Producția de oțeluri rezistente la temperaturi ridicate (HIC)

Fisurarea indusă de hidrogen (HIC) reprezintă o provocare comună, în special în industria petrolieră și de rafinărie, unde puritatea și calitatea generală a oțelului sunt de o importanță capitală.

Procesul de producție a oțelurilor rezistente la HIC include tehnici critice de desulfurare, inclusiv injecția de magneziu și agitarea prin injecție de argon la fund.

Producția de oțel curat se bazează pe tehnologii de control și/sau eliminare a incluziunilor din oțel. Adesea, tipurile și caracteristicile incluziunilor nemetalice din oțel au o influență semnificativă asupra proprietăților mecanice ale oțelului și determină, de asemenea, puritatea oțelului. Prin urmare, este necesară o analiză precisă a acestor caracteristici pentru a optimiza procesul de fabricare a oțelului în vederea producerii de oțeluri de calitate.

Fisurarea indusă de hidrogen (HIC) și fisurarea sub stres sulfuric (SSC) reprezintă două tipuri specifice de deteriorare provocată de hidrogen, întâlnite frecvent în industria petrolieră și de rafinărie. În primul caz (HIC), se recunoaște în general că rezistența oțelurilor depinde în principal de caracteristicile lor microstructurale - incluziuni nemetalice și benzi de segregare.

Sulfurile de mangan alungite sunt considerate cele mai periculoase locuri de inițiere. În al doilea caz (SSC), se consideră că rezistența oțelurilor poate fi preferențial legată de nivelul lor de rezistență, în timp ce caracteristicile microstructurii sunt mai puțin importante. Lucrarea prezentată este dedicată studiului HIC și SSC în oțelurile carbon-mangan, care diferă prin tratamentul termic (microstructură, nivelul proprietăților mecanice) și prin puritatea lor.

Incluziunea MnS este cel mai nociv inițiator pentru HIC, prin urmare, ca măsură de bază, conținutul de sulf trebuie redus pentru oțelurile utilizate în medii acide. Datorită progresului în procesul de fabricare a oțelului, conținutul de sulf poate fi redus până la un nivel destul de scăzut; sub 0,0008% în greutate (8 ppm).

Tratamentul cu Ca este aplicat de obicei pentru a preveni formarea MnS alungit și pentru a controla includerea sulfurilor într-o formă sferică, și dacă există un conținut adecvat de Ca pentru proprietatea de rezistență la fisuri. Dacă conținutul de Ca este relativ mare în comparație cu conținutul de S, excesul de Ca poate forma oxizi care pot acționa ca inițiatori ai inducției de carbon hidraulic (HIC). Au fost introduși mai mulți parametri care reprezintă conținutul efectiv de Ca, iar conținutul de Ca trebuie controlat cu atenție într-un interval îngust; de exemplu, 3

Tabelul 1: Cerințe privind compoziția chimică pentru oțelul de înaltă rezistență pentru țevi, [ppm]

Figura 1 prezintă procesul de producție a oțelului rezistent la coroziunea înaltă (HIC). Înainte de procesul BOF (foraj de fier vechi), metalul fierbinte este desulfurat la stația de desulfurare a metalului fierbinte prin injectarea de magneziu și CaO. La BOF, trebuie încărcate doar deșeuri cu conținut scăzut de sulf. Aluminiul pentru dezoxidare și agenții de formare a zgurii sunt adăugați în timpul raftului. În același timp, se procesează și materialul principal de aliere.

Oala de turnare este apoi transportată la stația de barbotare, unde argonul este suflat cu ajutorul unei lănci superioare pentru a amesteca metalul și zgura în scopul desulfurării. Apoi, oala de turnare este transferată pentru tratament în vid. Oțelul este agitat prin injecție de argon la fund pentru a asigura o desulfurare profundă și o degazare.