JP2000290754A - 高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突 - Google Patents
高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、石炭燃焼型プラントにおける酸露
点による酸性環境での耐全面腐食性、及びＣｌイオンが
結露水中に凝縮濃化する高濃度のＣｌイオン環境での耐
食性に優れ、且つ圧延ままでも鋭敏化による耐食性の劣
化が生じない合金を合せ材とする高耐食性クラッド鋼を
提供する。 【解決手段】 合せ材が、重量％でＣ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２１％以上、２７％以下、Ｎｉ：１８％以
上、２７％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．
１〜２．０％、更にＭｏ，Ｗの一種または二種を、Ｍｏ
＋１／２×Ｗ：３〜５％の範囲で含有し、かつ、Ｎｉ−
０．６Ｃｒ＋１．５（Ｍｏ＋１／２×Ｗ）＋７．５Ｃｕ
＋１２２Ｎ≧３５を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなり、母材が炭素鋼からなることを特徴とする高
耐食性クラッド鋼。
点による酸性環境での耐全面腐食性、及びＣｌイオンが
結露水中に凝縮濃化する高濃度のＣｌイオン環境での耐
食性に優れ、且つ圧延ままでも鋭敏化による耐食性の劣
化が生じない合金を合せ材とする高耐食性クラッド鋼を
提供する。 【解決手段】 合せ材が、重量％でＣ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２１％以上、２７％以下、Ｎｉ：１８％以
上、２７％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．
１〜２．０％、更にＭｏ，Ｗの一種または二種を、Ｍｏ
＋１／２×Ｗ：３〜５％の範囲で含有し、かつ、Ｎｉ−
０．６Ｃｒ＋１．５（Ｍｏ＋１／２×Ｗ）＋７．５Ｃｕ
＋１２２Ｎ≧３５を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなり、母材が炭素鋼からなることを特徴とする高
耐食性クラッド鋼。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭火力プラント
で使用可能な安価で耐食性に優れたクラッド鋼及び同鋼
を内筒に用いた石炭火力プラント用煙突に関するもので
ある。
で使用可能な安価で耐食性に優れたクラッド鋼及び同鋼
を内筒に用いた石炭火力プラント用煙突に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、火力発電プラントの高性能化の一
環として、石炭燃焼型プラントで使用可能な安価で耐食
性に優れたクラッド鋼の開発が進められている。火力発
電プラントの煙突・煙道では、排ガス中に含まれるＳＯ
ｘ，ＮＯｘ，ＣＯ2等による酸露点腐食、及びＣｌイオ
ンによる孔食、隙間腐食等の局部腐食が発生することが
知られている。
環として、石炭燃焼型プラントで使用可能な安価で耐食
性に優れたクラッド鋼の開発が進められている。火力発
電プラントの煙突・煙道では、排ガス中に含まれるＳＯ
ｘ，ＮＯｘ，ＣＯ2等による酸露点腐食、及びＣｌイオ
ンによる孔食、隙間腐食等の局部腐食が発生することが
知られている。
【０００３】従来、このような環境でも使用できる耐食
材料としてＮｉ基合金のハステロイ２７６が開発され、
メンテナンスフリーを目的に一部のプラントで用いられ
ている。しかし、非常に高価な合金のため、より安価で
耐食性に優れる合金の開発が、クラッド化も含めて、望
まれていた。上記腐食環境での耐食性を、煙突内の凝結
水を模擬した水溶液環境での浸漬試験により評価し、種
々の新しい合金の開発が行われている。
材料としてＮｉ基合金のハステロイ２７６が開発され、
メンテナンスフリーを目的に一部のプラントで用いられ
ている。しかし、非常に高価な合金のため、より安価で
耐食性に優れる合金の開発が、クラッド化も含めて、望
まれていた。上記腐食環境での耐食性を、煙突内の凝結
水を模擬した水溶液環境での浸漬試験により評価し、種
々の新しい合金の開発が行われている。
【０００４】特開平２−１７０９４６号公報では、重量
％で、Ｃ：０．００４〜０．０５％、Ｓｉ：５％以下、
Ｍｎ：２％以下、Ｃｒ：１８〜２５％、Ｎｉ：１４〜２
４％、Ｍｏ：１〜４．５％、Ｃｕ：０．５〜２％、Ａ
ｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：１００ｐｐｍ以下、Ｏ：５０ｐｐ
ｍ以下で、残部が実質的にＦｅと不可避的不純物からな
る合金において、煙突、煙道および脱硫装置環境での耐
全面腐食性を満足させるための指数：Ｇ．Ｉ．値＝−Ｃ
ｒ＋３．６Ｎｉ＋４．７Ｍｏ＋１１．５Ｃｕが６０≦
Ｇ．Ｉ．≦９０、耐隙間腐食性の特性を満足させるため
の指数：Ｃ．Ｉ．値＝−Ｃｒ＋０．４Ｎｉ＋２．７Ｍｏ
＋Ｃｕ＋１８．７Ｎが３５≦Ｃ．Ｉ．値≦５０とする技
術が開示されている。
％で、Ｃ：０．００４〜０．０５％、Ｓｉ：５％以下、
Ｍｎ：２％以下、Ｃｒ：１８〜２５％、Ｎｉ：１４〜２
４％、Ｍｏ：１〜４．５％、Ｃｕ：０．５〜２％、Ａ
ｌ：０．０５％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：１００ｐｐｍ以下、Ｏ：５０ｐｐ
ｍ以下で、残部が実質的にＦｅと不可避的不純物からな
る合金において、煙突、煙道および脱硫装置環境での耐
全面腐食性を満足させるための指数：Ｇ．Ｉ．値＝−Ｃ
ｒ＋３．６Ｎｉ＋４．７Ｍｏ＋１１．５Ｃｕが６０≦
Ｇ．Ｉ．≦９０、耐隙間腐食性の特性を満足させるため
の指数：Ｃ．Ｉ．値＝−Ｃｒ＋０．４Ｎｉ＋２．７Ｍｏ
＋Ｃｕ＋１８．７Ｎが３５≦Ｃ．Ｉ．値≦５０とする技
術が開示されている。
【０００５】特開平１０−２３７６０１号公報では、重
量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：
２％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、
Ｃｒ：１８〜２４％、Ｎｉ：１６〜２６％、Ｍｏ：４〜
６．５％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｃｕ：０〜３．０
％、Ｗ：０〜３．０％、Ａｌ：０〜０．０５％、Ｃａ：
０〜０．００５％、Ｍｇ：０〜０．００５％、Ｂ：０〜
０．００２％含有するとともに、ＰＩ値＝Ｃｒ＋３．３
（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１６Ｎ，Ｎｉ−ｂａｌ．値＝Ｎｉ
＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５Ｍｎ−１．１（Ｃｒ＋１．５
Ｓｉ＋Ｍｏ）において、３５≦ＰＩ値≦５０、−２．５
≦Ｎｉ−ｂａｌ．値≦１とし、耐中性塩化物腐食性オー
ステナイト系ステンレス鋼が開示されている。
量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：
２％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、
Ｃｒ：１８〜２４％、Ｎｉ：１６〜２６％、Ｍｏ：４〜
６．５％、Ｎ：０．１〜０．３％、Ｃｕ：０〜３．０
％、Ｗ：０〜３．０％、Ａｌ：０〜０．０５％、Ｃａ：
０〜０．００５％、Ｍｇ：０〜０．００５％、Ｂ：０〜
０．００２％含有するとともに、ＰＩ値＝Ｃｒ＋３．３
（Ｍｏ＋０．５Ｗ）＋１６Ｎ，Ｎｉ−ｂａｌ．値＝Ｎｉ
＋３０（Ｃ＋Ｎ）＋０．５Ｍｎ−１．１（Ｃｒ＋１．５
Ｓｉ＋Ｍｏ）において、３５≦ＰＩ値≦５０、−２．５
≦Ｎｉ−ｂａｌ．値≦１とし、耐中性塩化物腐食性オー
ステナイト系ステンレス鋼が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、石炭焚
き火力プラントの中でも、脱硫装置を簡略化したシング
ルループ形式の新プラントでは、Ｃｌイオンが結露水中
に凝縮濃化し、従来の環境よりもさらに高Ｃｌイオン濃
度の使用環境となることが想定され、酸露点による酸性
環境での耐全面腐食性に優れ、且つ高濃度のＣｌイオン
環境での耐食性に優れた合金が必要とされる。
き火力プラントの中でも、脱硫装置を簡略化したシング
ルループ形式の新プラントでは、Ｃｌイオンが結露水中
に凝縮濃化し、従来の環境よりもさらに高Ｃｌイオン濃
度の使用環境となることが想定され、酸露点による酸性
環境での耐全面腐食性に優れ、且つ高濃度のＣｌイオン
環境での耐食性に優れた合金が必要とされる。
【０００７】本発明の対象とするＣｌイオンは１０００
０ｐｐｍ以上であり、従来のほぼ１０倍以上の高濃度と
なっている。上述した特開平２−１７０９４６号公報は
５０％Ｈ2ＳＯ4＋１０００ｐｐｍＣｌイオン環境での材
料開発が課題であり、特開平１０−２３７６０１号公報
は中性塩化物環境を対象とし、腐食試験溶液のＣｌイオ
ン濃度は２００００ｐｐｍと高濃度であるが、硫酸濃度
は中性環境における材料開発を課題としている。
０ｐｐｍ以上であり、従来のほぼ１０倍以上の高濃度と
なっている。上述した特開平２−１７０９４６号公報は
５０％Ｈ2ＳＯ4＋１０００ｐｐｍＣｌイオン環境での材
料開発が課題であり、特開平１０−２３７６０１号公報
は中性塩化物環境を対象とし、腐食試験溶液のＣｌイオ
ン濃度は２００００ｐｐｍと高濃度であるが、硫酸濃度
は中性環境における材料開発を課題としている。
【０００８】従って、酸性、高濃度Ｃｌイオン環境下に
おける材料開発は従来、行われておらず、新たな合金の
開発が課題となっている。さらに、クラッド鋼の合せ材
とする場合、母材の強度、靭性の確保の観点から、高温
の固溶化熱処理が適用できず、圧延ままでも鋭敏化によ
る耐食性が劣化しないことも課題とされる。
おける材料開発は従来、行われておらず、新たな合金の
開発が課題となっている。さらに、クラッド鋼の合せ材
とする場合、母材の強度、靭性の確保の観点から、高温
の固溶化熱処理が適用できず、圧延ままでも鋭敏化によ
る耐食性が劣化しないことも課題とされる。
【０００９】この発明は、以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、クラッド鋼の合せ材として、高温での
固溶化熱処理が適用されない状態で、酸露点による酸性
環境での耐全面腐食性、高濃度のＣｌイオン環境での耐
食性に優れた合金を提供する。
で、その目的は、クラッド鋼の合せ材として、高温での
固溶化熱処理が適用されない状態で、酸露点による酸性
環境での耐全面腐食性、高濃度のＣｌイオン環境での耐
食性に優れた合金を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、Ｎｉ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎの各成分を調合し、圧延後２００〜
２０℃／ｍｉｎで冷却したまま、または圧延後固溶化熱
処理した供試鋼を用い、高濃度のＣｌイオンの存在する
硫酸溶液中で全面腐食試験、耐隙間腐食性および耐ＳＣ
Ｃ試験を実施し、耐食性に及ぼす各成分について検討を
行った。また、合せ材としてクラッド鋼に用いた場合に
懸念される圧延後の冷却過程における鋭敏化特性評価を
硫酸・硫酸第二鉄によるストライカ試験により検討し
た。
ｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎの各成分を調合し、圧延後２００〜
２０℃／ｍｉｎで冷却したまま、または圧延後固溶化熱
処理した供試鋼を用い、高濃度のＣｌイオンの存在する
硫酸溶液中で全面腐食試験、耐隙間腐食性および耐ＳＣ
Ｃ試験を実施し、耐食性に及ぼす各成分について検討を
行った。また、合せ材としてクラッド鋼に用いた場合に
懸念される圧延後の冷却過程における鋭敏化特性評価を
硫酸・硫酸第二鉄によるストライカ試験により検討し
た。
【００１１】本発明はそれらの結果を得てなされたもの
で、すなわち本発明は、 １． 合せ材が、重量％でＣ：０．０２％以下、Ｃｒ：
２１％以上、２７％以下、Ｎｉ：１８％以上、２７％以
下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．１〜２．０
％、更にＭｏ，Ｗの一種または二種を、Ｍｏ＋１／２×
Ｗ：３〜５％の範囲で含有し、かつ、Ｎｉ−０．６Ｃｒ
＋１．５（Ｍｏ＋１／２×Ｗ）＋７．５Ｃｕ＋１２２Ｎ
≧３５を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
り、母材が炭素鋼からなることを特徴とする高耐食性ク
ラッド鋼。
で、すなわち本発明は、 １． 合せ材が、重量％でＣ：０．０２％以下、Ｃｒ：
２１％以上、２７％以下、Ｎｉ：１８％以上、２７％以
下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．１〜２．０
％、更にＭｏ，Ｗの一種または二種を、Ｍｏ＋１／２×
Ｗ：３〜５％の範囲で含有し、かつ、Ｎｉ−０．６Ｃｒ
＋１．５（Ｍｏ＋１／２×Ｗ）＋７．５Ｃｕ＋１２２Ｎ
≧３５を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
り、母材が炭素鋼からなることを特徴とする高耐食性ク
ラッド鋼。
【００１２】２． 更に、Ｂ：０．０１％以下もしくは
Ｚｒ：０．５％以下の一種または二種を含有する１記載
の高耐食性クラッド鋼。
Ｚｒ：０．５％以下の一種または二種を含有する１記載
の高耐食性クラッド鋼。
【００１３】３． 更に、Ｃａ：０．０２％以下、Ａ
ｌ：０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．
０４％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上含
有する１または２記載の高耐食性クラッド鋼。
ｌ：０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．
０４％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上含
有する１または２記載の高耐食性クラッド鋼。
【００１４】４． 更に、Ｔｉ：０．５％以下、Ｎｂ：
０．８％以下、Ｔａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下
の一種または二種以上含有する１または２記載の高耐食
性クラッド鋼。
０．８％以下、Ｔａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下
の一種または二種以上含有する１または２記載の高耐食
性クラッド鋼。
【００１５】５． 更に、Ｃａ：０．０２％以下、Ａ
ｌ：０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．
０４％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上を
含有し、かつＴｉ：０．５％以下、Ｎｂ：０．８％以
下、Ｔａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下の一種また
は二種以上含有する１または２記載の高耐食性クラッド
鋼。
ｌ：０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．
０４％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上を
含有し、かつＴｉ：０．５％以下、Ｎｂ：０．８％以
下、Ｔａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下の一種また
は二種以上含有する１または２記載の高耐食性クラッド
鋼。
【００１６】６． １〜５記載の高耐食性クラッド鋼を
内筒に用いた石炭火力プラント用煙突。
内筒に用いた石炭火力プラント用煙突。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の高耐食性クラッド鋼の合
せ材の成分限定理由について説明する。
せ材の成分限定理由について説明する。
【００１８】Ｃｒ：２１〜２７％ ステンレス鋼の基本成分であり、耐孔食性、耐隙間腐食
性を向上させる目的で添加するが、硫酸環境中での耐全
面腐食性を劣化させる場合がある。２１％未満では耐孔
食性、耐隙間腐食性が劣化し、２７％を超えて添加する
と、本発明で想定する使用環境での耐食性が劣化すると
ともに、クラッド圧延後の冷却（約６０℃／ｍｉｎ）に
おける鋭敏化により金属間化合物相を形成し、耐粒界腐
食性を低下させるため、２１〜２７％とする。
性を向上させる目的で添加するが、硫酸環境中での耐全
面腐食性を劣化させる場合がある。２１％未満では耐孔
食性、耐隙間腐食性が劣化し、２７％を超えて添加する
と、本発明で想定する使用環境での耐食性が劣化すると
ともに、クラッド圧延後の冷却（約６０℃／ｍｉｎ）に
おける鋭敏化により金属間化合物相を形成し、耐粒界腐
食性を低下させるため、２１〜２７％とする。
【００１９】Ｎｉ：１８〜２７％ 硫酸、高濃度Ｃｌイオン環境での耐全面腐食性向上に有
効な元素であり、本発明の環境で良好な耐食性を確保す
るため、および、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎ添加においてもオース
テナイト相を安定化させるため、１８％以上添加する。
２７％を超えて添加しても、耐食性向上の効果は飽和
し、経済性を損なうため、１８〜２７％とする。
効な元素であり、本発明の環境で良好な耐食性を確保す
るため、および、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎ添加においてもオース
テナイト相を安定化させるため、１８％以上添加する。
２７％を超えて添加しても、耐食性向上の効果は飽和
し、経済性を損なうため、１８〜２７％とする。
【００２０】Ｎ：０．０１〜０．３％ 耐孔食性、耐隙間腐食性の向上に有効な元素であり、
０．０１％以上添加する。０．３％を超える添加では特
殊な精錬方法が必要で、経済性を損なうため、０．３％
以下とする。
０．０１％以上添加する。０．３％を超える添加では特
殊な精錬方法が必要で、経済性を損なうため、０．３％
以下とする。
【００２１】Ｃｕ：０．１〜２％ 硫酸、高濃度Ｃｌイオン環境での耐全面腐食性向上に有
効な元素であり、０．１％以上の添加が必要であるが、
２％を超えると効果が飽和するため、２％以下とする。
効な元素であり、０．１％以上の添加が必要であるが、
２％を超えると効果が飽和するため、２％以下とする。
【００２２】Ｍｏ＋１／２×Ｗ：３〜５％ Ｍｏ，Ｗはいずれも耐孔食性、耐隙間腐食性向上に有効
な元素であり、本発明では一種または二種を添加し、Ｍ
ｏ＋１／２×Ｗにより添加量を規定する。Ｍｏ＋１／２
×Ｗが３％未満では効果が不十分であり、５％以上であ
ると、クラッド圧延後の徐冷（約６０℃／ｍｉｎ）の際
に鋭敏化によりＦｅやＣｒ等との金属間化合物相が形成
され、耐粒界腐食性が低下するため、５％を上限とす
る。なお、Ｍｏ及びＷの耐食性に及ぼす効果は単独添加
の場合も複合添加の場合も同様である。
な元素であり、本発明では一種または二種を添加し、Ｍ
ｏ＋１／２×Ｗにより添加量を規定する。Ｍｏ＋１／２
×Ｗが３％未満では効果が不十分であり、５％以上であ
ると、クラッド圧延後の徐冷（約６０℃／ｍｉｎ）の際
に鋭敏化によりＦｅやＣｒ等との金属間化合物相が形成
され、耐粒界腐食性が低下するため、５％を上限とす
る。なお、Ｍｏ及びＷの耐食性に及ぼす効果は単独添加
の場合も複合添加の場合も同様である。
【００２３】Ｃ：０．０２％以下 クラッド圧延後の冷却（約６０℃／ｍｉｎ）の際に鋭敏
化によりＣｒ等と結合して炭化物を生成し、耐食性を劣
化させるため、添加量は少ないほど望ましい。０．０２
％以下であれば鋭敏化による耐食性の劣化が少ないた
め、０．０２％を上限とする。
化によりＣｒ等と結合して炭化物を生成し、耐食性を劣
化させるため、添加量は少ないほど望ましい。０．０２
％以下であれば鋭敏化による耐食性の劣化が少ないた
め、０．０２％を上限とする。
【００２４】Ｎｉ−０．６Ｃｒ＋１．５（Ｍｏ＋１／２
×Ｗ）＋７．５Ｃｕ＋１２２Ｎ≧３５ このパラメータは耐食性を示す耐腐食指数（Ｉｓｃ）
で、合せ材を耐全面腐食性、耐隙間腐食性、および耐Ｓ
ＣＣ性に優れた鋼とするため、３５以上に規定する。図
１は耐全面腐食試験として実環境模擬の腐食試験溶液：
５０％Ｈ2ＳＯ4＋２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液中で
の、８０℃で２４時間浸漬における腐食速度とＩｓｃの
関係を示すもので、Ｉｓｃ≧３５で腐食速度はほぼ安定
し、良好な耐食性が得られている。
×Ｗ）＋７．５Ｃｕ＋１２２Ｎ≧３５ このパラメータは耐食性を示す耐腐食指数（Ｉｓｃ）
で、合せ材を耐全面腐食性、耐隙間腐食性、および耐Ｓ
ＣＣ性に優れた鋼とするため、３５以上に規定する。図
１は耐全面腐食試験として実環境模擬の腐食試験溶液：
５０％Ｈ2ＳＯ4＋２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液中で
の、８０℃で２４時間浸漬における腐食速度とＩｓｃの
関係を示すもので、Ｉｓｃ≧３５で腐食速度はほぼ安定
し、良好な耐食性が得られている。
【００２５】耐局部腐食性の評価として、耐隙間腐食性
を塩ビ製の人工すきま冶具を取り付けた平板試験片を用
いて、上記腐食試験溶液中での浸漬試験を行った。その
結果、Ｉｓｃ≧３５で良好な耐隙間腐食性が得られるこ
とが確認された。また、同腐食液でＵベンドによるＳＣ
Ｃ試験を行った結果、やはりＩｓｃ≧３５で良好な耐Ｓ
ＣＣ性の得られることが確認された。
を塩ビ製の人工すきま冶具を取り付けた平板試験片を用
いて、上記腐食試験溶液中での浸漬試験を行った。その
結果、Ｉｓｃ≧３５で良好な耐隙間腐食性が得られるこ
とが確認された。また、同腐食液でＵベンドによるＳＣ
Ｃ試験を行った結果、やはりＩｓｃ≧３５で良好な耐Ｓ
ＣＣ性の得られることが確認された。
【００２６】Ｂ：０．０１％以下，Ｚｒ：０．５％以下 クラッド圧延後の冷却（約６０℃／ｍｉｎ）の際に析出
物の粒界析出を遅らせる効果があり、耐粒界腐食性向上
に効果を発揮するため、少量を添加しても良い。ただ
し、Ｂを０．０１％、Ｚｒを０．５％を超えて含有する
と、粒界に低融点の化合物を生じやすくなり、熱間加工
初期に割れを生じやすくなるため、添加量はＢを０．０
１％以下、Ｚｒを０．５％以下とする。
物の粒界析出を遅らせる効果があり、耐粒界腐食性向上
に効果を発揮するため、少量を添加しても良い。ただ
し、Ｂを０．０１％、Ｚｒを０．５％を超えて含有する
と、粒界に低融点の化合物を生じやすくなり、熱間加工
初期に割れを生じやすくなるため、添加量はＢを０．０
１％以下、Ｚｒを０．５％以下とする。
【００２７】さらに耐食鋼としての適性を高めるため
に、下記の元素群から一種または二種以上の元素を含ん
でも良い。これらの群に属する元素の具体的な作用効果
は下記のとおりである。
に、下記の元素群から一種または二種以上の元素を含ん
でも良い。これらの群に属する元素の具体的な作用効果
は下記のとおりである。
【００２８】Ｃａ，Ａｌ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ：いずれも鋼
中において硫化物、酸化物を生成し、脱硫、脱酸作用に
より熱間加工性を改善する効果を有するため、任意に添
加することができる。しかし、多量に添加すると熱間加
工性に悪影響を及ぼすようになるため、添加する場合
は、Ｃａは０．０２％、Ａｌは０．１％、Ｌａは０．０
４％、Ｃｅは０．０４％、Ｙは０．１％を上限とする。
中において硫化物、酸化物を生成し、脱硫、脱酸作用に
より熱間加工性を改善する効果を有するため、任意に添
加することができる。しかし、多量に添加すると熱間加
工性に悪影響を及ぼすようになるため、添加する場合
は、Ｃａは０．０２％、Ａｌは０．１％、Ｌａは０．０
４％、Ｃｅは０．０４％、Ｙは０．１％を上限とする。
【００２９】Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ：いずれも強力な炭
化物生成元素であり、Ｃｒ炭化物による耐食性劣化を防
止する働きがあるため、任意に添加することができる。
しかし、多量に添加すると熱間加工性に悪影響を及ぼす
ようになるため、添加する場合は、Ｔｉ：０．５％、Ｎ
ｂ：０．８％、Ｔａ：１．６％、Ｖ：１．０％を上限と
する。
化物生成元素であり、Ｃｒ炭化物による耐食性劣化を防
止する働きがあるため、任意に添加することができる。
しかし、多量に添加すると熱間加工性に悪影響を及ぼす
ようになるため、添加する場合は、Ｔｉ：０．５％、Ｎ
ｂ：０．８％、Ｔａ：１．６％、Ｖ：１．０％を上限と
する。
【００３０】本発明の高耐食性クラッド鋼は以上説明し
た合せ材と炭素鋼からなる母材を組合せ、通常の圧延ク
ラッド法により、製造する。尚、母材の成分、機械的特
性等に関しては特に規定せず、自由に選択して組合せる
ことができる。また、合せ材、母材の板厚および両者の
板厚比等の形状寸法は、製造に用いる圧延設備からの制
約を考慮すればよく、本発明では特に規定しない。
た合せ材と炭素鋼からなる母材を組合せ、通常の圧延ク
ラッド法により、製造する。尚、母材の成分、機械的特
性等に関しては特に規定せず、自由に選択して組合せる
ことができる。また、合せ材、母材の板厚および両者の
板厚比等の形状寸法は、製造に用いる圧延設備からの制
約を考慮すればよく、本発明では特に規定しない。
【００３１】本発明の高耐食性クラッド鋼の合せ材は酸
露点による酸性環境での耐全面腐食性に優れ、かつ高濃
度のＣｌイオン環境での耐食性に優れているので、例え
ば、脱硫装置を簡略化したシングルループ形式の石炭焚
火力プラントの煙突の内筒を構成することができる。
露点による酸性環境での耐全面腐食性に優れ、かつ高濃
度のＣｌイオン環境での耐食性に優れているので、例え
ば、脱硫装置を簡略化したシングルループ形式の石炭焚
火力プラントの煙突の内筒を構成することができる。
【００３２】
【実施例】表１、２に本発明材、表３，４に比較材の化
学成分および耐食性評価試験の結果を示す。耐食性評価
は、Ｃｌイオン濃度環境下での全面腐食試験、人工すき
まを付与したＣｌイオン濃度環境下でのすきま腐食試
験、及びクラッド圧延後の冷却における析出物生成の有
無を判断するための粒界腐食試験により行った。
学成分および耐食性評価試験の結果を示す。耐食性評価
は、Ｃｌイオン濃度環境下での全面腐食試験、人工すき
まを付与したＣｌイオン濃度環境下でのすきま腐食試
験、及びクラッド圧延後の冷却における析出物生成の有
無を判断するための粒界腐食試験により行った。
【００３３】これらの腐食試験片は以下に説明するクラ
ッド鋼の合せ材より採取した。合せ材は実験炉真空溶解
し、得られた鋼塊を１１５０℃に加熱し分塊圧延および
仕上げ圧延により板厚６ｍｍの鋼板とした。その後、低
炭素鋼と組合せて６０＋６ｍｍのスラブに組み立て後、
１２５０℃加熱、９００℃仕上げの熱間圧延により２０
＋２ｍｍのクラッド鋼とし、圧延後、６０℃／ｍｉｎで
冷却した。
ッド鋼の合せ材より採取した。合せ材は実験炉真空溶解
し、得られた鋼塊を１１５０℃に加熱し分塊圧延および
仕上げ圧延により板厚６ｍｍの鋼板とした。その後、低
炭素鋼と組合せて６０＋６ｍｍのスラブに組み立て後、
１２５０℃加熱、９００℃仕上げの熱間圧延により２０
＋２ｍｍのクラッド鋼とし、圧延後、６０℃／ｍｉｎで
冷却した。
【００３４】Ｃｌイオン濃度環境下での全面腐食試験、
およびすきま腐食試験は、実環境模擬溶液として、５０
％Ｈ２ＳＯ４＋２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液を用
い、80℃で２４時間浸漬後、腐食速度を測定した。粒界
腐食試験としては、ＪＩＳＧ０５７２に準拠した硫酸・
硫酸第二鉄試験（ストライカー試験）を行った。また、
合せ材圧延後の表面疵をスラブ最先端部を中心にカウン
トし、単位表面積あたりの割れもしくは疵個数を求め、
熱間加工性の評価を行った。
およびすきま腐食試験は、実環境模擬溶液として、５０
％Ｈ２ＳＯ４＋２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液を用
い、80℃で２４時間浸漬後、腐食速度を測定した。粒界
腐食試験としては、ＪＩＳＧ０５７２に準拠した硫酸・
硫酸第二鉄試験（ストライカー試験）を行った。また、
合せ材圧延後の表面疵をスラブ最先端部を中心にカウン
トし、単位表面積あたりの割れもしくは疵個数を求め、
熱間加工性の評価を行った。
【００３５】鋼Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２に本発明鋼を示
す。本発明鋼は全面腐食、すきま腐食とも腐食速度は５
ｇ／ｍ2・ｈ以下であり、良好な耐食性を示した。ま
た、粒界腐食試験でも１ｇ／ｍ2・ｈ以下の腐食速度で
あり、健全な組織を有することが確認された。さらに、
表面疵も軽微であり、優れた熱間加工性が得られてい
た。
す。本発明鋼は全面腐食、すきま腐食とも腐食速度は５
ｇ／ｍ2・ｈ以下であり、良好な耐食性を示した。ま
た、粒界腐食試験でも１ｇ／ｍ2・ｈ以下の腐食速度で
あり、健全な組織を有することが確認された。さらに、
表面疵も軽微であり、優れた熱間加工性が得られてい
た。
【００３６】鋼Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．３０に比較材を示
す。Ｎｏ．３０は、本発明の特徴である耐腐食指数Ｉｓ
ｃ≧３５を満足しておらず、高Ｃｌイオン濃度環境下で
の耐食性が劣り、５ｇ／ｍ2・ｈを超える大きな腐食速
度を示す。Ｎｏ．１４，１６，１８，２０，２４，２６
はＩｓｃ≧３５は満足するが、それぞれＮｉ，Ｃｒ，
Ｎ，Ｃｕ，Ｍｏ＋１／２×Ｗが不足し、高Ｃｌイオン濃
度環境下での腐食速度が５ｇ／ｍ2・ｈを超え、耐食性
に劣っている。
す。Ｎｏ．３０は、本発明の特徴である耐腐食指数Ｉｓ
ｃ≧３５を満足しておらず、高Ｃｌイオン濃度環境下で
の耐食性が劣り、５ｇ／ｍ2・ｈを超える大きな腐食速
度を示す。Ｎｏ．１４，１６，１８，２０，２４，２６
はＩｓｃ≧３５は満足するが、それぞれＮｉ，Ｃｒ，
Ｎ，Ｃｕ，Ｍｏ＋１／２×Ｗが不足し、高Ｃｌイオン濃
度環境下での腐食速度が５ｇ／ｍ2・ｈを超え、耐食性
に劣っている。
【００３７】Ｎｏ．１３はＣが過剰でクラッド圧延後の
冷却過程での鋭敏化により粒界への炭化物析出が生じる
ため、耐粒界腐食性が劣り、その結果高Ｃｌイオン濃度
環境下での耐食性も大幅に劣化している。Ｎｏ．１７は
Ｃｒ量が、Ｎｏ．２５，２７はＭｏ＋１／２×Ｗが過剰
で、金属間化合物の析出により耐粒界腐食性が劣化し、
高Ｃｌイオン濃度環境下でも大きな腐食速度を示してい
る。
冷却過程での鋭敏化により粒界への炭化物析出が生じる
ため、耐粒界腐食性が劣り、その結果高Ｃｌイオン濃度
環境下での耐食性も大幅に劣化している。Ｎｏ．１７は
Ｃｒ量が、Ｎｏ．２５，２７はＭｏ＋１／２×Ｗが過剰
で、金属間化合物の析出により耐粒界腐食性が劣化し、
高Ｃｌイオン濃度環境下でも大きな腐食速度を示してい
る。
【００３８】逆にＮｏ．１５，２１では各々Ｎｉ，Ｃｕ
量が過剰添加で、経済性に劣る。また、Ｎｏ．１９は、
Ｎ量が過剰で精錬工程における経済性に劣る。一方、Ｎ
ｏ．２２，２３，２８，２９は各々、Ｂ，Ｚｒ，Ｃａ，
Ｔｉ量が過剰で、粒界延性が低下し、表面割れが発生す
る。尚、この現象はＡｌ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｖが過剰の場合も同様である。Ｎｏ．１３，１４，
１６は前述の従来技術に記載された鋼であるが、本発明
が対象とする環境においては十分な耐食性が得られてい
ない。
量が過剰添加で、経済性に劣る。また、Ｎｏ．１９は、
Ｎ量が過剰で精錬工程における経済性に劣る。一方、Ｎ
ｏ．２２，２３，２８，２９は各々、Ｂ，Ｚｒ，Ｃａ，
Ｔｉ量が過剰で、粒界延性が低下し、表面割れが発生す
る。尚、この現象はＡｌ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｙ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｖが過剰の場合も同様である。Ｎｏ．１３，１４，
１６は前述の従来技術に記載された鋼であるが、本発明
が対象とする環境においては十分な耐食性が得られてい
ない。
【００３９】上記の実験室検討結果を受けて、実製造ラ
インで計１３チャージの試験圧延を実施した。クラッド
合せ材は大型炉真空溶解後、得られた鋼塊を分解圧延、
仕上げ圧延、焼鈍の工程により、板厚１０ｍｍの厚鋼板
とし、低炭素鋼と組合せて（９０＋１０）×１０００×
３０００ｍｍのサイズのスラブに組み立て、１２５０℃
加熱後、圧下比４．０、仕上げ温度９００℃の条件で熱
間圧延し、その後約６０℃／ｍｉｎで冷却した。
インで計１３チャージの試験圧延を実施した。クラッド
合せ材は大型炉真空溶解後、得られた鋼塊を分解圧延、
仕上げ圧延、焼鈍の工程により、板厚１０ｍｍの厚鋼板
とし、低炭素鋼と組合せて（９０＋１０）×１０００×
３０００ｍｍのサイズのスラブに組み立て、１２５０℃
加熱後、圧下比４．０、仕上げ温度９００℃の条件で熱
間圧延し、その後約６０℃／ｍｉｎで冷却した。
【００４０】圧延後、（２２．５＋２．５）×２０００
×６０００のサイズとなるクラッド鋼板の合せ材の表層
から試験片を採取し、腐食試験に供した。表５，６に化
学成分、耐食性評価試験結果を示す。Ｎｏ．３１〜３５
は発明鋼で、いずれも高Ｃｌイオン濃度環境下での耐全
面腐食試験、耐すきま腐食試験での腐食速度が５ｇ／ｍ
2・ｈ以下であり、良好な耐食性を示した。また、スト
ライカー試験での腐食速度も１ｇ／ｍ2・ｈ以下であ
り、本発明鋼が石炭焚き火力プラントの煙突材料として
適用可能なことが確認された。
×６０００のサイズとなるクラッド鋼板の合せ材の表層
から試験片を採取し、腐食試験に供した。表５，６に化
学成分、耐食性評価試験結果を示す。Ｎｏ．３１〜３５
は発明鋼で、いずれも高Ｃｌイオン濃度環境下での耐全
面腐食試験、耐すきま腐食試験での腐食速度が５ｇ／ｍ
2・ｈ以下であり、良好な耐食性を示した。また、スト
ライカー試験での腐食速度も１ｇ／ｍ2・ｈ以下であ
り、本発明鋼が石炭焚き火力プラントの煙突材料として
適用可能なことが確認された。
【００４１】一方、比較例Ｎｏ．３６，３７，３８は耐
食指数Ｉｓｃの値が本発明の適正範囲より低く、高Ｃｌ
イオン濃度環境下での腐食速度は５ｇ／ｍ2・ｈを超え
る値を示した。また、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ＋１／２×Ｗ量
が本発明範囲外で低いＮｏ．３９，４０，４２も、高Ｃ
ｌイオン濃度環境下での耐食性が劣化している。Ｎｏ．
４１，４３は逆にＣｒ，Ｍｏ＋１／２×Ｗ量が適正範囲
より高いため、金属間化合物の析出により耐粒界腐食性
が劣化し、高Ｃｌイオン環境での腐食速度も５ｇ／ｍ2
・ｈを超える大きな値を示した。
食指数Ｉｓｃの値が本発明の適正範囲より低く、高Ｃｌ
イオン濃度環境下での腐食速度は５ｇ／ｍ2・ｈを超え
る値を示した。また、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ＋１／２×Ｗ量
が本発明範囲外で低いＮｏ．３９，４０，４２も、高Ｃ
ｌイオン濃度環境下での耐食性が劣化している。Ｎｏ．
４１，４３は逆にＣｒ，Ｍｏ＋１／２×Ｗ量が適正範囲
より高いため、金属間化合物の析出により耐粒界腐食性
が劣化し、高Ｃｌイオン環境での腐食速度も５ｇ／ｍ2
・ｈを超える大きな値を示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
石炭焚き煙突の内筒等酸露点による酸性環境での耐全面
腐食性、高濃度のＣｌイオン環境での耐食性に優れたク
ラッド鋼を提供することが可能で、表面疵低減や成分適
正化による製造コストの低減、およびそれらを適用した
高性能煙突によるプラントのメンテナンスコスト低減な
ど産業上有用な効果が得られる。
石炭焚き煙突の内筒等酸露点による酸性環境での耐全面
腐食性、高濃度のＣｌイオン環境での耐食性に優れたク
ラッド鋼を提供することが可能で、表面疵低減や成分適
正化による製造コストの低減、およびそれらを適用した
高性能煙突によるプラントのメンテナンスコスト低減な
ど産業上有用な効果が得られる。
【図１】耐食指数Ｉｓｃと実試験環境模擬溶液中試験
（５０％Ｈ2ＳＯ4−２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液、
８０℃、２４時間浸漬）での腐食速度の関係を示す図。
（５０％Ｈ2ＳＯ4−２００００ｐｐｍＣｌイオン溶液、
８０℃、２４時間浸漬）での腐食速度の関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 秀途 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 山本 定弘 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高野 俊夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 平尾 克之 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 羽島 克利 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 江原 隆一郎 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 山田 義和 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Ｆターム(参考） 4E067 AA02 AA03 BB02 BD02 EB11
Claims (6)
- 【請求項１】 合せ材が、重量％で、Ｃ：０．０２％以
下、Ｃｒ：２１％以上、２７％以下、Ｎｉ：１８％以
上、２７％以下、Ｎ：０．０１〜０．３％、Ｃｕ：０．
１〜２．０％、更にＭｏ，Ｗの一種または二種を、Ｍｏ
＋１／２×Ｗ：３〜５％の範囲で含有し、かつ、Ｎｉ−
０．６Ｃｒ＋１．５（Ｍｏ＋１／２×Ｗ）＋７．５Ｃｕ
＋１２２Ｎ≧３５を満たし、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなり、母材が炭素鋼からなることを特徴とする高
耐食性クラッド鋼。 - 【請求項２】 更に、Ｂ：０．０１％以下もしくはＺ
ｒ：０．５％以下の一種または二種を含有する請求項１
記載の高耐食性クラッド鋼。 - 【請求項３】 更に、Ｃａ：０．０２％以下、Ａｌ：
０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．０４
％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上含有す
る請求項１または２記載の高耐食性クラッド鋼。 - 【請求項４】 更に、Ｔｉ：０．５％以下、Ｎｂ：０．
８％以下、Ｔａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下の一
種または二種以上含有する請求項１または２記載の高耐
食性クラッド鋼。 - 【請求項５】 更に、Ｃａ：０．０２％以下、Ａｌ：
０．１％以下、Ｌａ：０．０４％以下、Ｃｅ：０．０４
％以下、Ｙ：０．１％以下の一種または二種以上を含有
し、かつＴｉ：０．５％以下、Ｎｂ：０．８％以下、Ｔ
ａ：１．６％以下、Ｖ：１．０％以下の一種または二種
以上含有する請求項１または２記載の高耐食性クラッド
鋼。 - 【請求項６】 請求項１〜５記載の高耐食性クラッド鋼
を内筒に用いた石炭火力プラント用煙突。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9784999A JP2000290754A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9784999A JP2000290754A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000290754A true JP2000290754A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=14203195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9784999A Pending JP2000290754A (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | 高耐食性クラッド鋼及び石炭火力プラント用煙突 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000290754A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011247642A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Kobe Steel Ltd | 鋼材の腐食状態推定方法 |
| CN103882315A (zh) * | 2012-12-20 | 2014-06-25 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 耐硫酸露点腐蚀热连轧钢的制造方法 |
| KR20140143446A (ko) * | 2012-04-25 | 2014-12-16 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법 |
| EP2930254A4 (en) * | 2012-12-05 | 2015-12-30 | Jfe Steel Corp | STAINLESS STEEL-COATED STEEL PLATE WITH EXCEPTIONAL CORROSION RESISTANCE TO SEAWATER |
| EP2915893A4 (en) * | 2012-10-30 | 2016-06-01 | Kobe Steel Ltd | AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP9784999A patent/JP2000290754A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011247642A (ja) * | 2010-05-24 | 2011-12-08 | Kobe Steel Ltd | 鋼材の腐食状態推定方法 |
| KR20140143446A (ko) * | 2012-04-25 | 2014-12-16 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법 |
| CN104245991A (zh) * | 2012-04-25 | 2014-12-24 | 杰富意钢铁株式会社 | 不锈钢复合钢板的复合材料和使用该复合材料的不锈钢复合钢板及其制造方法 |
| EP2843076A4 (en) * | 2012-04-25 | 2015-03-04 | Jfe Steel Corp | PLATING MATERIAL FOR STAINLESS STEEL-PLATED STEEL PLATE AND STAINLESS STEEL-PLATED STEEL PLATE OBTAINED USING THE SAME, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| EP2843076A1 (en) * | 2012-04-25 | 2015-03-04 | JFE Steel Corporation | Cladding material for stainless-steel-clad steel plate and stainless-steel-clad steel plate obtained using same, and process for producing same |
| KR101690852B1 (ko) | 2012-04-25 | 2016-12-28 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 스테인리스 클래드 강판의 합재 및 그것을 사용한 스테인리스 클래드 강판 그리고 그 제조 방법 |
| US10207477B2 (en) | 2012-04-25 | 2019-02-19 | Jfe Steel Corporation | Stainless steel clad steel plate including cladding material for stainless steel clad steel plate and method of manufacturing the same |
| EP2915893A4 (en) * | 2012-10-30 | 2016-06-01 | Kobe Steel Ltd | AUSTENITIC STAINLESS STEEL |
| EP2930254A4 (en) * | 2012-12-05 | 2015-12-30 | Jfe Steel Corp | STAINLESS STEEL-COATED STEEL PLATE WITH EXCEPTIONAL CORROSION RESISTANCE TO SEAWATER |
| CN103882315A (zh) * | 2012-12-20 | 2014-06-25 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 耐硫酸露点腐蚀热连轧钢的制造方法 |
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