350㎜直徑的34CrMo圓管鋼坯及其煉鑄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種34CrMo圓管鋼坯，尤其是涉及一種350mm直徑的34CrMo圓管鋼坯，屬于鋼管煉乳技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及一種用于制造所述350mm直徑的34CrMo圓管鋼坯的煉鑄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]34CrMo管坯鋼主要用于生產(chǎn)油氣開采、運(yùn)輸使用的油井管用鋼，鋼種化學(xué)組分按重量百分比為:C:0.31%?0.36%、S1:0.20%?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%，殘余元素要求: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%，余量為Fe。產(chǎn)品在使用時(shí)在使用應(yīng)力和硫化氫氣體的共同作用下，往往會(huì)在受力遠(yuǎn)低于其本身屈服強(qiáng)度時(shí)突然發(fā)生脆斷(稱為硫化氫應(yīng)力腐蝕)，往往造成生產(chǎn)泄露等問題，對(duì)生產(chǎn)及環(huán)保造成不利影響。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油氣運(yùn)輸效率要求更高、開采難度增大等發(fā)展趨勢(shì)不斷對(duì)鑄坯質(zhì)量提出更加苛刻的要求。尤其如鑄坯凝固組織比例及分布一一等軸晶率，不少研究分析指出，圓坯等軸晶率對(duì)穿管成材率及成品質(zhì)量有重要影響。因此，提高鑄坯等軸晶率，擴(kuò)大中心等軸晶區(qū)，優(yōu)化鑄坯凝固組織均勻性就顯極為重要。
[0003]對(duì)于34CrMo管坯鋼來說，鋼種成分中的高鉻、鉬含量本身決定了鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)趨勢(shì)更大;再者，由于鑄坯斷面相對(duì)較大且為圓坯，其比表面積更小鑄坯傳熱效率更低，凝固冷卻緩慢，結(jié)晶組織的控制更加困難。連鑄生產(chǎn)過程中鑄坯柱狀晶發(fā)達(dá)，等軸晶率偏低，往往導(dǎo)致柱狀晶枝晶間發(fā)生粘接，形成密閉空間，鋼液繼續(xù)冷卻凝固，體積收縮，而空間外部鋼液無法及時(shí)補(bǔ)縮而形成疏松、偏析等缺陷。所形成的疏松及中心偏析在后續(xù)乳制工藝過程中不能全部有效消除，影響產(chǎn)品質(zhì)量。作為冶金工作研究，提高34CrMo圓管坯鑄坯內(nèi)部質(zhì)量是研究的重點(diǎn)，尤其如提高34CrMo圓管坯鑄坯等軸晶率。
[0004]例如:
[0005]CN102021488A公開了一種核島無縫鋼管用鋼及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明的核島無縫鋼管用鋼，其化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:0<(^0.20%，0.10%<3丨<0.35%，0.80%<]\111<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 為余量。該發(fā)明的核島無縫鋼管用鋼滿足碳當(dāng)量(Ceq = C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15) <0.48的條件，控制鋼的主要元素碳、錳含量，穩(wěn)定鋼管模擬消除應(yīng)力熱處理后的拉伸性能，確保管體和模擬消除應(yīng)力熱處理試樣拉伸性能同時(shí)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。將殘余元素鎳作為合金元素加入，提高了核島無縫鋼管用鋼低溫沖擊韌性，滿足其0°C、_20°C沖擊韌性要求。但是對(duì)于Φ 350mm斷面生產(chǎn)較大規(guī)格34CrMo圓管坯等軸晶率控制的具體方法并未涉及。
[0006]CN101984093A公開一種熱乳鋼管連鑄圓坯熱裝方法及系統(tǒng)，其方法包括步驟:精煉后的鋼水澆鑄成連鑄圓坯；用火焰槍在連鑄圓坯生產(chǎn)線上將連鑄圓坯切成倍尺長度，而成熱連鑄圓坯;倍尺長度的熱連鑄圓坯至少具有兩個(gè)流向，第一部分熱連鑄圓坯通過第一圓坯輸送輥道進(jìn)入到預(yù)熱爐預(yù)熱或保溫，接著通過第二圓坯輸送輥道送到高溫爐加熱；第二部分熱連鑄圓坯通過第二圓坯輸送輥道直接送到高溫爐加熱;將送到高溫爐加熱的熱連鑄圓坯通過熱鋸設(shè)備熱鋸切成定尺長度;將熱鋸切成定尺長度的連鑄圓坯送去熱定心、穿孔、乳管;接著進(jìn)入下道工序。該發(fā)明充分利用熱連鑄圓坯的熱量，節(jié)省大量燃料；同時(shí)減少所需設(shè)備和廠房，降低建廠投資和設(shè)備維修費(fèi)用。但是對(duì)于Φ 350mm斷面生產(chǎn)較大規(guī)格34CrMo圓管坯等軸晶率控制，提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的具體方法并未涉及。
[0007]CN103537642A公開了一種控制連鑄圓坯機(jī)鑄坯拉速的新方法，將連鑄坯拉速的控制方法分為兩個(gè)階段。第一階段，連鑄坯脫開引錠頭之前(約10—30余分鐘)，鑄坯的拉速控制按傳統(tǒng)的方法制定一根據(jù)中間包鋼水實(shí)際過熱度而定。第二階段，鑄坯脫開引錠頭之后，鑄坯的實(shí)際拉速應(yīng)按鑄坯在矯直段的鑄坯表面實(shí)際溫度來決定，即根據(jù)矯直段處鑄坯的表面實(shí)際數(shù)據(jù)來調(diào)整鑄坯實(shí)際拉速數(shù)據(jù)，使得鑄坯盡早脫離理論脆性溫度區(qū)域723°C_912°C這個(gè)危險(xiǎn)溫度區(qū)間，大幅減少鑄坯由于自身的組織相變而導(dǎo)致的鑄坯表面容易產(chǎn)生裂紋的幾率，其次兼顧中間包鋼水溫度。便于有效改善或基本解決弧形大圓坯連鑄機(jī)鋼坯表面裂紋容易產(chǎn)生現(xiàn)象，在保證鑄坯質(zhì)量的前提下，較大幅度地提高連鑄機(jī)整體生產(chǎn)效率、進(jìn)一步提高鑄坯成材率，更好的改善大圓連鑄坯表面質(zhì)量。但是對(duì)于Φ 350mm斷面生產(chǎn)較大規(guī)格34CrMo圓管坯等軸晶率控制，提升鑄坯凝固組織均勻性、致密性的具體方法并未涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種合金成份含量合理，內(nèi)部晶像結(jié)構(gòu)中等軸晶率含量較高的350mm直徑的34CrMo圓管鋼坯。本發(fā)明還提供一種用于所述34CrMo圓管鋼坯的煉鑄方法。
[0009]為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種350mm直徑的34CrMo圓管鋼坯，所述的34CrMo圓管鋼坯為包括下述重量份組的圓管鋼坯料，
[0010]所述的重份組分包括C:0.31% ?0.36%、S1:0.20% ?0.35%、Mn: 0.65% ?0.85%、P< 0.015%、S< 0.010%、Cr:0.95%?1.15%、Μο:0.17%?0.24%、Cu <0.15%、Ni <0.20%，殘余元素: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%，余量為Fe；
[0011]其中，成品34CrMo圓管鋼坯的等軸晶區(qū)長度比例為50.0%?52.3%。
[0012]一種用于所述34CrMo圓管鋼坯的煉鑄方法，所述的煉鑄方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、RH精煉以及Φ 350mm斷面的34CrMo圓管鋼坯連鑄幾個(gè)步驟，
[0013]其中，在所述Φ350mm斷面的34CrMo圓管鋼坯連鑄時(shí)，結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流300?400A，2?4Hz、凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流150?300A，頻率6.0?8.0Hz ；過熱度控制在20?40 °C ； 二冷比水量控制在0.21?0.29L/kg鋼。
[0014]進(jìn)一步的是，在RH精煉時(shí)，氬氣流量按1100?1400NL/min控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間? 1min,真空處理結(jié)束后吹氬2 5min，出站溫度控制在1560?1580°C控制。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:通過合理調(diào)整構(gòu)成本申請(qǐng)所述34CrMo圓管鋼坯的合金成分的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，并采用本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳鲜鰺掕T方法，便可以有效的保證成品34CrMo圓管鋼坯內(nèi)部的晶像結(jié)構(gòu)組織朝我們需要的方便發(fā)展，保證其中的等軸晶率達(dá)到我們需要的比例，使成品34CrMo圓管鋼坯的等軸晶區(qū)長度比例在50.0%?52.3%之間，從而達(dá)到有效提高鑄坯凝固組織均勻性的目的，進(jìn)而提高產(chǎn)品的使用性，盡量避免產(chǎn)品鋼管在使用過程中出現(xiàn)脆斷的狀況。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于構(gòu)成所述34CrMo圓管鋼坯的合金成分以及煉鑄方法不夠合理造成的產(chǎn)品在使用性能欠佳，使用過程中容易出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種合金成份含量合理，內(nèi)部晶像結(jié)構(gòu)中等軸晶率含量較高的350mm直徑的34CrMo圓管鋼坯，以及用于所述34CrMo圓管鋼坯的煉鑄方法。所述的34CrMo圓管鋼坯為包括下述重量份組的圓管鋼坯料，
[0017]所述的重份組分包括C:0.31% ?0.36%、S1:0.20% ?0.35%、Mn: 0.65% ?0.85%、P< 0.015%、S< 0.010%、Cr:0.95%?1.15%、Μο:0.17%?0.24%、Cu <0.15%、Ni <0.20%，殘余元素: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%，余量為Fe；
[0018]其中，成品34CrMo圓管鋼坯的等軸晶區(qū)長度比例為50.0 %?52.3 %。
[0019]所述的煉鑄方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、RH精煉以及Φ350mm斷面的34CrMo圓管鋼坯連鑄幾個(gè)步驟，
[0020]其中，在所述Φ350mm斷面的34CrMo圓管鋼坯連鑄時(shí)，結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流300?400A，2?4Hz、凝固末端電磁攪拌參數(shù)為攪拌電流150?300A，頻率6.0?8.0Hz ；過熱度控制在20?40°C ； 二冷比水量控制在0.21?0.29L/kg鋼。此時(shí)，在RH精煉時(shí)，氬氣流量按1100?1400NL/min控制，真空度<3mbar的處理時(shí)間2 1min，真空處理結(jié)束后吹氬25min，出站溫度控制在1560?1580 °C控制。
[0021]這樣，通過合理調(diào)整構(gòu)成本申請(qǐng)所述34CrMo圓管鋼坯的合金成分的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，并采用本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳鲜鰺掕T方法，便可以有效的保證成品34CrMo圓管鋼坯內(nèi)部的晶像結(jié)構(gòu)組織朝我們需要的方便發(fā)展，保證其中的等軸晶率達(dá)到我們需要的比例，使成品34CrMo圓管鋼坯的等軸晶區(qū)長度比例在50.0%?52.3%之間，從而達(dá)到有效提高鑄坯凝固組織均勻性的目的，進(jìn)而提高產(chǎn)品的使用性，盡量避免產(chǎn)品鋼管在使用過程中出現(xiàn)脆斷的狀況。
[0022]采用本方法生產(chǎn)的Φ350mm斷面34CrMo圓坯鋼連鑄坯等軸晶率得到有效控制，鑄坯凝固組織得到有效改善，疏松評(píng)級(jí)提高、等軸晶區(qū)域面積擴(kuò)大、圓坯中心區(qū)域致密性得到有效提尚，乳材質(zhì)量控制良好且穩(wěn)定。
[0023]通常情況下，連鑄工藝過程中鑄坯凝固組織從鑄坯表面向中心呈現(xiàn)“激冷層細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、中心等軸晶區(qū)”的結(jié)晶器組織區(qū)域。為改善鑄坯質(zhì)量提高鑄坯等軸晶率、提高鑄坯中心區(qū)域致密度，目前冶金行業(yè)涌現(xiàn)出多種工藝技術(shù)，其中改善鑄坯中心疏松的方法就有電磁攪拌技術(shù)及凝固末端壓下技術(shù)，而對(duì)于圓坯，為保證鑄坯外形尺寸規(guī)整需求，不使用凝固末端壓下技術(shù)。因此，電磁攪拌是目前使用效果較為明顯技術(shù)手段之