【摘要】：現(xiàn)代管線鋼屬于低碳或超低碳的微合金化鋼,是高技術(shù)含量和高附加值的產(chǎn)品。管線工程的發(fā)展趨勢(shì)是大管徑、高壓富氣輸送、高冷和腐蝕的服役環(huán)境、海底管線的厚壁化。因此現(xiàn)代管線鋼應(yīng)當(dāng)具有高強(qiáng)度、高韌性和抗脆斷、低焊接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蝕。對(duì)冶煉工藝技術(shù)具有較苛刻的要求,技術(shù)難點(diǎn)主要集中于:(1)雜質(zhì)元素含量控制;(2)夾雜物控制;(3)窄成分控制。鋼中夾雜物控制的重點(diǎn)在B類夾雜,B類夾雜物的控制重心為鈣處理工藝,因此鈣處理工藝是現(xiàn)代管線鋼質(zhì)量控制的重中之重。本課題在對(duì)現(xiàn)場工藝和產(chǎn)品質(zhì)量充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室熱態(tài)模擬實(shí)驗(yàn),對(duì)高等級(jí)管線鋼夾雜物形成機(jī)制與控制進(jìn)行了較為細(xì)致的研究�，F(xiàn)場條件下,當(dāng)夾雜物中CaO和A1203摩爾比比為2:1,鋼中硫含量為0.002%時(shí),夾雜物中即可發(fā)現(xiàn)硫。熱力學(xué)計(jì)算表明,對(duì)鋼中的酸溶鋁或全鋁含量要求[%Al]s=0.02～0.05,[%Al]T=0.03～0.06,全鈣含量[%Ca]T0.0023～0.0037 就可以生成液態(tài) 12CaO·7Al2O3 脫氧產(chǎn)物;[%Ca]T0.0064～0.0101就可以生成液態(tài)3CaO·Al2O3脫氧產(chǎn)物。硫化鈣有兩種產(chǎn)生方式,一種為鈣硫直接反應(yīng)得到,另一種為硫參與夾雜物邊緣反應(yīng)得到。動(dòng)力學(xué)計(jì)算表明,若有15μmAl2O3夾雜物,喂鈣線結(jié)束后底吹10min,若要使夾雜物能夠向C3A方向變性,鈣含量應(yīng)大于0.0014%。若要使A1203夾雜物完成變性,鈣含量應(yīng)有0.0031%,若低于0.0031%,C12A7變性成為C3A的反應(yīng)層將自動(dòng)消失,Al2O3夾雜物將尋求變性成為C12A7。若鈣含量高于0.0031%,則可能使夾雜物變性過度。同理,如果A1203夾雜物變性成為C12A7,鈣含量應(yīng)大于0.0011%時(shí),才能使Al2O3夾雜物具有變性至C12A7的能力。同樣,以15μmAl2O3夾雜物,靜吹時(shí)間10min為例,若要使夾雜物完成變性,鈣含量應(yīng)有0.0027%,若低于0.0027%,則CA變性至C12A7反應(yīng)層將消失,Al2O3夾雜物將轉(zhuǎn)而變性至CA,若鈣含量更低,則變性至合適種類的鈣鋁酸鹽或無法對(duì)Al2O3夾雜物變性。若鈣含量高于0.0027%低于0.0031%,我們認(rèn)為Al2O3夾雜物變性為介于C12A7和C3A之間的鈣鋁酸鹽。鈣含量為0.0031%時(shí),夾雜物變性為C3A,高于0.0031%,則可能使夾雜物變性過度。高堿度精煉渣冶金性能研究表明:在精煉渣堿度6到14范圍內(nèi)隨堿度升高,精煉渣脫氧、脫硫能力逐漸增強(qiáng)。當(dāng)精煉渣堿度堿度達(dá)到8以后,脫氧能力增加相對(duì)變緩;堿度越高,夾雜物尺寸越小、數(shù)量越少。夾雜物種類無明顯變化,主要以球狀氧化鋁、鎂鋁尖晶石和MgO-Al2O3-MnO-TiO2復(fù)合夾雜物為主。鈣處理變性研究表明,Al2O3夾雜物變性為CA時(shí),鋼液中硫含量在20～50ppm時(shí),夾雜物中很難有硫化鈣產(chǎn)生。當(dāng)Al2O3夾雜物變性過度時(shí),鋼液中很少的硫含量,也會(huì)造成CaS的產(chǎn)生。
【圖文】：

邐第２章文獻(xiàn)綜述逡逑如圖２．１所示，通常表面張力是根據(jù)測定上浮至金屬熔體表面的渣滴與熔體之間的逡逑平衡張力來表示。式（２－１７）為表面張力的計(jì)算式。表２．４％給出了氧化物與鐵熔體之逡逑間的表面張力值。逡逑ａＭＳ邋＝邋Ｖｇｍ＋0ｓ－２0ｍ－＾ｓ－Ｃ０ＳＰ邐（２－１８）逡逑°ＭＳ邐Ｘ２逡逑圖２＿１漁－金間的表面張力逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｎｓｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｓｌａｇ邋ａｎｄ邋ｍｅｔａｌ逡逑１——漁滴；２——金屬逡逑表２．４氧化物與鐵熔體間的表面張力逡逑Ｔａｂｌｅ邋２．４邋Ｓｕｒｆａｃｅ邋ｔｅｎｓｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｏｘｉｄｅ邋ａｎｄ邋ｌｉｑｕｉｄ邋ｉｒｏｎ逡逑邐Ｎｏ．邐氧化物／鐵熔體邐表面張力，Ｊ－ｎｒ２逡逑１邐Ａｈ0３／Ｆｅ邐（含有邋０．０００５％０）邐２．３逡逑２邐Ａｌ２0３／Ｆｅ邐（含有邋０．０１％０）邐１．９逡逑３邐Ｓｉ０２／Ｆｅ邐（含有邋０．００７％０）邐１．５逡逑邐４邐娃酸鹽邋／Ｆｅ邋（含有邋０．００７％０）邐０８５邐逡逑從表２．４可以看出，Ａｈ0３與鐵液之間的表面張力最大，，Ｓｉ0２次之，娃酸鹽與鐵液逡逑之間的表面張力最低，這就很好地解釋了其分離速度的順序與之完全相同的現(xiàn)象，證明逡逑了表面張力對(duì)夾雜物的分離、上浮有很大的影響。逡逑２．３管線鋼中夾雜物對(duì)鋼性能的影響逡逑鋼中的非金屬夾雜物主要是指鋼中的氧化物、硫化物、硅酸鹽、鋁酸鹽和氮化物等。逡逑這些化合物通常不具有金屬的性質(zhì)，摻雜在鋼的組織中，雖然為數(shù)很少，但對(duì)鋼性能的逡逑影響不可忽視。有研究表明

（ａ）ＭｎＯ＾ＡｌｉＣＶＳｉＯ，邐Ｃｂ）ＣａＯ－Ａｌ；（＞３－Ｓｊ0ｓ邐焌“郵？逡逑圖２．３邋Ｍｎ０－Ａｌ２０３＿Ｓｉ０２系和Ｃａ０－Ａｈ０３－Ｓｉ０２系夾雜物成分范圍與變形能力之間的關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｓｃｏｐｅ邋ａｎｄ邋ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ａｂｉｌｉｔｙ邋ｏｆ邋ＭｎＯ－Ａｈ0３－Ｓｉ0２邋ｓｙｓｔｅｍ邋ａｎｄ逡逑ＣａＯ－Ａｈ0３－Ｓｉ0２邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ逡逑對(duì)Ｃａ０－Ａｌ２０３－Ｓｉ０２三元復(fù)合夾雜來說，夾雜物成分范圍與變形能力之間的關(guān)系見逡逑圖２．３。圖中區(qū)域①為不變形夾雜物區(qū)；區(qū)域②中的夾雜物為全部或部分晶體化區(qū)域；逡逑區(qū)域②中的夾雜物可以被分為兩個(gè)熔融液相區(qū)，其中的一個(gè)具有很高的粘度；區(qū)域③中逡逑的夾雜物依條件的不同具有不同的變形能力。因而，在鈣斜長石（ＣａＯＡｌ２ＣＶ２Ｓｉ０２）的逡逑周圍，與鱗石英和假硅灰石（ＣａＯＳｉ０２）相鄰的低熔點(diǎn)區(qū)具有良好的變形能力。逡逑－１６－逡逑
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2633848