X80管线钢CaS形成机理研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2017.01.013

东北大学学报:自然科学版 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (1): 62-66.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2017.01.013

X80管线钢CaS形成机理研究

徐光，姜周华，李阳，张聪

(东北大学冶金学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2015-09-09 修回日期:2015-09-09 出版日期:2017-01-15 发布日期:2017-01-13
通讯作者: 徐光
作者简介:徐光(1989-)，男，江苏连云港人，东北大学博士研究生; 姜周华(1963-)，男，浙江杭州人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(U1435205，51434004).

Study of CaS Formation Mechanism in X80 Pipeline Steel

XU Guang， JIANG Zhou-hua， LI Yang， ZHANG Cong

School of Metallurgy， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2015-09-09 Revised:2015-09-09 Online:2017-01-15 Published:2017-01-13
Contact: JIANG Zhou-hua
About author:-
Supported by:
-

摘要/Abstract

摘要： 通过热力学计算，研究了Ca-Al，Al-S，Ca-S平衡关系.以Ca-Al，Al-S两个平衡为参考，在固定S含量的基础上，建立了液态钙铝酸盐区域分布图.结果表明:对X80管线钢w_Al▲T=0.03%~0.06%，w_○Ca_T＞0.001 7%~0.002 7%就可以生成液态钙铝酸盐，此时当钢液中w_○S＞0.001 8%~0.002 8%即可有Ca与S直接反应生成CaS；Al₂O₃夹杂物变性程度对CaS的生成与否影响很大；随钢液中S含量的增加，钙铝酸盐夹杂物边缘生成CaS的可能性增加.通过工业实验，证明了热力学计算结果与实际生产符合得很好.找到了以不同方式形成的两种CaS，从而证明了预测CaS生成方式的合理性.

关键词: 热力学, 夹杂物, 硫化钙, 管线钢, 钙处理

Abstract: The equilibrium relationships of Ca-Al， Al-S and Ca-S were determined by thermodynamic calculation. The regional distribution of calcium aluminates was established on the basis of fixed sulfur content with the relationship of Ca-Al and Al-S as reference. The results indicate that liquid calcium aluminates can be generated with w_Ca▲T>0.001 7%~0.002 7% when w_Al▲T in X80 pipeline steel is 0.03%~0.06%， and Ca and S can form CaS by direct reaction when w_S>0.001 8%~0.002 8% correspondingly. The modification degree of Al₂O₃ inclusions has a great effect on the generation of CaS. With the increase of the S content in molten steel， the possibility of CaS formation at the edge of inclusion will increase. The agreement between thermodynamic calculation and actual production is proved by industrial test. Two kinds of CaS with different forming modes were found， and thus the rationality of predicted generating modes of CaS was proved.

Key words: thermodynamics, inclusion, calcium sulfide, pipeline steel, calcium treatment

中图分类号:

TF769.2

徐光，姜周华，李阳，张聪. X80管线钢CaS形成机理研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(1): 62-66.

XU Guang， JIANG Zhou-hua， LI Yang， ZHANG Cong. Study of CaS Formation Mechanism in X80 Pipeline Steel[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2017, 38(1): 62-66.

参考文献

[1]郭靖，程树森，程子健，等.铝镇静钢钙处理后碰撞行为对Al₂O₃夹杂物变性的作用［J］.钢铁，2013，48(9):37-44.(Guo Jing，Cheng Shu-sen，Cheng Zi-jian，et al.Effects of collision behavior on Al₂O₃ based inclusion modification after calcium treatment for aluminium-killed steel［J］.Iron and Steel，2013，48(9):37-44.)
[2]Yang J，Wang X H，Jiang M，et al.Effect of calcium treatment on non-metallic inclusion in ultra-low oxygen steel refined by high basicity high Al₂O₃ slag［J］.Journal of Iron and Steel Research International，2011，18(7):8-14.
[3]郭靖，程树森，程子健，等.铝镇静钢钙处理后氧化铝夹杂物变性的动力学模型［J］.北京科技大学学报，2014，36(4):424-431.(Guo Jing，Cheng Shu-sen，Cheng Zi-jian，et al.Kinetic modeling of alumina inclusion modification in Al-killed steel after Ca treatment［J］.Journal of University of Science and Technology Beijing，2014，36(4):424-431.)
[4]Guo J，Cheng S S，Cheng Z J，et al.Thermodynamics for precipitation of CaS bearing inclusion and their deformation during rolling process for Al-killed Ca-treated steel［J］.Steel Research International，2013，84(6):545-553.
[5]Sardar M K，Mukhopadhyay S，Bandopadhyay U K，et al.Optimization of inclusion chemistry by improved steel cleanliness and optimum calcium treatment［J］.Steel Research International，2007，78(2):126-136.
[6]Holappa L，Hmlinen M，Liukkonen M，et al.Thermodynamic examination of inclusion modification and precipitation from calcium treatment to solidified steel［J］.Ironmaking and Steelmaking，2003，30(2):111-115.
[7]Choudhary S K，Ghosh A.Thermodynamic evaluation of formation of oxide-sulfide duplex inclusions in steel［J］. ISIJ International，2008，48(11):1552-1559.
[8]Xu G，Jiang Z H，Li Y.Formation mechanism of CaS-bearing inclusions and the rolling deformation in Al-killed，low-alloy steel with Ca treatment［J］.Metallurgical and Materials Transactions B，2016，47(4):2411-2420.
[9]Ye G，Jnsson P，Lound T.Thermodynamics and kinetics of the modification of Al₂O₃ inclusions［J］.ISIJ International，1996，36(sup):105-108.
[10]Korousie B.Fundamental thermodynamic aspects of the CaO-Al₂O₃-SiO₂ system［J］.Steel Research International，1991，62(7):285-288.

[1]	邸洪双，柯浩鹏，张天宇. 多步热处理对含Cu中碳低合金钢组织与性能的影响[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(3): 340-348.
[2]	黄雪驰，李宝宽，刘承军，刘中秋. 低真空对电渣重熔工艺和铸锭质量的影响[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(1): 55-62.
[3]	刘福斌，张海宝，高俊哲，耿鑫. 电渣重熔Inconel 625合金铝钛氧化的热力学分析[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(5): 652-659.
[4]	支卫军，姚赞，姜周华. 高碳镀锌钢丝组织差异性精细表征研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(4): 501-508.
[5]	黄雪驰，李宝宽，段怡如，刘中秋. 电渣重熔过程钢中氧含量预测及控制[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2022, 43(4): 524-534.
[6]	肖发新，彭宇，孙树臣，涂赣峰. (NH₄)₂SO₄-NH₃-H₂O体系浸出高碱性脉石低品位氧化铜矿[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(6): 795-801.
[7]	王明明，高秀华，杜林秀，张大征. V-N微合金化X80抗大变形管线钢的组织与力学性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(6): 801-806.
[8]	王宏岩，于驰，高秀华. X65MS钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀产物研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(6): 812-817.
[9]	李阳，陈常勇，秦国清，姜周华. 坩埚材质对55SiCr弹簧钢中夹杂物的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(2): 200-207.
[10]	孙永升，栗艳锋，王定政，韩跃新. 氟磷灰石还原过程热力学分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(6): 875-880.
[11]	孙乾予，印万忠，朱张磊，姚金. 丁基钠黄药浮选斑铜矿的吸附热力学和动力学研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(4): 574-579.
[12]	王学强，赵金华，袁国，王国栋. 超快冷下X65管线钢微观组织演变及强化机制分析[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(3): 334-339.
[13]	曹光明，林飞，李志峰，刘振宇. X80管线钢的高温氧化行为[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(9): 1237-1241.
[14]	孟繁超，邹宗树. 高炉热储备区温度对煤气利用率的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(7): 985-989.
[15]	程楚，豆志河，张廷安，易新. 铝热还原制备Ti-6Al-4V合金的热力学和动力学[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(5): 638-642.

X80管线钢CaS形成机理研究

Study of CaS Formation Mechanism in X80 Pipeline Steel

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价