D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.s1.027 第31卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.31 Suppl.1 2009年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2009 石油套管钢钙处理机理及效果 唐海燕李京社杨树峰王剑斌 北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 摘要系统地研究了国内某钢厂生产的39M2V石油套管钢钙处理前后的总氧含量变化及夹杂物类型，从热力学上分析 了钢中氧化铝和硫化锰的变性机理.研究结果表明现有工艺条件下喂入的硅钙量可以将A2O3完全变性为炼钢温度下呈液 态的12Ca07Al203和3Ca0Al203夹杂物，但不能将MnS完全变性为CaS. 关键词钙处理：硫化物；三氧化二铝：机理；夹杂物变性 Mechanism and effect of calcium treatment on oil casing steels TANG Hai-yan,LI Jing she.YANG Shufeng.WANG Jian-bin School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing Beijing 100083.China ABSTRACI A systematic investigation was carried on the variations of total oxygen content and inclusion types in 39 Mn2V steel be- fore and after calcium treatment.The modification mechanism of Al203 and MnS was analyzed by thermodynamics.The results show that Al203 can be wholly modified into 12Ca0.7Al203 and 3CaO.Al203 inclusions which are liquid at steelmaking temperature,while MnS just can be modified partially into Cas under the present amount of Ca-Si wire fed. KEY WORDS calcium treatment:sulfide:alumina:mechanism:inclusion modified 钢中的硫化物和氧化物对石油套管钢的机械性 包采用全程吹氩长水口保护浇俦，中间包到结晶器 能和物理化学性能有着重要影响，为了降低钢中的 采用浸入式水口保护浇注，铸机为6流弧形圆坯连 硫化物和氧化物危害，普遍采用喂硅钙线的方法使 铸机 夹杂物变性一刂，通过喂入硅钙线使钢中的硫化锰 1.2取样方法和分析方法 转变成硫化钙，使氧化铝转变成液态钙铝酸盐。本 以39Mn2V为研究钢种进行了一个浇次6炉 文分析了国内某钢厂在冶炼石油套管钢39Mn2V 的现场实验，在LF精炼后和VD喂线后分别取大 (实际成分（质量分数/%）：C:0.39,Si:0.22,Mn: 样、金相样和气体样。大样经电解分析钢中大型夹 1.45,P:0.015,S:0.007,Als:0.020.03,V: 杂物含量，金相样经磨制抛光后用扫描电镜(SEM) 0.12)时的钙处理效果，并分析了夹杂物的变性机理 和电子探针(EDS)分析夹杂物的成分，气体样做总 和评价指标 氧(T0)分析. 1实验研究 2结果分析与讨论 1.1生产工艺 2.1钙处理前后钢中氧含量变化 39Mn2V钢的生产工艺流程为：原料（废钢、海 钢中总氧包括自由氧和以氧化物夹杂形式存在 绵铁等)→150一超高功率电弧炉(EBT-EAF)→炉 的化合氧，总氧含量在很大程度上能反映钢中夹杂 外精炼(LF)→真空处理(VD)→喂CSi线(WF)→ 物含量，图1给出了喂线前后钢中的总氧含量 圆坯连铸机(CC),电炉出钢时以硅铁、锰铁、铝块 从图中可以看出各炉钢水中总氧含量在喂硅钙 等脱氧合金化，而后在LF精炼前喂铝线深脱氧，在 线后都有大幅下降，6个取样炉次LF精炼后的平均 VD后喂硅钙线进行夹杂物变性处理，大包到中间 总氧含量为37×10-6，VD喂线后的平均总氧含量 收稿日期：2009-10-10 作者简介：唐海燕(1970一），女，讲师，E-mail:tanghaiyan@metall.ustb-ed-cm石油套管钢钙处理机理及效果 唐海燕 李京社 杨树峰 王剑斌 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 摘 要 系统地研究了国内某钢厂生产的39Mn2V 石油套管钢钙处理前后的总氧含量变化及夹杂物类型‚从热力学上分析 了钢中氧化铝和硫化锰的变性机理．研究结果表明现有工艺条件下喂入的硅钙量可以将 Al2O3 完全变性为炼钢温度下呈液 态的12CaO·7Al2O3 和3CaO·Al2O3 夹杂物‚但不能将 MnS 完全变性为 CaS． 关键词 钙处理；硫化物；三氧化二铝；机理；夹杂物变性 Mechanism and effect of calcium treatment on oil casing steels T A NG Ha-i yan‚LI Jing-she‚Y A NG Shu-feng‚W A NG Jian-bin School of Metallurgical and Ecological Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT A systematic investigation was carried on the variations of total oxygen content and inclusion types in39Mn2V steel be￾fore and after calcium treatment．T he modification mechanism of Al2O3and MnS was analyzed by thermodynamics．T he results show that Al2O3can be wholly modified into12CaO·7Al2O3and3CaO·Al2O3inclusions which are liquid at steelmaking temperature‚while MnS just can be modified partially into CaS under the present amount of Ca-Si wire fed． KEY WORDS calcium treatment；sulfide；alumina；mechanism；inclusion modified 收稿日期：2009-10-10 作者简介：唐海燕（1970—）‚女‚讲师‚E-mail：tanghaiyan＠metall．ustb．edu．cn 钢中的硫化物和氧化物对石油套管钢的机械性 能和物理化学性能有着重要影响‚为了降低钢中的 硫化物和氧化物危害‚普遍采用喂硅钙线的方法使 夹杂物变性［1—4］．通过喂入硅钙线使钢中的硫化锰 转变成硫化钙‚使氧化铝转变成液态钙铝酸盐．本 文分析了国内某钢厂在冶炼石油套管钢39Mn2V （实际成分（质量分数／％）：C：0∙39‚Si：0∙22‚Mn： 1∙45‚P：0∙015‚S：0∙007‚Als：0∙02～0∙03‚V： 0∙12）时的钙处理效果‚并分析了夹杂物的变性机理 和评价指标． 1 实验研究 1∙1 生产工艺 39Mn2V 钢的生产工艺流程为：原料（废钢、海 绵铁等）→150—t 超高功率电弧炉（EBT-EAF）→炉 外精炼（LF）→真空处理（VD）→喂 CaSi 线（WF）→ 圆坯连铸机（CC）．电炉出钢时以硅铁、锰铁、铝块 等脱氧合金化‚而后在 LF 精炼前喂铝线深脱氧‚在 VD 后喂硅钙线进行夹杂物变性处理．大包到中间 包采用全程吹氩长水口保护浇铸‚中间包到结晶器 采用浸入式水口保护浇注‚铸机为6流弧形圆坯连 铸机． 1∙2 取样方法和分析方法 以39Mn2V 为研究钢种进行了一个浇次6炉 的现场实验．在 LF 精炼后和 VD 喂线后分别取大 样、金相样和气体样．大样经电解分析钢中大型夹 杂物含量‚金相样经磨制抛光后用扫描电镜（SEM） 和电子探针（EDS）分析夹杂物的成分‚气体样做总 氧（TO）分析． 2 结果分析与讨论 2∙1 钙处理前后钢中氧含量变化 钢中总氧包括自由氧和以氧化物夹杂形式存在 的化合氧‚总氧含量在很大程度上能反映钢中夹杂 物含量‚图1给出了喂线前后钢中的总氧含量． 从图中可以看出各炉钢水中总氧含量在喂硅钙 线后都有大幅下降‚6个取样炉次 LF 精炼后的平均 总氧含量为37×10—6‚VD 喂线后的平均总氧含量 第31卷 增刊1 2009年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31Suppl．1 Dec．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．s1．027