[发明专利]一种可有效控制37Mn圆管坯钢铸坯质量的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种可有效控制37Mn圆管坯钢铸坯质量的生产方法。

背景技术

37Mn圆管坯钢主要用于生产高压气瓶使用，其化学组分按重量百分比为：C 0.35％～0.39％、Si 0.17％～0.28％、Mn 1.55％～1.70％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr≤0.20％、Cu≤0.15％、Mo≤0.08％、Ni≤0.20％、Alt 0.020％～0.040％，余量为Fe。所生产的高压气瓶是一种可重复充装的移动式钢瓶，用于盛装永久性气体或高压液化气体，广泛用于工矿企业和建筑、交通、海洋、航空、医疗和军事等行业。由于气瓶所充装的介质种类很多，且具有易燃、易爆、剧毒或腐蚀等特性，加之气瓶重复充装和流动性大，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾或中毒，引起灾难性事故发生，造成人员伤亡及不可估量的财产损失。

随着社会经济的发展，气瓶盛装气体的多样性、高效性、持久性不断对气瓶质量提出更为严苛的要求，而作为气瓶产品生产原材料的气瓶钢铸坯，其表面质量，内部质量等从不同方面影响着气瓶的加工以及气瓶产品本身的质量级别。具体的铸坯内部质量对管子轧制过程及轧制成品质量产生较大影响。不少研究分析指出，圆管坯等轴晶率对穿管成材率及成品质量有重要影响；再者，铸坯裂纹缺陷在穿管轧制过程中无法有效焊合而形成折叠等缺陷，影响成品内外表面质量及使用性能。因此，有效控制铸坯裂纹缺陷、提高铸坯等轴晶率，综合提高圆管坯的质量水平对于后续加工及用户使用显的极为重要。

对于37Mn圆管坯来说，钢种成分中的中碳及锰的含量本身决定了连铸生产过程铸坯裂纹敏感性较强。主要是由于钢种本身高温强度高、韧塑性相对较差，而且导热系数低，线性膨胀系数大，冷却凝固过程中产生较大内应力，连铸拉矫过程中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管坯，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37Mn圆管坯钢质量的关键。作为冶金工作研究，提高37Mn圆管坯钢综合质量是研究的重点，尤其如提高37Mn圆管坯钢铸坯的等轴晶率、控制铸坯裂纹。

例如,公开号为CN 101412082A的发明专利申请公开了一种防止中碳高锰钢裂纹的生产方法。该发明所解决的技术问题为防止连铸工艺生产的中碳高锰钢方坯产生裂纹的技术问题。中碳高锰钢方坯的制备方法包括如下流程：转炉冶炼—LF+RH精炼—方坯连铸,其特征在于：在连铸时,控制连铸拉速为0.3～0.7m/min,冷却强度为0.37～0.53L/kg。同时在RH精炼工位控制钢中Al含量为0.010％～0.050％后,加入钛铁合金控制钢中Ti含量0.015％～0.045％。通过上述改进,可消除裂纹敏感性强的中碳高锰钢大方坯的裂纹。但是，对于生产较大规格的37Mn圆管坯，如何实现铸坯质量控制的具体方法并未涉及。

又例如，公开号为CN 101508011A的发明专利申请公开了一种防止中碳锰钢铸坯表面纵裂的生产方法,所要解决的技术问题为提供了一种防止中碳锰钢铸坯表面纵裂纹的生产方法。该生产方法包括如下步骤：A.按照常规方法转炉冶炼,冶炼后合金化,控制其碳含量为0.25％-0.40％、锰含量为1.25％-1.75％；B.合金化后在钢液中加入铝进行终脱氧；C.钢液连铸,即得中碳锰钢。其特征在于：在步骤B终脱氧后加入钛铁合金,控制其钛含量为0.005％-0.0145％；加入钛铁合金再进行钢液连铸。通过该改进实现了避免中碳锰钢连铸坯产生表面纵裂纹缺陷的目的。但是，对于生产较大规格的37Mn圆管坯，如何实现铸坯质量控制的具体方法仍未涉及。

发明内容

本发明提供了一种可有效控制37Mn圆管坯钢铸坯质量的生产方法，旨在解决现有生产方法生产大断面尺寸的37Mn圆管坯钢铸坯的等轴晶率普遍较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可有效控制37Mn圆管坯钢铸坯质量的生产方法，包括依次进行的转炉冶炼、LF炉精炼、RH真空处理和连铸步骤；