CN108642374A - 一种12Mn输油管线钢连铸圆坯及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种12Mn输油管线钢连铸圆坯，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09‑0.13％，Si：0.26‑0.38％，Mn：1.16‑1.28％，P≤0.018％，S≤0.008％，0.020％≤Al≤0.040％；还提供一种12Mn输油管线钢连铸圆坯的生产方法，该生产方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、全程保护浇铸方法。本发明方法成品铸坯表面合格率在99％以上，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹；消除12Mn轧管折叠、翘皮，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种12Mn输油管线钢连铸圆坯及其生产方法。
背景技术
12Mn由于拥有较低的焊接裂纹敏感系数，加工成钢管后，广泛应用于石油运输等行业。目前国内生产12Mn圆坯的企业较少，因该钢种碳含量处于包晶反应较严重区间，在结晶器中凝固收缩较大，形成的坯壳较薄，铸坯易产生塌陷、纵裂等缺陷，带有上述缺陷的铸坯轧管过程中容易产生折叠、翘皮等缺陷，导致探伤不合格。
在要求范围内调整12Mn钢C、Mn等元素的含量虽然可以避开包晶反应最严重的区域，从一定程度上减轻包晶反应所引起的铸坯塌陷、纵裂等缺陷，但提高了12Mn铸坯的焊接裂纹敏感系数，所生产的铸坯在轧制后，成品钢管仍然存在折叠、翘皮等缺陷，导致超声探伤合格率较低。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种使12Mn圆坯表面合格率达到99％以上，低倍试样合格率达到100％，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹；消除12Mn轧管折叠、翘皮，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上的12Mn输油管线钢连铸圆坯及其生产方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种12Mn输油管线钢连铸圆坯，其特征在于，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09-0.13％，Si：0.26-0.38％，Mn：1.16-1.28％，P≤0.018％，S≤0.008％，0.020％≤Al≤0.040％，余量为Fe和不可避免的杂质。
12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量控制、二冷三区水流量控制、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷控制、全程保护浇铸控制，具体工艺步骤如下：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)、所述连铸机结晶器水流量控制为1700-1800L/min；
(3)、所述二冷三区水流量控制为1区水流量为121.8-122.2L/min，2区水流量为190.4-190.8L/min，3区水流量为68.4-68.8L/min；
(4)、所述结晶器电磁搅拌参数控制，电流300A、频率2.5Hz；
(5)、所述连铸坯缓冷控制，连铸坯堆垛缓冷时间≥48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
优选的，12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量控制、二冷三区水流量控制、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷控制、全程保护浇铸控制，具体工艺步骤如下：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)结晶器水流量控制为1750L/min；
(3)二冷水流量(L/min)：1区水流量为：122.3L/min；2区水流量为：190.6L/min；3区水流量为：67.2L/min；
(4)结晶器电磁搅拌参数：电流300A、频率：2.5Hz；
(5)连铸坯堆垛缓冷48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
优选的，所述方法生产成品铸坯表面合格率在99％以上，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
优选的，所述方法适用于φ210断面的12Mn输油管线钢连铸圆坯。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明从连铸机结晶器水流量、二冷三区水流量、结晶器电磁搅拌参数设计，全程保护浇铸、铸坯缓冷方法等，使12Mn圆坯表面合格率达到99％以上，低倍试样合格率达到100％，确保消除了连铸坯表面、皮下裂纹；消除12Mn轧管折叠、翘皮，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
附图说明
图1为实施例1的12Mn铸坯质量图；
图2为实施例1酸洗后的12Mn低倍表面试样图；
图3为实施例1轧制后的12Mn钢管图；
图4为对比例1的12Mn铸坯表面质量图；
图5为对比例1轧制后的12Mn钢管表面缺陷图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
一种12Mn输油管线钢连铸圆坯，其特征在于，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09-0.13％，Si：0.26-0.38％，Mn：1.16-1.28％，P≤0.018％，S≤0.008％，0.020％≤Al≤0.040％，余量为Fe和不可避免的杂质。
12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量控制、二冷三区水流量控制、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷控制、全程保护浇铸控制，具体工艺步骤如下：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)、所述连铸机结晶器水流量控制为1700-1800L/min；
(3)、所述二冷三区水流量控制为1区水流量为121.8-122.2L/min，2区水流量为190.4-190.8L/min，3区水流量为68.4-68.8L/min；
二冷三区水流量与拉速关系，下表用于连铸机非稳态浇铸及微机控制计算：
| 连铸机拉速(m/min) | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 |
| 1区水流量(L/min) | 107 | 114 | 122 | 130 | 137 |
| 2区水流量(L/min) | 166 | 178 | 190 | 202 | 214 |
| 3区水流量(L/min) | 60 | 64 | 68 | 72 | 76 |
(4)、所述结晶器电磁搅拌参数控制，电流300A、频率2.5Hz；
(5)、所述连铸坯缓冷控制，连铸坯堆垛缓冷时间≥48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
优选的，所述方法生产成品铸坯表面合格率在99％以上，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
优选的，所述方法适用于φ210断面的12Mn输油管线钢连铸圆坯。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例12Mn输油管线钢连铸圆坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.010％，Mn：1.19％，Si：0.31％，P：0.011％，S：0.002％，Alt：0.027％，其余为铁和不可避免的杂质元素。
本实施例12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷、全程保护浇铸，具体工艺步骤如下所述：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)结晶器水流量：1750L/min；
(3)二冷水流量(L/min)：1区：122.3L/min；2区：190.6L/min；3区：67.2L/min；拉速1.6m/min；
(4)结晶器电磁搅拌参数：电流300A、频率：2.5Hz；
(5)连铸坯堆垛缓冷48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
按本实施例工艺生产12Mn输油管线钢连铸圆坯合格率100％，铸坯表面质量见图1，低倍试样照片见图2；采用该实施例12Mn铸坯轧制的φ168.3*10.97mm规格的钢管，漏磁探伤合格率99.9％，无目视可见折叠及翘皮。超声探伤合格率98.5％，成品管图片见图3。
对比例1
本对比例提供常规的12Mn输油管线钢连铸圆坯生产工艺。
12Mn输油管线钢连铸圆坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.13％，Mn：1.16％，Si：0.36％，P：0.014％，S：0.004％，Al：0.033％，其余为铁和不可避免的杂质元素。
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)结晶器水流量：1850L/min；
(3)二冷水流量(L/min)：1区：135L/min；2区：211L/min；3区：76/min；拉速1.5m/min；
(4)结晶器电磁搅拌参数：电流350A、频率：4Hz；
(5)连铸坯堆垛缓冷24小时；
(6)未采取全程保护浇铸技术。
按对比例1工艺生产送12Mn输油管线钢连铸圆坯合格率92％，铸坯存在表面塌陷、纵裂等缺陷，生产过程发生漏钢情况数次，铸坯表面质量见图4；对比例1轧制的φ168.3*10.97mm规格钢管，漏磁探伤合格率97％，目视可见折叠，超声探伤合格率94％，表面折叠形貌见图5。
通过图1、4和图3、5对比，可以看出：采用本发明后12Mn铸坯表面塌陷、纵裂等均消失，采用本发明工艺的铸坯表面及内部质量优良，可有效减少轧管过程由于铸坯表面缺陷导致的管材表面折叠及翘皮。
本发明方法采用的原理是：
12Mn为亚包晶钢，碳含量低，Mn含量高，钢水在结晶器中的凝固收缩较大，易与结晶器铜管产生气隙，冷却不均造成新生坯壳厚度不均，进入二冷区该现象进一步加剧，坯壳中存在应力使铸坯产生塌陷甚至纵裂漏钢。塌陷和纵裂等12Mn铸坯缺陷发源于结晶器内，在二冷区扩大，最后体现在成品铸坯表面质量不合格，穿管后发生折叠翘皮等现象。本发明通过控制冷却水的水量及配比，控制坯壳的生长过程，减少铸坯表面塌陷来解决以上问题。通过结晶器水流量设计实现结晶器弱冷避免新生坯壳过度收缩；二冷水流量参数设计、连铸坯缓冷可适当降低连铸坯表面温降，从而降低凝固、冷却过程连铸坯内外温度梯度进而降低热应力；全程保护浇铸保证铸坯的纯净度。以上综合作用不仅可以降低、消除连铸坯塌陷、纵裂，还可降低材质的裂纹敏感系数，从而防止轧管产生折叠、翘皮、裂纹等现象。
本发明通过连铸机结晶器水流量、二冷水流量、结晶器电磁搅拌参数控制，连铸坯缓冷、全程保护浇铸技术，消除了12Mn输油管线钢连铸圆坯塌陷，提高了连铸坯轧制钢管探伤合格率。
本发明12Mn的产品标准参考：《连铸圆管坯》YB/T4149-2014。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过连铸机结晶器水流量、二冷三区水流量、结晶器电磁搅拌参数控制，连铸坯缓冷、全程保护浇铸技术，使12Mn输油管线钢连铸圆坯表面合格率在99％以上，确保消除了12连铸坯表面塌陷、纵裂。轧管露磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种12Mn输油管线钢连铸圆坯，其特征在于，连铸坯化学成分组成及质量百分含量为：C：0.09-0.13％，Si：0.26-0.38％，Mn：1.16-1.28％，P≤0.018％，S≤0.008％，0.020％≤Al≤0.040％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.基于上述12Mn输油管线钢连铸圆坯的生产方法，其特征在于：12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量控制、二冷三区水流量控制、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷控制、全程保护浇铸控制，具体工艺步骤如下：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)、所述连铸机结晶器水流量控制为1700-1800L/min；
(3)、所述二冷三区水流量控制为1区水流量为121.8-122.2L/min，2区水流量为190.4-190.8L/min，3区水流量为68.4-68.8L/min；
(4)、所述结晶器电磁搅拌参数控制，电流300A、频率2.5Hz；
(5)、所述连铸坯缓冷控制，连铸坯堆垛缓冷时间≥48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
3.基于上述12Mn输油管线钢连铸圆坯的生产方法，其特征在于：12Mn输油管线钢连铸圆坯生产方法包括连铸机结晶器水流量控制、二冷三区水流量控制、结晶器电磁搅拌参数控制及连铸坯缓冷控制、全程保护浇铸控制，具体工艺步骤如下：
(1)、连铸机工作拉速为1.6m/min；
(2)结晶器水流量控制为1750L/min；
(3)二冷水流量(L/min)：1区水流量为：122.3L/min；2区水流量为：190.6L/min；3区水流量为：67.2L/min；
(4)结晶器电磁搅拌参数：电流300A、频率：2.5Hz；
(5)连铸坯堆垛缓冷48小时；
(6)大包采取下渣监测技术，中间包覆盖剂和圆坯专用结晶器保护渣，长水口与钢包连接处采取吹氩密封保护措施。
4.根据权利要求2或3所述的12Mn输油管线钢连铸圆坯的生产方法，其特征在于：所述方法生产成品铸坯表面合格率在99％以上，轧制钢管漏磁探伤合格率99％以上，超声二次探伤合格率在98％以上。
5.根据权利要求2或3所述的12Mn输油管线钢连铸圆坯的生产方法，其特征在于：所述方法适用于φ210断面的12Mn输油管线钢连铸圆坯。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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