30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其是一種30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法。
【背景技術】
[0002]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%、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)，往往造成生泄露等問題，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。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種生產30CrMo圓管坯鋼鑄坯時，從整體上提高乳材質量控制以及改善圓管坯鋼鑄坯內部質量的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，包括如下步驟:
[0005]a、首先為轉爐冶煉工藝，其中轉爐終點按碳含量2 0.05%、磷含量< 0.010%進行控制，終點溫度范圍按1670 °C?1690 0C控制；
[0006]b、其次為LF爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴禁出現鋼水大翻現象，出站時Als按照0.040 %?0.055 %進行控制，所述精煉結束后吹氬之5min，出站溫度按1590?1620°C進行控制；
[0007]C、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450亂/11^11進行控制，真空度<3mbar的處理時間大于或等于1min，在RH出站時，所述Al s按0.030 %?0.050 %進行控制，真空處理結束后吹氬時間? 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:結晶器電磁攪拌參數為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流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。
[0010]進一步的是，所述步驟d中，生產組織爐機匹配需求的拉速范圍為0.75?1.0Om/
mino
[0011]進一步的是，所述步驟d中，提供結晶器出口坯殼厚度保障的結晶器冷卻控制范圍為2350?2550L/min。
[0012]本發明的有益效果是:本發明通過“結晶器電磁攪拌+凝固末端電磁攪拌”組合式電磁攪拌的方法，來實現對鑄坯柱狀晶發達趨勢更顯著的較大規格30CrMo圓管坯凝固組織進行控制，其作用機理為:結晶器電磁攪拌通過磁場產生電磁力矩，改變結晶器內部鋼液流場、溫度場分布情況，促進結晶器內鋼液成分、溫度均勻化，減弱凝固傳熱方向性，促進坯殼均勻生長;進一步地，凝固末端電磁攪拌通過強制驅動糊狀區鋼液的流動，對柱狀晶組織沖刷熔斷，這一系列的對生產過程的優化改善，最終實現了鑄坯中心致密度的提高，并最終提高鑄坯內部質量。本發明尤其適用于生產Φ 350mm斷面的30CrMo圓管坯以及鋼鑄坯。
【具體實施方式】
[0013]30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，包括如下步驟:a、首先為轉爐冶煉工藝，其中轉爐終點按碳含量2 0.05%、磷含量< 0.010%進行控制，終點溫度范圍按1670°(:?16900C控制;b、其次為LF爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴禁出現鋼水大翻現象，出站時Als按照0.040 %?0.055 %進行控制，所述精煉結束后吹氬2 5min，出站溫度按1590?1620°C進行控制；C、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450NL/min進行控制，真空度<3mbar的處理時間大于或等于1min，在RH出站時，所述Al s按0.030%?0.050%進行控制，真空處理結束后吹氬時間? 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:結晶器電磁攪拌參數為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流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30CrMo圓管坯以及鋼鑄坯時，其所采用的鋼種化學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。采用本方法生產的30CrMo圓坯鋼連鑄坯，鑄坯凝固組織得到有效改善，疏松評級提高、圓坯中心區域致密性得到有效提高，乳材質量控制良好且穩定。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“激冷層細晶區、柱狀晶區、中心等軸晶區”的結晶器組織區域。為提高鑄坯中心區域致密度，目前冶金行業涌現出多種工藝技術，其中改善鑄坯中心疏松的方法就有電磁攪拌技術及凝固末端壓下技術，而對于圓坯，為保證鑄坯外形尺寸規整需求，不使用凝固末端壓下技術。因此，電磁攪拌是目前使用效果較為明顯技術手段之一。
[0015]本發明通過“結晶器電磁攪拌+凝固末端電磁攪拌”組合式電磁攪拌的方法實現對鑄坯柱狀晶發達趨勢更顯著的的較大規格30CrMo圓管坯凝固組織進行控制，提高鑄坯凝固組織等軸晶率、提高鑄坯低倍評級質量水平及鑄坯致密度具體值。其作用機理為:結晶器電磁攪拌通過磁場產生電磁力矩，改變結晶器內部鋼液流場、溫度場分布情況，促進結晶器內鋼液成分、溫度均勻化，減弱凝固傳熱方向性，促進坯殼均勻生長;進一步地，凝固末端電磁攪拌通過強制驅動糊狀區鋼液的流動，對柱狀晶組織沖刷熔斷，抑制柱狀晶生長，最終實現鑄還中心致密度的提尚，提尚鑄還內部質量。
[0016]實施例
[0017]某煉鋼廠采用120t轉爐冶煉—LF爐精煉—RH精煉—四機四流鑄機Φ350mm斷面連鑄生產30CrMo圓管坯。轉爐吹煉結束時，終點碳為0.09 %進行控制，終點磷為0.007%,終點溫度控制在1690°C。
[0018]鋼水到達LF精煉爐處，進行吹氬鋼液微微波動，未出現大翻現象，出站Als控制為0.040%，精煉結束后對鋼液進行軟吹氬，吹氬時間為5.5min，LF處理結束后，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的處理時間
11.5!!^11，1^出站八18為0.050%，真空處理結束后吹氬61^11，出站溫度控制在1580°(:。
[0020]RH真空處理結束后調運至四機四流鑄機Φ 350mm斷面進行鋼液澆鑄，與本發明要求相關的關鍵技術參數實際控制為:結晶器電磁攪拌: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;鋼液實際連鑄過程過熱度控制在21?26°C ；拉速為0.85m/min ；結晶器冷卻控制在2550L/min ； 二冷比水量控制在0.25/kg鋼。
[0021 ]上述技術發明穩定運用后，鑄坯質量得到良好控制，鑄坯疏松低倍檢測結果為:鑄坯疏松度0.5?1.0級，疏松區域面積比例24.8%,鑄坯金屬原位分析致密度檢測，中心區域為0.84，改善較為明顯。
【主權項】
1.30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，其特征在于，包括如下步驟: a、首先為轉爐冶煉工藝，其中轉爐終點按碳含量20.05%、磷含量<0.010%進行控制，終點溫度范圍按1670 °C?1690 0C控制； b、其次為LF爐精煉鋼水工藝，其中利用LF精煉全程吹氬攪拌，且嚴禁出現鋼水大翻現象，出站時Als按照0.040 %?0.055 %進行控制，所述精煉結束后吹氬2 5min，出站溫度按1590?1620°C進行控制； c、其次為RH精煉工藝，其中氬氣流量按1150?1450NL/min進行控制，真空度<3mbar的處理時間大于或等于1min，在RH出站時，所述Als按0.030 %?0.050 %進行控制，真空處理結束后吹氬時間? 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:結晶器電磁攪拌參數為攪拌電流350?400A、2?4Hz;凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流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.如權利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，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。3.如權利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，其特征在于:所述步驟d中，生產組織爐機匹配需求的拉速范圍為0.75?1.00m/min。4.如權利要求1所述的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，其特征在于:所述步驟d中，提供結晶器出口坯殼厚度保障的結晶器冷卻控制范圍為2350?2550L/min。
【專利摘要】本發明涉及鋼鐵冶金領域，尤其是一種30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法。所要解決的技術問題是提供一種生產30CrMo圓管坯鋼鑄坯時，從整體上提高軋材質量控制以及改善圓管坯鋼鑄坯內部質量的30CrMo圓管坯鋼鑄坯內部質量控制方法，包括如下步驟a、首先為轉爐冶煉工藝；b、其次為LF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：結晶器電磁攪拌參數為攪拌電流350～400A、2～4Hz；凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流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。本發明尤其適用于生產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】CN105603301
【申請號】CN201610172916
【發明人】李紅光, 陳天明, 郭華, 李揚洲, 陳亮, 郭奠榮, 楊文中, 李志強, 馮遠超
【申請人】攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月23日