[发明专利]φ280mm的30CrMo圆管坯中心偏析控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法。

背景技术

30CrMo管坯钢主要用于生产油气开采、运输使用的油井管用钢，化学组分按重量百分比为：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％，残余元素要求：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％，余量为Fe。在使用时在使用应力和硫化氢气体的共同作用下，往往会在受力远低于其本身屈服强度时突然发生脆断(称为硫化氢应力腐蚀)，容易造成生泄露等问题，对生产及环保造成不利影响。随着社会经济的发展，油气运输效率要求更高、开采难度增大等发展趋势不断对铸坯质量提出更加苛刻的要求。不少研究分析指出，圆坯中心偏析对穿管成材率及成品质量有重要影响。因此，提高铸坯中心偏析，扩大中心等轴晶区，优化铸坯凝固组织均匀性就显极为重要。

对于30CrMo管坯钢来说，钢种成分中的高铬、钼含量本身决定了铸坯柱状晶发展趋势较大，再者，由于铸坯断面相对较大且为圆坯，其比表面积较小铸坯传热效率更低，凝固冷却缓慢，结晶组织的控制更加困难。连铸生产过程中铸坯柱状晶发达，往往导致柱状晶枝晶间发生粘接，形成密闭空间，钢液继续冷却凝固，体积收缩，而空间外部钢液无法及时补缩而形成疏松、偏析等缺陷。

发明内容

为克服现有较大断面尺寸的30CrMo圆管钢铸坯容易出现中心偏析等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种针对断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法，包括以下步骤：

Ⅰ、转炉冶炼：转炉终点按照以下质量百分比和温度指标进行控制，终点碳0.05％～0.15％，终点磷≤0.010％，终点温度≥1670℃；

Ⅱ、LF炉精炼钢水：将步骤Ⅰ中得到的钢水进行LF炉精炼，精炼全程吹氩搅拌，出站Alt按照质量百分比0.040％～0.060％进行控制，精炼结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1460～1520℃控制；

Ⅲ、RH精炼：将步骤Ⅱ中得到的钢水进行RH精炼，RH精炼要求氩气流量按1150～1450NL/min控制，真空度＜3mbar，处理时间≥10min,RH出站Alt按照质量百分比0.030％～0.055％控制，真空处理结束后继续吹氩至少5min，出站温度按1450～1480℃控制；

Ⅳ、连铸钢水：连铸环节采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，其中，结晶器电磁搅拌的参数为：搅拌电流300～400A，2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为：搅拌电流250～350A，频率6.0～8.0Hz。

进一步的是，步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中精炼过程采用中强度吹氩搅拌，以钢液表面不出现大翻沸腾为准；精炼结束后采用弱吹氩搅拌，使钢水有微弱搅动即可。

进一步的是，在步骤Ⅳ中进行钢液浇注的时候还需要控制以下参数：过热度控制在20～35℃，拉速控制在0.85～1.10m/min，结晶器冷却控制在2350～2550L/min，二冷比水量控制在0.25～0.35l/kg_钢。

本发明的有益效果是：首先在钢水冶炼阶段按照合理的参数控制，提高了钢水的纯净度并使其出站条件达到最佳，随后在钢水浇注的过程中，采用结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的方式，使得钢液成分均匀化，并采用较低的温度进行浇注，使得坯壳均匀生长，柱状晶组织在搅拌过程中不断冲刷熔断，等轴晶形核率提高，柱状晶生长被抑制，从而避免或减少铸坯中心偏析。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述，但不应理解为是本发明的限定。本领域普通技术人员根据上述方案，还可以做出各种形式的修改、替换、变更。凡是基于上述技术思想所作的修改、替换和变更都属于本发明的范围。

生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的中心偏析控制方法，包括以下步骤：