鈣處理目的
管線鋼中的Al2O3及MnS夾雜對鋼的性能影響很大，為了提高管線鋼抗HIC性能，管線鋼用鈣處理對鋼中Al2O3及MnS夾雜進行變性，改變這兩種夾雜物的形態(tài)和成分，使Al2O3形成低熔點而且硫容量大的鈣鋁酸鹽夾雜物。向鋼液中喂入硅鈣線進行鈣處理具有良好的冶金效果，將鋁脫氧產(chǎn)生的高熔點的Al2O3夾雜物變性為低熔點鈣鋁酸鹽夾雜物（如12CaO•7Al2O3），減少鋼中夾雜物的數(shù)量，提高鋼水的可澆性，減輕水口堵塞，同時高硫容量的鈣鋁酸鹽夾雜物還可以吸附鋼中的硫化物，避免鋼中單獨的硫化物夾雜物生成。對于管線鋼，尤其是輸送含硫氣體的高強韌性管線鋼，需要精確控制鈣的加入量，以完全消除由于塑性MnS夾雜物的存在而導(dǎo)致的氫致裂紋（HIC）。
鋼中的硫含量對鋼板的橫向沖擊韌性影響顯著，同時線形硫化物是裂紋源，易導(dǎo)致氫致裂紋（HIC），尤其當(dāng)輸氣介質(zhì)中含有H2S、CO2等腐蝕性氣體時氫致裂紋更易發(fā)生，因此對高級別管線鋼不僅要求鋼中硫含量小于55×10-6、20×10-6甚至10×10-6，而且在精煉過程中進行鈣處理，以變性線性硫化錳夾雜物為球形的CaS或CaO-Al2O3-CaS復(fù)合夾雜物，提高管線鋼的抗HIC性能。
采用鈣處理方法對鋼中MnS夾雜物和Al2O3夾雜物進行改性具有良好的冶金效果，其原理是通過增加鋼中有效鈣含量，一方面使大顆粒Al2O3夾雜物改性成低熔點低密度的鈣鋁酸鹽復(fù)合夾雜物(如12CaO•7Al2O3)，促進夾雜物上浮，凈化鋼水，提高鋼材質(zhì)量；另一方面，在鋼水凝固過程中提前形成的高熔點CaS質(zhì)點，可以抑制鋼水在此過程中生成MnS的總量和聚集程度，并把MnS部分或全部改性成CaS，即形成細小、單一的CaS相或CaS與MnS的復(fù)合相減少硫化物夾雜物數(shù)量，改變其組成和性質(zhì)，從而凈化鋼水。
夾雜物類型對管線鋼的抗HIC性能有顯著影響。在大多數(shù)情況下，HIC都起源于夾雜物，鋼中的塑性夾雜物和脆性夾雜物是產(chǎn)生HIC的主要根源。分析表明，HIC端口表面有延伸的MnS和Al2O3點鏈狀夾雜物，而SSC的形成與HIC的形成密切相關(guān)。因此，為了提高抗HIC和抗SSC能力，必須盡量減少鋼中的夾雜物、精確控制夾雜物的形態(tài)。鈣處理可以很好地控制鋼中夾雜物的形態(tài)，從而改善管線鋼的抗HIC和SSC能力。
當(dāng)鋼中硫含量為0.002%～0.005%時，隨著Ca/S的增加，鋼的HIC敏感性下降。但是，當(dāng)Ca/S達到一定值時，形成CaS夾雜物，HIC會顯著增加。因此，對于低硫鋼來說，Ca/S應(yīng)控制在一個極其狹窄的范圍內(nèi)，否則，鋼的抗HIC能力明顯減弱在一個更廣的范圍內(nèi)。而對于硫低于0.002%的超低硫鋼，即便形成了CaS夾雜物，由于其含量相對較少，Ca/S可以控制在一個更廣的范圍內(nèi)。
—本文摘自文獻綜述
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