CN101831598A - 一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢，其成分质量百分比为：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，其余为Fe和不可避免的杂质元素，生产方法包括炼钢、连铸和热轧，炼钢过程采用LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间≥12min；连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃；热轧工艺过程中采用控轧控冷工艺，铸坯出炉温度≥1230℃，精轧终轧温度控制在830～880℃范围之间，卷取温度控制在600～640℃之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种在硫酸露点环境下可保证优良耐硫酸露点腐蚀性的低合金钢及其生产方法。
背景技术
在工业生产中，由于燃油或燃煤锅炉的重油或煤中通常含有2％～3％的硫，经燃烧后烟气中就会有约0.2％的二氧化硫，其中1％～2％的二氧化硫受灰分和金属氧化物等的催化作用而生成三氧化硫，它再与燃烧气体和空气中所含的水分结合生成硫酸，当环境温度处于150℃以下时，烟气中的硫酸出现露点，硫酸在金属表面凝结并对其产生腐蚀，即所谓硫酸露点腐蚀。
针对硫酸露点腐蚀问题，国内外一直在开发能够在硫酸露点腐蚀环境下长期使用的钢材。例如，新日本制铁株式会社专利02800218.0开发了一种在低温低浓度和高温高浓度下都具有优良的耐硫酸露点腐蚀性能的钢种，这钢种利用一定含量的硅、铜和锑三个元素的复合作用来提高耐硫酸露点腐蚀性能，但在碳含量少的钢种，硅反而是一种使耐硫酸腐蚀性不利的元素。新日本制铁株式会社专利申请(申请号200680006324.X)公开了一种耐硫酸露点腐蚀钢，该钢化学成分较为复杂，且对S、Si的含量要求较为苛刻，增加了钢的冶炼成本；济南钢铁总厂专利90101258.0号开发了一种在普碳钢的基础上添加铜、铬、钒进行微合金化来提高钢材的耐硫酸露点腐蚀性能，但钒在钢中仅仅只起到提高强度作用，综合耐硫酸露点腐蚀性不理想。鞍山钢铁公司专利89109017.7号设计一种铜-铬-稀土系列低合金耐硫酸露点腐蚀用钢，用这种钢制造的锅炉空气预热器比普碳钢的寿命提高2.5倍以上，在实际生产过程中，含稀土的钢将使钢铁冶炼难度加大，钢水稳定性变差，同时影响钢材的加工性能。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生产成本低、冶炼轧制简单且耐硫酸露点腐蚀性能优良的低合金钢，本发明的另一目的是提供该钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢，其成分质量百分比为：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，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
一种生产低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的方法，包括炼钢、连铸和热轧，所述炼钢过程采用LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间≥12min；所述连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃；所述热轧工艺过程中采用控轧控冷工艺，铸坯出炉温度≥1230℃，精轧终轧温度控制在830～880℃范围之间，卷取温度控制在600～640℃之间。
本发明低合金耐硫酸露点腐蚀用钢在腐蚀过程中，在表面能形成一层富集Cu、Sb和S等元素的钝化膜，因而具有较高的耐硫酸露点腐蚀性能。试验表明本钢种在70℃50％的硫酸溶液中浸泡48小时，腐蚀速率为3.26mm/a。
本发明低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的构成元素耐硫酸露点腐蚀性能综合配合，特别是采用与其他不同的S、Sb和Cu配比及其与其他元素的综合配比，而确保其耐硫酸露点腐蚀性能优越。
以济钢同类产品为参照，对8个钢厂的低合金耐硫酸露点腐蚀用钢进行综合耐硫酸露点腐蚀性试验，试验方法依据JB/T 7901-2001确定的原则，同时模拟烤烟炉的工况进行常温(20℃，10％)和工作温度(75℃，40％)时的耐酸性试验。实验结果表明，马鞍山钢铁股份有限公司采用本专利申请方案生产的耐硫酸露点腐蚀钢，耐硫酸露点腐蚀性能最好。检验结果见表1。
表1耐酸钢综合耐硫酸露点腐蚀性实验室检验结果
表中数据计算公式为：
公式中：
S：为耐硫酸露点腐蚀综合性能
Sl：耐酸钢在低温低浓度(20℃，10％硫酸)下的耐硫酸露点腐蚀性能Sh：耐酸钢在中温中浓度(75℃，40％硫酸)下的耐硫酸露点腐蚀性能
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的钢种进行进一步详细说明。
实施例1
本发明一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的化学成分见表1。生产方法包括炼钢、连铸和热轧，采用铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间15min；将钢水在连铸机上浇铸成230mm×1500mm的板坯，连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃。采用控轧控冷工艺对板坯进行热轧，铸坯热装，出炉温度1240℃，粗轧过程中尽量提高第一个轧辊的前三道次压下率；精轧入口温度为1230℃，终轧温度830℃；采用层流冷却模式进行冷却，卷取温度610℃；采用边部加热防止边裂。
本发明的低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的力学性能结果列于表2。从生产的板材上制取4×25×50mm尺寸的长方形试片，浸泡在不同温度和不同浓度的硫酸溶液中模拟钢板的实际腐蚀环境，24小时后，通过测定腐蚀减薄量来衡量钢板的腐蚀速率，试验结果如表3所示。
实施例2
本发明一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的化学成分见表1。生产方法包括炼钢、连铸和热轧，采用铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间18min；将钢水在连铸机上浇铸成240mm×1600mm的板坯，连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃。采用控轧控冷工艺对板坯进行热轧，铸坯热装，出炉温度1250℃，粗轧过程中尽量提高第一个轧辊的前三道次压下率；精轧入口温度为1230℃，终轧温度850℃；采用层流冷却模式进行冷却，卷取温度625℃；采用边部加热防止边裂。
本发明的低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的力学性能结果列于表2。从生产的板材上制取4×25×50mm尺寸的长方形试片，浸泡在不同温度和不同浓度的硫酸溶液中模拟钢板的实际腐蚀环境，24小时后，通过测定腐蚀减薄量来衡量钢板的腐蚀速率，试验结果如表3所示。
实施例3
本发明一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的化学成分见表1。生产方法包括炼钢、连铸和热轧，采用铁水预处理、转炉冶炼、吹氩站、LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间20min；将钢水在连铸机上浇铸成250mm×1800mm的板坯，连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃。采用控轧控冷工艺对板坯进行热轧，铸坯热装，出炉温度1250℃，粗轧过程中尽量提高第一个轧辊的前三道次压下率；精轧入口温度为1230℃，终轧温度880℃；采用层流冷却模式进行冷却，卷取温度640℃；采用边部加热防止边裂。
本发明的低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的力学性能结果列于表2。从生产的板材上制取4×25×50mm尺寸的长方形试片，浸泡在不同温度和不同浓度的硫酸溶液中模拟钢板的实际腐蚀环境，24小时后，通过测定腐蚀减薄量来衡量钢板的腐蚀速率，试验结果如表3所示。
表1实施例低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的化学成分，wt％
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Als | Ni | Cu | Cr | Sb |
| 1 | 0.054 | 0.29 | 0.52 | 0.015 | 0.019 | 0.040 | 0.12 | 0.37 | 0.75 | 0.11 |
| 2 | 0.02 | 0.13 | 0.43 | 0.021 | 0.014 | 0.025 | 0.27 | 0.48 | 0.56 | 0.06 |
| 3 | 0.08 | 0.35 | 0.98 | 0.009 | 0.025 | 0.032 | 0.23 | 0.32 | 0.93 | 0.15 |
表2实施例低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的力学性能
| 实施例 | 屈服强度ReL/MPa | 抗拉强度Rm/MPa | 延伸率A/％ |
| 1 | 386 | 480 | 38.3 |
| 2 | 375 | 465 | 40.0 |
| 3 | 400 | 495 | 31.5 |
表3实施例低合金耐硫酸露点腐蚀用钢的耐硫酸露点腐蚀试验结果
从上述实施案例看出，本发明研制的钢板的力学性能均满足企业标准，在70℃50％硫酸溶液中浸泡24小时的腐蚀速率仅为4.97mm/a，说明钢板在具有良好的力学性能的同时具有优良的耐硫酸露点腐蚀性能。
上述说明仅对本发明进行了具体的示例性描述，需要说明的是本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的技术构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的技术构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种低合金耐硫酸露点腐蚀用钢，其成分质量百分比为：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，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
2.一种生产如权利要求1所述电工钢板的方法，包括炼钢、连铸和热轧，其特征在于：
所述炼钢过程采用LF炉精炼，LF炉出站前喂FeS线，将[S]调至目标值，弱搅时间≥12min；所述连铸工艺过程中中间包温度控制在液相线温度以上15～30℃；所述热轧工艺过程中采用控轧控冷工艺，铸坯出炉温度≥1230℃，精轧终轧温度控制在830～880℃范围之间，卷取温度控制在600～640℃之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100915 |