[发明专利]一种耐中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法

说明书

本发明涉及工程材料领域领域，更具体地公开了一种中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法，所述电解槽用钢的重量百分比例为：C≤0.14％，Si+Al≤0.35％，Mn≤1.20％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr+Cu≤0.50％，V+Ti≤0.50％,其余为Fe和杂质。本发明解决铝电解槽高温应力状态下槽壳二次维修时焊缝石墨化问题、抗氧化问题、低寿命问题，在铝电解槽现服材料的基础上，通过Si、Al、Cr、V等合金元素石墨化性能互斥作用以及对钢板高温性能的影响关系，重新设计电解槽钢的化学成分，通过控轧控冷工艺，在控制成本的基础上，实现电解槽用钢具有耐中高温抗石墨化特性，为电解铝行业提供了一种低成本高性能的电解槽专用钢板，可替代传统铝电解槽现服材料，为电解铝行业节省成本。

构技术领域

本发明属于取液设备领域，具体涉及一种耐中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法。

背景技术

国内电解铝行业现役不同电流强度的电解槽钢壳和钢架均为焊接结构件，使用材料为Q235B和Q345B钢，电解槽使用一个周期5-6年后，需要二次大修电解槽，对电解槽钢壳矫正后，重新罐砌耐材焙烧后二次使用，但在实际工况下，小型的铝电解槽可以二次使用，大型电解槽发生大量变形、焊缝撕裂、焊缝碳化，钢壳矫正后根本无法二次补焊，给电解槽钢壳维修带来大量困难，甚至无法维修。

尤其伴随电解铝行业电解槽绿色节能发展，电解槽体积和电流容积的大型化，电流强度160KA升级到600KA，电解槽的电流热效应不断升级，最高工作温度达到400℃，承载热膨胀负荷不断增加，最高达到200吨/延米，造成电解槽钢壳高温氧化和高温变形，电解槽的寿命极具降低，我国铝电解槽的寿命普遍500kA只有设计要求的一半，400kA设计要求的四分之三。单台电解槽成本400万元/台，全国5000万吨电解铝产能，使用大型电解槽高达10000台，总投资高达400亿元，在不增加或微增加电解槽钢壳材料基础上，如果通过钢材质量的提高来提升电解槽寿命20％，意味为铝业节省100亿元。

中高温抗石墨化经济型电解槽用钢LD460AG是在依据铝电解槽传统材料普通碳钢的基础上，通过调整化学成分，增加高温石墨化促进元素Cr、V等元素、减少高温石墨化促进元素Si、Al等含量、增加耐高温抗氧化Cr、Cu、V等元素、通过将锰降碳提铬提钒钛方法+控冷工艺等手段，在保证钢板的力学性能前提条件下，不增加或微增加钢材成本的基础上，实现了电解槽钢的焊接性能提升和耐中高温抗变形和抗石墨化特性的提高，为电解铝行业节省成本。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种耐中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法，来解决现有技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：

一种耐中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法，其特征在于，所述电解槽用钢的重量百分比例为：C≤0.14％，Si+Al≤0.35％，Mn≤1.20％，S≤0.015％，P≤0.020％，Cr+Cu≤0.50％，V+Ti≤0.10％,其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明提供的一种耐中高温抗石墨化经济型电解槽用钢及其制备方法可进一步设置为所述电解槽用钢的制备方法包括以下步骤：

S1：成分设计：通过减少高温石墨化促进元素Si、Al等含量，增加高温石墨化促进元素Cr、V等元素，实现钢板抗石墨化设计；通过增加耐高温抗氧化Cr、Cu、V等元素，实现钢板的高温力学性能和抗氧化设计；通过降锰降碳提铬提钒钛方法，实现易焊接设计；

S2：冶炼浇铸：选择优质铁水，经转炉冶炼后到精炼炉，控制有害元素S+P≤0.020％，采用连铸工艺的钢水进行保护浇铸，浇铸过热度控制在15-30℃，拉坯速率为0.80-1.0m/min；