[发明专利]耐磨耐硫酸露点腐蚀热连轧钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨耐硫酸露点腐蚀热连轧钢带（卷）及其制造方法，属于金属材料及其制造技术领域。

背景技术

硫酸露点腐蚀环境一般出现在烧结烟气脱硫装置、干熄焦发电设备、电厂锅炉预热器/省煤器以及烟道、烟囱等部位。根据文献资料介绍，目前在正在使用的耐硫酸露点腐蚀用钢，主要有09CrCuSb、S-ten1、ND，JNS等钢种，相关专利的成分与性能见表1与表2。

表1   耐硫酸露点腐蚀用钢相关专利化学成分

表2  耐硫酸露点腐蚀用钢的性能

这些钢种虽然能够满足耐硫酸露点腐蚀的要求，但在钢结构表面有固体颗粒流动产生的冲蚀时，因钢种的强度级别较低——耐磨损性能不能满足使用要求。本发明就是提供一种耐磨性能优良的耐硫酸露点腐蚀热连轧钢带（卷）/板。

发明内容

本发明的目的：提供一种耐磨性能优良的耐硫酸露点腐蚀用钢。主要解决现有耐硫酸露点腐蚀用钢耐磨性能较差的技术问题。

为保证耐磨耐硫酸露点腐蚀特性，申请人在理论研究的基础上，经过反复试验摸索，提出了本发明钢种的各组成元素成分的质量百分比为：C：0.10%—0.20%，Si：0.1%—0.35%，Mn：1.0%—1.8%，P：≤0.02%，S：≤0.01%，Cu：0.2%—0.5%，Sb：0.04%—0.1%，Ti：0.01%—0.06%，Nb：0.01%—0.03%，余量为Fe。

本发明钢种成分的各组成元素具有如下作用：

C元素：钢种强化元素，C元素是一种最经济的强化元素，提高C元素的含量有利于钢种的强度与硬度的提高，提高钢的耐磨性能。但C元素含量的提高对钢种的焊接性能不利，现有耐硫酸露点腐蚀的C元素含量一般要求C<0.10%。而本发明要求C元素含量的范围在C：0.10%—0.20%。

Mn元素：钢种传统的强化元素，提高Mn元素的含量可以增加钢种的耐磨性能。Mn元素含量太高，易造成钢种成份偏析严重。现有耐硫酸露点腐蚀钢的Mn元素含量为Mn：0.4—0.8%;本发明专利要求Mn：1.0%—1.8%。

Nb元素：微合金强化元素，增加微量的Nb元素可以提高钢种的强度与韧性，不会显著提高钢种的C当量，有利于焊接性能的提高，要求Nb：0.01%—0.03%。

Cu元素：Cu元素也是一种强化元素，Cu与Fe为互熔性金属，在Fe基体中配加一定量的Cu元素，可以显著提高其耐磨性能。而且Cu在钢的腐蚀过程中起着活性阴极的作用，一定条件下可以促进钢产生阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速度，Cu在锈层中的富集能够极大地改善锈层的保护性能。为达到锈层中的Cu富集的效果，要求Cu：0.2%—0.5%。

Sb元素：能抑制阳极反应，同时与钢中的Cu元素在钢表面形成Cu₂Sb被膜，可抑制阴极反应，对硫酸腐蚀有很好的抑制效果。试验证时配加Sb元素也对阻止稀H₂SO₄的腐蚀起明显作用。为在钢表面形成Cu₂Sb被膜，要求Sb元素含量为0.04%—0.10%的水平。

Ti元素：由于加入Sb元素可能会使钢材的再加工性能受到一定的影响。在钢中加入微量钛，可在钢中形成钛的氮化物或碳化物，可延迟奥氏体晶粒的再结晶和长大的倾向，从而改善钢的性能，尤其能够有效提高再加工的焊接性能。要求Ti元素含量在0.010%～0.060%范围以内。

本发明采用传统的钢铁生产制造长流程：高炉炼铁→铁水预脱硫→转炉顶底复合吹炼→Ar站／或LF炉精炼→连铸→无缺陷连铸板坯→检验→加热→初轧→精轧→冷却→卷取→成品热轧板卷。生产控制要求：铁水预脱硫将S元素控制到0.010%以下；转炉顶底复合吹炼，Ar站／或LF炉精炼将C、Si、Mn、S、P、Cu、Sb、Nb等成分调整到控制要求，保证钢水的纯净度；全程吹Ar保护浇铸；经加热炉将板坯加热至1200℃后，在连续热连轧轧机组上轧制；精轧连轧机组在再结晶区和未再结晶区控制轧制后，精轧入口温度要求大于1020℃，终轧温度要求大于850℃；控制冷却喷水量和卷取温度，在600℃以上进行卷取。产品厚度为2.0-12.0mm。

试验证明，本发明在保证耐硫酸露点腐蚀特性的前提下，显著提高钢种的硬度和力学性能—也即提高了钢种的耐磨性能。既耐硫酸露点腐蚀，耐腐损性能也显著提高。与现有技术相比，其显著的实质性特点和突出的进步主要体现在以下几个方面。