專利名稱：一種低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Cu-Cr-RE系列低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼(以下簡稱Cu-Cr-RE鋼)，特別適用于制造鍋爐空氣預(yù)熱器及其它接觸二氧化硫、三氧化硫氣氛，受硫酸露點(diǎn)腐蝕的設(shè)備部件。
鍋爐通常所用的燃料如重油、煤中都含有一定量的硫(S)，硫燃燒生成二氧化硫(SO2)，其中一部分還會(huì)再氧化生成三氧化硫(SO2)，三氧化硫與煙氣中的水蒸汽結(jié)合成為硫酸蒸汽(H2SO4)，在鍋爐的低溫部位如空氣預(yù)熱器，當(dāng)其金屬表面溫度低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，硫酸就會(huì)凝結(jié)在金屬表面上，引起硫酸露點(diǎn)腐蝕。
目前，世界上多數(shù)鍋爐所設(shè)置的空氣預(yù)熱器采用普碳鋼制造，耐低溫硫酸露點(diǎn)腐蝕性能差，使用壽命短，更換頻繁?？諝忸A(yù)熱氣腐蝕漏泄不僅降低鍋爐的熱效率，而且增加大量的檢修費(fèi)用，甚至造成停產(chǎn)損失。不僅是鍋爐，其它接觸二氧化硫、三氧化硫氣氛，受硫酸露點(diǎn)腐蝕的設(shè)備部件也同樣存在類似的問題。為了解決上述問題，各國專家都進(jìn)行了不懈的努力，相繼地研制出一些鋼種，其中有代表性的是美國專利US3443934號(hào)的“含Cu、Cr、Sn(或Sb)的耐硫酸腐蝕鋼”，這種鋼含有一定量的Sn或Sb，成本較高。基于這種情況，本發(fā)明人研制出一種Cu-Cr-RE鋼，它不使用價(jià)格昂貴的Sn或Sb以及Ni等，Cr的加入量較少，最具特點(diǎn)的是它加入了一定量的RE元素，具有優(yōu)異的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能及合金元素用量少、冶煉工藝簡單，成本低廉、機(jī)械性能良好等特點(diǎn)。
在低合金鋼中，Cu的加入不僅能使鋼產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，提高鋼的屈強(qiáng)比及疲勞強(qiáng)度，而且提高鋼的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能。少量Cu的加入，在鋼中以彌散狀態(tài)存在，起微陰極作用，F(xiàn)e基則為微陽極。在腐蝕過程中，隨著Fe的腐蝕在Fe氧化層和基體之間形成富Cu層，這個(gè)富Cu層能阻滯或延緩腐蝕的進(jìn)行;Cr的加入是利用其所特有的優(yōu)異的純化性能，可使Fe基合金產(chǎn)生一鈍化層，阻滯陽極過程，從而抑制腐蝕的發(fā)展;RE的加入，可以細(xì)化晶粒，提高鋼的均勻性，改善夾雜物形狀。經(jīng)試驗(yàn)研究表明RE的加入對(duì)提高鋼耐硫酸腐蝕性能有著及其顯著的作用。通過Cu、Cr和RE元素在鋼中的加入及其適當(dāng)?shù)呐浔?，以及?duì)S、Si、P的適當(dāng)控制，可使Cu-Cr-RE系列低合金鋼具有良好的機(jī)械、工藝性能和極其優(yōu)異的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能。
本發(fā)明所提出的Cu-Cr-RE鋼的化學(xué)成分如下C≤0.13%，S＝0.2%～0.8%，Mn＝0.2%～1.0%，P≤0.035%，S＝0.01%～0.035%，Cu＝0.2%～0.4%，Cr＝0.4%～1.0%，RE≤0.2%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明所提出的Cu-Cr-RE鋼，可在平爐或轉(zhuǎn)爐上按常規(guī)優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼生產(chǎn)工藝冶煉，如采用爐外精煉則可進(jìn)一步提高其綜合性能。在冶煉過程中，Cu、Cr在爐內(nèi)加入，RE可在出鋼過程中或出鋼后的鋼包中加入，采用下注法澆注，鋼錠脫膜后熱送初軋，控制均熱爐呈中性或還原性氣氛，盡量減少待軋時(shí)間，最后按優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼工藝軋制成材。
本發(fā)明的Cu-Cr-RE鋼的特點(diǎn)結(jié)合實(shí)施例說明如下國內(nèi)某電廠燃油鍋爐，使用含硫0.5%的重油，由于這種油酸值高，煤油廠在煉制過程中加入了大量的堿(NaOH)，結(jié)果造成該電廠鍋爐受熱面嚴(yán)重結(jié)渣，被迫在運(yùn)行中采用低溫水沖洗，致使鍋爐尾部受熱面嚴(yán)重腐蝕，其中的空氣預(yù)熱器3～4年更換一次。在這種情況下，本發(fā)明人推薦使用Cu-Cr-RE鋼代替原碳素鋼制造空氣預(yù)熱器，所推薦鋼種的化學(xué)成分為C＝0.1%，Si＝0.38%，Mn＝0.56%，P＝0.012%，S＝0.0265%，Cu＝0.295%，Cr＝0.638%，RE＝0.106%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。其機(jī)械性能與A3鋼的比較情況如下表Cu-Cr-RE鋼與A3鋼機(jī)械性能對(duì)比表1
在進(jìn)行Cu-Cr-RE鋼試驗(yàn)中，也與Cu-Cr鋼進(jìn)行了比較，表2給出了Cu-Cr-RE鋼與Cu-Cr鋼及A3鋼的耐硫酸和硫酸露點(diǎn)腐蝕的試驗(yàn)結(jié)果
從表2可以看到，在濃度為20%與40%的硫酸條件下，Cu-Cr-RE鋼的耐腐蝕率分別為A3鋼的19倍和14倍;在濃度為85%的流酸加活性炭條件下，Cu-Cr-RE鋼的耐腐蝕率為A3鋼的3.8倍。從表2還可以看到，加RE元素的Cu-Cr-RE鋼比不加RE元素的Cu-Cr鋼耐腐蝕率有顯著提高。
本推薦鋼種在該電廠鍋爐空氣預(yù)熱部位進(jìn)行了5688小時(shí)掛片試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列如表3。
Cu-Cr-RE鋼與A3鋼、Cu-Cr鋼掛片試驗(yàn)結(jié)果表3
從表3中可以看出，Cu-Cr-RE鋼耐腐蝕率為A3鋼的3.5倍;加RE元素的Cu-Cr-RE鋼與不加RE元素的Cu-Cr鋼比較，其耐腐蝕率提高15%。以上結(jié)果表明，使用Cu-Cr-RE鋼代替A3鋼制造鍋爐空氣預(yù)熱器可延長使用壽命2.5倍。
權(quán)利要求
1.一種Cu-Cr-RE系列低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼，其特征在于其化學(xué)成分組成為C≤0.13%，S=0.2%～0.8%，Mn=0.2%～1.0%，P≤0.035%，S=0.01%～0.035%，Cu=0.2%～0.4%，Cr=0.4%～1.0%，RE≤0.2%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
一種Cu-Cr-RE系列低合金耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼，適于制造鍋爐空氣預(yù)熱器和其它接觸二氧化硫、三氧化硫氣氛，易發(fā)生硫酸露點(diǎn)腐蝕的設(shè)備部件。具有優(yōu)異的耐硫酸露點(diǎn)腐蝕性能及含金元素用量少、冶煉工藝簡單、成本低廉、機(jī)械性能良好等優(yōu)點(diǎn)。用這種鋼制造鍋爐空氣預(yù)熱器可比A
文檔編號(hào)C22C38/20GK1052150SQ8910901
公開日1991年6月12日 申請(qǐng)日期1989年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月30日
發(fā)明者汪昔奇, 姚光任, 孫本良, 梁爾純 申請(qǐng)人:鞍山鋼鐵公司, 鞍山鋼鐵公司第一發(fā)電廠, 鞍山鋼鐵公司鋼鐵研究所