X80管线钢中间包夹杂物控制热模拟实验研究

摘要

21世纪可谓是我国输气管建设的高峰时期，然而钢线管的国产化率并不高，我国迫切需要加速高等级管线钢的研制与开发。当今管线工程的发展趋向于大管径、高压富气输送、海底管线的厚壁化以及高寒和腐蚀的服役环境。因此现代管线钢应当具有高强度、低包申格效应、高韧性和抗脆断、低焊接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蚀。然而非金属夹杂物降低了钢的塑性、韧性和疲劳寿命，使钢的冷热加工性能乃至某些物理性能变坏，对钢的强度、延伸性、韧性、切削性、抗腐蚀性能、表面光洁度、焊接性能等各方面的性能有着直接的影响。因此研究在连铸过程中使夹杂物尽量被吸附除去显得尤为重要。 本课题的研究对象是不同中间包覆盖剂和连铸温度对吸附夹杂物的影响规律，以及不同中间包覆盖剂的抗氧化性规律。 首先，对现场各个操作流程及工艺进行调研，且取样分析，特别是有缺陷样品的分析，得出:(1)现场操作稳定，且氮氧含量较低;(2)钙处理的样品和不进行钙处理的样品，没进行钙处理夹杂物主要是Al2O3夹杂物，进行钙处理夹杂物主要是CaO-Al2O3夹杂，且CaS含量较钙处理前升高。 其次，进行理论分析，计算不同中间包覆盖荆成分对熔渣性能的影响规律，得出适当的增加碱度和降低Al2O3有利于提高熔渣的流动性。以及不同温度对夹杂物上浮的规律，得出提高连铸温度，能降低熔渣粘度，增加夹杂物上浮速度。 最后，进行实验热态模拟研究，并对实验样品进行检测分析，得出:(1)在一定范围内提高中间包覆盖剂碱度，钢中T.O含量和夹杂物数量均减少，适当提高覆盖剂碱度有利于提高钢液纯净度;(2)中间包覆盖剂Al2O3含量在10～30％变化时，随着Al2O3含量增加，钢液T.O含量略有升高，而到40％时，钢中夹杂物粒径和T.O有很大的提高，因此Al2O3含量不宜超过40％，降低Al2O3含量有利于提高钢液纯净度;(3)温度从1520℃到1560℃变化时，全氧含量从0.0035％降低0.0028％，且夹杂物数量和平均粒径均有降低，因此提高中间包温度利于提高钢液纯净度;(4)提高中间包覆盖剂碱度，钢中氮含量和T.O含量均有所降低，对覆盖剂做一下预熔处理，预熔渣比非预熔渣提前达到氮含量稳定，且最终T.O含量较低，提高中间包覆盖剂碱度和预熔处理有利于提高中间包覆盖剂的抗氧化性。

目录

声明

摘要

第1章前言

1．1课题的研究背景

1．2钢中的夹杂物及其危害

1．3本课题的意义和主要研究内容

第2章文献综述

2．1管线钢的发展概况

2．2各类管线钢的研发和特点

2．2．1管线钢的技术要求

2．2．2成分设计思想

2．2．3生产工艺

2．3 X80的研究现状及性能

2．3．1 X80的研究现状

2．3．2 X80的性能

2．4管线钢夹杂物控制研究

2．4．1国内外管线钢夹杂物控制技术的研究现状

2．4．2管线钢连铸过程夹杂物控制研究

2．5管线钢的发展趋势

2．6文献评述

第3章连铸工位现场实际操作的控制水平分析

3．1调研目的

3．2调研项目

3．3调研结果

3．3．1 X80管线钢连铸工艺流程及工艺标准

3．3．2现场钢液的氮氧含量

3．3．3连铸过程中夹杂物变化情况

3．4国内某钢厂管线钢现行的连铸工艺总体评价

第4章中间包覆盖剂与温度对吸附夹杂物的理论分析

4．1中间包覆盖剂对夹杂物吸附的理论计算

4．1中间包覆盖剂的表面张力

4．2中间包温度与夹杂上浮的关系

4．2．1中间包温度与钢液粘度的关系

4．2．2钢液温度与钢中夹杂物上浮速度的关系

4．3本章小结

第5章中间包覆盖剂吸附夹杂物热模拟实验研究

5．1不同碱度中包覆盖剂吸附夹杂物热模拟实验研究

5．1．1实验目的

5．1．2实验设备

5．1．3实验方案与步骤

5．1．4实验结果与分析

5．1．5冶炼过程样夹杂物变化规律

5．2不同Al2O3含量中包覆盖剂吸附夹杂物热模拟实验研究

5．2．1实验目的

5．2．2实验设备

5．2．3实验方案与步骤

5．2．4实验结果与分析

5．2．5冶炼过程样夹杂物变化规律

5．3本章小结

第6章不同中间包温度对吸附夹杂物热模拟实验研究

6．1实验目的

6．2实验设备

6．3实验方案与步骤

6．3．1实验方案

6．3．2实验步骤

6．4实验结果与分析

6．4．1试验钢种成分和氮氧变化

6．4．2不同碱度的中间包覆盖剂的夹杂物形貌及尺寸分布

6．5冶炼过程样夹杂物变化规律

6．5本章小结

第7章中间包覆盖剂的抗氧化性热模拟实验研究

7．1试验目的

7．2实验设备

7．3实验方案和实验步骤

7．3．1实验方案

7．3．2实验步骤

7．4实验结果与分析

7．4．1实验钢种成分和氮氧含量

7．4．2加渣后不同时刻夹杂物形貌及尺寸分布

7．5本章小结

第8章结论

参考文献

致谢

作者简介

论文包含图、表、公式及文献