CN104046913A - 不锈钢材料的应用和一种烟道及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道防腐中的应用。本发明还提供了一种烟道，其包括烟道基体层（3）和防腐内衬层，防腐内衬层设置在烟道基体层（3）的内表面，防腐内衬层的材质为不锈钢材料，不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。本发明还提供了烟道的制作方法。本发明烟道制作方法简单，易于控制，具有很好的耐腐蚀、耐高温、抗冲击能力性能，成本较低，能够很好的解决烟道腐蚀问题，具有广泛的应用价值。

Description

不锈钢材料的应用和一种烟道及其制作方法

技术领域

本发明属于烟道防腐领域，涉及一种不锈钢材料的应用和一种烟道及其制作方法。

背景技术

现有烧结烟气脱硫主要采用湿法烟气脱硫技术，其烧结烟气经除尘后通过烟道进入洗涤塔或吸收塔，而烧结烟气温度一般在120-180℃，且含有大量SO₂、SO₃、HCl等酸性气体以及粉尘，湿度大，已形成稀酸环境，附着在烟道内壁，对烟道产生强烈的腐蚀性。

现有技术中已公开多种防腐材料，如专利申请CN101591568A公开了一种表面改性聚四氟乙烯面层防腐材料，其主要利用机械、物理方法对聚四氟乙烯进行表面粗糙化处理，然后进行钠-萘化学处理，在其表面分子链上导入极性基团获得；专利申请CN1740253A公开了一种主要以碱金属硅酸盐和有机硅为成膜剂、磷酸盐为固化剂、纤维和鳞片为增强材料、硅质粉末为级配填料、铝酸盐为微膨胀剂的防腐涂料；专利申请CN102702963A公开了一种含硫烟道防腐涂料，其包括无机聚合物、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、石英粉、石墨粉、碳化硅和烟道灰；专利申请CN1861718A公开了一种乙烯基酯树脂玻璃鳞片涂料，其由乙烯基酯树脂、助剂、颜料、玻璃鳞片、触变剂、填料、溶剂、促进剂和固化剂组成。将前述各种防腐材料设置在烟道基体层的内表面制作成烟道，用于烧结烟气形成的高温和稀酸腐蚀环境中时，前述各种防腐材料均存在腐蚀脱落或变形现象，进而对烟道基体层（例如烟道碳钢壁）产生腐蚀甚至穿透，造成停产，严重影响脱硫系统的平稳运行，并增加系统检修和整个脱硫运行的成本。以哈氏合金C-276为脱硫系统入口烟道内衬材料设置在烟道基体层的内表面制作成烟道，虽然具有一定的耐腐蚀性能，但由于哈氏合金C-276价格过于昂贵，造成整个脱硫运行成本的增加。

现有技术存在的上述不足给许多厂家带来了很大的困扰，因此，研发一种耐高温、耐腐蚀性好且成本不高，能够适用于烧结烟气形成的高温和稀酸腐蚀环境的烟道，具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道防腐中的应用和一种烟道及其制作方法。

本发明的发明人在研究中意外发现，将以不锈钢材料（含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%）为材质的防腐内衬层设置在烟道基体层内表面制作成的烟道，尤其是以254SMO为材质的防腐内衬层设置在烟道基体层内表面制作成的烟道，作为烧结烟气脱硫入口烟道，应用于烧结烟气形成的高温和稀酸腐蚀环境中6个月内，烟道防腐内衬层表面仍不会出现腐蚀现象，具有很好的耐腐蚀、耐高温性能，而且254SMO价格便宜，成本低，很好的解决了烟道腐蚀问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道防腐中的应用，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

另一方面，本发明提供了一种烟道，所述烟道包括烟道基体层和防腐内衬层，所述防腐内衬层设置在所述烟道基体层的内表面，所述防腐内衬层的材质为不锈钢材料，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

再一方面，本发明还提供了一种烟道的制作方法，该方法包括将防腐内衬层设置在烟道基体层的内表面，所述防腐内衬层的材质为不锈钢材料，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

本发明将前述不锈钢材料作为烟道防腐内衬层设置在烟道基体层内表面制作成烟道，应用于烧结烟气形成的高温和稀酸腐蚀环境6个月内，烟道防腐内衬层表面不会出现腐蚀现象，有效保证了脱硫系统的平稳运行，解决了因烟道腐蚀泄露造成的停产问题，降低了系统检修及整个脱硫运行的成本，具有广泛的应用价值。而且，本发明烟道，制作方法简单，易于控制，具有很好的耐腐蚀、耐高温、抗冲击能力性能，成本较低，能够很好的解决烟道腐蚀问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明烟道的俯视结构示意图。

图2是本发明烟道的正面结构示意图。

附图标记说明

1为第一内衬部分；2为第二内衬部分；3为烟道基体层。

具体实施方式

以下结合图1和图2，对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道防腐中的应用，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

本发明应用中，为了进一步提高不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道中的耐高温、耐腐蚀性能，优选情况下，不锈钢材料为254SMO。为了更好更方便地将254SMO应用于烟道中，进一步优选地，254SMO的厚度为1-2mm，更优选地，254SMO的厚度为1.5mm。

如图1和图2所示，本发明提供了一种烟道，其包括烟道基体层3和防腐内衬层，防腐内衬层设置在烟道基体层3的内表面，防腐内衬层的材质为不锈钢材料，不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

本发明烟道中，为了进一步提高烟道的耐高温、耐腐蚀性能，优选情况下，防腐内衬层的材质为254SMO。进一步优选地，254SMO的厚度为1-2mm，更优选地，254SMO的厚度为1.5mm。

本发明烟道中，烟道基体层3的厚度通常为6-10mm。

根据本发明的一种实施方式，本发明烟道中，防腐内衬层包括互相焊接在一起的第一内衬部分1和第二内衬部分2。优选地，第一内衬部分1和第二内衬部分2通过氩弧搭焊焊接在一起。

本发明烟道中，第一内衬部分1和第二内衬部分2之间没有先后和主次要之分，只是为了区别进行焊接的两部分防腐内衬层。

本发明烟道中，在氩弧搭焊焊接时，为了进一步提高焊接效果，使第一内衬部分1和第二内衬部分2之间焊接稳定牢固，并保证焊接部位的内衬材料金相结构未发生变化，进而提高烟道的耐高温、耐腐蚀性能，优选情况下，氩弧搭焊的搭焊量为20-25mm，焊接电流为90-110A。

本发明烟道中，氩弧搭焊优选包括对第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位进行密封焊，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝优选为1.6-1.8mmA042，密封焊焊丝优选为1.6-1.8mmC276。

本发明烟道中，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊时，可以在第一内衬部分1和第二内衬部分2成垂直角度交接处设置塞焊孔，优选情况下，塞焊孔尺寸为10-15mm，孔间距为300-400mm。

本发明烟道中，优选情况下，还包括在氩弧搭焊前，对第一内衬部分1和第二内衬部分2待焊接的部位的30mm范围内用丙酮或工业酒精清洗，用于去除内衬材料表面的油类、锈斑等污物。

本发明烟道中，优选情况下，还包括在氩弧搭焊完后，对第一内衬部分1和第二内衬部分2焊接的部位进行打磨处理，以消除应力作用产生的腐蚀。

本发明还提供了一种烟道的制作方法，该方法包括将防腐内衬层设置在烟道基体层3的内表面，防腐内衬层的材质为不锈钢材料，不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。优选情况下，防腐内衬层的材质为254SMO。

本发明制作方法中，防腐内衬层过厚时会增加成本，防腐内衬层过薄时又不利于焊接。因此，为了兼顾成本和焊接方便，优选情况下，254SMO的厚度为1-2mm，更优选为1.5mm。

本发明制作方法中，为了将防腐内衬层更好的设置在烟道基体层3的内表面，优选情况下，防腐内衬层包括互相焊接在一起的第一内衬部分1和第二内衬部分2；进一步优选地，第一内衬部分1和第二内衬部分2通过氩弧搭焊焊接在一起。

本领域技术人员应该理解的是，氩弧搭焊是指在普通电弧焊原理的基础上，利用惰性气体氩气对金属焊材进行保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材与空气中的氧气隔离，从而防止了焊材的氧化。

本发明制作方法中，在氩弧搭焊焊接时，为了进一步提高焊接效果，使第一内衬部分1和第二内衬部分2之间焊接稳定牢固，并保证焊接部位的内衬材料金相结构未发生变化，进而提高烟道的耐高温、耐腐蚀性能，优选情况下，氩弧搭焊的搭焊量为20-25mm，焊接电流为90-110A。

本领域技术人员应该理解的是，搭焊量是指两块焊接板叠在一起重叠的量。合适的搭焊量既能保证焊缝的抗拉强度值与母材抗拉强度值相适应，又可获得理想的焊缝外观质量。

本发明制作方法中，氩弧搭焊优选包括对第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位进行密封焊，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝优选为1.6-1.8mmA042，密封焊焊丝优选为1.6-1.8mmC276。

其中，如图1所示，第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位可以理解为第一内衬部分1和第二内衬部分2沿水平方向内衬材料的接触面。如图2所示，第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处可以理解为第一内衬部分1的侧面与第二内衬部分2成垂直角度的交接处。

本发明制作方法中，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊时，可以在第一内衬部分1和第二内衬部分2成垂直角度交接处设置塞焊孔，优选情况下，塞焊孔尺寸为10-15mm，孔间距为300-400mm。

本领域技术人员应该理解的是，强度焊是指保证焊接材料之间连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接；密封焊是指焊件上主要用于防止流体渗漏的焊缝。

本发明制作方法中，优选情况下，还包括在氩弧搭焊前，对第一内衬部分1和第二内衬部分2待焊接的部位的30mm范围内用丙酮或工业酒精清洗，用于去除内衬材料表面的油类、锈斑等污物。

本发明制作方法中，优选情况下，还包括在氩弧搭焊完后，对第一内衬部分1和第二内衬部分2焊接的部位进行打磨处理，以消除应力作用产生的腐蚀。

实施例

以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。

实施例1

本实施例用于说明本发明的烟道及其制作方法。

如图1和图2所示，本实施例的烟道包括烟道基体层3和防腐内衬层，防腐内衬层设置在烟道基体层3的内表面，防腐内衬层包括通过氩弧搭焊互相焊接在一起的第一内衬部分1和第二内衬部分2，防腐内衬层的材质为254SMO，254SMO的厚度为1.5mm。

在氩弧搭焊前，对第一内衬部分1和第二内衬部分2待焊接的部位的30mm范围内用丙酮清洗，用于去除污物；在进行氩弧搭焊时，搭焊量为25mm，焊接电流为100A，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位进行密封焊，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝为1.7mmA042，密封焊焊丝为1.7mmC276其中，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊时，在第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处设置塞焊孔，塞焊孔尺寸为12mm，孔间距为320mm；氩弧搭焊完后，将第一内衬部分1和第二内衬部分2进行焊接的部位进行打磨处理，以消除应力作用产生的腐蚀。

选用本实施例所述烟道作为烧结烟气脱硫入口烟道，使烧结烟气（烟气中含有大量SO₂、SO₃、HCl等酸性气体以及粉尘，湿度为10-12%，且温度为120-200℃，形成稀酸环境，pH小于2）通过上述烟道进入后续有机胺工艺脱硫装置进行烟气脱硫。结果表明，连续送入烧结烟气6个月后，本实施例的烟道防腐内衬层表面仍没有出现腐蚀现象，说明其耐腐蚀、耐高温性能良好，有效保证了脱硫系统平稳运行，解决了因烟道腐蚀泄漏造成的停产问题，降低了系统检修及整个脱硫运行的成本。

实施例2

本实施例用于说明本发明的烟道及其制作方法。

如图1和图2所示，本实施例的烟道包括烟道基体层3和防腐内衬层，防腐内衬层设置在烟道基体层3的内表面，防腐内衬层包括通过氩弧搭焊互相焊接在一起的第一内衬部分1和第二内衬部分2，防腐内衬层的材质为254SMO，254SMO的厚度为1mm。

在氩弧搭焊前，对第一内衬部分1和第二内衬部分2待焊接的部位的30mm范围内用丙酮清洗，用于去除污物；在进行氩弧搭焊时，搭焊量为20mm，焊接电流为90A，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位进行密封焊，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝为1.6mmA042，密封焊焊丝为1.6mmC276其中，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊时，在第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处设置塞焊孔，塞焊孔尺寸为10mm，孔间距为300mm；氩弧搭焊完后，将第一内衬部分1和第二内衬部分2进行焊接的部位进行打磨处理，以消除应力作用产生的腐蚀。

选用本实施例所述烟道作为烧结烟气脱硫入口烟道，使烧结烟气（烟气中含有大量SO₂、SO₃、HCl等酸性气体以及粉尘，湿度为10-12%，且温度为120-200℃，形成稀酸环境，pH小于2）通过上述烟道进入后续有机胺工艺脱硫装置进行烟气脱硫。结果表明，连续送入烧结烟气6个月后，本实施例的烟道防腐内衬层表面仍没有出现腐蚀现象，说明其耐腐蚀、耐高温性能良好，有效保证了脱硫系统平稳运行，解决了因烟道腐蚀泄漏造成的停产问题，降低了系统检修及整个脱硫运行的成本。

实施例3

本实施例用于说明本发明的烟道及其制作方法。

如图1和图2所示，本实施例的烟道包括烟道基体层3和防腐内衬层，防腐内衬层设置在烟道基体层3的内表面，防腐内衬层包括通过氩弧搭焊互相焊接在一起的第一内衬部分1和第二内衬部分2，防腐内衬层的材质为254SMO，254SMO的厚度为2mm。

在氩弧搭焊前，对第一内衬部分1和第二内衬部分2待焊接的部位的30mm范围内用丙酮清洗，用于去除污物；在进行氩弧搭焊时，搭焊量为22mm，焊接电流为110A，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的水平接触部位进行密封焊，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝为1.8mmA042，密封焊焊丝为1.8mmC276其中，对第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊时，在第一内衬部分1和第二内衬部分2的垂直角度交接处设置塞焊孔，塞焊孔尺寸为15mm，孔间距为400mm；氩弧搭焊完后，将第一内衬部分1和第二内衬部分2进行焊接的部位进行打磨处理，以消除应力作用产生的腐蚀。

选用本实施例所述烟道作为烧结烟气脱硫入口烟道，使烧结烟气（烟气中含有大量SO₂、SO₃、HCl等酸性气体以及粉尘，湿度为10-12%，且温度为120-200℃，形成稀酸环境，pH小于2）通过上述烟道进入后续有机胺工艺脱硫装置进行烟气脱硫。结果表明，连续送入烧结烟气6个月后，本实施例的烟道防腐内衬层表面仍没有出现腐蚀现象，说明其耐腐蚀、耐高温性能良好，有效保证了脱硫系统平稳运行，解决了因烟道腐蚀泄漏造成的停产问题，降低了系统检修及整个脱硫运行的成本。

对比例1

本对比例的烟道及其制作方法，除了防腐内衬层的材质为316L不锈钢之外，其他条件与实施例1相同。

选用本对比例所述烟道作为烧结烟气脱硫入口烟道，使烧结烟气（同实施例1）通过上述烟道进入后续有机胺工艺脱硫装置进行烟气脱硫。结果表明，连续送入烧结烟气35天后，本对比例烟道的防腐内衬层表面即出现严重腐蚀现象，出现了因烟道腐蚀泄漏造成的停产问题，影响了脱硫系统平稳运行，增加了系统检修及整个脱硫运行的成本。

将实施例1-3和对比例1比较可知，本发明的烟道，具有很好的耐腐蚀、耐高温性能，能够很好的解决烟道腐蚀问题。将本发明的烟道作为烧结烟气脱硫入口烟道，应用于烧结烟气形成的高温和稀酸腐蚀环境6个月内，烟道的防腐内衬层表面不会出现腐蚀现象，有效保证了脱硫系统的平稳运行，解决了因烟道腐蚀泄露造成的停产问题，降低了系统检修及整个脱硫运行的成本。

将实施例1与对比例1比较可知，选择254SMO作为防腐内衬层，可大大提高烟道的耐腐蚀、耐高温性能，另外，254SMO价格便宜，成本低，能够很好的解决烟道腐蚀问题。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.不锈钢材料在烧结烟气脱硫烟道防腐中的应用，其特征在于，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述不锈钢材料为254SMO，优选所述254SMO的厚度为1-2mm。

3.一种烟道，所述烟道包括烟道基体层（3）和防腐内衬层，所述防腐内衬层设置在所述烟道基体层（3）的内表面，其特征在于，所述防腐内衬层的材质为不锈钢材料，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

4.根据权利要求3所述的烟道，其中，所述防腐内衬层的材质为254SMO。

5.根据权利要求3或4所述的烟道，其中，所述防腐内衬层包括互相焊接在一起的第一内衬部分（1）和第二内衬部分（2）；优选所述第一内衬部分（1）和所述第二内衬部分（2）通过氩弧搭焊焊接在一起。

6.一种烟道的制作方法，该方法包括将防腐内衬层设置在烟道基体层（3）的内表面，其特征在于，所述防腐内衬层的材质为不锈钢材料，所述不锈钢材料含有如下重量百分比的成分：碳0-0.02%，氮0.18-0.22%，锰0-1%，镍17.5-18.5%，硅0-0.8%，磷0-0.03%，硫0-0.01%，铬19.5-20.5%，铜0.5-1%，钼6.0-6.5%。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其中，所述防腐内衬层包括互相焊接在一起的第一内衬部分（1）和第二内衬部分（2）；优选所述第一内衬部分（1）和所述第二内衬部分（2）通过氩弧搭焊焊接在一起。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其中，所述氩弧搭焊的搭焊量为20-25mm，焊接电流为90-110A。

9.根据权利要求7或8所述的制作方法，其中，所述氩弧搭焊包括对所述第一内衬部分（1）和所述第二内衬部分（2）的水平接触部位进行密封焊，对所述第一内衬部分（1）和所述第二内衬部分（2）的垂直角度交接处进行强度焊和密封焊，强度焊焊丝为1.6-1.8mmA042，密封焊焊丝为1.6-1.8mmC276。

10.根据权利要求7或8所述的制作方法，其中，该方法还包括在氩弧搭焊前，对所述第一内衬部分（1）和所述第二内衬部分（2）待焊接的部位的30mm范围内用丙酮或工业酒精清洗；氩弧搭焊完后，再对该部位进行打磨处理。