[发明专利]φ280mm的30CrMo圆管坯等轴晶率控制方法

说明书

本发明公开的是冶金领域的一种生产断面为φ280mm的30CrMo圆管钢铸坯的等轴晶率控制方法。该方法包括转炉冶炼、LF炉精炼钢水、RH精炼以及连铸钢水等步骤，其中的关键技术在于在连铸阶段采用了结晶器电磁搅拌与凝固末端电磁搅拌相结合的技术。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，使得钢液成分和温度均匀化，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，从而导致铸坯等轴晶率提高。

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圆管钢铸坯的等轴晶率控制方法。

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。尤其如铸坯凝固组织比例及分布——等轴晶率，不少研究分析指出，圆坯等轴晶率对穿管成材率及成品质量有重要影响。因此，提高铸坯等轴晶率，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达趋势较大，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，因此针对不同尺寸的圆管坯，控制其等轴晶率的方法也不尽相同。

发明内容

为克服现有较大断面尺寸的30CrMo圆管钢铸坯等轴晶率普遍较低等不足，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圆管钢铸坯的等轴晶率控制方法。

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圆管钢铸坯的等轴晶率控制方法，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1560～1620℃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1550～1580℃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350～400A，2～4Hz；凝固末端电磁搅拌参数为：搅拌电流200～350A，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。