[发明专利]一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，具体为涉及一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢及其制备方法。

背景技术

耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、工业炉、动力机械、航空和石油化工等工业部门中在高温条件下工作的零部件。目前，火力发电锅炉管路用耐热钢主要分为两种：铁素体类耐热钢和奥氏体类耐热钢。奥氏体耐热钢的价格高，热膨胀系数较大，导热性能与加工性能差。相比之下，铁素体类耐热钢成本低，易于加工，具有良好的导热性能和焊接性能，且热膨胀系数低，对热应力疲劳不敏感，因此目前锅炉管路及阀门类铸件用钢都趋向于减少或者避免使用奥氏体类耐热钢，而采用铁素体类耐热钢。

现如今，能源紧缺和环境污染问题日益突出，大力发展大容量，高参数值的超超临界燃煤发电技术已成为我国实现节能减排目标的一种重要手段，而且也是我国火电机组的主要发展方向。但是目前有些煤矿中常常会出现一定含量的腐蚀性元素，如氯、硫等，该类元素的出现往往会使材料的腐蚀速率大大提高，而管路系统及阀门的工作寿命则大大缩短，使机组的大修周期缩短，造成严重的经济损失，同时，机组的可靠性也大大降低。通常情况下，锅炉管路中的四管所发生的腐蚀暴漏问题一般比较严重，尤其是锅炉中最高温度段的过热器及再热器管路及阀门，其工作条件复杂，环境恶劣，对材料的抗氧化性能及高温强度要求更为苛刻，在较高的蒸汽参数下，腐蚀性元素的进入对管路及阀门的腐蚀起到加速的作用。上述含腐蚀性元素煤矿的蕴藏量相当巨大，并且处于开采和使用阶段，因此，迫切需要研制出能更好的适应上述腐蚀工况的新型耐热钢。

目前，缺乏一种耐热性和耐腐蚀性强的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐热性和耐腐蚀性强的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门类铸件的铁素体类耐热钢及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：本发明的一种用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门铸件的铁素体类耐热钢，用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门铸件的铁素体类耐热钢按质量百分比计由以下组分组成：

进一步地，用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门铸件的铁素体类耐热钢按质量百分比计由以下组分组成：

本发明所述的用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门铸件的铁素体类耐热钢的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照上述组分的配比进行配料；

(2)将配比好的原料进行熔炼、铸造，

①配料：将生铁与废钢加入熔炼炉中，逐渐升温至化清时，使用扒渣剂进行打渣，打渣后用硅钙合金进行预脱氧处理；

②熔炼：依次加入铬铁、钼铁和锰铁合金进行熔炼，化清后进行炉前成分分析，将钢液温度调整至1600℃，同时进行打渣与脱氧处理；

③出钢：成分合格后，加入纯铝，化清后即刻出钢；

④浇注：钢水转入浇包内，浇注温度为1550℃，浇注完成后冷却至室温时进行打箱，清理并切割冒口，清理后进行喷砂；

(3)对耐热钢钢锭或铸件进行机械加工，具体内容包括：铸件粗加工或钢锭的切割处理；

(4)对加工后的耐热钢铸件进行热处理工艺，钢锭进行制管然后进行喷砂，制得用于燃煤火力发电锅炉管路及阀门铸件的铁素体类耐热钢。

进一步地，在步骤(2)中，所述熔炼工序使用的熔炼设备为中频无芯感应熔炼炉、真空感应熔炼炉或电弧熔炼炉。

进一步地，在步骤(4)中，热处理工艺包括正火工艺和回火工艺；

正火工艺为：200℃以下装炉，升温速度≤80℃/h，1050℃下保温，后空冷；

回火工艺为：200℃以下装炉，升温速度≤80℃/h，770℃下保温，后随炉冷却至300℃，出炉空冷。