DE1533332B1 - USE OF A STEEL ALLOY AS A MATERIAL FOR OBJECTS THAT MUST BE PERMANENT AGAINST SULFURIC ACID - Google Patents

USE OF A STEEL ALLOY AS A MATERIAL FOR OBJECTS THAT MUST BE PERMANENT AGAINST SULFURIC ACID

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DE1533332B1
DE1533332B1 DE19661533332 DE1533332A DE1533332B1 DE 1533332 B1 DE1533332 B1 DE 1533332B1 DE 19661533332 DE19661533332 DE 19661533332 DE 1533332 A DE1533332 A DE 1533332A DE 1533332 B1 DE1533332 B1 DE 1533332B1
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Yu Fukuda
Yoshio Ishizu
Hiroyuki Kubota
Tohru Mimino
Toshio Nagao
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Description

Verfahren der Stahlherstellung erforderlichen Reduktionsmittelzuschlages. Die oberen Gehaltsgrenzen von 0,03 % für Phosphor und 0,03 % für Schwefel bezeichnen diejenigen Grenzen, über die hinaus es in der Technik der Stahlherstellung schwierig ist, die vorhandene Gesamtmenge dieser Elemente zu reduzieren. Da Phosphor außerdem dazu neigt, die Korrosion zu fördern, so ist es wesentlich, seinen Anteilsbereich nach oben hin auf den vorgenannten Wert zu begrenzen. Obwohl es sich beim Kupfer um ein Element handelt, das im Sinne der Vermittlung größerer Korrosionsbeständigkeit wirkt, bleibt ein Zusatz von weniger als 0,2% unwirksam, und Kupfermengen über 0,6 °/0 hinaus führen zu Schwierigkeiten beim Vorgang der Stahlherstellung. Chrom bewirkt in einem Gehaltsbereich von 0,3 bis 0,9 % bei gleichzeitiger Anwesenheit von Kupfer Korrosionsbeständigkeit, aber ein Chromanteil von weniger als 0,3 % vermittelt die Eigenschaft der Korrosionsbeständigkeit nicht mehr. Ein Chromanteil von mehr als 0,9 % verursacht dagegen eine schlechte Bearbeitbarkeit. Wie bereits weiter oben erwähnt, ist für die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegierung ein Zusatz von Antimon oder Zinn oder von beiden Stoffen zum Zwecke einer erheblichen Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit kennzeichnend. Ein Antimongehalt von über 0,5% erniedrigt den Schmelzpunkt des Materials und beeinträchtigt damit dessen Warmverformbarkeit, während ein Antimongehalt von weniger als 0,05 % keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bewirkt. Der Gehaltsbereich für Zinn von 0,05 bis 0,5% erfährt seine Bestimmung auf Grund der gleichen Tatsachen wie der für Antimon. So beeinträchtigt ein Zinngehalt von über 0,5% die Warmverformbarkeit erheblich, während ein Zinngehalt von weniger als 0,05 % nicht mehr zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit beiträgt. Die gleichzeitige Anwesenheit von Zinn und Antimon in dem Gehaltsbereich von 0,05 bis 0,5 % soll der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der Stahllegierung bei mehr als 75 % Schwefelsäure und mehr als 1150C dienen.Process of steel production required reducing agent surcharge. The upper limits of 0.03% for phosphorus and 0.03% for sulfur indicate those limits beyond which it is difficult in the steelmaking technique to reduce the total amount of these elements present. Since phosphorus also tends to promote corrosion, it is essential to limit its proportion to the above-mentioned value. Although there is copper in an element, the larger acts in the sense of switching corrosion resistance, an addition of less than 0.2% is ineffective, and amounts of copper about 0.6 ° / 0 also lead to difficulties in the process of steel manufacture. Chromium in a content range of 0.3 to 0.9% with the simultaneous presence of copper causes corrosion resistance, but a chromium content of less than 0.3% no longer imparts the property of corrosion resistance. On the other hand, a chromium content of more than 0.9% causes poor machinability. As already mentioned above, the steel alloy to be used according to the invention is characterized by the addition of antimony or tin or of both substances for the purpose of a considerable improvement in the corrosion resistance. An antimony content of more than 0.5% lowers the melting point of the material and thus impairs its hot formability, while an antimony content of less than 0.05% does not improve the corrosion resistance. The content range for tin from 0.05 to 0.5% is determined on the basis of the same facts as that for antimony. For example, a tin content of over 0.5% has a considerable negative impact on the hot formability, while a tin content of less than 0.05% no longer increases the corrosion resistance. The simultaneous presence of tin and antimony in the content range of 0.05 to 0.5% will serve to improve the corrosion resistance of the steel alloy at more than 75% sulfuric acid and more than 115 0 C.

Der durch die gleichzeitige Anwesenheit von Zinn und Antimon hervorgerufene kumulative Effekt wirkt sich stärker aus, als dies bei einem entweder nur aus Zinn oder nur aus Antimon bestehenden Zusatz der Fall ist. Der Grund für die Festlegung der Summe des Zinn- und des Antimongehalts auf den Bereich von 0,05 bis 0,5 % ist der, daß es unterhalb der unteren Grenze von 0,05% schwierig ist, ein befriedigendes Korrosionsbeständigkeitsverhalten zu erzielen, während sich oberhalb der oberen Grenze von 0,5 % die Warmverformbarkeit verschlechtert. Der Nickelzusatz von 0,30 bis 0,80% beeinflußt die Korrosionsbeständigkeit der Stahllegierung nicht. Nickel verhindert auch das Anhäufen der anderen Zusatzelemente zwischen den Grenzflächen der Kristallpartikeln, das durch die selektive Oxydation der Eisenkomponente bei der Warmverformung hervorgerufen wird, und wirkt daher im Sinne der Vermittlung der erwünschten Korrosionsbeständigkeit. Zur Gewährleistung vonThe cumulative effect caused by the simultaneous presence of tin and antimony is effective are stronger than in the case of an additive consisting either only of tin or only of antimony Case is. The reason for setting the sum of the tin and antimony contents on the area from 0.05 to 0.5%, that it is difficult below the lower limit of 0.05% is a satisfactory one To achieve corrosion resistance behavior, while above the upper limit of 0.5% the Hot workability deteriorated. The addition of 0.30 to 0.80% of nickel affects the corrosion resistance the steel alloy does not. Nickel also prevents the other additive elements from building up between the interfaces of the crystal particles, caused by the selective oxidation of the iron component is caused during hot deformation, and therefore acts in the sense of conveying the desired Corrosion resistance. To ensure

ίο befriedigenden Warmverformungseigenschaften auch unter schwierigen Betriebsbedingungen ist es erforderlich, eine untere Gehaltsgrenze von 0,30 % zu wählen, wohingegen bei einem Überschreiten der oberen Gehaltsgrenze von 0,80 % die Korrosionsbeständigkeit der Stahllegierungen allmählich fortschreitend abnimmt. Dieser Bereich des Nickelanteils ist auch geeignet, ein angemessenes Gleichgewichtsverhältnis zu den Anteilsbereichen der anderen zulegierten Elemente auszubilden. . - ■..ίο satisfactory thermoforming properties too under difficult operating conditions it is necessary to select a lower content limit of 0.30%, whereas if the upper content limit of 0.80% is exceeded, the corrosion resistance of steel alloys gradually decreases. This range of nickel content is also suitable an appropriate equilibrium ratio to the proportions of the other added elements to train. . - ■ ..

Das Zulegieren einer geringen Menge Nickel verhindert die Verschlechterung der Warmverformbarkeit und der Weiterverarbeitbarkeit der Stahllegierung, wie sie durch den Zusatz von Elementen verursacht wird, die geeignet sind, die erwünschte Korrosionsbeständigkeit zu verleihen, so daß es hierdurch ermöglicht wird, verschiedene Stahlprodukte einschließlich Sonderstahlplatten, Baustählen, Stahlrohren u. dgl. herzustellen, für die eine genaue Maßhaltigkeit streng erforderlich ist.Alloying a small amount of nickel prevents the hot workability from deteriorating and the further processability of the steel alloy, as achieved by the addition of elements which are capable of imparting the desired corrosion resistance, so that it this enables various steel products including special steel plates, structural steels, To produce steel pipes and the like, for which precise dimensional accuracy is strictly required.

Werden Elemente wie etwa Cu, Sb und Sn zulegiert, so bilden diese Elemente eine feste Lösung in Ferrit, und wenn dann die Eisenkomponente vorrangig vor diesen Elementen einem Oxydationsvorgang unterliegt, so erhöht sich die Konzentration der festen Lösung an Cu, Sb und Sn, was schließlich zur Ausscheidung und Anhäufung dieser Elemente an den Korngrenzflächen führt. Es wird angenommen, daß hierdurch an diesen Grenzflächen eine Schmelzpunkterniedrigung bewirkt wird, wodurch es dort dann zu einer Rißbildung kommt und schlechte Warmverformungseigenschaften verursacht werden. Dagegen hat ein Nickelzusatz die Wirkung, die rasche Oxydation des Eisens zu verhindern. Auch mischt sich das ausgeschiedene und an den Korngrenzflächen zu-If elements such as Cu, Sb and Sn are added to the alloy, these elements form a solid solution in Ferrite, and if then the iron component takes precedence over these elements, an oxidation process is subject, the concentration of the solid solution of Cu, Sb and Sn increases, which ultimately leads to precipitation and accumulation of these elements at the grain interfaces. It is believed that this causes a lowering of the melting point at these interfaces, which then leads to it cracking occurs and poor hot working properties are caused. Against it an addition of nickel has the effect of preventing rapid oxidation of the iron. It also mixes precipitated and at the grain boundaries

■45 sammengeballte Kupfer, Antimon und Zinn mit dem Nickel und bildet dabei Massen von hohem Schmelzpunkt, was zur Erhaltung der guten Warmverformungseigenschaften beiträgt.
Chemische Zusammensetzungen von typischen Proben gemäß dieser. Ausführungsform der Erfindung und von Kontrollproben sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt:
■ 45 aggregates copper, antimony and tin with the nickel and forms masses with a high melting point, which contributes to the maintenance of the good hot working properties.
Chemical compositions of typical samples according to this. Embodiments of the invention and control samples are listed in Table 1 below:

Tabelle 1
Chemische Zusammensetzung von typischen Proben gemäß der Erfindung und von Kontrollproben
Table 1
Chemical composition of typical samples according to the invention and of control samples

Probesample

SiSi

CuCu

CrCr

Ni Sb Sn MoNi Sb Sn Mo

A (Kontrollprobe) A (control sample)

B (erfindungsgemäße Probe)
C (erfindungsgemäße Probe)
B (sample according to the invention)
C (sample according to the invention)

D (Kontrollprobe) D (control sample)

E (erfindungsgemäße Probe)
F (erfindungsgemäße Probe)
E (sample according to the invention)
F (sample according to the invention)

G (Kontrollprobe) G (control sample)

H (Kontrollprobe) H (control sample)

I (Kontrollprobe) .........I (control sample) .........

0,12
0,09
0,11
0,13
0,13
0,09
0,13
0,07
0,07
0.12
0.09
0.11
0.13
0.13
0.09
0.13
0.07
0.07

0,210.21

0,240.24

0,280.28

0,300.30

0,310.31

0,24.0.24.

0,190.19

0,420.42

0,550.55

0,40 0,38 0,35 0,38 0,42 0,46 0,45 0,50 0,98 0,017
0,017
0,018
0,020
0,019
0,016
0,012
0,083
0,036
0.40 0.38 0.35 0.38 0.42 0.46 0.45 0.50 0.98 0.017
0.017
0.018
0.020
0.019
0.016
0.012
0.083
0.036

0,015
0,015
0,015
0,017
0,014
0,015
0,015
0,010
0,010
0.015
0.015
0.015
0.017
0.014
0.015
0.015
0.010
0.010

0,34
0,41
0,30
0,42
0,41
0,39
0.34
0.41
0.30
0.42
0.41
0.39

0,290.29

0,54
0,68
0,48
0,53
0,53
0,52
0.54
0.68
0.48
0.53
0.53
0.52

0,53
18,68
0.53
18.68

0,48
0,64
0.48
0.64

0,54
0,40
0.54
0.40

8,488.48

0,48
0,25
0,42
0,15
0,17
0,20
0.48
0.25
0.42
0.15
0.17
0.20

0,11
0,12
0,11
0.11
0.12
0.11

Jede dieser Proben wurde in einer Korrosionstestreihe jeweils für eine Zeitspanne von 5 Stunden in Schwefelsäuren unterschiedlicher Konzentrationen und unterschiedlicher Temperaturen eingetaucht. Die Untersuchungsergebnisse sind in die nachstehende Tabelle! eingegangen. Wie aus dieser Tabelle zu entnehmen ist, zeigten die erfindungsgemäßen Proben, nämlich die Proben B, C, E und F, die sämtlich Nickel enthielten, eine geringere Korrosion als die Kontrollproben. In der Tabelle 2 bezeichnen die Prozentangaben jeweils die Konzentration der Schwefelsäure, die Angaben ° C beziehen sich auf die Schwefelsäuretemperaturen, und die anderen Zahlenangaben liefern ein Maß für den Grad der Korrosion, ausgedrückt in mg/cma/5 Std.Each of these samples was immersed in a series of corrosion tests for a period of 5 hours in sulfuric acids of different concentrations and different temperatures. The test results are in the table below! received. As can be seen from this table, the samples according to the invention, namely samples B, C, E and F, which all contained nickel, showed less corrosion than the control samples. In Table 2, the percentages denote the concentration of sulfuric acid, the data in ° C relate to the sulfuric acid temperatures, and the other figures provide a measure of the degree of corrosion, expressed in mg / cm a / 5 hours.

Tabelle 2
Tauchkorrosionsversuche, durchgeführt an erfindungsgemäßen Proben und an Kontrollproben
Table 2
Immersion corrosion tests carried out on samples according to the invention and on control samples

Probesample

20%20% VersuchsbedingungenTest conditions 40 °/o40 ° / o 50%50% 60%60% 70 %70% 80%80% 0,49%0.49% 300C30 0 C 5O0C50 0 C 600C60 0 C 750C75 0 C 1000C100 0 C 1300C130 0 C 30° C30 ° C 2,12.1 17,517.5 37,537.5 13,213.2 8,28.2 12,412.4 0,70.7 1,61.6 12,112.1 33,433.4 15,015.0 7,47.4 13,713.7 0,60.6 2,42.4 19,719.7 42,242.2 14,314.3 8,28.2 15,615.6 1,11.1 2,82.8 16,016.0 40,640.6 18,418.4 7,07.0 14,814.8 0,70.7 3,23.2 19,119.1 50,250.2 15,615.6 6,96.9 10,310.3 1,01.0 2,42.4 17,217.2 48,148.1 17,017.0 9,29.2 18,018.0 0,80.8 12,612.6 19,319.3 241,2241.2 13,513.5 7,07.0 14,514.5 2,22.2 15,315.3 248,0248.0 380,6380.6 20,620.6 8,38.3 20,520.5 19,519.5 2,02.0 65,765.7 229,6229.6 176,2176.2 179,6179.6 208,7208.7 0,040.04

90% 1600C90% 160 0 C

A (Kontrollprobe) A (control sample)

B (erfindungsgemäße Probe)
C (erfindungsgemäße Probe)
B (sample according to the invention)
C (sample according to the invention)

D (Kontrollprobe) D (control sample)

E (erfindungsgemäße Probe)
F (erfindungsgemäße Probe)
E (sample according to the invention)
F (sample according to the invention)

G (Kontrollprobe) .... G (control sample) ....

H (Kontrollprobe) ..... H (control sample) .....

I (Kontrollprobe)... I (control sample) ...

44,7 45,4 48,1 35,9 32,0 37,6 60,2 65,2 42,744.7 45.4 48.1 35.9 32.0 37.6 60.2 65.2 42.7

Diese Ergebnisse sind graphisch in Fig. 2 dargestellt. These results are shown graphically in FIG.

Im Hinblick auf die Ermittlung der besonders spezifischen Eigenschaften der Stahllegierungen gemäß diesen Ausführungsformen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Bestimmung des maximalen Ausschmelzens beim Brennschneiden, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe angewendet, bei dem das Probestück ohne Zuhilfenahme eines Spanndorns in eine Mannesmann-Bohrmaschine eingebracht und das Verhältnis desjenigen Längenanteils des Probestücks, in dem keine Rißbildung zu bemerken war, zur Gesamtlänge des Probestücks ermittelt und als maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils bestimmt wurde. Bei einer Einstellung des Walzenzwischenraumes der Mannesmann-Bohrmaschine auf 20 mm wurde ein kegelstumpfförmiges Probestück, das an dem einen Ende einen Durchmesser von 25 mm, an dem gegenüberliegenden Ende einen Durchmesser von 30 mm und eine Länge von 150 mm hatte, in den Walzenzwischenraum eingeführt und bearbeitet. Der Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils wurde beim Ausbleiben einer Rißbildung gleich 100 7o gesetzt. Die maximale Ausschmelzung ergibt sich, indem man die Differenz zwischen der Gesamtlänge des Probestücks und der Länge desjenigen Teils, in dem eine Rißbildung auftrat, durch die Gesamtlänge der Probe dividiert und den so erhaltenen Quotienten in Prozent angibt. Gemäß diesem Verfahren wurden die in Tabelle 1 aufgeführten erfindungsgemäßen Proben C und F sowie die Kontrollproben A und I bei Temperaturen von 1150 bzw. 12000C durchbohrt und so ihre Eigenschaften hinsichtlich der Heißbearbeitbarkeit untersucht. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle 3 und in F i g. 1 wiedergegeben.With a view to determining the particularly specific properties of the steel alloys according to these embodiments of the invention, a method was used to determine the maximum melt-out during flame cutting, expressed as a percentage of the non-melted part of the sample, in which the test piece was inserted into a Mannesmann- Drilling machine introduced and the ratio of that length portion of the test piece in which no crack formation was noticeable to the total length of the test piece was determined and determined as the maximum melt-out, expressed as a percentage of the part that was not melted out. When the roll clearance of the Mannesmann drill was set to 20 mm, a frustoconical test piece, which at one end had a diameter of 25 mm, at the opposite end a diameter of 30 mm and a length of 150 mm, was inserted into the roll clearance and processed. The percentage of the part not melted out was set equal to 100 7o in the absence of crack formation. The maximum melt-out is obtained by dividing the difference between the total length of the specimen and the length of that part in which cracking occurred by the total length of the specimen and expressing the quotient obtained in this way as a percentage. According to this method the specimens listed in Table 1 according to the invention C and F as well as the control samples A and I pierced at temperatures of 1150 and 1200 0 C and then their properties were investigated with respect to hot workability. The results of the tests are shown in Table 3 and in FIG. 1 reproduced.

3535

Tabelle 3Table 3

Maximale Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der ProbeMaximum melt-out, expressed as a percentage of the part that has not been melted out the sample

4040 Probesample Probe) ..
Probe) ..
Sample) ..
Sample) ..
■\
tempi
1150
■ \
tempo
1150
/ersuchs-
sraturenin 0C
1200 I 1250
/ request
saturation in 0 C
1200 I 1250
50%
90%
63 7o
43%
50%
90%
63 7o
43%
A
G
F
45 I
A.
G
F.
45 I.
(Kontrollprobe)
(erfindungsgemäße
(erfindungsgemäße
(Kontrollprobe) .
(Control sample)
(according to the invention
(according to the invention
(Control sample).
32%
55 7o
54%
26%
32%
55 7o
54%
26%
37 %
61%
60 7o
34%
37%
61%
60 7o
34%

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß durch einen Zusatz von Nickel zu der erfindungsgemäß verwendeten Legierung, welche verschiedene korrosions-These results clearly show that by adding nickel to that used in the present invention Alloy, which contains various corrosion

verhindernde Elemente einschließlich Antimon enthält, Stahllegierungen mit wesentlich verbesserter Warmverformbarkeit erhalten werden.Contains preventive elements including antimony, steel alloys with significantly improved hot formability can be obtained.

Makrogefüge von Probestücken, die dem oben aufgeführten Prüfungsverfahren unterworfen wordenMacrostructures of specimens that have been subjected to the above test procedure

waren, sind in den Bildern gemäß F i g. 3 und 4 wiedergegeben, aus denen klar die hervorragende Beschaffenheit der inneren Struktur der erfindungsgemäßen Stahllegierungen hervorgeht. Die Flexibilität der inneren Struktur eines jeden der in denwere, are in the pictures according to FIG. 3 and 4 reproduced, from which the excellent quality is clear the internal structure of the steel alloys according to the invention emerges. The flexibility the internal structure of each of the in the

F i g. 3 und 4 dargestellten Probestücke verliert sich mit abnehmender Temperatur des Probestücks, wobei die Grenzflächen zwischen den Körnern verwischt werden. Dieser Zustand ist deutlicher ausgeprägt in den in F i g. 3 dargestellten Kontrollproben, be-F i g. 3 and 4 shown specimens is lost as the temperature of the specimen decreases, blurring the interfaces between the grains will. This condition is more pronounced in the in FIG. 3 shown control samples,

sonders bei dem rostfreien 18/8-Stahl (Fig. 3b). Das in F i g. 3 gezeigte, Antimon enthaltende Probestück weist bei einer Temperatur von 125O0C, der zum Bohren geeigneten Temperatur, eine recht gute Be-especially with the 18/8 stainless steel (Fig. 3b). The in Fig. 3 shown, antimony-containing specimen has at a temperature of 125O 0 C, the temperature suitable for drilling, a very good loading

schaffenheit der inneren Struktur auf, doch belief sich hier die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils der Probe, auf 50%· Demgegenüber zeigt Fig. 4 die innere Strukturbeschaffenheit der Probestücke C und F, die gemäß der Erfindung Nickel enthalten. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, sind hier sowohl die innere Strukturbeschaffenheit als auch die Ausschmelzung, ausgedrückt als Prozentanteil des nicht ausgeschmolzenen Teils, stark verbessert. Die prozentuale Ausschmelzung beträgt für die Proben C und F 90 bzw. 63%.creation of the internal structure, but here the melt-out was expressed as a percentage of the unmelted part of the sample, to 50%. In contrast, FIG. 4 shows the inner Structure of the test pieces C and F containing nickel according to the invention. How out of this Figure can be seen, here are both the internal structure and the melting, expressed as a percentage of the unmelted part, much improved. The percent melt-out for samples C and F is 90 and 63%, respectively.

Die erfindungsgemäß verwendeten Stahllegierungen eignen sich für Stahlrohre oder Stahlplatten im Niedertemperaturbereich von Schweröl verfeuernden Kesselanlagen, wo sich Betriebsbedingungen ergeben, in denen es zu einer Korrosion durch Schwefelsäure kommen kann. Auf Grund der Anwesenheit einer verhältnismäßig geringen Menge Nickel wird die Warmverformbarkeit und Weiterverarbeitbarkeit der Stahllegierungen erheblich verbessert werden, und es lassen sich somit bei niedrigen Kosten solche Stahlerzeugnisse, wie Sonderstahlplatten, Baustahlglieder, Stahlrohre u. dgl., herstellen, bei denen eine äußerstThe steel alloys used according to the invention are suitable for steel pipes or steel plates in the Low temperature range of boiler systems that burn heavy oil, where operating conditions arise in which corrosion from sulfuric acid can occur. Due to the presence of a relatively small amount of nickel is the hot formability and further processability of the Steel alloys are significantly improved, and it can thus at low cost such steel products, such as special steel plates, structural steel members, steel pipes and the like. Manufacture in which one is extremely

ίο genaue Einhaltung der Abmessungen erforderlich ist. Diese Erzeugnisse finden in Dampfkraftwerken, Erdölraffinerien, Stadtgasraffinerien, in der chemischen Synthesetechnik sowie in der chemisch-großtechnischen Erzeugung von Äthylen, Olefinen und deren Derivaten Verwendung.ίο exact compliance with the dimensions is required. These products can be found in steam power plants, petroleum refineries, town gas refineries, in the chemical Synthesis technology as well as in the chemical-large-scale production of ethylene, olefins and their Use of derivatives.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

209534/320209534/320

Claims (1)

1 21 2 Patentanspruch- Schwefelsäure zu den Betriebsbedingungen gehört.Claim- sulfuric acid is one of the operating conditions. ■ Wie nach dem Stand der Technik bekannt ist, gelten■ As is known in the art, apply Verwendung einer Stahllegierung, bestehend Elemente, wie Chrom, Kupfer u. dgl., allgemein als aus weniger als 0,15 % Kohlenstoff, weniger als geeignete Bestandteile, um Stahllegierungen eine Be-0,40 °/0 Silicium, weniger als 0,5 °/0 Mangan, 5 ständigkeit gegen Schwefelsäure zu vermitteln (vgl. weniger als 0,03% Phosphor, weniger als 0,03 % österreichische Patentschrift 112 813). Es wurde nun Schwefel, 0,2 bis 0,6% Kupfer, 0,3 bis 0,9 % festgestellt, daß durch das Zulegieren und durch die Chrom, 0,05 bis 0,5 % Antimon oder Zinn oder gleichzeitige Anwesenheit einer geeigneten Menge beiden Elementen zusammen, 0,3 bis 0,80 °/o Antimon oder Zinn oder beider Elemente aus einem Nickel, Rest Eisen und Verunreinigungen, als io Werkstoff auf Stahlbasis, der eine geringe Menge Werkstoff für Gegenstände, die gegen Schwefel- Chrom, Kupfer und Kohlenstoff enthält, praktisch säure in Konzentrationen von 0,5 bis 50% bei brauchbare Stahllegierungen geschaffen werden kön-Temperaturen von 30 bis 60°C hinreichend be- nen, die eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit ständig sein müssen, so insbesondere als Rohre aufweisen, wenn zu den Betriebsbedingungen die oder Platten für Schweröl verfeuernde Kessel- 15 Anwesenheit von Schwefelsäure oder korrodierenden anlagen, die im Niedertemperaturbereich betrieben Gasen des gleichen chemischen Typs gehört. Es wurde werden. nun festgestellt, daß die Korrosionsbeständigkeit dieserUse of a steel alloy consisting elements such as chromium, and copper. The like., Generally of less than 0.15% carbon, less than suitable components to steel alloys, a Be-0,40 ° / 0 silicon, less than 0.5 ° / 0 Manganese, 5 to impart resistance to sulfuric acid (cf. less than 0.03% phosphorus, less than 0.03% Austrian patent specification 112 813). It has now been found sulfur, 0.2 to 0.6% copper, 0.3 to 0.9%, that through the alloying and the chromium, 0.05 to 0.5% antimony or tin or the simultaneous presence of a suitable one Amount of both elements together, 0.3 to 0.80% antimony or tin or both elements from a nickel, the remainder iron and impurities, as a steel-based material, which is a small amount of material for objects that are against sulfur-chromium, Contains copper and carbon, practically acidic in concentrations of 0.5 to 50% with usable steel alloys, temperatures of 30 to 60 ° C can be created sufficiently, which must have excellent corrosion resistance at all times, especially as pipes if one of the operating conditions or plates for boilers that burn heavy oil is the presence of sulfuric acid or corrosive systems that include gases of the same chemical type operated in the low temperature range. It was going to be. now found that the corrosion resistance of this verbesserten Stahllegierung noch weiter erhöht werdenimproved steel alloy can be increased even further kann, wenn man ihr noch 0,30 bis 0,80% Nickel Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung 20 zusetzt.can if you add 0.30 to 0.80% nickel to it. eines niedriglegierten Stahls, der als wesentliche Be- Es ist demgemäß das Ziel der Erfindung, die Verstandteile Kohlenstoff, Kupfer, Chrom, Antimon Wendung einer Stahllegierung vorzuschlagen, die eine ^ und/oder Zinn und Nickel enthält, als Werkstoff für verhältnismäßig geringe Menge von Legierungs- W Gegenstände, die gegen Schwefelsäure hinreichend bestandteilen enthält und eine hohe Beständigkeit beständig sein müssen. 25 gegen die korrodierende Wirkung von SchwefelsäureIt is accordingly the aim of the invention to propose the components carbon, copper, chromium, antimony and a steel alloy which contains a ^ and / or tin and nickel as a material for a relatively small amount of alloy - W Objects which contain sufficient constituents against sulfuric acid and which must be resistant to a high level of resistance. 25 against the corrosive effects of sulfuric acid Normalerweise wird Stahl, der nicht bestimmte besitzt.Usually it is steel that does not possess certain. Elemente enthält und keiner besonderen Oberflächen-' Die erfindungsgemäß zu verwendende Stahllegiebehandlung unterworfen wurde, durch flüssige Schwe- rung besteht aus weniger als 0,15 % Kohlenstoff, feisäure von einer Konzentration unter 60 % rasch weniger als 0,40 % Silicium, weniger als 0,5 % Mangan, angegriffen und aufgelöst. Bei Konzentrationen über 3° weniger als 0,03 % Phosphor, weniger als 0,03% 60 % schreitet die Korrosion heftig fort, sobald die Schwefel, 0,2 bis 0,6 % Kupfer, 0,3 bis 0,9% Chrom, Schwefelsäure erhitzt wird. 0,05 bis 0,5 % Antimon oder Zinn oder beidenContains elements and does not contain any special surface 'The steel alloy treatment to be used according to the invention has been subjected to liquid sulfurization consists of less than 0.15% carbon, Feic acid of a concentration below 60% quickly less than 0.40% silicon, less than 0.5% manganese, attacked and disbanded. At concentrations above 3 ° less than 0.03% phosphorus, less than 0.03% 60% the corrosion progresses violently as soon as the sulfur, 0.2 to 0.6% copper, 0.3 to 0.9% chromium, Sulfuric acid is heated. 0.05 to 0.5% antimony or tin or both Demzufolge ist die normale Lebensdauer von ge- Elementen zusammen, 0,3 bis 0,80% Nickel, Rest wohnlichem Eisen und Stahl nur sehr beschränkt, Eisen und Verunreinigungen. Diese Stahllegierung wenn das Material unter Betriebsbedingungen benutzt 35 wird als Werkstoff für Gegenstände verwendet, die wird, bei denen es mit Schwefelsäure oder mit einem gegen Schwefelsäure in Konzentrationen von 0,5 korrodierenden Gas, das durch Kondensation Schwe- bis 50% bei Temperaturen von 30 bis 60° C hinfelsäure bildet, in Berührung kommt, und die Ver- reichend beständig sein müssen, so insbesondere luste an Stahl und Eisen infolge einer solchen Korro- als Rohre oder Platten für Schweröl verfeuernde sion sind daher sehr hoch. Obwohl auch schon bislang 40 Kesselanlagen, die im Niedertemperaturbereich beein beträchtlicher Forschungsaufwand der Unter- trieben werden.As a result, the normal service life of ge elements together is 0.3 to 0.80% nickel, the remainder Domestic iron and steel are very limited, iron and impurities. This steel alloy if the material is used under operating conditions 35 is used as a material for objects that with which it is with sulfuric acid or with one against sulfuric acid in concentrations of 0.5 Corrosive gas that condenses sulfuric acid up to 50% at temperatures from 30 to 60 ° C forms, comes into contact, and which must be sufficiently resistant, so in particular Loss of steel and iron as a result of such corrosion as pipes or plates for heavy oil burning sion are therefore very high. Although so far 40 boiler systems that affect the low temperature range considerable research expenditure by the companies. suchung von metallischen Werkstoffen gewidmet Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beworden ist, die gegen die korrodierende Wirkung der Schreibung und der Zeichnungen und Bilder weiter Schwefelsäure beständig sind, so handelte es sich doch erläutert. In den Zeichnungen und Bildern bedeutet m - bei den meisten der hierbei gefundenen oder ent- 45 F i g. 1 die Beziehungen zwischen der Brennwickelten Werkstoffe um reine Metalle oder um Stähle, Schneidtemperatur und der maximalen Abtragung, die einen hohen Anteil kostspieliger Legierungs- ausgedrückt als Prozentanteil des nicht abgetragenen bestandteile enthielten, und billige Stahllegierungen, Teils der Probe,Dedicated to the search for metallic materials. The invention is explained with reference to the following, which are resistant to the corrosive effects of writing, drawings and pictures, and sulfuric acid. In the drawings and pictures, m means - in most of the 45 F i g found or found. 1 the relationships between the heat wound materials around pure metals or steels, cutting temperature and the maximum removal, which contained a high proportion of expensive alloy - expressed as a percentage of the non-removed components, and cheap steel alloys, part of the sample, die eine geringe Menge von Legierungsbestandteilen Fig. 2 die Ergebnisse von Korrosionsversuchen,a small amount of alloy components Fig. 2 the results of corrosion tests, enthalten, sind bisher noch nicht leicht zu erzeugen 50 die unter Anwendung von heißer Schwefelsäure mit und stehen nicht in breitem Umfang zur Verfügung. der neuartigen Stahllegierung sowie mit Gegenproben Bei einer erschöpfenden Untersuchung hinsichtlich durchgeführt werden,are not yet easy to produce 50 using hot sulfuric acid and are not widely available. the new steel alloy as well as with counter samples When an exhaustive investigation is carried out with regard to der Wirkung verschiedener Elemente in bezug auf F i g. 3 Bilder, welche die an dem Gegenproben-the effect of various elements in relation to FIG. 3 pictures showing the die Korrosionsbeständigkeit unterschiedlicher Stahl- material durch Brennschneidversuch bewirkte Makrosorten gegen Schwefelsäure oder korrodierende Gase 55 gefüge wiedergeben,the corrosion resistance of different steel materials caused by flame cutting tests against sulfuric acid or corrosive gases 55 reproduce the structure, des gleichen chemischen Typs wurden nun billige F i g. 4 Bilder, welche die an den erfindungsgemäßenof the same chemical type were now cheap figs. 4 images, which the at the invention Stahllegierungen aufgefunden, die eine geringere Stahllegierungen durch Brennschneidversuch bewirk-Menge Legierungsbestandteile enthalten, und die ten Makrogefüge wiedergeben, unter den obenerwähnten Bedingungen eine äußerst Hinsichtlich der einzelnen Bestandteile, die in denSteel alloys found which cause a lower amount of steel alloys by flame cutting attempts Contain alloy components, and reflect the th macrostructures, under the above-mentioned conditions an extremely With regard to the individual components included in the hohe Beständigkeit gegen Schwefelsäure aufweisen. 6.0 erfindungsgemäßen Legierungsstählen in Anwendung Insbesondere wurden dabei umfangreiche Unter- kommen, ist zu erwähnen: Wird Kohlenstoff in suchungen angestellt mit dem Ziel, billige Stahl- größeren Mengenanteilen als 0,15% angewandt, so legierungen zu schaffen, die eine geringe Menge Le- verschlechtert sich nicht nur die Korrosionsbeständiggierungsbestandteile enthalten, und die beispielsweise keit, sondern es tritt auch eine unerwünschte Erhöhung für solche Bauteile geeignet sein sollten, wie etwa 65 der Festigkeit bei gleichzeitiger Anwesenheit anderer Stahlrohre, wie sie im Niedertemperaturbereich von Elemente ein. Die angegebenen Gehaltsbereiche für Schweröl verfeuernden Kesselanlagen benutzt werden, Silicium und Mangan von weniger als 0,4 bzw. weniger wobei das Vorhandensein oder die Bildung von als 0,5% bezeichnen den Anteilsbereich des beimhave high resistance to sulfuric acid. 6.0 alloy steels according to the invention in use In particular, extensive undertakings should be mentioned: Is carbon in Searches made with the aim of cheap steel - larger proportions than 0.15% applied, so Creating alloys that contain a small amount of Le-not only degrades the corrosion-resistant alloy components included, and the example speed, but there also occurs an undesirable increase should be suitable for such components, such as strength with the simultaneous presence of others Steel pipes, as they are in the low temperature range of elements. The stated salary ranges for Heavy oil burning boiler systems used silicon and manganese of less than 0.4 and less, respectively where the presence or formation of than 0.5% denotes the proportion range of the at
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