一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法
2023-05-08 04:48:31 1
一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成：C?0.10～0.12％、Mn?0.4～0.5％、Si?0.2～0.3％、S≤0.020％、P≤0.02％、Cr?1.3～1.5％、Mo?0.2～0.3％、Cu?0.6～0.8%、V?0.2～0.3%，其餘為Fe及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟：1)冶煉；2)連鑄：控制澆注溫度為1590℃～1610℃，拉速1.0～2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6～8毫米；3)將連鑄坯加熱：連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到1230℃～1270℃；並保溫20～30分鐘；4)進行軋制：控制開軋溫度在1200℃，控制終軋溫度在950℃，軋至預定厚度即可。
【專利說明】一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵冶金【技術領域】，尤其涉及一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法。
【背景技術】
[0002]在工業生產中，由於燃油或燃煤鍋爐的重油或煤中通常含有2%~3%的硫，經燃燒後煙氣中就會有約0.2%的二氧化硫，其中1%~2%的二氧化硫受灰分和金屬氧化物等的催化作用而生成三氧化硫，它再與燃燒氣體和空氣中所含的水分結合生成硫酸，當環境溫度處於150°C以下時，煙氣中的硫酸出現露點，硫酸在金屬表面凝結並對其產生腐蝕，SP所謂硫酸露點腐蝕。 [0003]針對硫酸露點腐蝕問題，國內外一直在開發能夠在硫酸露點腐蝕環境下長期使用的鋼材。例如，新日本制鐵株式會社專利02800218.0開發了一種在低溫低濃度和高溫高濃度下都具有優良的耐硫酸露點腐蝕性能的鋼種，這鋼種利用一定含量的矽、銅和銻三個元素的複合作用來提高耐硫酸露點腐蝕性能，但在碳含量少的鋼種，矽反而是一種使耐硫酸腐蝕性不利的元素。新日本制鐵株式會社專利申請(申請號200680006324.X)公開了一種耐硫酸露點腐蝕鋼，該鋼化學成分較為複雜，且對S、Si的含量要求較為苛刻，增加了鋼的冶煉成本；濟南鋼鐵總廠專利90101258.0號開發了一種在普碳鋼的基礎上添加銅、鉻、釩進行微合金化來提高鋼材的耐硫酸露點腐蝕性能，但釩在鋼中僅僅只起到提高強度作用，綜合耐硫酸露點腐蝕性不理想。鞍山鋼鐵公司專利89109017.7號設計一種銅-鉻-稀土系列低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼，用這種鋼製造的鍋爐空氣預熱器比普碳鋼的壽命提高2.5倍以上，在實際生產過程中，含稀土的鋼將使鋼鐵冶煉難度加大，鋼水穩定性變差，同時影響鋼材的加工性能。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提出一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，通過對成分的合理設計以及煉鋼工藝的優化，使得鍋爐用鋼的耐酸性能優良，並且生產成本低。
[0005]為達此目的，本發明採用以下技術方案:
[0006]一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成:C
0.10 ~0.12%, Mn 0.4 ~0.5%, Si 0.2 ~0.3%, S ≤0.020%, P ( 0.02%, Cr 1.3 ~
1.5%, Mo 0.2~0.3%、Cu 0.6~0.8%、V 0.2~0.3%，其餘為Fe及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟:
[0007]I)冶煉:採用重量百分比為[Al] < 0.005%的脫氧工藝；開始出爐時按35-45公斤/噸鋼一次性加入石灰進行混衝，並控制液渣層的厚度在20-25毫米；
[0008]2)連鑄:控制澆注溫度為1590°C~1610°C，拉速1.0~2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6~8毫米；
[0009]3)將連鑄坯加熱:連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到1230°C~1270°C ;並保溫20~30分鐘；[0010]4)軋制:控制開軋溫度在1200°C，控制終軋溫度在950°C，軋至預定厚度即可。
[0011]本發明中各合金元素的作用及機理:
[0012]C:C是提高強度最經濟有效的合金元素，但C含量過高對鋼的焊接性能不利，並且會促進珠光體轉變，降低鋼的耐酸性土壤腐蝕性能。因此將C含量控制在0.10~0.12%範圍內。
[0013]Mn =Mn主要固溶於鐵素體中以提高材料的強度，其又是良好的脫氧劑和脫硫劑，含有一定量的錳可以消除或減弱鋼因硫引起的脆性，從而改善鋼的加工性能。但當錳含量較高時，有使鋼晶粒粗化的傾向，冶煉澆鑄和軋後冷卻不當時，容易使鋼產生白點，因此Mn含量不易太高。故Mn含量控制在0.4~0.5%範圍內。
[0014]S1:Si在鋼中不形成碳化物，是以固溶體的形態存在於鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的彈性極限，故Si含量盡不宜過高，控制在Si 0.2~0.3%範圍內。
[0015]P:P是對抗酸性土壤腐蝕性能有利元素，P是陽極去極化劑，鋼中加入P後可以促進鋼的均勻溶解，有助於在鋼表面形成均勻的a-FeOOH鏽層，阻止進一步腐蝕。但是P在鋼中容易造成偏析惡化焊接性、顯著降低鋼的低溫衝擊韌性、提高脆性轉變溫度，故將P含量控制P≤0.02%o
[0016]Cr:Cr是提高耐腐蝕性能的合金元素，同時Cr固溶於鋼中，鋼中加入Cr元素富集於靠近基體的金屬鏽層中，形成緻密、粘附性強、接近於非晶態的穩定鏽層。此種鏽層能夠阻礙腐蝕性介質向基體滲透，使鋼的耐蝕性增加，故將Cr含量控制1.3~1.5%範圍內。
[0017]Mo:Mo能夠增加鋼的淬透性，顯著提高鋼的強度。同時，Mo也能顯著提高鋼的耐腐蝕能力。但過高的Mo會使鋼的低溫韌性顯著惡化。過量的Mo也會在鋼焊接時形成馬氏體，導致焊接接頭脆性的增加，故將Mo含量控制0.2~0.3%範圍內。
[0018]Cu和V:鍋爐鋼在使用過程中，遇酸在表面能形成一層富集Cu、V和S等元素的鈍化膜，因而具有較高的耐硫酸露點腐蝕性能。
[0019]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0020]I)本發明通過對合金元素的合理設計和搭配，使得各合金元素起到協同作用效果，克服了現有技術的各種缺陷，使得本發明的耐酸鋼的性能優異。試驗表明本鋼種在700C 50%的硫酸溶液中浸泡48小時，腐蝕速率低於2.7mm/a。
[0021]2)本發明通過在鋼中添加適量的Mo，並且調整銅、鉻、釩的含量，Mo促進了三者同時發揮抗酸腐蝕作用，並且Mo本身也增強鋼的抗酸腐蝕能力，從而使得鋼的抗酸腐蝕性能增強。
[0022]3 )本發明製備工藝中克服傳統連鑄水冷後再重新加熱的缺陷，連鑄坯切割後在還沒有冷卻到常溫的時候直接進入加熱爐加熱，因此該生產方法節省大量能源，降低製備成本。
【具體實施方式】
[0023]實施例一
[0024]一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成:C0.10%, Mn 0.5%, Si 0.2%, S≤ 0.020%, P ≤ 0.02%, Cr 1.5%, Mo0.2%, Cu 0.8%、V0.2%，其餘為Fe及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟:[0025]I)冶煉:採用重量百分比為[Al] < 0.005%的脫氧工藝；開始出爐時按35公斤/噸鋼一次性加入石灰進行混衝，並控制液渣層的厚度在20-25毫米；
[0026]2)連鑄:控制澆注溫度為1590°C~1610°C，拉速1.0~2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6~8毫米；
[0027]3)將連鑄坯加熱:連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到 12300C 0C ;並保溫30分鐘；
[0028]4)軋制:控制開軋溫度在1200°C，控制終軋溫度在950°C，軋至預定厚度即可。
[0029]實施例二
[0030]一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成:C0.12%, Mn 0.4%, Si 0.3%, S ^ 0.020%, P ^ 0.02%, Cr 1.3%, Mo 0.3%, Cu 0.6%、V0.3%，其餘為Fe及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟:
[0031]I)冶煉:採用重量百分比為[Al] < 0.005%的脫氧工藝；開始出爐時按45公斤/噸鋼一次性加入石灰進行混衝，並控制液渣層的厚度在20-25毫米；
[0032]2)連鑄:控制澆注溫度為1590°C~1610°C，拉速1.0~2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6~8毫米；
[0033]3)將連鑄坯加熱:連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到 12700C ;並保溫20分鐘；
[0034]4)軋制:控制開軋溫度在1200°C，控制終軋溫度在950°C，軋至預定厚度即可。
[0035]實施例三
[0036]一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成:C
0.11%,Mn 0.45%,Si 0.25%,S ^ 0.020%,P ^ 0.02%,Cr 1.4%,Mo 0.25%,Cu 0.7%、V 0.25%，其餘為Fe及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟:
[0037]I)冶煉:採用重量百分比為[Al] < 0.005%的脫氧工藝；開始出爐時按40公斤/噸鋼一次性加入石灰進行混衝，並控制液渣層的厚度在20-25毫米；
[0038]2)連鑄:控制澆注溫度為1590°C~1610°C，拉速1.0~2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6~8毫米；
[0039]3)將連鑄坯加熱:連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到 12500C ;並保溫25分鐘；
[0040]4)軋制:控制開軋溫度在1200°C，控制終軋溫度在950°C，軋至預定厚度即可。
【權利要求】
1.一種鍋爐用耐酸鋼的生產方法，其特徵在於，所述耐酸鋼以重量百分數計由下列組份組成:c 0.10 ~0.12%, Mn 0.4 ~0.5%、Si 0.2 ~0.3%、S ≤ 0.020%, P ( 0.02%,Cr 1.3 ~1.5%, Mo 0.2 ~0.3%, Cu 0.6 ~0.8%、V 0.2 ~0.3%，其餘為 Fe 及不可避免的雜質；所述生產方法包括如下步驟: 1)冶煉:採用重量百分比為[Al]< 0.005%的脫氧工藝；開始出爐時按35-45公斤/噸鋼一次性加入石灰進行混衝，並控制液渣層的厚度在20-25毫米； 2)連鑄:控制澆注溫度為1590°C~1610°C，拉速1.0~2.0米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6~8毫米； 3)將連鑄坯加熱:連鑄後不將連鑄坯冷卻到常溫，切割後直接進入加熱爐加熱；加熱到1230°C~1270°C ;並保溫20~30分鐘； 4)軋制:控制開軋溫度在`1200°C，控制終軋溫度在950°C，軋至預定厚度即可。
【文檔編號】C22C38/24GK103789632SQ201210423946
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優先權日:2012年10月29日
【發明者】錢永清 申請人:無錫市錫山區鵝湖鎮蕩口青蕩金屬製品廠