生產(chǎn)的鑄坯質(zhì)量滿足軋管要求。

具體實(shí)施方式