25MnV石油套管钢洁净度研究与钙处理分析

摘要

为了进一步提高石油套管钢的性能以及生产流程的控制水平，本文采用光谱分析、大样电解法、图像分析仪分析、扫描电镜与能谱分析等方法对EAF-LF-VD-CC工艺流程下生产的25MnV石油套管钢洁净度进行研究。得出如下结论:
　　(1)25MnV石油套管刚在浇注时主要化学成分都控制在规定的范围内，满足钢厂生产内控要求。
　　(2)在从LF出站到铸坯整个流程当中，钢中全氧含量总体呈下降趋势，钢中氮含量呈增加趋势。铸坯中氧氮含量分别为19.00×10-6、51.40×10-6。在VD出站到中间包过程中，氧含量微量增加，在此过程中存在二次氧化现象;氮在VD真空精炼阶段含量减少，增氮的主要的途径为气相中吸氮。
　　(3)在从LF出站到铸坯整个流程当中，钢水中单位面积夹杂物的总量整体呈下降趋势，夹杂物主要集中在0～5μ。由LF进站前的38.67个·mm-2，一直到铸坯中显微夹杂物数量平均值为7.28个mm-2，去除率为81.17％。钙处理对于Al2O3系夹杂物变性有重要作用。
　　(4)在从LF出站到铸坯整个流程当中，大型夹杂物数量呈下降趋势。LF进站大型夹杂物以脱氧产物SiO2、MnO、Al2O3为主，铸坯中的大型夹杂物主要为Al2O3-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3，还有少量的K2O、Na2O、TiN等。
　　在钢铁热力学和平衡反应的基础上，分析了钢中Al-O、Ca-Al、Al-S以及Ca-S的平衡曲线，得出结论如下:
　　(1)钙处理对于Al2O3系夹杂改性有着重要作用，对于25MnV石油套管钢，形成液态12C·7A，达到最好效果。
　　(2)经过热力学计算，在w[Al]=0.025％时，若想Al2O3变性为液态夹杂物，则需要控制钢中[O]含量在0.0009％～0.0025％，钢中[Ca]含量在0.0004％～0.0017％。
　　(3)钢中[S]含量较高时，易形成CaS附着在夹杂物表面。在1873K时，钢样中[S]为0.003％，钢液中硫将以溶解状态存在，能够避免CaS夹杂析出，但要注意在凝固过程中防止CaS的生成。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 油套管简介

1．2 API 5CT标准对P110级套管要求

1．2．1 化学成分要求

1．2．2 力学要求

1．2．3 理化性能

1．3 油井管生产现状

1．3．1 我国P110油井管的生产现状

1．3．2 我国主要钢厂生产油井管工艺

1．3．3 国外P110油井管常用钢种

1．3．4 我国油井管的发展方向

1．4 P110级别钢中各元素作用

1．4．1 C的作用

1．4．2 Mn的作用

1．4．3 V的作用

1．4．4 Si的作用

1．5 研究方案

1．5．1 研究背景

1．5．2 研究目标

1．6 研究方法

第2章 25MnV洁净度研究

2．1 25MnV生产工艺流程

2．2 钢中化学成分

2．3 钢中氧氮含量分析

2．4 金相分析

2．4．1 显微夹杂物数量与粒径

2．4．2 夹杂物组成与形貌

2．5 大型夹杂物分析

2．5．1 大型夹杂物数量分析

2．5．2 大型夹杂物组成及形貌

2．5 小结

第3章 钙处理的热力学分析

3．1 热力学计算基本数据

3．2 钙处理的热力学分析及计算

3．2．1 Al-O平衡曲线

3．2．2 Al-Ca平衡曲线

3．2．3 Al-S平衡曲线

3．2．4 Ca-S平衡曲线

3．3 小结

第4章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目