[发明专利]350㎜直径的34CrMo圆管钢坯及其炼铸工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种34CrMo圆管钢坯，尤其是涉及一种350㎜直径的34CrMo圆管钢坯，属于钢管炼轧技术领域。本发明还涉及一种用于所述34CrMo圆管钢坯的炼铸工艺。

背景技术

34CrMo管坯钢主要用于生产油气开采、运输使用的油井管用钢，钢种化学组分按重量百分比为：C：0.31％～0.36％、Si：0.20％～0.35％、Mn：0.65％～0.85％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr:0.95％～1.15％、Mo：0.17％～0.24％、Cu≤0.15％、Ni≤0.20％,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％，As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.045％，余量为Fe。产品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)，往往造成生泄露等问题，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。如铸坯中心偏析等缺陷，影响铸坯成分均匀性，偏析严重甚至导致夹杂聚集析出，对铸坯轧制穿管加工及成品质量产生不利影响。因此，铸坯中心偏析的控制就显极为重要。

连铸坯中心偏析的产生，偏析是指铸坯内部合金元素等分布不均匀，主要由于钢液凝固过程中低熔点溶质元素不断向钢液中扩散，导致溶质元素聚集于枝晶末梢前沿，而枝晶间发生粘接以后，高溶质浓度钢液被与更高温度钢液隔绝，无法有效进行溶质元素再分配；再者，随着凝固前沿不断向铸坯中心推移，而铸坯中心位置处发生“搭桥”导致上部钢液无法与凝固末端高溶质浓度钢液混合，最终导致铸坯中心位置溶质浓度高于平均浓度。所形成的中心偏析在后续热处理及轧制工艺过程中不能有效消除，轧制后出现偏析线，轧材性能不均等，影响产品质量。对于34CrMo管坯钢来说，成分本身决定了铸坯柱状晶更加发达；再者，由于铸坯断面相对较大且为圆坯，其比表面积更小铸坯传热效率更低，铸坯中心疏松的控制更加困难。作为冶金工作研究，提高34CrMo圆管坯铸坯质量一直以来都是研究的重点，尤其对于大规格34CrMo圆管坯的中心偏析。

例如：

CN102021488A公开了一种核岛无缝钢管用钢及其生产方法。本发明的核岛无缝钢管用钢，其化学成分按重量百分比计为：0＜C≤0.20％,0.10％≤Si≤0.35％,0.80％≤Mn≤1.60％,0＜P≤0.020％,0＜S≤0.015％,0＜Cr≤0.25％,0＜Ni≤0.50％,0＜Cu≤0.18％,0＜Mo≤0.10％,0＜V≤0.06％,0.020％≤Al≤0.050％,0＜Sn≤0.030％,Fe为余量。该发明的核岛无缝钢管用钢满足碳当量(Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)≤0.48的条件,控制钢的主要元素碳、锰含量,稳定钢管模拟消除应力热处理后的拉伸性能,确保管体和模拟消除应力热处理试样拉伸性能同时满足技术标准要求。将残余元素镍作为合金元素加入,提高了核岛无缝钢管用钢低温冲击韧性,满足其0℃、-20℃冲击韧性要求。但是对于φ350mm断面生产较大规格34CrMo圆管坯铸坯内部质量控制的具体方法并未涉及。

CN101984093A公开一种热轧钢管连铸圆坯热装方法及系统,其方法包括步骤：精炼后的钢水浇铸成连铸圆坯；用火焰枪在连铸圆坯生产线上将连铸圆坯切成倍尺长度,而成热连铸圆坯；倍尺长度的热连铸圆坯至少具有两个流向,第一部分热连铸圆坯通过第一圆坯输送辊道进入到预热炉预热或保温,接着通过第二圆坯输送辊道送到高温炉加热；第二部分热连铸圆坯通过第二圆坯输送辊道直接送到高温炉加热；将送到高温炉加热的热连铸圆坯通过热锯设备热锯切成定尺长度；将热锯切成定尺长度的连铸圆坯送去热定心、穿孔、轧管；接着进入下道工序。该发明充分利用热连铸圆坯的热量,节省大量燃料；同时减少所需设备和厂房,降低建厂投资和设备维修费用。但是对于φ350mm断面生产较大规格34CrMo圆管坯中心偏析控制、中心疏松及凝固组织的控制，以提高铸坯内部质量的具体方法并未涉及。