JPH046248A - ごみ焼却炉ボイラ用鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、蒸気温度５００°Ｃまで使用可能なごみ焼却
炉ボイラ用鋼に関するものである。

〔従来の技術〕

都市ごみ焼却炉では、燃焼によって生じる排熱をエネル
ギー源として有効利用するために、排熱ボイラを設置し
、発電を行う例が多くなってきて。

いる。発電ボイラの熱効率は、蒸気条件が高温高圧にな
るほど向上することは自明であるが、例えば「火力発電
」昭和４５年第２１巻第５号４８９頁で公知のごとく、
ごみ焼却炉では、ごみ中に多く含まれる塩化ビニル等の
燃焼によって、腐食性の高いＨαガスが高濃度に発生し
、さらに塩化物系の低融点共晶化合物が管に付着するた
め、蒸気温度が３００°Ｃを越えると、著しく腐食が加
速され、腐食を避けるため、やむなく蒸気条件を３００
℃以下に抑えて低効率操業をしているのが現状である。

しかしながらエネルギーの有効利用の観点から、ごみ発
電の高温高圧化は強く望まれている課題である。

塩化水素ガス、溶融塩酸塩環境では、Ｃｒが蒸気圧の高
い塩化物を形成するため、ステンレス鋼等の従来からの
耐食合金では十分な耐食効果が得られず、現状のごみ焼
却ボイラでは１気温度３００℃以下で、Ｃｒ　−Ｎｏ系
低合金網が使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、現状の蒸気温度５００°Ｃまで使用可能でか
つ安価な、ごみ焼却炉ボイラ用鋼を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決すべく研究を行った結果、蒸気
温度５００℃までは、ＳｉとＮｉの添加が非常に有効で
あり、Ｓｉを１％以上、Ｎｉを３０以上含有し、かつオ
ーステナイト相とすることにより塩化水素ガス、溶融塩
酸塩による高温耐食性が著しく向上するという知見が得
られたことにより完成されたものであり、その要旨とす
るところは、重量％にてＣ：Ｑ、０２〜０．１％、Ｓｉ
：１〜５％、Ｍｎ：５％以下、Ｃｒ：１０超〜２０％、
Ｎｉ：３０〜５０％、Ｍｏ：０．５〜３％を含有するか
、さらに（１）Ｎ：０．０５〜０．４％、ＣｕＯ０，２
〜０．５％の１種以上、 （２）　Ｎｂ：０．０５〜２％、Ｔｉ：０．０２〜０．
５％、の１種以上、 のうちの両項目またはいずれかを含有するかし、残部が
Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とするご
み焼却炉ボイラ用鋼にある。

〔作用〕

以下に成分の限定理由について説明する。

Ｃは塩化水素、溶融塩酸塩による耐食性に害を及ぼすも
のであり、できるだけ少ない方が望ましいが、高温での
強度確保に必要であり、また、オーステナイト相の安定
化にも有効であるため、各特性を損なわない範囲として
、上限を０．１％、下限を０．０２％とした。

Ｓｉは塩化水素、溶融塩酸塩環境における耐食性確保に
きわめて有効な元素である。しかし５％を越えて含有さ
せると加工性、溶接性の劣化を招き、１％未満では十分
な耐食効果が得られないため、上限を５％、下限を１％
とした。

Ｍｎはオーステナイト相形成に寄与する元素であるが、
過度の添加は溶製上、熱間加工上のトラブルを生ずるた
め、上限を５％とした。

Ｃｒは一般の高温酸化、高温腐食特性向上には有効な元
素であり、より多く含まれることが望ましいが、塩化水
素、溶融塩酸塩環境においては、Ｃｒ塩化物の揮発によ
り、添加量を２０％超にするとむしろ腐食量が増加する
。また、ボイラ停止時の結露による耐塩酸露点腐食性や
、ボイラ綱管内面の耐水蒸気酸化性を確保するために、
１０％を越えた添加は必要である。このため、上限を２
０％、下限を１０％超とした。

Ｎｉは塩化水素、溶融塩酸塩環境における耐食性向上に
特に好ましく、オーステナイト相形成のためにも必要な
成分である。蒸気温度５００″Ｃでその効果を得るには
少なくとも３０％以上の添加が必要である。一方、Ｎｉ
量の上昇とともに鋼材価格も上昇するが、５０％を越え
ると価格に見合うだけの特性の向上が得られない。この
ため、上限を５０％、下限を３０％とした。

Ｍｏは高温での耐食性には効果がないが、ボイラ停止時
の結露によって生ずる塩酸露点腐食を防止するために必
要な成分であり、その目的のためには０．５％以上の添
加が必要である。しかし、オーステナイト相を安定化す
るという面から３％を上限とした。

本発明ではこの他に下記の成分も添加してよい。

Ｎは高温強度の向上、オーステナイト相形成に有効な元
素であり、Ｃｒ、　Ｓｉの量により、必要に応じて添加
されるものであって、その効果を得るためには０．０５
％以上の添加が必要である。しかし、０．４％超の添加
は、鋼中に気泡を発生させるとともに、窒化物の形成が
著しくなり、靭性劣化を招くため、上限を０．４％、下
限を０．０５％とした。

Ｎｂ、　Ｔｉは、特に高温強度が要求される場合に添加
されるものであり、その効果を得るためにはＮｂは０．
０５％以上、Ｔｔは０．０２％以上必要である。

しかし、Ｎｂ、　Ｔｉがそれぞれ２％、０．５％を越え
ると、それらの炭化物、窒化物の生成量が過剰となり、
逆に強度低下をもたらす、従って、Ｎｂ添加量は０．０
５〜２％、Ｔｉ添加量は０．０２〜０．５％とした。

Ｃｕはオーステナイト相形成に有効な元素である。

また、耐酸性を向上させる効果もあり、特に塩酸露点腐
食等の低温での耐食性が要求される場合に０．２〜０．
５％添加する。下限を０．２％にしたのは、これ未満で
は十分な効果が得られないからであり、また、上限を０
．５％としたのは、０．５％を越えて添加すると熱間加
工性が著しく損なわれるからである。

本発明は、蒸気条件５００℃まで使用可能な、ごみ焼却
ボイラ用過熱器管として開発、発明された綱である。

〔実施例〕

第１表Ｎ０．１〜３２に示す、請求項１〜４のいずれか
の組成を有する鋼それぞれ２０ｋｇを真空誘導加熱炉を
用いて溶解した。これを熱間圧延にて板厚１０ｍの板に
し、１１５０°Ｃで６０＋ｗｉｎ加熱後急冷した後、１
５Ｘ２５Ｘ４ｍの試験片を作製した。従来材には、第１
表に示す化学成分のＪＩＳ規格ＳＵＳ　３０４、ＳＯ５
３１０を用いた。８食試験は第１図に示すように、Ｋｃ
ｔ、　ＮａＣＪを等モルづつ混合した合成灰中に試験片
を浸漬し、０．２％ＨｔｌＪ＋３０％ＬＯ＋５％Ｏ□＋
　ｂａｔ、　Ｎ、の混合ガス気流中で６００°ＣＸ２４
ｈｒ加熱することにより行った。

６００°Ｃは蒸気温度５００°Ｃの場合に、管外表面と
して考えられる温度である。腐食試験結果の評価は、脱
スケール後の腐食減量で行った。腐食試験結果を第１表
に併せて示す。従来材の腐食量が２５■／ｃ１！以上で
あるのに対し、本発明鋼の腐食量は２０■／ｃｄ以下と
はるかに高い耐食性を示している。このように本発明鋼
は塩化水素ガス、溶融塩酸塩環境で極めて高い耐食性を
示すことが明かとなった。

さらに、第１表に示した本発明鋼については、高温強度
、時効後靭性、加工性、溶接性についても、ボイラ用鋼
として十分な値が得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、５００°Ｃまでの蒸気温度で使用され
るごみ焼却ボイラの過熱器管等に対して、塩化水素ガス
、溶融塩酸塩による耐食性の優れた材料を提供すること
が可能になり、産業の発展に寄与するところ極めて大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、腐食試験の方法を説明する模式図である。符
号１は試験片、符号２は合成法、符号３は石英器、符号
４は加熱炉、符号５は腐食ガスを示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％にて Ｃ：０．０２〜０．１％ Ｓｉ：１〜５％ Ｍｎ：５％以下 Ｃｒ：１０超〜２０％ Ｎｉ：３０〜５０％ Ｍｏ：０．５〜３％ を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
   とを特徴とするごみ焼却炉ボイラ用鋼。
2. （２）重量％にて Ｃ：０．０２〜０．１％ Ｓｉ：１〜５％ Ｍｎ：５％以下 Ｃｒ：１０超〜２０％ Ｎｉ：３０〜５０％ Ｍｏ：０．５〜３％ に加えて、さらに Ｎ：０．０５〜０．４％ Ｃｕ：０．２〜０．５％ の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
   不純物からなることを特徴とするごみ焼却炉ボイラ用鋼
   。
3. （３）重量％にて Ｃ：０．０２〜０．１％ Ｓｉ：１〜５％ Ｍｎ：５％以下 Ｃｒ：１０超〜２０％ Ｎｉ：３０〜５０％ Ｍｏ：０．５〜３％ に加えて、さらに Ｎｂ：０．０５〜２％ Ｔｉ：０．０２〜０．５％ の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
   不純物からなることを特徴とするごみ焼却炉ボイラ用鋼
   。
4. （４）重量％にて Ｃ：０．０２〜０．１％ Ｓｉ：１〜５％ Ｍｎ：５％以下 Ｃｒ：１０超〜２０％ Ｎｉ：３０〜５０％ Ｍｏ：０．５〜３％ に加えて Ｎ：０．０５〜０．４％ Ｃｕ：０．２〜０．５％ の１種または２種および Ｎｂ：０．０５〜２％ Ｔｉ：０．０２〜０．５％ の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
   不純物からなることを特徴とするごみ焼却炉ボイラ用鋼
   。