[发明专利]φ280mm的30Mn圆管坯铸坯质量控制方法

说明书

本发明公开的是冶金领域的一种生产断面为φ280mm的30Mn圆管钢铸坯的内部质量控制方法。该方法包括转炉冶炼、LF炉精炼钢水以及连铸钢水等步骤，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，并通过对钢液进行微钛处理，改善了其高温塑性，降低了钢种裂纹敏感性，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，铸坯凝固组织得到有效改善，疏松评级提高、等轴晶区域面积扩大、圆坯中心区域致密性得到有效提高，铸坯裂纹缺陷得到有效控制，表面无清理率得到提高改善，轧材质量控制良好且稳定。

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30Mn圆管坯铸坯质量控制方法。

背景技术

30Mn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，圆坯内部质量对穿管成材率及成品质量有重要影响。因此，提高铸坯内部质量，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30Mn管坯钢来说，钢种成分中的中碳、锰含量本身决定了连铸生产过程铸坯裂纹敏感性较强。主要由于钢种导热系数低，线性膨胀系数大，冷却凝固过程中产生较大内应力，容易产生表面裂纹缺陷；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，坯壳形成以后，传热效率下降将导致铸坯横截面径向温度梯度变大，传热方向性凸显，进一步导致柱状晶发达，等轴晶率较低的趋势。因此，连铸过程要兼顾裂纹控制及铸坯凝固组织优化，实现难度较大。连铸生产过程中优化铸坯凝固组织，弱化凝固传热方向性，并进一步控制铸坯裂纹的产生是综合控制30Mn圆管坯铸坯质量的关键。

发明内容

为克服现有较大断面尺寸的30Mn圆管钢铸坯内部质量普遍较低、易出现裂纹等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种针对断面为φ280mm的30Mn圆管钢铸坯的增强内部质量的控制方法。

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30Mn圆管坯铸坯质量控制方法，包括以下步骤：

Ⅰ、转炉冶炼：转炉终点碳按照质量百分比0.05％～0.15％进行控制，终点温度≥1670℃控制，小平台按每吨钢1.5～2.0m的喂入量喂加铝线，进行脱氧处理，小平台目标成分质量百分比按：[C]0.25％～0.30％、[Si]0.18％～0.25％、[Mn]1.20％～1.30％、[P]≤0.015％控制，脱氧合金化结束后进行至少3min的软吹氩处理；

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，精炼末期加入钛合金料，加入量按钢液重量的0.020％～0.035％进行配加，之后进行200～500m的喂入量喂加硅钙线进行钙处理，其中中包第一炉次按上限喂加，精炼结束后继续吹氩搅拌至少6min，出站温度按1560～1600℃控制；