专利名称：一种耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢的制作方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种耐腐蚀钢材，具体地说是一种耐低温硫酸露 点腐蚀的低合金钢。
背景技术：
在电力、冶金、石化等工业领域，以煤或重油为主要燃料的烟气处理系统，如锅炉 低温部位的空气预热器、省煤器、烟道、烟 以及脱硫装置等，普遍会遇到燃料中含硫量偏 高，在露点温度下形成硫酸而造成设备腐蚀问题，这称之为“硫酸露点腐蚀”的现象。我国是一个以燃煤为主要能源结构的国家，燃煤烟气中的粉尘、硫化物、氯化物、 氮氧化物是大气污染的主要污染源。进入二十一世纪，国家对环境治理的力度不断加大， 1991年出台了《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-91)，对各发电、化工、石油、钢铁 企业提出了新的环保要求，紧迫的任务就是添加脱硫装置，使其燃烧的烟气中含硫量降低 到国家允许的排放标准，以使我国在较短的时间内将二氧化硫等污源物的排放量达到国际 先进水平。据不完全调查，我国有95%的脱硫装置采用湿法脱硫，湿法脱硫工艺对烟气中的 SO2脱除效率较高，但对造成烟气腐蚀的主要成份SO3脱除效率并不高，仅20%左右。脱硫 后，由于烟气湿度通常较大，温度较低，烟气中单位体积的稀释硫酸含量会相应增加，因此， 脱硫后的烟气仍然属于强腐蚀性烟气等级，对烟 的腐蚀并没有减弱，相反地，脱硫后的烟 气环境可能使烟@的腐蚀状况进一步恶化。这就要求所用钢材可以耐低温硫酸露点腐蚀，而现在普遍应用的耐硫酸露点腐蚀 钢均是针对耐高温硫酸露点腐蚀设计的，如济南钢厂开发设计的耐硫酸露点腐蚀钢(专利 申请号90101258. 0)和新日本制铁株式会社开发设计的在含高硫的燃料燃烧所产生的排 气的硫酸露点腐蚀环境中具有耐腐蚀性的钢材(专利申请号200680006324. X)。对于耐低 温硫酸露点腐蚀性能较差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的耐低温硫酸露点腐蚀性能较差的问题，本发明的目的 是提供一种耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢。该低合金钢具有优异的耐低温硫酸露点腐蚀 性能。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，其特征在于该耐低温硫酸露点腐蚀的低 合金钢含有化学成分的重量百分比为C彡0. 1%，Si 0.3% -0.6%, Mn 0.5% -0.8%, P ^ 0. 020 %, S ^ 0. 020 %, Cu 0.2 % -0. 6 %, Cr 0. 7 % -1. 0 %, Ti ^ 0. 010 %, Ni ^ 0. 20%，其余为 Fe。本发明所述耐低温硫酸露点腐蚀低合金钢的化学成分重量百分比优选为C 0. 098 %, Si 0. 33，Mn 0. 69 %, P 0. 020 %, S 0. 020 %, Cu 0. 30 %, Cr 0. 88 %, Ti 0. 010%, Ni 0. 12%，其余为 Fe。本发明中，所述Cu和S的重量百分比满足Cu/S为10-30。本发明中钢成分的限定理由阐述如下在氧化性酸中，当碳含量< 0. 4%时，随碳含量增加，钢的耐蚀性提高，但与Cu共 存时，C又使钢的耐蚀性稍有下降。低碳含铜钢的耐蚀性最为优异。优选碳含量为<0.1%Cu对提高钢的耐蚀性具有重要作用，而S，P则是钢中的有害元素，含量越低越好。 但是，对耐硫酸露点腐蚀来说，一定量的S存在，可以促使钢的表面形成Cu2S钝化膜，从而 抑制阳极反应和阴极的电化学反应。如果含S量不足，Cu2S表面膜就不能形成，Cu只是堆积 在表面，增大了阳极面积，反而加速腐蚀。所以Cu和S的含量应该符合一定的比例，为Cu/ S 为 10-30。Mn是对强化有效的元素，在有必要填补如本发明那样的低碳化造成的强度降 低的情况下可适量含有。但当其含量超过0.1 %，会使耐腐蚀性能变差，优选锰含量为 0. 5% -0. 8%。Cr对提高钢的耐蚀性有利，但钢中含Cr > 1. 00%时，会使钢耐硫酸腐蚀性能下 降。优选铬含量为0.7%-1.0%Ti在钢中除了细化晶粒、提高强度之外，还能改善钢的焊接性能，但对耐硫酸腐蚀 不利。尤其当其含量超过0. 1%，会使耐腐蚀性能变差，优选钛含量为<0.010%。Ni可以为了防止铜的热加工性变差而使用，但是，当其含量超过0.5%，会使耐腐 蚀性能变差，优选镍含量为< 0. 20%。本发明通过控制钢中各种成分的重量百分比来使钢达到最好的耐低温硫酸露点 腐蚀性能。将由发明制造的材料在10% H2S04-30°C,30% H2S04-50°C和50% H2S04-70°C条 件下，按照国标GB10124-88进行24h+48h浸泡实验，与其它耐硫酸露点腐蚀钢进行对比，表 明本发明的耐低温硫酸露点耐腐蚀性能明显优于其它耐硫酸露点腐蚀钢。本发明具有优异 的耐低温硫酸露点腐蚀性能，它广泛适用于以煤或重油为主要燃料的烟气处理系统中。
具体实施例方式实施例一种本发明所述的耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，其化学成分的重量百分比见 表1，表1 本实施例的化学成分(质量％ ) 一种采用本发明所述的耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢制造实验材料，实验挂片 线切割为50mmX30mmX4. 5mm的长方形挂片，并在样品上钻Φ3πιπι的孔，便于悬挂。在10% H2S04-30°C,30% H2SO4-5OO和 50% H2SO4-7OO条件下，按照国标 GB10124_88 进行 24h+4Sh 浸泡实验。实验结果显示于表2中。表2 本发明硫酸腐蚀实验结果(腐蚀速率g/m2h) 从表2 中可以发现在 10% H2S04-30°C,30% H2504-50°C和 50% H2S04-70°C条件 下，本发明的腐蚀失重速率为1.6-39. lg/m2h，腐蚀速率较低，说明本发明具有优异的耐低 温硫酸露点腐蚀性能。比较例1比较例1耐硫酸露点腐蚀钢的合金成分见表3。表3 比较例1实验材料的化学成分(质量％ ) 采用比较例1所述的合金钢制造实验材料，实验挂片线切割为 50mm X 30mm X 4. 5mm的长方形挂片，并在样品上钻Φ 3mm的孔，便于悬挂。在10 % H2S04-30°C,30% H25O4-5OO和 50% H2SO4-7OO条件下，按照国标 GB10124_88 进行 24h+4Sh
浸泡实验。实验结果显示于表4中。表4 比较例1硫酸腐蚀实验结果(腐蚀速率g/m2h) 从表4 中可以发现在 10% H2S04-30°C,30% H2S04-50°C和 50% H2S04-70°C条件下， 比较例1耐硫酸露点腐蚀钢的腐蚀失重速率为2. 4-114. 9g/m2h，其腐蚀失重速率明显大于 实施例中的本发明，为本发明的腐蚀失重速率的2-7倍。说明本发明的耐低温硫酸露点耐 腐蚀性能明显优于比较例1的耐硫酸露点腐蚀钢。这是由于比较例1的耐硫酸露点腐蚀钢中的Cu/S为41，超过了本发明的铜硫比 例，致使含S量不足，Cu2S表面膜就不能形成，Cu只是堆积在表面，增大了阳极面积，反而加 速腐蚀。从而使其耐低温硫酸露点腐蚀性能较差。比较例2比较例2耐硫酸露点腐蚀钢的合金成分见表5。表五比较例2实验材料的化学成分(质量％ )
5 采用比较例2所述的合金钢制造实验材料，实验挂片线切割为 50mm X 30mm X 4. 5mm的长方形挂片，并在样品上钻Φ 3mm的孔，便于悬挂。在10 % H2S04-30°C,30% H2SO4-5OO和 50% H2SO4-7OO条件下，按照国标 GB10124_88 进行 24h+4Sh 浸泡实验。实验结果显示于表6中。 表6 比较例2硫酸腐蚀实验结果(腐蚀速率g/m2h)
从表6 中可以发现在 10% H2S04-30°C,30% H2S04-50°C和 50% H2S04-70°C条件下， 比较例2耐硫酸露点腐蚀钢的腐蚀失重速率为14. 959-200. 285g/m2h，其腐蚀失重速率明显 大于实施例中的本发明，为本发明的腐蚀失重速率的5-9倍。说明本发明的耐低温硫酸露 点耐腐蚀性能明显优于比较例2的耐硫酸露点腐蚀钢。这是由于比较例2的耐硫酸露点腐蚀钢中的Cu/S为147，远远超过了本发明的铜 硫比例，致使含S量严重不足，Cu2S表面膜就不能形成，Cu只是堆积在表面，增大了阳极面 积，反而加速腐蚀。从而使其耐低温硫酸露点腐蚀性能很差。
权利要求
一种耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，其特征在于该耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢含有化学成分的重量百分比为C≤0.1％，Si 0.3％ 0.6％，Mn 0.5％ 0.8％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cu 0.2％ 0.6％，Cr 0.7％ 1.0％，Ti≤0.010％，Ni≤0.20％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，其特征在于所述耐低温 硫酸露点腐蚀的低合金钢的化学成分重量百分比为=C 0. 098%, Si 0. 33，Mn 0. 69%, P 0. 020%, S 0. 020%, Cu 0. 30%, Cr 0. 88%, Ti 0. 010%, Ni 0. 12%，其余为 Fe。
3.根据权利要求1所述的耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，其特征在于所述Cu和S 的重量百分比满足Cu/S为10-30。
全文摘要
本发明公开了一种耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢，该耐低温硫酸露点腐蚀的低合金钢含有化学成分的重量百分比为C≤0.1％，Si 0.3％-0.6％，Mn 0.5％-0.8％，P≤0.020％，S≤0.020％，Cu 0.2％-0.6％，Cr 0.7％-1.0％，Ti≤0.010％，Ni≤0.20％，其余为Fe。其中Cu/S为10-30。本发明具有优异的耐低温硫酸露点腐蚀性能，它广泛适用于以煤或重油为主要燃料的烟气处理系统中。
文档编号C22C38/28GK101892433SQ20101021143
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者尹雨群, 朱爱玲, 赵晋斌 申请人:南京钢铁股份有限公司