專利名稱：一種鍋爐用不銹耐酸鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐用不銹耐酸鋼。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，由于燃油或燃煤鍋爐的重油或煤中通常含有2% 3%的硫，經(jīng)燃燒后煙氣中就會(huì)有約O. 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(jié)合生成硫酸，當(dāng)環(huán)境溫度處于150°C以下時(shí)，煙氣中的硫酸出現(xiàn)露點(diǎn)，硫酸在金屬表面凝結(jié)并對(duì)其產(chǎn)生腐蝕，即所謂硫酸露點(diǎn)腐蝕。
針對(duì)硫酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外一直在開發(fā)能夠在硫酸露點(diǎn)腐蝕環(huán)境下長(zhǎng)期使用的鋼材。例如，新日本制鐵株式會(huì)社專利02800218. 0開發(fā)了一種在低溫低濃度和高溫高濃度下都具有優(yōu)良的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能的鋼種，這鋼種利用一定含量的硅、銅和銻三個(gè)元素的復(fù)合作用來(lái)提高耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能，但在碳含量少的鋼種，硅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(huì)社專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00680006324. X)公開了一種耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼，該鋼化學(xué)成分較為復(fù)雜，且對(duì)S、Si的含量要求較為苛刻，增加了鋼的冶煉成本；濟(jì)南鋼鐵總廠專利90101258. O號(hào)開發(fā)了一種在普碳鋼的基礎(chǔ)上添加銅、鉻、釩進(jìn)行微合金化來(lái)提高鋼材的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能，但釩在鋼中僅僅只起到提高強(qiáng)度作用， 綜合耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性不理想。鞍山鋼鐵公司專利89109017. 7號(hào)設(shè)計(jì)一種銅-鉻-稀土系列低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕用鋼，用這種鋼制造的鍋爐空氣預(yù)熱器比普碳鋼的壽命提高2. 5 倍以上，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，含稀土的鋼將使鋼鐵冶煉難度加大，鋼水穩(wěn)定性變差，同時(shí)影響鋼材的加工性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種鍋爐用不銹耐酸鋼，該鋼改變傳統(tǒng)耐酸鋼的設(shè)計(jì)，而采用不銹鋼的設(shè)計(jì)，并通過(guò)對(duì)合金元素的調(diào)整，提高其耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性，使得其適于鍋爐使用。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C0.06 0. 08%，Mn 1.2 1.4%，Si 0. 2-0. 3%,S ^0. 020%,P ^ 0. 02%,Cr 18 20%， Ni 3. 5 4. 5%, Mo0. 8 1. 0%, Cu 0. 6 1. 2%, Ti 0. 2 0. 4%, Nb O.1 0. 2%, Sn0. 2 0.4%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中Sn Cu Ti Ni含量的比例為約 2 : 6 : 2 :10
優(yōu)選，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C 0. 07%,Mn1. 3%, Si0. 25%, S~ 0. 020%,P~ 0. 02%, Cr 19%, Ni 4. 0%,Mo 0. 9%, Cu 0. 9%, Ti 0. 3%, Nb 0. 15%, Sn 0. 3%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
該鋼可采用如下生產(chǎn)方法制備
I)冶煉采用轉(zhuǎn)爐+V0D+LF爐冶煉不銹鋼，在LF爐中精確微調(diào)Sn含量滿足上述范圍；
2)板坯連鑄控制中間包過(guò)熱度為50 60°C左右，拉速1. O 2. O米/分鐘，其液面保護(hù)渣厚度控制在6 8毫米；
3)熱軋將連鑄板坯切割后放入加熱爐加熱；加熱到1250°C 1270°C ;并保溫約 20 30分鐘；控制開軋溫度在1180 1200°C左右，控制終軋溫度在900 930°C左右；軋至規(guī)定厚度即得本發(fā)明不銹鋼。
本發(fā)明中各合金元素的作用及機(jī)理
C C是提高強(qiáng)度最經(jīng)濟(jì)有效的合金元素，但C含量過(guò)高對(duì)鋼的焊接性能不利，并且會(huì)促進(jìn)珠光體轉(zhuǎn)變，降低鋼的耐酸性腐蝕性能。
Mn =Mn主要固溶于鐵素體中以提高材料的強(qiáng)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。
S1:Si在鋼中不形成碳化物，是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的彈性極限，故Si含量盡不宜過(guò)高。
P P在鋼中容易造成偏析惡化焊接性、顯著降低鋼的低溫沖擊韌性、提高脆性轉(zhuǎn)變溫度，故將P含量控制P < O. 02 %。
Cr，N1:眾所周知，Cr、Ni的搭配是不銹鋼中起到耐腐蝕性能作用的主要元素，其作用機(jī)理等不再贅述，本發(fā)明綜合各方面性能考慮，將Cr含量控制為18 20%，Ni 3. 5 4.5 %，特別是本發(fā)明由于創(chuàng)造性地加入適量Sn (后面將敘述)，使得Ni的使用量大幅降低， 從而節(jié)省成本。
Mo Mo能夠增加鋼的淬透性，顯著提高鋼的強(qiáng)度。同時(shí)，Mo也能顯著提高鋼的耐腐蝕能力。但過(guò)高的Mo會(huì)使鋼的低溫韌性顯著惡化。過(guò)量的Mo也會(huì)在鋼焊接時(shí)形成馬氏體，導(dǎo)致焊接接頭脆性的增加。
Cu，Ti和Nb :鍋爐鋼在使用過(guò)程中，遇酸在表面能形成一層富集Cu、Ti和Nb等元素的鈍化膜，因而具有較高的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能。
Sn :現(xiàn)有技術(shù)中，通常認(rèn)為Sn在鋼中是有害元素，應(yīng)該盡量避免其在鋼中的含量太高，但本發(fā)明創(chuàng)造性的在鍋爐用鋼中專門添加O. 3 O. 5%的Sn，發(fā)現(xiàn)其與Cr、Cu、T1、Nb 共同作用可提高鋼的耐酸腐蝕性，并且添加少量的Sn，可以節(jié)省昂貴的Ni。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
I)本發(fā)明通過(guò)對(duì) 合金元素的合理設(shè)計(jì)和搭配，使得各合金元素起到協(xié)同作用效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，使得本發(fā)明的不銹鋼的性能優(yōu)異。試驗(yàn)表明本鋼種在 700C 50%的硫酸溶液中浸泡48小時(shí)，腐蝕速率低于1. 8mm/a。
2)本發(fā)明通過(guò)在鋼中添加適量的Sn，并且配合調(diào)整鎳、銅、鈦、鈮的含量，控制錫、 銅、鈦、鈮四者的添加比例。使得該鋼除了 Cr起到主要發(fā)揮耐腐蝕作用外，錫、銅、鈦、鈮四者協(xié)同作用為Cr元素的作用形成補(bǔ)充，使得其耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能增強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C O. 06%, Mn1. 4%, Si O. 2%, S ^ O. 020%, P ^ O. 02%, Cr 20%, Ni 3. 5%, Mo1.0%, Cu O. 6%, Ti O. 2 %, Nb O. 1%, Sn O. 2 %，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
實(shí)施例二
—種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C O. 08%，Mn1. 2%, Si O. 3%, S ≤ O. 020%, P ≤ O. 02%, Cr 18%, Ni 4. 5%, Mo O. 8%, Cu1. 2%, Ti O. 4%, Nb O. 2%, Sn O. 4%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
實(shí)施例三
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C O. 07%, Mn1. 3%, Si O. 25%, S ≤ O. 020%, P ≤ O. 02%, Cr 19%, Ni 4. 0%, MoO.9%, Cu O. 9%, Ti O. 3%, Nb O. 15%, Sn O. 3%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐用不銹耐酸鋼，其特征在于，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成c O. 06 O. 08%, Mn1. 2 1. 4%，Si O. 2 O. 3%，S 彡 O. 020%, P 彡 O. 02%, Cr 18 20%，Ni 3. 5 4. 5%, Mo O. 8 1. 0%, Cu O. 6 1. 2%, Ti O. 2 O. 4%, Nb O.1 0.2%，Sn O. 2 O. 4%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中Sn : Cu : T1: Ni含量的比例為約2 : 6 : 2 :1。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鍋爐用不銹耐酸鋼，其特征在于，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C O. 07%,Mn1. 3%, Si O. 25%, S ^ O. 020%,P ^ O. 02%,Cr 19%, Ni 4. 0%, Mo O. 9%, Cu可避免的雜質(zhì)。O. 9%, Ti O. 3%, Nb O. 15%, Sn 0.3%，其余為 Fe 及不
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成C 0.06～0.08％，Mn 1.2～1.4％，Si 0.2～0.3％，S≤0.020％，P≤0.02％，Cr 18～20％，Ni 3.5～4.5％，Mo 0.8～1.0％，Cu 0.6～1.2％，Ti 0.2～0.4％，Nb 0.1～0.2％，Sn 0.2～0.4％，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；其中Sn∶Cu∶Ti∶Ni含量的比例為約2∶6∶2∶1。
文檔編號(hào)C22C38/50GK103060712SQ20121059509
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者胡競(jìng)之 申請(qǐng)人:寧波市瑞通新材料科技有限公司