[發(fā)明專利]一種耐酸腐蝕的低合金鋼、鋼管、鋼板及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710203104.6
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108660385A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張清廉;郭金寶;柳向椿;李陽;孫海明;左子文;趙存耀
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/04
• 分類號: C22C38/04;C22C38/02;C22C38/20;C22C38/60;C21D8/02;C21D8/10;C21D1/28;C21D9/00;C21D9/08
• 代理公司: 上海東信專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31228
• 代理人: 楊丹莉;李丹

本發(fā)明公開了一種耐酸腐蝕的低合金鋼，其微觀組織為鐵素體+珠光體，所述耐酸腐蝕的低合金鋼的化學(xué)元素質(zhì)量百分含量為：0＜C≤0.2％；Si：0.15～0.4％；Mn：0.15～0.75％；S：0.001～0.015％；Cr：0.15～0.95％；Cu：0.08～0.3％；Sb：0.005～0.08％；余量為Fe和其他不可避免的雜質(zhì)；其中，(Sb+Cu)/3S為5～35。此外，本發(fā)明還公開了一種采用上述的耐酸腐蝕的低合金鋼制成的鋼板、鋼管及其制造方法。本發(fā)明所述的耐酸腐蝕的低合金鋼采用優(yōu)化的合金元素設(shè)計使其具有較高的耐酸腐蝕性能，經(jīng)濟(jì)價值上比現(xiàn)有技術(shù)中的鋼種例如2205雙相不銹鋼更經(jīng)濟(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼、鋼產(chǎn)品及其制造方法，尤其涉及一種低合金鋼、鋼產(chǎn)品及其制造方法。

背景技術(shù)

石化廠、煤電廠、鋼鐵冶煉廠等常年產(chǎn)生大量的煙氣，其中含有大量的如SO₃、SO₂和HCl等酸性氣體，SO₂在催化作用下進(jìn)一步生成SO₃。為節(jié)能減排和降低污染，歐洲從20世紀(jì)80年代就硬性規(guī)定燃燒電廠要使用煙氣脫硫裝置(FGD)，我國自20世紀(jì)末開始啟動火電脫硫項(xiàng)目，本世紀(jì)初的前20年將是我國火電廠脫硫的關(guān)鍵時期。為提高脫硫效率，一般采用低溫脫硫工藝。再者，節(jié)能減排的余熱回收工藝也逐漸降低到40℃。當(dāng)煙氣溫度低于其露點(diǎn)溫度，尤其是低于70～80℃時，SO₃和HCl便結(jié)露形成硫酸-鹽酸混酸露點(diǎn)腐蝕(以下簡稱混酸腐蝕)環(huán)境。盡管某鋼鐵公司推介耐混酸腐蝕的改進(jìn)型新S-Ten1，但未見工業(yè)運(yùn)用案例。另外，調(diào)研表明，目前煙氣處理裝置如脫硫裝置的80℃以下低溫段通常使用2205雙相不銹鋼作為耐混酸腐蝕材質(zhì)。

圖1至圖4顯示了2205雙相不銹鋼在光學(xué)顯微鏡觀察下以及SEM觀察下的點(diǎn)蝕形貌。由圖1可以看出，在煙氣模擬液(死亡綠液)11.4％H₂SO₄-1.2％HCl-1.0％Fe₃Cl中的耐蝕性評估表明，盡管2205雙相不銹鋼的均勻腐蝕率最低，2205雙相不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕，因此2205雙相不銹鋼易潛在發(fā)生不可預(yù)期的隨機(jī)失效風(fēng)險，影響設(shè)備的長期高效運(yùn)行。

單一耐硫酸露點(diǎn)腐蝕總體上依賴Cu或Cu-Sb體系實(shí)現(xiàn)其耐蝕性，例如現(xiàn)有技術(shù)中添加元素Si開發(fā)的Cu-Sb-Si體系的單一耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼種，未涉及鹽酸腐蝕，即不是混酸腐蝕材質(zhì)。再者，上述鋼種在低溫環(huán)境下硫酸腐蝕試驗(yàn)僅是60℃-40％和80℃-50％，并沒有用公認(rèn)腐蝕性最強(qiáng)的70℃-50％評估，即使有高溫環(huán)境下的140℃-80％和160℃-90％的耐蝕性結(jié)果，但眾所周知，80～90％時硫酸呈現(xiàn)出氧化性，使金屬鈍化而減緩腐蝕流失，有別于低濃度時的還原性造成金屬快速腐蝕流失。因此，盡管其腐蝕率僅為60～99g/m².h，但其能否用于70℃-50％的低溫露點(diǎn)腐蝕還有待證明，更不用說其耐鹽酸性。

現(xiàn)有技術(shù)中耐混酸腐蝕的鋼種不含元素Sb，有些是依靠元素Cu、Cr、Mo的復(fù)合添加即Cu-Cr-Mo體系而實(shí)現(xiàn)耐混酸腐蝕，有些則是在添加Cu的基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制P、S含量實(shí)現(xiàn)耐硫酸腐蝕性，再添加微量Mo實(shí)現(xiàn)耐鹽酸腐蝕性，即Cu-P-S-Mo體系實(shí)現(xiàn)混酸腐蝕。二者成分范圍均依賴于單獨(dú)的硫酸或鹽酸腐蝕試驗(yàn)，沒有涉及混酸腐蝕，尤其是缺乏煙氣模擬環(huán)境如死亡綠液中的耐蝕性評估，因?yàn)榛焖岣g不能用單組分酸的耐蝕結(jié)果簡單物理疊加。另外，耐酸腐蝕性隨濃度和溫度變化較大，如100℃以下低溫環(huán)境中，70℃-50％時硫酸腐蝕性最強(qiáng)，而上述鋼種依賴的是腐蝕性較弱的60℃-40％下的結(jié)論。況且其腐蝕率僅限定≤200g/m².h，耐硫酸露點(diǎn)腐蝕合金鋼材質(zhì)中，典型的如09CrCuSb及其管材早就已低于140g/m².h，甚至是80g/m².h。所以其耐硫酸腐蝕性遠(yuǎn)不及上世紀(jì)的工業(yè)化產(chǎn)品。同理，僅用1％的低濃度評估證明其耐鹽酸腐蝕性好，其在高濃度鹽酸的耐蝕性未知。

發(fā)明內(nèi)容