海洋石油开采用钢大方坯连铸工艺
系泊链产品主要用于海洋石油开采用浮式生产系统、半潜式钻井平台、单点系泊结构和浮式生产储油轮以及其它海洋开发设施，由于链条长期浸泡在海水中，条件恶劣，因此要求系泊链用钢不仅强度高、韧性好，而且还要求具有耐海水腐蚀、抗疲劳、耐磨损等特性。
由于钢材中Mn含量高，并且必须加人Al作为细化晶粒元素。钢材的过热敏感性、回火脆性增大，连铸坯易发生纵裂。
生产成本高，生产风险大，为使此品种真正应用于大生产并保证产品质量，对成分进行了重新设计，修订了冶炼、加工工艺。通过提高钢材Mn含量、去除贵重合金Ni、加入微量Ti等进行成分优化，加强真空处理降低气体含量、优化连铸配水制度、连铸坯罩冷、钢材缓冷等工艺控制，使连铸R3级系自链成本降低、避免了连铸坯纵裂。
1连铸主要工艺参数
连铸时目标过热度15～30℃，结晶器水量为164m／h(内外弧分别为45m／h，两侧分别为37m／h)。
2产生纵裂的因素
从各化学元素对低温性能的贡献来看，加入Ni或提高Mn含量可提高钢材的淬透性、低温韧性，但由于成本原因，不可能加入Ni来提高钢材的淬透性及低温冲击性能，提高Mn含量伴随而来的是钢材的过热敏感性、回火脆性增大，连铸坯易发生纵裂。因此面临的问题就是如何提高Mn含量而不产生连铸坯纵裂，从而保证生产可行及性能合格。
产生连铸坯纵裂的本质原因是钢的热脆性，是一两相转变和A1N等夹杂物在奥氏体晶界上析出共同作用所引起的。R3要求0．02％以上的酸溶铝，钢中存在A1N夹杂物，A1N在600～800℃析出速度最大，这个温度区间正好与R3冷却时一仪两相区转变临界温度Ar～Ar(675～810℃)范围相一致。当连铸坯表层温度降低到A时，开始奥氏体向铁素体转变，伴随着相变过程，大约有1％的体积膨胀，因而沿奥氏体晶界产生法向应力，引起原始奥氏体晶界上铁素体的内应力集中，此时A1N也开始沿奥氏体晶界析出，使晶界强度弱化。当热应力与组织应力矢量一致时，其总应力(拉应力)超过晶界强度，便会导致铸坯产生裂纹，严重时直接使连铸坯沿纵向裂开。实际生产表明，连铸坯在500～600℃最易出现纵裂。
3成分调整及工艺优化
从连铸坯产生纵裂的原因分析中可以看到，减少钢中A1N的析出和提高出坯温度，可尽量避免连铸坯纵裂的发生，钢种要求0．02％～0．06％的酸溶Al，只有通过减少钢水中与Al反应的才能减少A1N的形成，而TiN的析出温度较A1N高J，加入微量的rri生成TiN先析出，同时通过真空处理降低钢水中的，可以减少A1N的生成；并且Ti的CN化合物通过固溶体中的溶质拖拽作用、在晶界的钉扎作用及在变形晶粒内的位错排列作用，使晶粒细化，在热处理时又克服了Mn促进晶粒长大的副作用，降低含Mn钢材的过热敏感性。
冶炼工艺主要措施有：
(1) 增加铁水热装比到≥60％，减少因废钢带人的及其他有害元素含量；
(2) EBT留钢留渣操作，P≤0．008％，出钢温度≥1650℃，炉后合金化严格控制，按2．5～3．0的碱度配渣料，保证人LF合金及温度进入要求范围，同时为LF争取更长的精炼时间，使脱S、合金微调、真空有充分的时间保证；
(3) 以RH真空方式为主，在67Pa下保持时间≥15min，降低钢中气体含量，经检验基本控制在80x10以下，控制在15X10以下；
(4) 全程氩气保护连铸，在保证连铸顺行的前提下降低二冷段配水，改5段配水为3段，提高连铸坯出坯温度，并及时收集，连铸坯用缓冷罩缓冷48h，保证铸坯在450～650℃缓慢冷却。
轧制工艺主要措施有：
(1) 连铸坯炉尾进炉温度~<800℃，均热段炉温(1260±10)℃，加热总时间I>4．5h；保证铸坯加热均匀及温度均匀；
(2) 钢材及时收集，收集温度>600℃，并进行红装退火或先入缓冷坑缓冷后再退火。
4结束语
(1) 通过加入微量Ti使TiN较A1N提前析出，并加强真空降低使A1N析出减少，加强保温措施，避免了R3级系泊链钢连铸坯发生纵裂。
(2) 通过提高Mn含量，取消贵重合金，既降低了钢材成本，同时又能保证大规格R3级系泊链钢材的性能稳定并符合标准要求。
(来源：炼钢)
现货资源
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|---|---|---|---|---|---|---|
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