[發明專利]φ280mm的30CrMo圓管坯中心偏析控制方法

有效

• 申請號: 201610169723.3
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105568122B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 陳亮;陳天明;李紅光;郭華;李揚洲;郭奠榮;楊文中;李志強;馮遠超
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;C21C5/28;C21C7/10;C21C7/00;B22D11/115;B22D11/117
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 許澤偉

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其涉及一種生產斷面為φ280mm的30CrMo圓管鋼鑄坯的中心偏析控制方法。

背景技術

30CrMo管坯鋼主要用于生產油氣開采、運輸使用的油井管用鋼，化學組分按重量百分比為：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％，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。在使用時在使用應力和硫化氫氣體的共同作用下，往往會在受力遠低于其本身屈服強度時突然發生脆斷(稱為硫化氫應力腐蝕)，容易造成生泄露等問題，對生產及環保造成不利影響。隨著社會經濟的發展，油氣運輸效率要求更高、開采難度增大等發展趨勢不斷對鑄坯質量提出更加苛刻的要求。不少研究分析指出，圓坯中心偏析對穿管成材率及成品質量有重要影響。因此，提高鑄坯中心偏析，擴大中心等軸晶區，優化鑄坯凝固組織均勻性就顯極為重要。

對于30CrMo管坯鋼來說，鋼種成分中的高鉻、鉬含量本身決定了鑄坯柱狀晶發展趨勢較大，再者，由于鑄坯斷面相對較大且為圓坯，其比表面積較小鑄坯傳熱效率更低，凝固冷卻緩慢，結晶組織的控制更加困難。連鑄生產過程中鑄坯柱狀晶發達，往往導致柱狀晶枝晶間發生粘接，形成密閉空間，鋼液繼續冷卻凝固，體積收縮，而空間外部鋼液無法及時補縮而形成疏松、偏析等缺陷。

發明內容

為克服現有較大斷面尺寸的30CrMo圓管鋼鑄坯容易出現中心偏析等不足，本發明所要解決的技術問題是：提供一種針對斷面為φ280mm的30CrMo圓管鋼鑄坯的中心偏析控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

生產斷面為φ280mm的30CrMo圓管鋼鑄坯的中心偏析控制方法，包括以下步驟：

Ⅰ、轉爐冶煉：轉爐終點按照以下質量百分比和溫度指標進行控制，終點碳0.05％～0.15％，終點磷≤0.010％，終點溫度≥1670℃；

Ⅱ、LF爐精煉鋼水：將步驟Ⅰ中得到的鋼水進行LF爐精煉，精煉全程吹氬攪拌，出站Alt按照質量百分比0.040％～0.060％進行控制，精煉結束后繼續吹氬至少5min，出站溫度按1460～1520℃控制；

Ⅲ、RH精煉：將步驟Ⅱ中得到的鋼水進行RH精煉，RH精煉要求氬氣流量按1150～1450NL/min控制，真空度＜3mbar，處理時間≥10min,RH出站Alt按照質量百分比0.030％～0.055％控制，真空處理結束后繼續吹氬至少5min，出站溫度按1450～1480℃控制；

Ⅳ、連鑄鋼水：連鑄環節采用結晶器電磁攪拌與凝固末端電磁攪拌相結合的方式，其中，結晶器電磁攪拌的參數為：攪拌電流300～400A，2～4Hz；凝固末端電磁攪拌參數為：攪拌電流250～350A，頻率6.0～8.0Hz。

進一步的是，步驟Ⅱ和步驟Ⅲ中精煉過程采用中強度吹氬攪拌，以鋼液表面不出現大翻沸騰為準；精煉結束后采用弱吹氬攪拌，使鋼水有微弱攪動即可。

進一步的是，在步驟Ⅳ中進行鋼液澆注的時候還需要控制以下參數：過熱度控制在20～35℃，拉速控制在0.85～1.10m/min，結晶器冷卻控制在2350～2550L/min，二冷比水量控制在0.25～0.35l/kg_鋼。

本發明的有益效果是：首先在鋼水冶煉階段按照合理的參數控制，提高了鋼水的純凈度并使其出站條件達到最佳，隨后在鋼水澆注的過程中，采用結晶器電磁攪拌與凝固末端電磁攪拌相結合的方式，使得鋼液成分均勻化，并采用較低的溫度進行澆注，使得坯殼均勻生長，柱狀晶組織在攪拌過程中不斷沖刷熔斷，等軸晶形核率提高，柱狀晶生長被抑制，從而避免或減少鑄坯中心偏析。

具體實施方式

以下通過具體實施方式對本發明作進一步描述，但不應理解為是本發明的限定。本領域普通技術人員根據上述方案，還可以做出各種形式的修改、替換、變更。凡是基于上述技術思想所作的修改、替換和變更都屬于本發明的范圍。

生產斷面為φ280mm的30CrMo圓管鋼鑄坯的中心偏析控制方法，包括以下步驟：