[发明专利]一种锅炉用耐酸钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种锅炉用耐酸钢的生产方法。

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

本发明的目的在于提出一种锅炉用耐酸钢的生产方法，通过对成分的合理设计以及炼钢工艺的优化，使得锅炉用钢的耐酸性能优良，并且生产成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锅炉用耐酸钢的生产方法，所述耐酸钢以重量百分数计由下列组份组成：C 0.10～0.12％、Mn 0.4～0.5％、Si 0.2～0.3％、S≤0.020％、P≤0.02％、Cr 1.3～1.5％、Mo 0.2～0.3％、Cu 0.6～0.8%、V 0.2～0.3%，其余为Fe及不可避免的杂质；所述生产方法包括如下步骤：

1)冶炼：采用重量百分比为[Al]＜0.005％的脱氧工艺；开始出炉时按35-45公斤/吨钢一次性加入石灰进行混冲，并控制液渣层的厚度在20-25毫米；

2)连铸：控制浇注温度为1590℃～1610℃，拉速1.0～2.0米/分钟，其液面保护渣厚度控制在6～8毫米；

3)将连铸坯加热：连铸后不将连铸坯冷却到常温，切割后直接进入加热炉加热；加热到1230℃～1270℃；并保温20～30分钟；

4)轧制：控制开轧温度在1200℃，控制终轧温度在950℃，轧至预定厚度即可。

本发明中各合金元素的作用及机理：

C：C是提高强度最经济有效的合金元素，但C含量过高对钢的焊接性能不利，并且会促进珠光体转变，降低钢的耐酸性土壤腐蚀性能。因此将C含量控制在0.10～0.12％范围内。

Mn：Mn主要固溶于铁素体中以提高材料的强度，其又是良好的脱氧剂和脱硫剂，含有一定量的锰可以消除或减弱钢因硫引起的脆性，从而改善钢的加工性能。但当锰含量较高时，有使钢晶粒粗化的倾向，冶炼浇铸和轧后冷却不当时，容易使钢产生白点，因此Mn含量不易太高。故Mn含量控制在0.4～0.5％范围内。

Si：Si在钢中不形成碳化物，是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中，显著提高钢的弹性极限，故Si含量尽不宜过高，控制在Si 0.2～0.3％范围内。

P：P是对抗酸性土壤腐蚀性能有利元素，P是阳极去极化剂，钢中加入P后可以促进钢的均匀溶解，有助于在钢表面形成均匀的a-FeOOH锈层，阻止进一步腐蚀。但是P在钢中容易造成偏析恶化焊接性、显著降低钢的低温冲击韧性、提高脆性转变温度，故将P含量控制P≤0.02％。

Cr：Cr是提高耐腐蚀性能的合金元素，同时Cr固溶于钢中，钢中加入Cr元素富集于靠近基体的金属锈层中，形成致密、粘附性强、接近于非晶态的稳定锈层。此种锈层能够阻碍腐蚀性介质向基体渗透，使钢的耐蚀性增加，故将Cr含量控制1.3～1.5％范围内。

Mo：Mo能够增加钢的淬透性，显著提高钢的强度。同时，Mo也能显著提高钢的耐腐蚀能力。但过高的Mo会使钢的低温韧性显著恶化。过量的Mo也会在钢焊接时形成马氏体，导致焊接接头脆性的增加，故将Mo含量控制0.2～0.3％范围内。