[发明专利]防止中碳锰钢铸坯表面纵裂的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及防止中碳锰钢铸坯表面纵裂的生产方法。

背景技术

近年来，随着石油工业的发展，钻井深度越来越深，钻井工作状况日趋恶劣，对油井管的质量要求越来越高，对其数量的需求也越来越大，其中尤以API 5CT中的J55级、K55级和P110级等油井管产量大。J55级屈服强度要求379-552MPa，抗拉强度≥517MPa，国内一般常用两种牌号生产，其中一种的牌号为35Mn2，35Mn2的碳含量为0.34％-0.40％、锰含量为1.25％-1.55％，另一种牌号为37Mn5，37Mn5的碳含量为0.33％-0.41％、锰含量为1.25％-1.55％；K55级屈服强度要求379-552MPa，抗拉强度≥655MPa，国内常用牌号为37Mn2，化学成分为0.35％-0.40％的碳，和1.30-1.55％的锰；P110级屈服强度要求758-965MPa，抗拉强度≥862MPa，常用牌号为25MnV，25MnV中的碳为0.25％-0.29％、锰为1.55％-1.75％、钒为0.07％-0.12％。

上述油井管均为中碳锰钢的代表钢种，特点是除含碳和锰元素外，基本不含其它合金元素。该类钢在生产过程中具有共同的难点，即均为裂纹敏感性钢种，在钢水浇成的连铸坯表面容易出现表面纵裂缺陷，生产统计得出该类钢出现表面纵裂缺陷的几率为10％以上。另外，GB13447中的37Mn氧气瓶钢也为典型的中碳锰钢(碳含量为0.35％-0.40％，锰含量1.55％-1.75％)，连铸坯也容易出现表面纵裂缺陷。

《包钢科技》杂志2008年8月(第36卷第4期第29-31页)报道了包钢炼钢厂生产37Mn5(即API 5CT中J55级)中碳锰钢容易出现表面纵裂缺陷。为了减少连铸坯表面的纵裂纹，包钢开展了许多研究工作，分析了裂纹产生的原因，最后得出：37Mn5钢为裂纹敏感性钢种，热应力和相变应力较大，连铸坯晶粒粗大，柱状晶发达，晶界结合力弱是连铸坯产生表面纵裂的主要原因。通过选择合适粘度、较高结晶温度的保护渣，降低连铸坯拉速，加强铸坯的缓冷保温措施，可降低裂纹的发生率。

上述研究发现了中碳锰钢连铸坯产生表面纵裂的主要原因，但给出的解决办法不能有效避免表面裂纹的产生，仅可降低裂纹的发生率，且给出的技术解决方案不具体，可操作性差。因此，中碳锰钢连铸坯的表面纵裂缺陷是目前本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种防止中碳锰钢铸坯表面纵裂纹的生产方法。

该生产方法包括如下步骤：

A、按照常规方法转炉冶炼，冶炼后合金化，控制其碳含量为0.25％-0.40％、锰含量为1.25％-1.75％；

B、合金化后在钢液中加入铝进行终脱氧；

C、钢液连铸，即得中碳锰钢；

其特征在于：在步骤B终脱氧后加入钛铁合金，控制其钛含量为0.005％-0.0145％；加入钛铁合金再进行钢液连铸。通过该陷率为0。改进实现了避免中碳锰钢连铸坯产生表面纵裂纹缺陷的目的，经多批次生产，其纵裂缺为0。

具体地，步骤A转炉冶炼时采用的是常规处理工艺，即采用含碳量不小于3.0％的铁水进行冶炼，当碳含量为0.03％-0.20％时出钢；出钢时加入电石(CaC₂)脱氧，并加入锰、碳元素进行合金化。其中，出钢温度控制不低于1670℃。

具体地，步骤C钢液在10-40℃过热度的条件下连铸。

步骤A、C是常规的冶炼和连铸工艺，其中的工艺参数是冶炼连铸该类钢所必备的工艺参数，本发明方法中所指的碳含量、锰含量、钛含量均是以重量表示。