‑100℃低温无缝钢管钢连铸圆坯的生产方法技术

本发明专利技术属冶金领域，特别涉及‑100℃低温用无缝钢管钢(如

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属冶金领域，特别涉及-100°C低温用无缝钢管钢(如Gr.3(p35(Kf38幻连铸 圆坯的生产。
技术介绍
随着我国经济的高速发展，国内石油、化工等能源行业需要大量低温用钢来制造 各种液化石油气、液氨、液氧、液氮的生产及存储设备。根据我国"十二五"规划，未来五年将 优化石化能源的发展，加快油气资源的开发。这将给低温服役条件下能源生产及存储设备 制造行业提供广阔的市场及发展机遇，同时也会促进耐低温材料的发展。由于容器特殊用 途，对低温钢性能的要求更加严格，首先要保证在使用温度下具有足够的抗脆性开裂的能 力，要求产品不仅具有高的强度，而且还要具备高的低温冲击韧性，因此低温管对钢质纯净 度要求很高，而且随着温度的降低对钢的纯净度要求更高。 目前生产的-100°C低温钢都是采用转炉长流程工艺线生产，对铁水进行了深脱硫 预处理，保证钢质纯净度，生产周期长，成本高，竞争力差。 连铸圆坯是生产无缝钢管的主要管坯，常规品种是碳素钢、低合金钢和合金结构 钢，合金元素少，对连铸机设备和二冷水制度要求不高。用于_l〇〇°C低温无缝钢管钢Gr. 3碳 含量低，镍含量高，与圆坯连铸常用的品种如碳素钢、低合金钢和合金结构钢生产完全不 同。由于镍对钢的导热和导电性能有强烈的影响，因此含镍钢种一般枝状组织比较严重，连 铸工艺、电磁搅拌使用不当将无法消除铸坯枝状组织，同时还会产生严重的裂纹或缩孔缺 陷，即使通过锻制加工也不容易消除带状组织，带状组织严重影响低温冲击韧性。因此常规 的连铸工艺不能解决镍钢连铸坯枝状组织、裂纹或缩孔的难题，必须进行专门的研究。【专利技术内容】 本专利技术的主要目的是提供一种_100°C低温用无缝钢管钢连铸圆坯的生产方法，通 过控制最佳的钢水条件、连铸二冷制度与浇铸温度、拉速匹配、合理的电磁搅拌参数，消除 连铸坯枝状组织、铸坯裂纹和缩孔缺陷，生产出直接用于乳制无缝钢管(如Gr.3)连铸圆坯， 缩短生产周期，降低成本，增强产品市场竞争力。 本专利技术的技术方案： 本专利技术提供一种-100°C低温无缝钢管钢连铸圆坯的生产方法，原料依次经电弧炉 冶炼-LF精炼-VD真空处理-圆坯连铸-连铸坯精整-合格圆坯，其中， 圆坯连铸工序中，控制连铸钢水过热度26~31°C，浇注速度（拉速）为0.36~ 0.454m/min，连铸二冷比水量0.15~0.22L/kg，连铸二冷区分4段，采用气雾冷却，各段水量 占有的比例分别为：第一段水量35~37%、第二段水量27~29%、第三段水量18~20%、第 四段水量16~18%。 进一步，圆坯连铸工序中，在连铸结晶器和凝固末端采用电磁搅拌，连铸结晶器电 磁搅拌电流220~280A、频率2.5~3.0ΗΖ，凝固末端电磁搅拌电流120~180A、频率6~8HZ。 所述-100°C低温无缝钢管钢为Gr.3钢。 进一步，本专利技术中，所述-100°c低温无缝钢管钢的化学成分及其重量含量为：C 0.06~0.10%、Si 0.21 ~0·33%、Μη 0.48~0.58%、P<0.008%、S< 0.004%、Ni3.4~ 3·7%、Α1 0.03~0.06%、余量为残余元素和铁。 进一步，所得圆还的直径为φ3 5 0m m~φ3 8 8m m。 进一步，上述方法中，所述LF精炼工序中，采用石灰和合成渣造渣，石灰和合成渣 的总质量占钢水质量的1.2~1.8% ;其中，石灰和合成渣的质量百分比为:石灰80~90%， 合成渣10~20%，合成渣的成分为CaO 60~68%、Al2〇3 15~20%、CaF2 10~15%、Si〇2< 5%、Mg0<3%、S<0.1%。 优选的，上述方法中，电炉冶炼采用超高功率电弧炉冶炼。 更优选的，采用70吨高阻抗超高功率电弧炉。优选的，圆坯连铸工序中，采用三机三流圆坯连铸机浇铸。优选的，所述原料指废钢和生铁，废钢与生铁的质量比为100:35-45,废钢的化学 成分满足:C 0.07~0.48%、P< 0.025%、S< 0.020%，Fe为余量。 本专利技术的有益效果： 本专利技术控制连铸中间包钢水过热度，连铸二冷区采用多段气雾冷却，并对各段冷 却水量进行合理匹配，减少铸坯表面回温和铸坯表面温度梯度，提高铸坯拉矫前温度，防止 铸坯热应力增加和铸坯表面温度反复变化，使铸坯组织发生多次相变，导致铸坯枝状组织 发达、铸坯产生裂纹、缩孔缺陷，生产的连铸圆坯质量满足乳管要求。【具体实施方式】 本专利技术提供一种-100°C低温无缝钢管钢连铸圆坯的生产方法，原料依次经电弧炉 冶炼-LF精炼-VD真空处理-圆坯连铸-连铸坯精整-合格圆坯，其中， 圆坯连铸工序中，控制连铸钢水过热度26~31°C，浇注速度（拉速）为0.36~ 0.454m/min，连铸二冷比水量0.15~0.22L/kg，连铸二冷区分4段，采用气雾冷却，各段水量 占有的比例分别为：第一段水量35~37%、第二段水量27~29%、第三段水量18~20%、第 四段水量16~18%。 进一步，圆坯连铸工序中，在连铸结晶器和凝固末端采用电磁搅拌，连铸结晶器电 磁搅拌电流220~280A、频率2.5~3.0ΗΖ，凝固末端电磁搅拌电流120~180A、频率6~8HZ。 这样可提高铸坯表面质量和钢质纯净度，改善铸坯内部组织结构。 所述-100°C低温无缝钢管钢为Gr · 3钢。 进一步，本专利技术中，所述-100°C低温无缝钢管钢的化学成分及其重量含量为：C 0.06~0.10%、Si 0.21 ~0·33%、Μη 0.48~0.58%、P<0.008%、S< 0.004%、Ni3.4~ 3·7%、Α1 0.03~0.06%、余量为残余元素和铁。 本专利技术通过弧型连铸机浇铸成直径为φ35 0~φ3 88mm的连铸坯。Gr. 3钢液相线约 为1507°C、固相线约为1479°C，液相线与固相线温度相差约28°C，对连铸时钢水的温度、浇 注速度要求非常苛刻，钢水凝固时容易搭桥，使铸坯中心补缩不好。而且Gr.3钢碳含量低， 凝固收缩大，而且碳含量在包晶钢反应区域，钢水凝固时发生包晶反应，导致铸坯凝固坯壳 不均匀，使铸坯产生裂纹缺陷。合金元素 Ni高，钢的导热性差，铸坯枝状组织发达，铸坯凝固 补缩不好，尤其是铸坯断面越大，补缩效果越差，铸坯中心容易形成缩孔。另外，合金元素含 量高，钢液凝固时铸坯断面收缩大，已凝固铸坯不能承受钢液凝固收缩应力，铸坯就容易产 生中心裂纹和表面裂纹。改善铸坯缩孔和裂纹形成条件必须从钢水过热度、连铸冷却着手， 避免应力的集中释放，形成铸坯缩孔、中心裂纹和表面裂纹。 本专利技术生产工艺流程:超高功率电弧炉-LF精炼炉-VD真空处理-圆坯连铸-连 铸坯表面清理-合格圆坯-乳管。本专利技术采用高阻抗超高功率电弧炉冶炼初炼钢水，去除 钢中的磷及气体含量，确保钢水终点碳，防止钢水被过氧化;LF钢包精炼提高钢质纯净度， 调整钢水合金元素含量达到标准要求;VD真空处理去气、去夹杂物;连铸控制钢水过热度26 ~31°C，拉速为0.36~0.45m/min，比水量0.15~0.22L/kg，二冷区分4段气雾冷却，各段水 量百分比分别为:第一段水量百分比为35~37%、第二段水本文档来自技高网...

【技术保护点】
‑100℃低温无缝钢管钢连铸圆坯的生产方法，原料依次经电弧炉冶炼→LF精炼→VD真空处理→圆坯连铸→连铸坯精整→合格圆坯，其特征在于，圆坯连铸工序中，控制连铸钢水过热度26～31℃，浇注速度为0.36～0.454m/min，连铸二冷比水量0.15～0.22L/kg，连铸二冷区分4段，采用气雾冷却，各段水量占有的比例分别为：第一段水量35～37％、第二段水量27～29％、第三段水量18～20％、第四段水量16～18％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国玖，胡茂会，贾宁波，柏兵，
申请(专利权)人：攀钢集团成都钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51