据《まとリぁ》,2001,40(1)报道,近年,利用垃圾燃烧发电这种兼顾能源和环境的方法已发展成为解决垃圾污染的一项重要措施。但燃烧废气中的氯化氢(HCI)气体和烟尘中的氯化系共晶化合物等会快速腐蚀锅炉的过热器(boiler super header 简称 SH),如日本垃圾处理厂就发生过锅炉的350℃ SH爆裂事故而被迫将蒸汽温度限制300℃以下,降低了发电效率。
为此,日本山阳特钢公司开发了蒸汽温度400-450℃级的高耐蚀性垃圾发电锅炉的要求。
以曾用于锅炉的高耐蚀性不锈钢20Cr系SUSXM15J1和25Cr系SUS310作为基础,将SUS310钢中的Si含量从0.5%以下提高到3.0%以上,钢在锅炉内腐蚀性气体(含HCl、H2O、SOx等)和粉尘(含Ca、K、S、Cl等)环境中的减重速度从0.4mg/cm2?h大幅度减少至0.03mg/cm2?h以下,即减少90%以上;而且,Mo元素能有效抑制钢的晶间腐蚀。
开发钢的成分(%)为:C≤0.03、Si 2.50-3.50、Mn≤1.00、P≤0.040、S≤0.030、Ni 22.00-25.00、Cr 24.00-26.00、Mo 1.00-2.00、Nb 0.10-0.30。
在以氯化一氧化反应为主的上述环境中,QSX5钢与高耐蚀Alloy625(62%Ni-22%Cr)合金的耐蚀性相当。另外,在垃圾燃烧锅炉内废气含HCl高达(300-400)*10-6、粉尘含氯化物达15%的强腐蚀环境中进行的2年实炉试验表明,开发钢的耐蚀性优于现行的SUS310等不锈钢。
开发钢的常温机械性能(TS=695N/mm2、YS=351N/mm2、δ=55%),远高于标准要求和作为比较钢的SUS310钢的实测数据(TS=606N/mm2、YS=283N/mm2、δ=49%);而且,其实用性(含扁平性和扩孔性)与SUS310钢一样好。
将开发钢在大气中进行500℃*1000h时效后,钢的夏比冲击值无明显降低(仍高达300J/cm2以上);在开发钢接头中,采用Alloy625共晶系填充金属料,即可得到良好的焊缝性能。
QSX5钢将作为垃圾处理厂的400℃级蒸汽锅炉用SH材料。
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