Производство на HIC устойчиви стомани

Крекингът, индуциран от водород (HIC), представлява често срещано предизвикателство, особено в нефтената и рафинерийна промишленост, където чистотата и цялостното качество на стоманата са от първостепенно значение.

Производственият процес на стомани, устойчиви на висококалциево утаяване (HIC), включва критични техники за десулфуризация, включително инжектиране на магнезий и разбъркване чрез дънно инжектиране на аргон.

Производството на чиста стомана се основава на технологии за контрол и/или отстраняване на включвания в стоманата. Често видовете и характеристиките на неметалните включвания в стоманата имат значително влияние върху механичните свойства на стоманата и също така определят чистотата ѝ. Следователно е необходим прецизен анализ на тези характеристики, за да се оптимизира процесът на производство на стомана за получаване на качествени стомани.

Пукнатините, предизвикани от водород (HIC), и пукнатините под напрежение, причинени от сулфиди (SSC), представляват два вида специфични повреди, предизвикани от водород, които често се срещат в нефтената и рафинерийната промишленост. В първия случай (HIC) е общоприето, че съпротивлението на стоманите зависи главно от техните микроструктурни характеристики – неметални включвания и сегрегационни ленти.

Удължените манганови сулфиди се считат за най-опасните места за иницииране. Във втория случай (SSC) се смята, че съпротивлението на стоманите може да бъде преференциално свързано с тяхното ниво на якост, докато микроструктурните характеристики са по-малко важни. Представената статия е посветена на изследването на HIC и SSC във въглерод-манганови стомани, които се различават по своята термична обработка (микроструктура, ниво на механични свойства) и своята чистота.

Включването на MnS е най-вредният инициатор за HIC, следователно, като основна мярка, съдържанието на сяра трябва да бъде намалено в стоманите, използвани в киселинни среди. Благодарение на напредъка в процеса на производство на стомана, съдържанието на сяра може да бъде намалено до доста ниско ниво; под 0,0008 тегл.% (8 ppm).

Обработката с Ca обикновено се прилага, за да се предотврати образуването на удължен MnS и да се контролира включването на сулфид в сферична форма, и ако има подходящо съдържание на Ca за свойството устойчивост на напукване. Ако съдържанието на Ca е относително високо в сравнение със съдържанието на S, излишъкът от Ca може да образува оксиди, които могат да действат като инициатор на HIC. Въведени са няколко параметъра, които представляват ефективното съдържание на Ca, и съдържанието на Ca трябва да се контролира внимателно в тесен диапазон; например, 3

Таблица 1: Изисквания за химичен състав на високоякостна тръбна стомана, [ppm]

Фигура 1 показва маршрута за производство на стомана, устойчива на високоякостно въглеродно разреждане (HIC). Преди процеса BOF, горещият метал се десулфурира в станцията за десулфуриране на горещ метал чрез инжектиране на магнезий и CaO. В BOF трябва да се зарежда само скрап с ниско съдържание на сяра. Алуминият за деоксидиране и шлакообразуващите агенти се добавят по време на изрязването. Основното легиране също се обработва по този момент.

След това черпакът се транспортира до станцията за барботиране, където аргон се продухва с помощта на горна фурма, за да се смесят металът и шлаката с цел десулфуризация. След това черпакът се прехвърля за вакуумна обработка. Стоманата се разбърква чрез долно впръскване на аргон, за да се осигури дълбока десулфуризация и дегазация.