Produktion af HIC-bestandige ståltyper
Hydrogeninduceret revnedannelse (HIC) repræsenterer en almindelig udfordring, især i olie- og raffinaderiindustrien, hvor stålets renhed og samlede kvalitet er af afgørende betydning.
Produktionsprocessen for HIC-resistente ståltyper omfatter kritiske afsvovlingsteknikker, herunder injektion af magnesium og omrøring ved bundindsprøjtning af argon.
Produktionen af rent stål er baseret på teknologier til at kontrollere og/eller fjerne indeslutninger i stål. Ofte har typerne og egenskaberne af ikke-metalliske indeslutninger i stål betydelig indflydelse på stålets mekaniske egenskaber og bestemmer også stålets renhed. Præcis analyse af disse egenskaber er derfor nødvendig for at optimere stålfremstillingsprocessen og producere kvalitetsstål.
Hydrogeninduceret revnedannelse (HIC) og sulfidspændingsrevnedannelse (SSC) repræsenterer to typer af specifik hydrogeninduceret skade, der ofte forekommer i olie- og raffinaderiindustrien. I det første tilfælde (HIC) er det generelt anerkendt, at ståls modstandsdygtighed primært afhænger af deres mikrostrukturelle egenskaber – ikke-metalliske indeslutninger og segregationsbånd.
Aflange mangansulfider betragtes som de farligste initieringssteder. I det andet tilfælde (SSC) menes det, at ståls modstandsdygtighed fortrinsvis kan relateres til deres styrkeniveau, mens mikrostrukturegenskaber er mindre vigtige. Den præsenterede artikel er dedikeret til studiet af HIC og SSC i kulstof-manganstål, som adskiller sig i deres varmebehandling (mikrostruktur, niveau af mekaniske egenskaber) og deres renlighed.
MnS-inkluderingen er den mest skadelige initiator for HIC, derfor skal svovlindholdet som en grundlæggende foranstaltning reduceres for stål, der anvendes i sure miljøer. På grund af fremskridtene i stålfremstillingsprocessen kan svovlindholdet reduceres ned til et ret lavt niveau; under 0,0008 vægt% (8 ppm).
Ca-behandling anvendes normalt for at forhindre dannelsen af aflangt MnS og for at kontrollere sulfidinklusionen i en sfærisk form, og hvis der er et passende Ca-indhold for revnemodstandsevne. Hvis Ca-indholdet er relativt højt sammenlignet med S-indholdet, kan overskydende Ca danne oxider, der kan fungere som en initiator af HIC. Flere parametre, der repræsenterer effektivt Ca-indhold, blev introduceret, og Ca-indholdet skal omhyggeligt kontrolleres inden for et snævert område; for eksempel 3
Tabel 1: Krav til kemisk sammensætning af højstyrkestålrør, [ppm]
Figur 1 viser ruten til produktion af HIC-resistent stål. Før BOF-processen afsvovles det varme metal ved afsvovlingsstationen for varmt metal ved injektion af magnesium og CaO. Ved BOF bør kun skrot med lavt svovlindhold tilsættes. Aluminium til deoxidation og slaggedannende midler tilsættes under tømningen. Hovedlegeringen forarbejdes også på det tidspunkt.
Øseskeen transporteres derefter til boblestationen, hvor argon blæses ind ved hjælp af en toplanse for at blande metal og slagge med henblik på afsvovling. Derefter overføres øseskeen til vakuumbehandling. Stålet omrøres ved hjælp af argonindsprøjtning fra bunden for at sikre dyb afsvovling og afgasning.