一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其化学元素质量百分比为：C：0.04～0.12％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.35～0.65％，S：0.005～0.020％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.7～1.2％，Mo：0.03～0.10％，Sb：0.06～0.12％，Ti：0.002～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。此外，本发明专利技术还公开了上述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢的制造方法，其包括步骤：(1)冶炼和铸造；(2)热轧：其中热轧时加热温度为1200～1250℃，终轧温度为850～950℃；(3)卷取：卷取温度600～680℃；(4)冷轧；(5)连续退火；(6)平整。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢及其制造方法
本专利技术涉及一种冷轧钢及其制造方法，尤其涉及一种耐腐蚀冷轧钢及其制造方法。
技术介绍
在火力发电、冶金和石化等工业领域，燃油或燃煤产生的烟气中通常含有大量的硫化物、氮化物和氯化物等腐蚀性气体，在锅炉的低温部位如锅炉的空气预热器、省煤器、烟道、烟囱以及脱硫装置等设备容易凝结成高浓度酸性液滴而造成对设备的腐蚀。为解决硫酸露点腐蚀问题，这些年国内外陆续开发了适用于耐硫酸露点腐蚀的耐酸钢，从成分上看，其主要是通过添加Cu或者Cu和Sb元素来提高钢在含硫的烟气中的露点腐蚀，而这些设计的钢种可以满足在烟气排放高于100℃系统设备中抗硫酸露点腐蚀的要求。然而近些年，随着环保节能要求，燃油燃煤系统中烟气要求在低于100℃以下的温度进行排放。这种低温排放不仅加剧硫酸露点腐蚀，同时出现盐酸露点腐蚀，即发生硫酸+盐酸混合露点腐蚀，这必将使得上述锅炉低温段排烟系统的露点腐蚀更加复杂，更加严重。而目前在使用或公开的耐酸钢主要适用于烟气高温下所产生的硫酸酸液的露点腐蚀，而不适应于排烟低温化后的服役环境。然而，国内有关耐硫酸和盐酸混合酸露点腐蚀的耐酸钢的专利并没有报道过。结合我国燃煤为高硫煤质，烟气成分有其特点，同时钢板设计时需要尽量降低材料的综合成本。期望获得一种对耐低温硫酸和盐酸混酸钢，其可以耐腐性表现良好。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，该耐低温酸露点腐蚀冷轧钢适用于耐硫酸和盐酸混合露点腐蚀环境下，可以满足火电、石化、冶金、垃圾焚烧烟气处理和余热回收系统中低温排烟零部件的耐蚀性能要求。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其化学元素质量百分比为：C：0.04～0.12％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.35～0.65％，S：0.005～0.020％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.7～1.2％，Mo：0.03～0.10％，Sb：0.06～0.12％，Ti:0.002～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，各化学元素的设计原理如下所述：C：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，C是主要强化元素，当C的质量百分比过低时，钢板强度不足，且会增加冶炼成本；但若C的质量百分比过高时，影响钢板的塑性，对耐酸性也不利。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制C的质量百分比在0.04～0.12％。Si：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Si为脱氧元素，并以固溶强化形式提高钢板强度，Si与Cu共存时有利于提高钢材的耐腐蚀性能，但Si的质量百分比添加量过高时，会使钢板的热加工性能和焊接性能变差。因此，Si的质量百分比应当控制在合理范围，保证加工性能的同时，提高材料的耐酸腐蚀性能，基于此，在本案中Si的质量百分比控制为0.20～0.40％。Mn：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Mn在钢板中主要以固溶态存在，与C起到复合作用，提高钢板强度；并且Mn与S形成MnS，降低钢热脆性倾向；但Mn的质量百分比过高会引起铸坯中心偏析，影响钢板的热加工性能，并且对焊接性能不利。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Mn的质量百分比在0.35-0.65％。S：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，控制一定的Cu/S比例，可以促使钢板表面形成Cu2S钝化膜，从而抑制阳极反应和阴极的电化学反应，有利于提高钢板的耐酸性能；但S的质量百分比过高，易引起铸坯中心偏析，导致热脆，不利于钢板成形性。因此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制S的质量百分比在0.005～0.020％。Cu：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Cu是提高耐大气腐蚀和耐酸腐蚀的重要元素，在钢腐蚀过程中起到活性阴极的作用，在一定条件下，可促进钢产生阳极钝化，从而降低钢的腐蚀速率。此外，Cu与S反应生成Cu2S保护膜，阻滞阴、阳极反应，使钢表面的腐蚀电位升高，同时具有较低的维顿电流，提高材料的耐酸性能。但Cu的质量百分比比过高，材料热加工性会恶化。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Cu的质量百分比为0.20～0.50％。Cr：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Cr在铁素体中固溶，抑制阳极反应，在渗碳体中生成Cr碳化物，抑制阴极反应，提高材料耐腐蚀性能；另外，Cr在钢板表面形成致密的氧化膜，提高抗氧化性。但若Cr的质量百分比添加过量，钢板热加工性能恶化。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Cr的质量百分比为0.7～1.2％。Mo：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Mo可以提高钢板的耐盐酸露点腐蚀性能。Mo的加入能够促使Fe-Cr合金钝化，并且添加适量的Mo，可使腐蚀电位向不易腐蚀方向移动，在不损害耐硫酸性能的情况下，同时提高钢板的耐盐酸露点腐蚀性能。但若添加过量，则会降低钢板耐硫酸和耐盐酸混酸腐蚀性能。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Mo的质量百分比为0.03～0.10％。Sb：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Sb为有效提高钢板耐硫酸和耐盐酸的元素，Sb的添加可使钢表面产生Sb2O5氧化物抑制阳极反应，从而降低腐蚀速率。另外质量百分比较高的Sb添加可促进高耐蚀含Cu化合物的形成，而抑制阴极反应的发生。但Sb与Cu均为低熔点元素，若添加过量，钢板热加工性能恶化。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Sb的质量百分比为0.06～0.12％。Ti：在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Ti是一种碳氮化合物形成元素，形成的碳或氮化物熔点高，且可以阻止奥氏体晶粒长大。在轧制过程中可以有效地奥氏体晶界，抑制奥氏体晶粒长大。因此，在钢中添加适量Ti元素，有利于细化晶粒、减小基体间电位差异性，避免晶间腐蚀。但当Ti元素的质量百分比过高，导致基体中析出的碳或氮化合物聚集粗大，造成晶间电位差又过大，反而促进晶间腐蚀。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制Ti的质量百分比为0.002-0.035％，更进一步地，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，Ti元素含量为0.002～0.03％。进一步地，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，在其他不可避免的杂质中，P≤0.035％。上述方案中，P是钢板中不可避免的夹杂元素，若P的质量百分比太高，会引起铸坯中心偏析，影响钢板的热加工性能，并降低钢板的耐酸性能。基于此，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中控制P的质量百分比P≤0.035％。进一步地，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，其微观组织基体为铁素体+珠光体，其中珠光体的相比例为8～12％，基体上具有Ti(C，N)析出物。进一步地，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，其中95％以上的Ti(C,N)析出物的尺寸为15～30nm。进一步地，在本专利技术所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢中，其平均晶粒尺寸为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.04～0.12％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.35～0.65％，S：0.005～0.020％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.7～1.2％，Mo：0.03～0.10％，Sb：0.06～0.12％，Ti:0.002～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，其化学元素质量百分比为：C：0.04～0.12％，Si：0.20～0.40％，Mn：0.35～0.65％，S：0.005～0.020％，Cu：0.20～0.50％，Cr：0.7～1.2％，Mo：0.03～0.10％，Sb：0.06～0.12％，Ti:0.002～0.035％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。


2.如权利要求1所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，Ti元素含量为0.002～0.03％。


3.如权利要求1所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，P≤0.035％。


4.如权利要求1所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，其微观组织基体为铁素体+珠光体，其中珠光体的相比例为8～12％，基体上具有Ti(C，N)析出物。


5.如权利要求4所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，其中95％以上的Ti(C,N)析出物的尺寸为15～30nm。


6.如权利要求1所述的耐低温酸露点腐蚀冷轧钢，其特征在于，其平均晶粒尺寸为5～10μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：阎元媛，孟庆格，戴竞舸，傅延安，何煜天，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31