[发明专利]大方坯连铸生产34CrMo4氧气瓶钢的方法

说明书

本发明涉及一种大方坯连铸生产34CrMo4氧气瓶钢的方法，适用于360mm×450mm断面大方坯34CrMo4氧气瓶钢连铸坯，属于大方坯连铸生产技术领域。本发明在结晶器电磁搅拌的基础上，在二冷区与凝固末端之间增设了电磁搅拌装备，并且对两者的安装位置和工作参数作了合理设计，再结合控制浇注钢液过热度、浇注速度、冷却参数等，提升了大方坯34CrMo4氧气瓶钢连铸坯的致密性及均质性，此外，通过对管式结晶器的圆角参数设计，优化铸坯角部冷却，改善了铸坯角部缺陷控制。通过对冷却水路的改进，以保证传热均匀性，使得结晶器出口处铸坯坯壳厚度均匀。本发明可确保大方坯34CrMo4氧气瓶钢连铸坯综合质量高水平控制。

技术领域

本发明涉及一种大方坯连铸生产34CrMo4氧气瓶钢的方法，适用于360mm×450mm断面大方坯34CrMo4氧气瓶钢铸坯，属于大方坯34CrMo4氧气瓶钢生产技术领域。

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。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34CrMo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更大；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，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，等轴晶率偏低，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。所形成的疏松及中心偏析在后续轧制工艺过程中不能全部有效消除，影响产品质量。作为冶金工作研究，34CrMo氧气瓶钢铸坯质量提升与控制是研究的重点。

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360mm×450mm断面大方坯连铸生产34CrMo4氧气瓶钢的具体方法并未涉及。