CN105177427A

CN105177427A - 30CrMo气瓶用钢及其生产方法

Info

Publication number: CN105177427A
Application number: CN201510691481.XA
Authority: CN
Inventors: 周伟; 杨晓东; 彭友全
Original assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种30CrMo气瓶用钢及其生产方法。本发明提供一种30CrMo气瓶用钢，其重量百分比组分为：C？0.30～0.33％、Si？0.25～0.28％、Mn？0.58～0.61％、Mo？0.22～0.30％、Cr？0.95～0.99％、Als？0.030～0.035％、P≤0.011wt％、S≤0.004％、H≤0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明所得30CrMo气瓶用钢的钢成分中：P≤0.011wt％，S≤0.004wt％，H≤0.00015％。

Description

30CrMo气瓶用钢及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种30CrMo气瓶用钢及其生产方法。

背景技术

30CrMo气瓶用钢属压力容器类产品，其对钢中硫、磷、氢等均有严格要求。30CrMo气瓶用钢属于中高碳合金钢，其热裂性敏感，易在连铸过程发生表面裂纹，板坯由于断面较方坯大，裂纹更难控制；其次由于碳及合金含量高，易发生偏析；另外，由于作为车载气瓶用钢，其对抗H₂S性能有较高要求，这就对硫含量提出了较为严格的要求，同时，为避免在成型过程以及使用过程发生冷裂，其对钢中的P含量也有严格控制。这都加大了板坯流程生产30CrMo气瓶用钢的难度，现有文献中，鲜有采用板坯流程生产30CrMo气瓶用钢的报道。文献《轧制气瓶用34CrMo4连铸坯生产实践》公开了一种方坯流程生产34CrMo4的方法，介绍了轧制气瓶用200mm×200mm，230×230mm34CrMo4连铸坯生产工艺，分析了生产过程中的控制重点及主要质量问题，提出了相应的解决措施。文献《浅析钙处理对管坯钢中夹杂物的影响》公开了一种34CrMo4的夹杂物控制方法，重点介绍了攀钢集团成都钢钒有限公司对管坯钢中夹杂物的控制情况，对比分析了两种钙处理工艺对30CrMo、34CrMo4、4130X等铝镇静管坯钢中夹杂物的变性效果。

由前述可知，目前，该产品主要采用转炉-炉外精炼-方坯连铸-轧制-冲压成型的流程，即现有技术公开的30CrMo气瓶用钢均为方坯流程，随着汽车减重要求的提出，原来车辆采用的无缝气瓶已逐渐有被热轧板材焊瓶替代的趋势，在此大环境下，采用板坯流程生产30CrMo等气瓶用钢也将是整个气瓶用钢行业的一个发展趋势。目前尚未有30CrMo气瓶用钢板坯生产流程。

发明内容

本发明的技术方案：

本发明提供一种30CrMo气瓶用钢，其钢成分中：P≤0.011wt％，S≤0.004wt％，H≤0.00015％。

本发明提供一种30CrMo气瓶用钢，其重量百分比组分为：C0.30～0.33％、Si0.25～0.28％、Mn0.58～0.61％、Mo0.22～0.30％、Cr0.95～0.99％、Als0.030～0.035％、P≤0.011wt％、S≤0.004％、H≤0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明还提供了上述30CrMo气瓶用钢的生产方法，包括以下步骤：

1)转炉吹炼：转炉吹炼时控制吹炼终点的组分重量为：C0.06-0.08％、Mn0.031-0.035％、P≤0.008％、S≤0.006％；钢水温度在1670－1685℃；然后出钢时进行合金化；

2)钢包精炼：精炼终渣组成按重量百分比控制为：SiO₂≤15.0％、CaO：50.0～60.0％、Al₂O₃：15.0～30.0％、MgO：4.0～9.0％、FeO+MnO≤2.0％，S≤0.005％；钢水温度为1610～1625℃；

3)真空精炼及合金微调处理：使用该步骤获得的钢水中，以钢水总重量计：C0.31-0.32％、Si0.25-0.26％、Mn0.55-0.61％、Mo0.24-0.27％、P≤0.010％、Als0.03-0.04％、S≤0.004wt％、Cr0.90-0.98％、H≤0.0002％；

4)钙处理：采用铝钙线，喂入量为0.10～0.13kg/t钢，其中铝钙线成分为：含55～57wt％的钙，其余为铝及其它微量元素；本发明中，钙处理不以脱硫为目标，只为改变钢中硫化物形态—由一般形态改变为球状硫化物；

5)连铸：连铸获得30CrMo气瓶用钢坯，连铸工序中，采用板坯连铸，控制铸坯拉速在0.8～1m/min。

优选的，步骤1)中，在出钢至1/3时进行合金化，出钢至2/3时加完合金。

优选的，步骤2)中，钢包精炼的方法为：在钢包内加入活性石灰、缓释脱氧剂和铝矾土进行精炼，每吨钢中的加入量分别为：5～9kg活性石灰、1kg缓释脱氧剂和1～1.5kg铝矾土。

其中，步骤2)中缓释脱氧剂的成份为：SiO₂≤5.0％、CaO：45.0～60.0％、Al₂O₃:15.0～25.0％、MAl(金属铝):25％～35％，其余为CaF₂及S、P、TiO₂微量成分。

优选的，步骤5)中，连铸过程中，采用轻压下、二冷模式，且采用中碳低合金钢(含碳量为0.25％-0.6％，合金含量5％以内的钢称为中碳低合金钢)作为保护渣。

更优选的，步骤5)中，轻压下采用2-5(优选3mm)压下量模式，二冷采用弱冷模式；采用恒速浇注。

本发明的有益效果：

本发明提供一种板坯流程生产30CrMo的方法，该方法从铁水预处理脱硫、转炉深脱磷、炉后回磷、精炼脱硫、连铸工艺控制入手，以达到稳定生产合格30CrMo气瓶用钢的目的。

具体实施方式

要实现采用板坯流程生产30CrMo气瓶用钢的目标，采用的方法和步骤如下：

(1)采用半钢深脱硫(脱后硫≤0.005％)，脱硫后拔净脱硫渣，扒渣结束后裸露液面≥90％，同时将罐口附近的残余脱硫渣进行拨出，扒渣结束后不加蛭石或增碳剂覆盖，避免造成增硫；

(2)转炉深脱磷，稠渣出钢，出钢P≤0.008％；

(3)出钢过程加入5～9kg/t_钢活性石灰、1kg/t_钢缓释脱氧剂及1～1.5kg/t_钢铝矾土进行渣洗；

(4)在LF工序进行强搅拌精炼造渣深脱硫，精炼终渣组成按重量百分比控制为：SiO₂≤15.0％、CaO：50.0～60.0％、Al₂O₃：15.0～30.0％、MgO：4.0～9.0％、FeO+MnO≤2.0％，其余为CaF₂及S、P、TiO₂等微量成分。出站S≤0.005％；

(5)LF出站温度1610～1625℃；

(6)RH工序进行脱H处理及合金微调处理，H≤0.0002％；

(7)RH处理结束后，喂入CaAl线0.10～0.13kg/t_钢水进行钙处理；。

(8)连铸采用中碳低合金钢保护渣，保证结晶器液面无暴露，并均匀覆盖。

(9)铸机的工作拉速不得低于0.7m/min，目标拉坯速度为0.8～1.0m/min，采用恒速浇注。

(10)二冷采用弱冷模式。

(11)连铸投用轻压下。下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1:

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.41％的C、0.04％的Mn、0.065％的P、0.001％的S、0.04％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将232吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.061wt％、Mn含量为0.033wt％、P含量为0.0060wt％、S含量为0.0052wt％、温度为1672℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢至1/3加入合金，依次加入4.3kg/t_钢水Fe-Al(FeAl40)、3.6kg/t_钢水Fe-Si

(FeSi75Al0.5-B)、7kg/t_钢水Fe-Mn(FeMn74C7.5)、17kg/t_钢水Fe-Cr(FeCr55C10.0)、4.6kg/t_钢 _水Fe-Mo(FeMo60)进行合金化，出钢至2/3时加完合金，加完后向钢包内加入6.1kg/t_钢水的活性石灰和1.1kg/t_钢水的铝矾土以及1kg/t_钢缓释脱氧剂。

(3)在LF炉中对上述钢水进行脱硫精炼，出站S：0.004％，温度1620℃。

(4)对LF精炼后的钢水进行真空脱H及合金微调处理，出站钢水成分为C：0.32wt％、Si:0.25wt％、Mn:0.60wt％、Mo:0.25wt％、P:0.0085wt％、Als:0.03wt％、S:0.004wt％、Cr:0.91wt％、H：0.00015％，余量为铁和不可避免的杂质。

(5)真空处理结束后对钢液进行钙处理，采用铝钙线(含55～57wt％的钙，其余为铝及其它微量元素)，喂入量为0.13kg/t_钢水。

(6)连铸工序采用中碳低合金钢保护渣；工作拉速控制在0.80～0.85m/min；二冷采用弱冷模式；轻压下采用3mm压下量模式。最终获得断面为230×1400mm的30CrMo钢铸坯。

所制得的30CrMo钢成分为C：0.32wt％、Si:0.25wt％、Mn:0.61wt％、Mo:0.25wt％、P:0.010wt％、Als:0.035wt％、S:0.004wt％、Cr:0.98wt％、H：0.00015％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

实施例2:

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.2％的C、0.03％的Mn、0.057％的P、0.0015％的S、0.038％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将242吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.062wt％、Mn含量为0.031wt％、P含量为0.0065wt％、S含量为0.0050wt％、温度为1682℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢至1/3加入合金，依次加入4.1kg/t_钢水Fe-Al(FeAl40)、3.6kg/t_钢水Fe-Si

(FeSi75Al0.5-B)、7.8kg/t_钢水Fe-Mn(FeMn74C7.5)、17.1kg/t_钢水Fe-Cr(FeCr55C10.0)、4.6kg/t_钢水Fe-Mo(FeMo60)进行合金化，出钢至2/3时加完合金，加完后向钢包内加入6.7kg/t_钢水的活性石灰和1.5kg/t_钢水的铝矾土以及1kg/t_钢缓释脱氧剂。

(3)在LF炉中对上述钢水进行脱硫精炼，出站S：0.0035％，温度1610℃。

(4)对LF精炼后的钢水进行真空脱H及合金微调处理，出站钢水成分为C：0.32wt％、Si:0.26wt％、Mn:0.58wt％、Mo:0.24wt％、P:0.0010wt％、Als:0.035wt％、S:0.0035wt％、Cr:0.97wt％、H：0.00010％，余量为铁和不可避免的杂质。

(5)真空处理结束后对钢液进行钙处理，采用铝钙线(含55～57wt％的钙，其余为铝及其它微量元素)，喂入量为0.11kg/t_钢水。

(6)连铸工序采用中碳低合金钢保护渣；工作拉速控制在0.90～0.95m/min；二冷采用弱冷模式；轻压下采用3mm压下量模式。最终获得断面为230×1300mm的30CrMo钢铸坯。

所制得的30CrMo钢成分为C：0.32wt％、Si:0.26wt％、Mn:0.58wt％、Mo:0.24wt％、P:0.009wt％、Als:0.030wt％、S:0.0035wt％、Cr:0.96wt％、H：0.00010％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

实施例3:

以含钒钛铁水提钒脱硫后的半钢为原料进行初炼钢水，其中，该半钢按重量百分比计包含3.4％的C、0.03％的Mn、0.060％的P、0.0035％的S、0.031％的V以及痕迹量的Cr、Si和Ti，余量为铁和不可避免的杂质。

具体步骤：

(1)将235吨上述半钢加入220吨(公称容量)的顶底复吹转炉中，利用顶底复吹转炉吹氧脱碳的功能将上述半钢初炼成钢水。当钢水初炼到C含量为0.071wt％、Mn含量为0.032wt％、P含量为0.0080wt％、S含量为0.0056wt％、温度为1674℃时，开始稠渣向钢包中出钢。

(2)出钢至1/3加入合金，依次加入4.0kg/t_钢水Fe-Al(FeAl40)、3.8kg/t_钢水Fe-Si(FeSi75Al0.5-B)、7.9kg/t_钢水Fe-Mn(FeMn74C7.5)、18.3kg/t_钢水Fe-Cr(FeCr55C10.0)、4.4kg/t_钢水Fe-Mo(FeMo60)进行合金化，出钢至2/3时加完合金，加完后向钢包内加入8kg/t_钢水的活性石灰和1.5kg/t_钢水的铝矾土以及1kg/t_钢缓释脱氧剂。

(3)在LF炉中对上述钢水进行脱硫精炼，出站S：0.0033％，温度1616℃。

(4)对LF精炼后的钢水进行真空脱H及合金微调处理，出站钢水成分为C：0.31wt％、Si:0.26wt％、Mn:0.61wt％、Mo:0.27wt％、P:0.010wt％、Als:0.035wt％、S:0.0030wt％、Cr:0.97wt％、H：0.00015％，余量为铁和不可避免的杂质。

(5)真空处理结束后对钢液进行钙处理，采用铝钙线(含55～57wt％的钙，其余为铝及其它微量元素)，喂入量为0.10kg/t_钢水。

(6)连铸工序采用中碳低合金钢保护渣；工作拉速控制在0.96～0.98m/min；二冷采用弱冷模式；轻压下采用3mm压下量模式。最终获得断面为230×1300mm的30CrMo钢铸坯。

所制得的30CrMo钢成分为C：0.31wt％、Si:0.25wt％、Mn:0.61wt％、Mo:0.27wt％、P:0.011wt％、Als:0.030wt％、S:0.0032wt％、Cr:0.97wt％、H：0.00015％以及余量的Fe和不可避免的杂质。

Claims

1.30CrMo气瓶用钢，其特征在于，其重量百分比组分为：C0.30～0.33％、Si0.25～0.28％、Mn0.58～0.61％、Mo0.22～0.30％、Cr0.95～0.99％、Als0.030～0.035％、P≤0.011wt％、S≤0.004％、H≤0.00015％，余量为Fe和不可避免的杂质。

2.权利要求1所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)转炉吹炼：转炉吹炼时控制吹炼终点的组分重量为：C0.06-0.08％、Mn0.031-0.035％、P≤0.008％、S≤0.006％；钢水温度在1670～1685℃；然后出钢时进行合金化；

4)钙处理：采用铝钙线，喂入量为0.10～0.13kg/t钢，其中铝钙线成分为：含55～57wt％的钙，其余为铝及其它微量元素；

3.根据权利要求2所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，步骤1)中，在出钢至1/3时进行合金化，出钢至2/3时加完合金。

4.根据权利要求2或3所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，步骤2)中，钢包精炼的方法为：在钢包内加入活性石灰、缓释脱氧剂和铝矾土进行精炼，每吨钢中的加入量分别为：5～9kg活性石灰、1kg缓释脱氧剂和1～1.5kg铝矾土。

5.根据权利要求4所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，步骤2)中缓释脱氧剂的成份为：SiO₂≤5.0％、CaO：45.0～60.0％、Al₂O₃：15.0～25.0％、MAl：25％～35％，其余为CaF₂及S、P、TiO₂微量成分。

6.根据权利要求2～5任一项所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，步骤5)中，连铸过程中，采用轻压下、二冷模式，且采用中碳低合金钢作为保护渣。

7.根据权利要求6所述30CrMo气瓶用钢的生产方法，其特征在于，步骤5)中，轻压下采用2-5压下量模式，二冷采用弱冷模式；采用恒速浇注。