專利名稱：一種鍋爐用不銹耐酸鋼的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種鍋爐用不銹耐酸鋼。
背景技術：
在工業生產中，由于燃油或燃煤鍋爐的重油或煤中通常含有2% 3%的硫，經燃燒后煙氣中就會有約O. 2%的二氧化硫，其中1% 2%的二氧化硫受灰分和金屬氧化物等的催化作用而生成三氧化硫，它再與燃燒氣體和空氣中所含的水分結合生成硫酸，當環境溫度處于150°C以下時，煙氣中的硫酸出現露點，硫酸在金屬表面凝結并對其產生腐蝕，即所謂硫酸露點腐蝕。
針對硫酸露點腐蝕問題，國內外一直在開發能夠在硫酸露點腐蝕環境下長期使用的鋼材。例如，新日本制鐵株式會社專利02800218. 0開發了一種在低溫低濃度和高溫高濃度下都具有優良的耐硫酸露點腐蝕性能的鋼種，這鋼種利用一定含量的硅、銅和銻三個元素的復合作用來提高耐硫酸露點腐蝕性能，但在碳含量少的鋼種，硅反而是一種使耐硫酸腐蝕性不利的元素。新日本制鐵株式會社專利申請(申請號200680006324. X)公開了一種耐硫酸露點腐蝕鋼，該鋼化學成分較為復雜，且對S、Si的含量要求較為苛刻，增加了鋼的冶煉成本；濟南鋼鐵總廠專利90101258. O號開發了一種在普碳鋼的基礎上添加銅、鉻、釩進行微合金化來提高鋼材的耐硫酸露點腐蝕性能，但釩在鋼中僅僅只起到提高強度作用， 綜合耐硫酸露點腐蝕性不理想。鞍山鋼鐵公司專利89109017. 7號設計一種銅-鉻-稀土系列低合金耐硫酸露點腐蝕用鋼，用這種鋼制造的鍋爐空氣預熱器比普碳鋼的壽命提高2. 5 倍以上，在實際生產過程中，含稀土的鋼將使鋼鐵冶煉難度加大，鋼水穩定性變差，同時影響鋼材的加工性能。發明內容
本發明的目的在于提出一種鍋爐用不銹耐酸鋼，該鋼改變傳統耐酸鋼的設計，而采用不銹鋼的設計，并通過對合金元素的調整，提高其耐硫酸露點腐蝕性，使得其適于鍋爐使用。
為達此目的，本發明采用以下技術方案
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C0.06 0. 08%，Mn 1.2 1.4%，Si 0. 2-0. 3%,S ^0. 020%,P ^ 0. 02%,Cr 18 20%， Ni 3. 5 4. 5%, Mo0. 8 1. 0%, Cu 0. 6 1. 2%, Ti 0. 2 0. 4%, Nb O.1 0. 2%, Sn0. 2 0.4%，其余為Fe及不可避免的雜質；其中Sn Cu Ti Ni含量的比例為約 2 : 6 : 2 :10
優選，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C 0. 07%,Mn1. 3%, Si0. 25%, S~ 0. 020%,P~ 0. 02%, Cr 19%, Ni 4. 0%,Mo 0. 9%, Cu 0. 9%, Ti 0. 3%, Nb 0. 15%, Sn 0. 3%，其余為Fe及不可避免的雜質。
該鋼可采用如下生產方法制備
I)冶煉采用轉爐+V0D+LF爐冶煉不銹鋼，在LF爐中精確微調Sn含量滿足上述范圍；
2)板坯連鑄控制中間包過熱度為50 60°C左右，拉速1. O 2. O米/分鐘，其液面保護渣厚度控制在6 8毫米；
3)熱軋將連鑄板坯切割后放入加熱爐加熱；加熱到1250°C 1270°C ;并保溫約 20 30分鐘；控制開軋溫度在1180 1200°C左右，控制終軋溫度在900 930°C左右；軋至規定厚度即得本發明不銹鋼。
本發明中各合金元素的作用及機理
C C是提高強度最經濟有效的合金元素，但C含量過高對鋼的焊接性能不利，并且會促進珠光體轉變，降低鋼的耐酸性腐蝕性能。
Mn =Mn主要固溶于鐵素體中以提高材料的強度，其又是良好的脫氧劑和脫硫劑， 含有一定量的錳可以消除或減弱鋼因硫引起的脆性，從而改善鋼的加工性能。
S1:Si在鋼中不形成碳化物，是以固溶體的形態存在于鐵素體或奧氏體中，顯著提高鋼的彈性極限，故Si含量盡不宜過高。
P P在鋼中容易造成偏析惡化焊接性、顯著降低鋼的低溫沖擊韌性、提高脆性轉變溫度，故將P含量控制P < O. 02 %。
Cr，N1:眾所周知，Cr、Ni的搭配是不銹鋼中起到耐腐蝕性能作用的主要元素，其作用機理等不再贅述，本發明綜合各方面性能考慮，將Cr含量控制為18 20%，Ni 3. 5 4.5 %，特別是本發明由于創造性地加入適量Sn (后面將敘述)，使得Ni的使用量大幅降低， 從而節省成本。
Mo Mo能夠增加鋼的淬透性，顯著提高鋼的強度。同時，Mo也能顯著提高鋼的耐腐蝕能力。但過高的Mo會使鋼的低溫韌性顯著惡化。過量的Mo也會在鋼焊接時形成馬氏體，導致焊接接頭脆性的增加。
Cu，Ti和Nb :鍋爐鋼在使用過程中，遇酸在表面能形成一層富集Cu、Ti和Nb等元素的鈍化膜，因而具有較高的耐硫酸露點腐蝕性能。
Sn :現有技術中，通常認為Sn在鋼中是有害元素，應該盡量避免其在鋼中的含量太高，但本發明創造性的在鍋爐用鋼中專門添加O. 3 O. 5%的Sn，發現其與Cr、Cu、T1、Nb 共同作用可提高鋼的耐酸腐蝕性，并且添加少量的Sn，可以節省昂貴的Ni。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
I)本發明通過對 合金元素的合理設計和搭配，使得各合金元素起到協同作用效果，克服了現有技術的各種缺陷，使得本發明的不銹鋼的性能優異。試驗表明本鋼種在 700C 50%的硫酸溶液中浸泡48小時，腐蝕速率低于1. 8mm/a。
2)本發明通過在鋼中添加適量的Sn，并且配合調整鎳、銅、鈦、鈮的含量，控制錫、 銅、鈦、鈮四者的添加比例。使得該鋼除了 Cr起到主要發揮耐腐蝕作用外，錫、銅、鈦、鈮四者協同作用為Cr元素的作用形成補充，使得其耐硫酸露點腐蝕性能增強。
具體實施方式
實施例一
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C O. 06%, Mn1. 4%, Si O. 2%, S ^ O. 020%, P ^ O. 02%, Cr 20%, Ni 3. 5%, Mo1.0%, Cu O. 6%, Ti O. 2 %, Nb O. 1%, Sn O. 2 %，其余為Fe及不可避免的雜質；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
實施例二
—種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C O. 08%，Mn1. 2%, Si O. 3%, S ≤ O. 020%, P ≤ O. 02%, Cr 18%, Ni 4. 5%, Mo O. 8%, Cu1. 2%, Ti O. 4%, Nb O. 2%, Sn O. 4%，其余為Fe及不可避免的雜質；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
實施例三
一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C O. 07%, Mn1. 3%, Si O. 25%, S ≤ O. 020%, P ≤ O. 02%, Cr 19%, Ni 4. 0%, MoO.9%, Cu O. 9%, Ti O. 3%, Nb O. 15%, Sn O. 3%，其余為Fe及不可避免的雜質；其中 Sn Cu Ti Ni 含量的比例為 2 : 6 : 2 :1。
申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種鍋爐用不銹耐酸鋼，其特征在于，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成c O. 06 O. 08%, Mn1. 2 1. 4%，Si O. 2 O. 3%，S 彡 O. 020%, P 彡 O. 02%, Cr 18 20%，Ni 3. 5 4. 5%, Mo O. 8 1. 0%, Cu O. 6 1. 2%, Ti O. 2 O. 4%, Nb O.1 0.2%，Sn O. 2 O. 4%，其余為Fe及不可避免的雜質；其中Sn : Cu : T1: Ni含量的比例為約2 : 6 : 2 :1。
2.如權利要求1所述的一種鍋爐用不銹耐酸鋼，其特征在于，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C O. 07%,Mn1. 3%, Si O. 25%, S ^ O. 020%,P ^ O. 02%,Cr 19%, Ni 4. 0%, Mo O. 9%, Cu可避免的雜質。O. 9%, Ti O. 3%, Nb O. 15%, Sn 0.3%，其余為 Fe 及不
全文摘要
本發明公開了一種鍋爐用不銹耐酸鋼，所述不銹耐酸鋼以(重量)百分數計由下列組份組成C 0.06～0.08％，Mn 1.2～1.4％，Si 0.2～0.3％，S≤0.020％，P≤0.02％，Cr 18～20％，Ni 3.5～4.5％，Mo 0.8～1.0％，Cu 0.6～1.2％，Ti 0.2～0.4％，Nb 0.1～0.2％，Sn 0.2～0.4％，其余為Fe及不可避免的雜質；其中Sn∶Cu∶Ti∶Ni含量的比例為約2∶6∶2∶1。
文檔編號C22C38/50GK103060712SQ20121059509
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者胡競之 申請人:寧波市瑞通新材料科技有限公司