一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼及其生產方法

2023-05-08 04:30:51

專利名稱：：一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼及其生產方法
技術領域：
：本發明涉及一種在硫酸露點環境下可保證優良耐硫酸露點腐蝕性的低合金鋼及其生產方法。
背景技術：
：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，即所謂硫酸露點腐蝕。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。
發明內容本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種生產成本低、冶煉軋制簡單且耐硫酸露點腐蝕性能優良的低合金鋼，本發明的另一目的是提供該鋼板的生產方法。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼，其成分質量百分比為C(0.10%,SiO.100.40%,MnO.401.00%，P彡0.025%，S^0.035%,AlsO.0250.040%,NiO.100.30，CuO.300.50，CrO.501.00，SbO.040.15，其餘為Fe和不可避免的雜質元素。—種生產低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的方法，包括煉鋼、連鑄和熱軋，所述煉鋼過程採用LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間彡12min；所述連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上1530°C；所述熱軋工藝過程中採用控軋控冷工藝，鑄坯出爐溫度>1230°C，精軋終軋溫度控制在830880°C範圍之間，卷取溫度控制在600640°C之間。本發明低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼在腐蝕過程中，在表面能形成一層富集Cu、Sb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。試驗表明本鋼種在70°C50%的硫酸溶液中浸泡48小時，腐蝕速率為3.26mm/a。本發明低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的構成元素耐硫酸露點腐蝕性能綜合配合，特別是採用與其他不同的S、Sb和Cu配比及其與其他元素的綜合配比，而確保其耐硫酸露點腐蝕性能優越。以濟鋼同類產品為參照，對8個鋼廠的低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼進行綜合耐硫酸露點腐蝕性試驗，試驗方法依據JB/T7901-2001確定的原則，同時模擬烤菸爐的工況進行常溫(20°C，10%)和工作溫度(75°C，40%)時的耐酸性試驗。實驗結果表明，馬鞍山鋼鐵股份有限公司採用本專利申請方案生產的耐硫酸露點腐蝕鋼，耐硫酸露點腐蝕性能最好。檢驗結果見表1。表1耐酸鋼綜合耐硫酸露點腐蝕性實驗室檢驗結果tableseeoriginaldocumentpage4表中數據計算公式為formulaseeoriginaldocumentpage4公式中S為耐硫酸露點腐蝕綜合性能S1耐酸鋼在低溫低濃度(20°C，10%硫酸)下的耐硫酸露點腐蝕性能Sh耐酸鋼在中溫中濃度(75°C，40%硫酸)下的耐硫酸露點腐蝕性能具體實施例方式下面通過實施例對本發明的鋼種進行進一步詳細說明。實施例1本發明一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的化學成分見表1。生產方法包括煉鋼、連鑄和熱軋，採用鐵水預處理、轉爐冶煉、吹氬站、LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間15min；將鋼水在連鑄機上澆鑄成230mmX1500mm的板坯，連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上1530°C。採用控軋控冷工藝對板坯進行熱軋，鑄坯熱裝，出爐溫度1240°C，粗軋過程中儘量提高第一個軋輥的前三道次壓下率；精軋入口溫度為1230°C，終軋溫度830°C；採用層流冷卻模式進行冷卻，卷取溫度610°C；採用邊部加熱防止邊裂。本發明的低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的力學性能結果列於表2。從生產的板材上製取4X25X50mm尺寸的長方形試片，浸泡在不同溫度和不同濃度的硫酸溶液中模擬鋼板的實際腐蝕環境，24小時後，通過測定腐蝕減薄量來衡量鋼板的腐蝕速率，試驗結果如表3所示。實施例2本發明一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的化學成分見表1。生產方法包括煉鋼、連鑄和熱軋，採用鐵水預處理、轉爐冶煉、吹氬站、LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間18min；將鋼水在連鑄機上澆鑄成240mmX1600mm的板坯，連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上1530°C。採用控軋控冷工藝對板坯進行熱軋，鑄坯熱裝，出爐溫度1250°C，粗軋過程中儘量提高第一個軋輥的前三道次壓下率；精軋入口溫度為1230°C，終軋溫度850°C；採用層流冷卻模式進行冷卻，卷取溫度625°C；採用邊部加熱防止邊裂。本發明的低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的力學性能結果列於表2。從生產的板材上製取4X25X50mm尺寸的長方形試片，浸泡在不同溫度和不同濃度的硫酸溶液中模擬鋼板的實際腐蝕環境，24小時後，通過測定腐蝕減薄量來衡量鋼板的腐蝕速率，試驗結果如表3所示。實施例3本發明一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的化學成分見表1。生產方法包括煉鋼、連鑄和熱軋，採用鐵水預處理、轉爐冶煉、吹氬站、LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間20min；將鋼水在連鑄機上澆鑄成250mmX1800mm的板坯，連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上1530°C。採用控軋控冷工藝對板坯進行熱軋，鑄坯熱裝，出爐溫度1250°C，粗軋過程中儘量提高第一個軋輥的前三道次壓下率；精軋入口溫度為1230°C，終軋溫度880°C；採用層流冷卻模式進行冷卻，卷取溫度640°C；採用邊部加熱防止邊裂。本發明的低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的力學性能結果列於表2。從生產的板材上製取4X25X50mm尺寸的長方形試片，浸泡在不同溫度和不同濃度的硫酸溶液中模擬鋼板的實際腐蝕環境，24小時後，通過測定腐蝕減薄量來衡量鋼板的腐蝕速率，試驗結果如表3所示。表1實施例低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的化學成分，Wt%tableseeoriginaldocumentpage6表2實施例低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的力學性能tableseeoriginaldocumentpage6表3實施例低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼的耐硫酸露點腐蝕試驗結果腐蝕速率(mm/a)—tableseeoriginaldocumentpage6從上述實施案例看出，本發明研製的鋼板的力學性能均滿足企業標準，在700C50%硫酸溶液中浸泡24小時的腐蝕速率僅為4.97mm/a，說明鋼板在具有良好的力學性能的同時具有優良的耐硫酸露點腐蝕性能。上述說明僅對本發明進行了具體的示例性描述，需要說明的是本發明具體的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的技術構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的技術構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。權利要求一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼，其成分質量百分比為C≤0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.40～1.00％，P≤0.025％，S≤0.035％，Als0.025～0.040％，Ni0.10～0.30，Cu0.30～0.50，Cr0.50～1.00，Sb0.04～0.15，其餘為Fe和不可避免的雜質元素。2.—種生產如權利要求1所述電工鋼板的方法，包括煉鋼、連鑄和熱軋，其特徵在於所述煉鋼過程採用LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間彡12min；所述連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上1530°C；所述熱軋工藝過程中採用控軋控冷工藝，鑄坯出爐溫度>1230°C，精軋終軋溫度控制在830880°C範圍之間，卷取溫度控制在600640°C之間。全文摘要本發明公開了一種低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼，其成分質量百分比為C≤0.10％，Si0.10～0.40％，Mn0.40～1.00％，P≤0.025％，S≤0.035％，Als0.025～0.040％，Ni0.10～0.30，Cu0.30～0.50，Cr0.50～1.00，Sb0.04～0.15，其餘為Fe和不可避免的雜質元素，生產方法包括煉鋼、連鑄和熱軋，煉鋼過程採用LF爐精煉，LF爐出站前餵FeS線，將[S]調至目標值，弱攪時間≥12min；連鑄工藝過程中中間包溫度控制在液相線溫度以上15～30℃；熱軋工藝過程中採用控軋控冷工藝，鑄坯出爐溫度≥1230℃，精軋終軋溫度控制在830～880℃範圍之間，卷取溫度控制在600～640℃之間。文檔編號C22C38/60GK101831598SQ20101018797公開日2010年9月15日申請日期2010年5月26日優先權日2010年5月26日發明者劉國平,劉永剛,張宜,張建,張曉峰,張武,方政,楊興亮,舒宏富,趙勇,馬玉平申請人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司