JPH0680407A - 硫酸の処理または製造方法 - Google Patents
硫酸の処理または製造方法Info
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- JPH0680407A JPH0680407A JP5114156A JP11415693A JPH0680407A JP H0680407 A JPH0680407 A JP H0680407A JP 5114156 A JP5114156 A JP 5114156A JP 11415693 A JP11415693 A JP 11415693A JP H0680407 A JPH0680407 A JP H0680407A
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- chromium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
- C01B17/76—Preparation by contact processes
- C01B17/80—Apparatus
-
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B17/80—Apparatus
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
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- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 腐蝕速度の低い材料からなる装置による硫酸
の製造方法を提供する。 【構成】 鍛造もしくは鋳造材料または溶接フィラーが
熱濃硫酸または10重量%までの発煙硫酸と接触する硫
酸の製造の如き方法において、該鍛造もしくは鋳造材料
または該フィラーの接触部分を、ほぼニッケル15.5
〜17.5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素
5.7〜6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、
マンガン最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量
%まで、硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.
15重量%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、
窒素最高0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量
%まで及び鉄はその残りからなるオーステナイト性→鉄
‐ニッケル‐クロム‐ケイ素合金で構成する。
の製造方法を提供する。 【構成】 鍛造もしくは鋳造材料または溶接フィラーが
熱濃硫酸または10重量%までの発煙硫酸と接触する硫
酸の製造の如き方法において、該鍛造もしくは鋳造材料
または該フィラーの接触部分を、ほぼニッケル15.5
〜17.5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素
5.7〜6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、
マンガン最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量
%まで、硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.
15重量%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、
窒素最高0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量
%まで及び鉄はその残りからなるオーステナイト性→鉄
‐ニッケル‐クロム‐ケイ素合金で構成する。
Description
【0001】本発明は熱濃硫酸及び0〜10重量%発煙
硫酸が損傷する部品に対する材料の使用、及びかかる材
料を用いる硫酸の製造に関する。
硫酸が損傷する部品に対する材料の使用、及びかかる材
料を用いる硫酸の製造に関する。
【0002】文献には熱濃硫酸による腐食に対する材料
の耐久性に関する多数の引用文献が含まれている。
の耐久性に関する多数の引用文献が含まれている。
【0003】硫酸鉛の溶解度は硫酸濃度が増大するに従
って増加するため、鉛及び鉛合金は78%までのH2S
O4の濃度のみ及び110℃までのみで使用し得る[ウ
ルマンズ・エンジクロペディエ・デル・テクニッシェン
・ヘミー(UllmannsEncyclopaedi
e der technischen Chemi
e)、第4版、第21巻(1982)、157頁]。
って増加するため、鉛及び鉛合金は78%までのH2S
O4の濃度のみ及び110℃までのみで使用し得る[ウ
ルマンズ・エンジクロペディエ・デル・テクニッシェン
・ヘミー(UllmannsEncyclopaedi
e der technischen Chemi
e)、第4版、第21巻(1982)、157頁]。
【0004】非合金鋼は68〜99%の硫酸中にて70
℃までで使用し得るが、1.3mm/年までの腐蝕速度
を予期しなければならない[G.ネルソン(Nelso
n)、コロージョン・データ・サーベイ(Corros
ion Data Survey)、シェル・デベロッ
プメント社(Shell DevelopmentC
o.)、サンフランシスコ、1950、ZT‐102A
頁]。非合金鋼の耐久性は99〜100%H2SO4濃度
の範囲で顕著に降下する。非合金鋼では流速の上昇は避
けるべきである[ウルマン、上記引用例文献中;Z.
f.Werkst.‐Techn.4(1973)、1
69/186頁;R.t.ボーゲス(Borges)、
コロージョン/87、ベーパーNo.23,NACE、
ヒューストン、テキサス、1987]。
℃までで使用し得るが、1.3mm/年までの腐蝕速度
を予期しなければならない[G.ネルソン(Nelso
n)、コロージョン・データ・サーベイ(Corros
ion Data Survey)、シェル・デベロッ
プメント社(Shell DevelopmentC
o.)、サンフランシスコ、1950、ZT‐102A
頁]。非合金鋼の耐久性は99〜100%H2SO4濃度
の範囲で顕著に降下する。非合金鋼では流速の上昇は避
けるべきである[ウルマン、上記引用例文献中;Z.
f.Werkst.‐Techn.4(1973)、1
69/186頁;R.t.ボーゲス(Borges)、
コロージョン/87、ベーパーNo.23,NACE、
ヒューストン、テキサス、1987]。
【0005】クロムまたは銅で合金された鋳鉄タイプは
90‐99%の硫酸濃度で約120℃まで耐久性がある
が(ウルマン、上記引用文献中)、ここに流れに対する
腐蝕の依存性を多分に考慮しなければならない(Z.
f.werkst.‐Techn.、上記引用文献中)。
14〜18%Siを有する鉄‐ケイ素鋳造材料は広い濃
度及び温度範囲にわたって極めて良好な耐蝕性を持つが
(ウルマン、上記引用文献中);この特殊な鋳鉄の硬さ
及びもろさは大きな欠点である[R.J.ボーゲス、コ
ロージョン/87、上記引用文献中;ウルマン、第4
版、第3巻(1973)、21頁]。材料No.1,4
571によるステンレスオーステナイト性標準鋼は85
℃までの温度で濃硫酸を用いて利用される。温度が上昇
するに従い、腐蝕速度は顕著に増大する。150℃で
も、約1mm/年の腐蝕速度を予期しなければならず
[Z.f.Werkst.‐Techn.8(197
7)、362/370及び410/417頁]、その際
に腐蝕は顕著に流れに依存する。
90‐99%の硫酸濃度で約120℃まで耐久性がある
が(ウルマン、上記引用文献中)、ここに流れに対する
腐蝕の依存性を多分に考慮しなければならない(Z.
f.werkst.‐Techn.、上記引用文献中)。
14〜18%Siを有する鉄‐ケイ素鋳造材料は広い濃
度及び温度範囲にわたって極めて良好な耐蝕性を持つが
(ウルマン、上記引用文献中);この特殊な鋳鉄の硬さ
及びもろさは大きな欠点である[R.J.ボーゲス、コ
ロージョン/87、上記引用文献中;ウルマン、第4
版、第3巻(1973)、21頁]。材料No.1,4
571によるステンレスオーステナイト性標準鋼は85
℃までの温度で濃硫酸を用いて利用される。温度が上昇
するに従い、腐蝕速度は顕著に増大する。150℃で
も、約1mm/年の腐蝕速度を予期しなければならず
[Z.f.Werkst.‐Techn.8(197
7)、362/370及び410/417頁]、その際
に腐蝕は顕著に流れに依存する。
【0006】ニッケルベースの合金の使用は何ら利点が
ない。材料No.2.4819[ハステロイ(Hast
elloy)合金タイプC‐276]のNiMo16C
r15Wの板状熱交換器を濃硫酸を冷却する際に使用す
る場合、生成物温度は95℃に限定される[N.シュリ
ンダー(Srindhar)、マテリアルズ・パフォー
マンス(Materials Performanc
e)、1988年3月、40/46頁)。
ない。材料No.2.4819[ハステロイ(Hast
elloy)合金タイプC‐276]のNiMo16C
r15Wの板状熱交換器を濃硫酸を冷却する際に使用す
る場合、生成物温度は95℃に限定される[N.シュリ
ンダー(Srindhar)、マテリアルズ・パフォー
マンス(Materials Performanc
e)、1988年3月、40/46頁)。
【0007】かくて合金法により硫酸に対する耐久性を
改善するための提案には何ら欠点がない。かくて、材料
No.1.4361の3.7〜4.3Si含有オーステ
ナイト性ステンレス鋼タイプX1 CrNiSi18
15は材料No.1.4571のものより例えば98.
5%硫酸中にて150及び200℃で実質的に高い耐久
性を示し(ウルマン、第3巻、21頁);流れに対する
腐蝕の依存性は極めて低い[Z.f.Werkst.T
echn.8(1977)、362/370及び410
/417頁;M.レナー(Renner)及びR.キル
ヒハイナー(Kirchheiner)、「強酸化性媒
質中での高度合金ステンレス特殊鋼の耐腐蝕性(Cor
rosion resistance of high
‐alloy stainless special
steels in strongly oxidiz
ing media)」、1986年4月7及び8日に
エスリンゲンで開催された「ニッケル材料及び高度合金
特殊鋼(Nickel materials and
high‐alloy special steel
s)」に関するセミナーに提出された論文]。更にオー
ステナイト性ステンレス鋼のSi含有量を4.5〜5.
8%、好ましくは5.0〜5.6%に増大することによ
りある範囲内で熱80%、好ましくは90%の硫酸中で
の改善された耐蝕が与えられる(米国特許第4,54
3,244号;ドイツ国特許出願公開第3,320,5
27号)。かかる特殊鋼は腐蝕がこのように温度に顕著
に依存するために昇温下での実際の使用にはほとんど用
いられない。次の腐蝕速度は17.5%Cr、17.5
%Ni、5.3%Si、残りは実質的に鉄の組成の十分
にオーステナイト性の鋼であるステンレスに対して9
8.2%硫酸中で測定した(上記米国特許及びドイツ国
特許出願公開参照): 125℃ 0.1mm/年 135℃ 0.8mm/年 145℃ 1.6mm/年 93.5%H2SO4中では0.25mm/年の腐蝕速度
が85℃で観察された。プラント腐蝕を減少させるため
に陰極保護を与えることができ、しかしながらこれらの
条件下での93.5%H2SO4中の腐蝕速度は200℃
でまだ1.1mm/年である。更にまた、硫酸中での流
れに対するステンレスクロム‐ニッケル‐ケイ素鋼の腐
蝕の認め得る依存性の欠点を考慮しなければならず;例
えば96%硫酸中で150℃での回転ディスク(直径3
0mm、2,000rpm)の腐蝕速度は3.7mm/
年である。
改善するための提案には何ら欠点がない。かくて、材料
No.1.4361の3.7〜4.3Si含有オーステ
ナイト性ステンレス鋼タイプX1 CrNiSi18
15は材料No.1.4571のものより例えば98.
5%硫酸中にて150及び200℃で実質的に高い耐久
性を示し(ウルマン、第3巻、21頁);流れに対する
腐蝕の依存性は極めて低い[Z.f.Werkst.T
echn.8(1977)、362/370及び410
/417頁;M.レナー(Renner)及びR.キル
ヒハイナー(Kirchheiner)、「強酸化性媒
質中での高度合金ステンレス特殊鋼の耐腐蝕性(Cor
rosion resistance of high
‐alloy stainless special
steels in strongly oxidiz
ing media)」、1986年4月7及び8日に
エスリンゲンで開催された「ニッケル材料及び高度合金
特殊鋼(Nickel materials and
high‐alloy special steel
s)」に関するセミナーに提出された論文]。更にオー
ステナイト性ステンレス鋼のSi含有量を4.5〜5.
8%、好ましくは5.0〜5.6%に増大することによ
りある範囲内で熱80%、好ましくは90%の硫酸中で
の改善された耐蝕が与えられる(米国特許第4,54
3,244号;ドイツ国特許出願公開第3,320,5
27号)。かかる特殊鋼は腐蝕がこのように温度に顕著
に依存するために昇温下での実際の使用にはほとんど用
いられない。次の腐蝕速度は17.5%Cr、17.5
%Ni、5.3%Si、残りは実質的に鉄の組成の十分
にオーステナイト性の鋼であるステンレスに対して9
8.2%硫酸中で測定した(上記米国特許及びドイツ国
特許出願公開参照): 125℃ 0.1mm/年 135℃ 0.8mm/年 145℃ 1.6mm/年 93.5%H2SO4中では0.25mm/年の腐蝕速度
が85℃で観察された。プラント腐蝕を減少させるため
に陰極保護を与えることができ、しかしながらこれらの
条件下での93.5%H2SO4中の腐蝕速度は200℃
でまだ1.1mm/年である。更にまた、硫酸中での流
れに対するステンレスクロム‐ニッケル‐ケイ素鋼の腐
蝕の認め得る依存性の欠点を考慮しなければならず;例
えば96%硫酸中で150℃での回転ディスク(直径3
0mm、2,000rpm)の腐蝕速度は3.7mm/
年である。
【0008】更に、2〜4%のSi含有量を有する熱処
理可能のニッケルベースの合金が少なくとも65%の濃
度で熱硫酸を取り扱うために提案された(ドイツ国特許
第2,154,126号)。しかしながら、120℃に
加熱された硫酸中での腐蝕速度は約0.6mm/年で、
極めて高い。140℃に加熱された98%H2SO4中で
の0.25mm/年の腐蝕速度が更に時間硬化性で且つ
ニッケルベースの流れに敏感でない合金に対して与えら
れる(R.J.ボーゲス、コロージョン/87、上記引
用文献中)。
理可能のニッケルベースの合金が少なくとも65%の濃
度で熱硫酸を取り扱うために提案された(ドイツ国特許
第2,154,126号)。しかしながら、120℃に
加熱された硫酸中での腐蝕速度は約0.6mm/年で、
極めて高い。140℃に加熱された98%H2SO4中で
の0.25mm/年の腐蝕速度が更に時間硬化性で且つ
ニッケルベースの流れに敏感でない合金に対して与えら
れる(R.J.ボーゲス、コロージョン/87、上記引
用文献中)。
【0009】他方、17%Cr、16%Ni、3.7%
Si及び2.3%Mo含有量を有するオーステナイト性
ステンレス鋼は冷硫酸中でのみ10%以下及び80%以
上の濃度で使用し得る[CAFLの出版No.235:
困難な腐蝕問題に対する耐ウラヌス、錆及び酸性鋼(U
ranus,rust‐and‐acid‐resis
tant steels for dificult
corrosionproblems)、37頁]。
Si及び2.3%Mo含有量を有するオーステナイト性
ステンレス鋼は冷硫酸中でのみ10%以下及び80%以
上の濃度で使用し得る[CAFLの出版No.235:
困難な腐蝕問題に対する耐ウラヌス、錆及び酸性鋼(U
ranus,rust‐and‐acid‐resis
tant steels for dificult
corrosionproblems)、37頁]。
【0010】更に英国特許第1,534,926号に濃
硫酸中で、高い耐蝕性を有するオーステナイト性ステン
レスクロム‐ニッケル‐ケイ素‐銅‐モリブデン鋼が記
載され;これらの鋼は次の組成に特徴がある(重量
%):
硫酸中で、高い耐蝕性を有するオーステナイト性ステン
レスクロム‐ニッケル‐ケイ素‐銅‐モリブデン鋼が記
載され;これらの鋼は次の組成に特徴がある(重量
%):
【0011】
【表1】
【0012】かかる鋼は合金成分であるモリブデンがオ
ーステナイト性ステンレスクロームニッケル‐ケイ素鋼
をもろくする傾向を増大させる欠点を有し、これにより
殊に例えば圧縮ベーズの場合に熱処理中にかなりの困難
を生じさせ得る。更にまた、合金成分である銅は熱処理
性に関する困難[ウルマンズ・エンシクロペディエ・デ
ル・テクニッシェン・ヘミー、第4版(1982)、第
22巻、56頁]及び熱亀裂を生じさせる。更に、銅合
金されたステンレスオーステナイト性鋼は熱硫酸中で応
力腐蝕亀裂が生じ易いことを考慮しなければならない
[I.クラス(Class)及びH.グレフェン(Gr
aefen)、Werkst.u.korros.19
64、79/84頁;H.グレフェン、Werkst.
u.Korros、1965、876/879頁]。
ーステナイト性ステンレスクロームニッケル‐ケイ素鋼
をもろくする傾向を増大させる欠点を有し、これにより
殊に例えば圧縮ベーズの場合に熱処理中にかなりの困難
を生じさせ得る。更にまた、合金成分である銅は熱処理
性に関する困難[ウルマンズ・エンシクロペディエ・デ
ル・テクニッシェン・ヘミー、第4版(1982)、第
22巻、56頁]及び熱亀裂を生じさせる。更に、銅合
金されたステンレスオーステナイト性鋼は熱硫酸中で応
力腐蝕亀裂が生じ易いことを考慮しなければならない
[I.クラス(Class)及びH.グレフェン(Gr
aefen)、Werkst.u.korros.19
64、79/84頁;H.グレフェン、Werkst.
u.Korros、1965、876/879頁]。
【0013】最後にまた、凝集するデルタフェライトネ
ットワークの生成の可能性を排除するように5〜10%
に限定されるデルタフェライトの比率を有する4〜6%
ケイ素含有鉄‐クロム‐ネッケル合金[D.J.クロニ
スター(Chronister)及びT.C.スペン
ス)Spence)、コロージョン85、ペーパー30
5、NACE、ボストン/Mass.、1985年3
月]が記載されている。このタイプのネットワークは1
0%より多い%のデルタフェライトで予期される。D.
J.タロニスターらにより110℃に加熱された95%
H2SO4中の腐蝕速度が最初は比較的小さい(0.4m
m/年)が、応力がより長期になる際に急速に2.4m
m/年に増大する4.8%ケイ素含有合金のケースが記
載されている。5〜5.2%Siを含む合金はこれらの
条件下で0.11〜0.56mm/年の腐蝕速度を受け
ることが見い出された。5.6%Siにならないまでは
約0.1m/年の腐蝕速度が始まる。95%H2SO4の
温度が130℃に上昇した場合、5.6%のSi含有量
で更に一度腐蝕速度の増加が観察され、試験の第一の部
分(48時間)で0.66mm/年であり、第二の部分
において1.24mm/年程度であり;Si%が5.9
%である場合、腐蝕速度は0.45〜0.54mm年で
ある。
ットワークの生成の可能性を排除するように5〜10%
に限定されるデルタフェライトの比率を有する4〜6%
ケイ素含有鉄‐クロム‐ネッケル合金[D.J.クロニ
スター(Chronister)及びT.C.スペン
ス)Spence)、コロージョン85、ペーパー30
5、NACE、ボストン/Mass.、1985年3
月]が記載されている。このタイプのネットワークは1
0%より多い%のデルタフェライトで予期される。D.
J.タロニスターらにより110℃に加熱された95%
H2SO4中の腐蝕速度が最初は比較的小さい(0.4m
m/年)が、応力がより長期になる際に急速に2.4m
m/年に増大する4.8%ケイ素含有合金のケースが記
載されている。5〜5.2%Siを含む合金はこれらの
条件下で0.11〜0.56mm/年の腐蝕速度を受け
ることが見い出された。5.6%Siにならないまでは
約0.1m/年の腐蝕速度が始まる。95%H2SO4の
温度が130℃に上昇した場合、5.6%のSi含有量
で更に一度腐蝕速度の増加が観察され、試験の第一の部
分(48時間)で0.66mm/年であり、第二の部分
において1.24mm/年程度であり;Si%が5.9
%である場合、腐蝕速度は0.45〜0.54mm年で
ある。
【0014】従って目的は熱濃硫酸または発煙硫酸に曝
される部品に対し、その部品が上記の極限の条件下で低
い腐蝕速度を示す材料を得ることであり;材料は加えて
このものが硫酸の製造にも利用し得るように良好な機械
的及び技術的特性を示すべきである。
される部品に対し、その部品が上記の極限の条件下で低
い腐蝕速度を示す材料を得ることであり;材料は加えて
このものが硫酸の製造にも利用し得るように良好な機械
的及び技術的特性を示すべきである。
【0015】驚くべきことに、この目的は完全に特殊な
材料を用いて達成し得る。
材料を用いて達成し得る。
【0016】本発明は熱濃硫酸または0〜10重量%発
煙硫酸と接触する部品に対し、ニッケル15.5〜1
7.5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7
〜6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガ
ン最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量%ま
で、硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.15
重量%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素
最高0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%ま
で及び鉄はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシ
ウム、アルミニウム及びカルシウムを含めた最少量の通
常に存在する不純物からなるオーステナイト性→鉄‐ニ
ッケル‐クロム‐ケイ素合金からなる鍛造及び鋳造材料
並びに溶接フィラーの使用を与える。
煙硫酸と接触する部品に対し、ニッケル15.5〜1
7.5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7
〜6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガ
ン最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量%ま
で、硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.15
重量%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素
最高0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%ま
で及び鉄はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシ
ウム、アルミニウム及びカルシウムを含めた最少量の通
常に存在する不純物からなるオーステナイト性→鉄‐ニ
ッケル‐クロム‐ケイ素合金からなる鍛造及び鋳造材料
並びに溶接フィラーの使用を与える。
【0017】本材料は好ましくは熱時処理性を改善する
ために0.01重量%までのホウ素及び0.25重量%
までの希土類金属を含有し得る。
ために0.01重量%までのホウ素及び0.25重量%
までの希土類金属を含有し得る。
【0018】本発明は好ましくは最高0.03重量%ま
で、特に好ましくは最高0.02重量%までの炭素を含
む。
で、特に好ましくは最高0.02重量%までの炭素を含
む。
【0019】用いる材料は好適な機械的及び技術的特性
を持つ。高い比率のケイ素にもかかわらず、材料の耐衝
撃値は満足できる。合金は全ての工業的に重要な形態例
えばシート、ストリップ、チューブ、ロッド及びワイヤ
ーとして製造し得る。更なる形態にはスチールキャステ
ィング物例えばポンプおよびバルブが含まれる。ニッケ
ル‐クロム‐ケイ素‐鉄合金はそれ自身十分に溶接され
るため、装置の製造において溶接された構造物を使用す
ることができる。溶接フィラーは同様のタイプのもので
あり得るか、または他方約20%までのデルタフェライ
ト含有量を示し得る。
を持つ。高い比率のケイ素にもかかわらず、材料の耐衝
撃値は満足できる。合金は全ての工業的に重要な形態例
えばシート、ストリップ、チューブ、ロッド及びワイヤ
ーとして製造し得る。更なる形態にはスチールキャステ
ィング物例えばポンプおよびバルブが含まれる。ニッケ
ル‐クロム‐ケイ素‐鉄合金はそれ自身十分に溶接され
るため、装置の製造において溶接された構造物を使用す
ることができる。溶接フィラーは同様のタイプのもので
あり得るか、または他方約20%までのデルタフェライ
ト含有量を示し得る。
【0020】用いる材料は75重量%以上、好ましくは
85〜100重量%、特に好ましくは90〜100重量
%H2SO4及び0〜10重量%の発煙硫酸に対して高
度のH2SO4に対する耐蝕性がある。この高い耐蝕性は
高い尾温度例えば90〜370℃、好ましくは150〜
340℃、特に好ましくは200℃から種々の高濃度の
硫酸または発煙硫酸の沸点まででも得られる。材料及び
/または部品は0.1〜10バールの圧力で熱濃硫酸ま
たは0〜10重量%発煙硫酸により衝撃を受け得る。こ
の材料はかかる熱濃硫酸により衝撃を受ける部品に使用
し得る。かかる部品は例えば殊に反応容器、ポンプ、バ
ルブ、パイプ類、熱交換器である。かかる部品はフォー
ギング(forging)及びローリング(鍛造)、鋳
造、ライニング、プレーティング、形成、溶接または溶
接による表面再構成(resurfacing)により
製造し得る。
85〜100重量%、特に好ましくは90〜100重量
%H2SO4及び0〜10重量%の発煙硫酸に対して高
度のH2SO4に対する耐蝕性がある。この高い耐蝕性は
高い尾温度例えば90〜370℃、好ましくは150〜
340℃、特に好ましくは200℃から種々の高濃度の
硫酸または発煙硫酸の沸点まででも得られる。材料及び
/または部品は0.1〜10バールの圧力で熱濃硫酸ま
たは0〜10重量%発煙硫酸により衝撃を受け得る。こ
の材料はかかる熱濃硫酸により衝撃を受ける部品に使用
し得る。かかる部品は例えば殊に反応容器、ポンプ、バ
ルブ、パイプ類、熱交換器である。かかる部品はフォー
ギング(forging)及びローリング(鍛造)、鋳
造、ライニング、プレーティング、形成、溶接または溶
接による表面再構成(resurfacing)により
製造し得る。
【0021】通常は最高0.1〜0.2mm/年である
が、上記の悪条件下での1mm/年の最高腐蝕速度は高
い耐蝕性を構成するものとして理解される。
が、上記の悪条件下での1mm/年の最高腐蝕速度は高
い耐蝕性を構成するものとして理解される。
【0022】用いる材料の特性はD.R.マックアリス
ター(McAlister)らがケミカル・エンジニア
リング・プログレス(Chemical Engine
ering Progress)、1986年7月、3
4/38頁でオーステナイロ性クロム‐ニッケル‐(モ
リブデン)鋼中での高いケイ素含有量は熱濃硫酸により
衝撃を受けた場合に腐蝕挙動に関して無意味であること
を示しているため、一層驚くべきことである。
ター(McAlister)らがケミカル・エンジニア
リング・プログレス(Chemical Engine
ering Progress)、1986年7月、3
4/38頁でオーステナイロ性クロム‐ニッケル‐(モ
リブデン)鋼中での高いケイ素含有量は熱濃硫酸により
衝撃を受けた場合に腐蝕挙動に関して無意味であること
を示しているため、一層驚くべきことである。
【0023】また本発明は二酸化硫黄の三酸化硫黄への
接触酸化、98乃至101%間の濃度を有する硫酸中へ
の三酸化硫黄の吸収による硫酸の製造において、吸収の
熱が発生し、且つ吸収を硫酸を120℃より過剰の温度
で導入するタワー中で行い、タワーに残留する硫酸が9
9%より高い濃度及び120℃より高い温度を示し、そ
して吸収の熱を熱交換器中で他の液体への伝熱または水
蒸気発生により除去する際に、熱交換器及び随時熱硫酸
と接触する他の部品がほぼニッケル15.5〜17.5
重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7〜6.
5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガン最高
1.5重量%まで、リン最高0.03重量%まで、硫黄
最高0.03重量%まで、チタン最高0.15重量%ま
で、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素最高0.
2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%まで及び鉄
はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシウム、ア
ルミニウム及びカルシウムを含め最少量の通常に存在す
る不純物からなるオーステナイト性の鉄‐ニッケル‐ク
ロム‐ケイ素合金からなることを特徴とする硫酸の製造
方法を与える。
接触酸化、98乃至101%間の濃度を有する硫酸中へ
の三酸化硫黄の吸収による硫酸の製造において、吸収の
熱が発生し、且つ吸収を硫酸を120℃より過剰の温度
で導入するタワー中で行い、タワーに残留する硫酸が9
9%より高い濃度及び120℃より高い温度を示し、そ
して吸収の熱を熱交換器中で他の液体への伝熱または水
蒸気発生により除去する際に、熱交換器及び随時熱硫酸
と接触する他の部品がほぼニッケル15.5〜17.5
重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7〜6.
5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガン最高
1.5重量%まで、リン最高0.03重量%まで、硫黄
最高0.03重量%まで、チタン最高0.15重量%ま
で、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素最高0.
2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%まで及び鉄
はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシウム、ア
ルミニウム及びカルシウムを含め最少量の通常に存在す
る不純物からなるオーステナイト性の鉄‐ニッケル‐ク
ロム‐ケイ素合金からなることを特徴とする硫酸の製造
方法を与える。
【0024】特殊な合金の利用により硫酸製造中に高度
な水蒸気(水蒸気圧>5バール)が発生され、従って吸
収熱の利用が最適になる。更に、高い硫酸温度で操作す
ることができる。
な水蒸気(水蒸気圧>5バール)が発生され、従って吸
収熱の利用が最適になる。更に、高い硫酸温度で操作す
ることができる。
【0025】本発明の実施例を参考に更に詳細に説明す
る。
る。
【0026】
【実施例】熱ローラで3mmの厚さのシートで製造され
た次の組成の材料試料を検討した(重量%):炭素0.
015%、ケイ素5.94%、マンガン0.68%、リ
ン0.021%、硫黄0.001%、クロム11.34
%、ニッケル17.49%、モリブデン0.09%、ジ
ルコニウム0.41%及びチタン0.10%並びに残り
は鉄。
た次の組成の材料試料を検討した(重量%):炭素0.
015%、ケイ素5.94%、マンガン0.68%、リ
ン0.021%、硫黄0.001%、クロム11.34
%、ニッケル17.49%、モリブデン0.09%、ジ
ルコニウム0.41%及びチタン0.10%並びに残り
は鉄。
【0027】このオーステナイト性鋼の腐蝕速度は96
%沸騰硫酸(320℃)中で<0.1mm/年であり;
また92%H2SO4中にて190℃で<0.1mm/
年の腐蝕速度が計測された。
%沸騰硫酸(320℃)中で<0.1mm/年であり;
また92%H2SO4中にて190℃で<0.1mm/
年の腐蝕速度が計測された。
【0028】0.1mm/年の腐蝕速度(直系30m
m,2,000rpmの回転ディスク)は96%硫酸中
での150℃でのこのオーステナイト性ニッケル‐クロ
ム‐ケイ素鋼の場合に流れに対する腐蝕の依存性が低い
ことの証明である。
m,2,000rpmの回転ディスク)は96%硫酸中
での150℃でのこのオーステナイト性ニッケル‐クロ
ム‐ケイ素鋼の場合に流れに対する腐蝕の依存性が低い
ことの証明である。
【0029】本明細書及び実施例は説明のためであり、
本発明を限定するためのものではなく、そして本発明の
精神及び範囲内での他の具体例はそれ自体本分野に精通
せる者に示唆されることは理解されよう。
本発明を限定するためのものではなく、そして本発明の
精神及び範囲内での他の具体例はそれ自体本分野に精通
せる者に示唆されることは理解されよう。
【0030】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。
りである。
【0031】1.鍛造もしくは鋳造材料または溶接フィ
ラーを熱濃硫酸または10重量%までの発煙硫酸と接触
させる方法において、該鍛造もしくは鋳造材料または該
フィラーの接触部分を、ほぼニッケル15.5〜17.
5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7〜
6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガン
最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量%まで、
硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.15重量
%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素最高
0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%まで及
び鉄はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシウ
ム、アルミニウム及びカルシウムを含め最少量の通常に
存在する不純物からなるオーステナイト性→鉄‐ニッケ
ル‐クロム‐ケイ素合金で構成することを特徴とする、
改善方法。
ラーを熱濃硫酸または10重量%までの発煙硫酸と接触
させる方法において、該鍛造もしくは鋳造材料または該
フィラーの接触部分を、ほぼニッケル15.5〜17.
5重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7〜
6.5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガン
最高1.5重量%まで、リン最高0.03重量%まで、
硫黄最高0.03重量%まで、チタン最高0.15重量
%まで、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素最高
0.2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%まで及
び鉄はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシウ
ム、アルミニウム及びカルシウムを含め最少量の通常に
存在する不純物からなるオーステナイト性→鉄‐ニッケ
ル‐クロム‐ケイ素合金で構成することを特徴とする、
改善方法。
【0032】2.合金が加えて約0.1重量%までのホ
ウ素及び約0.25重量%までの希土類金属を含む、上
記1に記載の方法。
ウ素及び約0.25重量%までの希土類金属を含む、上
記1に記載の方法。
【0033】3.合金が最高約0.03重量%までの炭
素を含む、上記1に記載の方法。
素を含む、上記1に記載の方法。
【0034】4.接触が75重量%以上の硫酸または0
〜10重量%の発煙硫酸とである、上記1に記載の方
法。
〜10重量%の発煙硫酸とである、上記1に記載の方
法。
【0035】5.濃硫酸または0〜10重量%の発煙硫
酸との接触が90〜370℃の温度である、上記1に記
載の方法。
酸との接触が90〜370℃の温度である、上記1に記
載の方法。
【0036】6.接触が約0.1〜10バールの圧力下
である、上記1に記載の方法。
である、上記1に記載の方法。
【0037】7.接触される材料が沈水ポンプである、
上記1に記載の方法。
上記1に記載の方法。
【0038】8.二酸化硫黄の三酸化硫黄への接触酸
化、98乃至101%間の濃度を有する硫酸中への三酸
化硫黄の吸収による硫酸の製造において、吸収の熱が発
生し、且つ吸収を硫酸を120℃より過剰の温度で導入
するタワー中で行い、タワーに残留する硫酸が99%よ
り高い濃度及び120℃より高い温度を示し、そして吸
収の熱は熱交換器中で他の液体への伝熱または水蒸気発
生により除去する際に、熱交換器並びに随時熱交換器中
の他の部品及び随時熱硫酸と接触する他の部品を、ほぼ
ニッケル15.5〜17.5重量%、クロム10〜12
重量%、ケイ素5.7〜6.5重量%、炭素最高0.0
6重量%まで、マンガン最高1.5重量%まで、リン最
高0.03重量%まで、硫黄最高0.03重量%まで、
チタン最高0.15重量%まで、ジルコニウム最高0.
8重量%まで、窒素最高0.2重量%まで、モリブデン
最高0.3重量%まで及び鉄はその残り、と共に脱酸素
元素であるマグネシウム、アルミニウム及びカルシウム
を含め最少量の通常に存在する不純物からなるオーステ
ナイト性の鉄‐ニッケル‐クロム‐ケイ素合金で構成す
ることを特徴とする、改善方法。
化、98乃至101%間の濃度を有する硫酸中への三酸
化硫黄の吸収による硫酸の製造において、吸収の熱が発
生し、且つ吸収を硫酸を120℃より過剰の温度で導入
するタワー中で行い、タワーに残留する硫酸が99%よ
り高い濃度及び120℃より高い温度を示し、そして吸
収の熱は熱交換器中で他の液体への伝熱または水蒸気発
生により除去する際に、熱交換器並びに随時熱交換器中
の他の部品及び随時熱硫酸と接触する他の部品を、ほぼ
ニッケル15.5〜17.5重量%、クロム10〜12
重量%、ケイ素5.7〜6.5重量%、炭素最高0.0
6重量%まで、マンガン最高1.5重量%まで、リン最
高0.03重量%まで、硫黄最高0.03重量%まで、
チタン最高0.15重量%まで、ジルコニウム最高0.
8重量%まで、窒素最高0.2重量%まで、モリブデン
最高0.3重量%まで及び鉄はその残り、と共に脱酸素
元素であるマグネシウム、アルミニウム及びカルシウム
を含め最少量の通常に存在する不純物からなるオーステ
ナイト性の鉄‐ニッケル‐クロム‐ケイ素合金で構成す
ることを特徴とする、改善方法。
【0039】9.吸収の熱を約1.5〜31バールの圧
力(絶対圧)を有する水蒸気を発生させるために熱交換
器中で除去する、上記8に記載の方法。
力(絶対圧)を有する水蒸気を発生させるために熱交換
器中で除去する、上記8に記載の方法。
【0040】10.タワーに残留する硫酸が約200〜
280℃の熱を示す、上記8に記載の方法。
280℃の熱を示す、上記8に記載の方法。
Claims (2)
- 【請求項1】 鍛造もしくは鋳造材料または溶接フィラ
ーを熱濃硫酸または10重量%までの発煙硫酸と接触さ
せる方法において、該鍛造もしくは鋳造材料または該フ
ィラーの接触部分を、ほぼニッケル15.5〜17.5
重量%、クロム10〜12重量%、ケイ素5.7〜6.
5重量%、炭素最高0.06重量%まで、マンガン最高
1.5重量%まで、リン最高0.03重量%まで、硫黄
最高0.03重量%まで、チタン最高0.15重量%ま
で、ジルコニウム最高0.8重量%まで、窒素最高0.
2重量%まで、モリブデン最高0.3重量%まで及び鉄
はその残り、と共に脱酸素元素であるマグネシウム、ア
ルミニウム及びカルシウムを含め最少量の通常に存在す
る不純物からなるオーステナイト性→鉄‐ニッケル‐ク
ロム‐ケイ素合金で構成することを特徴とする、改善方
法。 - 【請求項2】 二酸化硫黄の三酸化硫黄への接触酸化、
98乃至101%間の濃度を有する硫酸中への三酸化硫
黄の吸収による硫酸の製造において、吸収の熱が発生
し、且つ吸収を硫酸を120℃より過剰の温度で導入す
るタワー中で行い、タワーに残留する硫酸が99%より
高い濃度及び120℃より高い温度を示し、そして吸収
の熱は熱交換器中で他の液体への伝熱または水蒸気発生
により除去する際に、熱交換器並びに随時熱交換器中の
他の部品及び随時熱硫酸と接触する他の部品を、ほぼニ
ッケル15.5〜17.5重量%、クロム10〜12重
量%、ケイ素5.7〜6.5重量%、炭素最高0.06
重量%まで、マンガン最高1.5重量%まで、リン最高
0.03重量%まで、硫黄最高0.03重量%まで、チ
タン最高0.15重量%まで、ジルコニウム最高0.8
重量%まで、窒素最高0.2重量%まで、モリブデン最
高0.3重量%まで及び鉄はその残り、と共に脱酸素元
素であるマグネシウム、アルミニウム及びカルシウムを
含め最少量の通常に存在する不純物からなるオーステナ
イト性の鉄‐ニッケル‐クロム‐ケイ素合金で構成する
ことを特徴とする、改善方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4213325A DE4213325A1 (de) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Verwendung von Knet- und Gußwerkstoffen sowie Schweißzusatzwerkstoffen für mit heißer konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum beaufschlagte Bauteile sowie Verfahren zur Herstellung von Schwefelsäure |
DE4213325.4 | 1992-04-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0680407A true JPH0680407A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=6457299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5114156A Pending JPH0680407A (ja) | 1992-04-23 | 1993-04-19 | 硫酸の処理または製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5306477A (ja) |
EP (1) | EP0566950B1 (ja) |
JP (1) | JPH0680407A (ja) |
AT (1) | ATE125777T1 (ja) |
CA (1) | CA2094459A1 (ja) |
DE (2) | DE4213325A1 (ja) |
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---|---|---|---|---|
DE4308151C2 (de) * | 1993-03-15 | 1995-01-19 | Bayer Ag | Verwendung von Knet- und Gußwerkstoffen sowie Schweißzusatzwerkstoffen aus austenitischem Stahl für mit heißer konzentrierter Schwefelsäure oder Oleum beaufschlagte Bauteile |
SE523855C2 (sv) * | 2000-11-10 | 2004-05-25 | Alfa Laval Corp Ab | Järnbaserat lodmaterial för sammanfogning av elememt och lödd produkt framställd härmed |
SE531988C2 (sv) * | 2006-11-17 | 2009-09-22 | Alfa Laval Corp Ab | Lodmaterial samt förfarande för lödning med detta material |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR688359A (fr) * | 1929-01-22 | 1930-08-22 | Int Nickel Co | Perfectionnements apportés aux alliages de fer, de chrome et de nickel |
BE754818A (fr) * | 1969-08-13 | 1971-01-18 | Armco Steel Corp | Acier inoxydable resistant a l'usure |
US3758296A (en) * | 1970-10-29 | 1973-09-11 | Lewis & Co Inc Charles | Corrosion resistant alloy |
US3674468A (en) * | 1970-11-23 | 1972-07-04 | Keiichi Ota | High-strength silicon steel |
JPS524418A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-13 | Sandvik Ab | Stainless steel |
DE2743346C3 (de) * | 1977-09-27 | 1980-04-03 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur Herstellung von Hydroxylammoniumsalzen |
JPS5591960A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | High silicon-nickel-chromium steel with resistance to concentrated |
CA1181569A (en) * | 1982-06-11 | 1985-01-29 | Frank Smith | Apparatus and process |
US4996038A (en) * | 1983-07-05 | 1991-02-26 | Monsanto Company | Heat recovery from concentrated sulfuric acid |
US4873055A (en) * | 1988-12-20 | 1989-10-10 | Carondelet Foundry Company | Corrosion resistant Fe-Ni-Cr alloy |
DE3901028A1 (de) * | 1989-01-14 | 1990-07-19 | Bayer Ag | Nichtrostende knet- und gusswerkstoffe sowie schweisszusatzwerkstoffe fuer mit heisser, konzentrierter schwefelsaeure beaufschlagte bauteile |
US5118490A (en) * | 1989-06-21 | 1992-06-02 | Monsanto Company | Absorption of wet conversion gas |
JP2634299B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1997-07-23 | 三菱重工業株式会社 | 高温、高濃度硫酸用Pd添加ステンレス鋼 |
DE4118437A1 (de) * | 1991-06-05 | 1992-12-10 | I P Bardin Central Research In | Hochsiliziumhaltiger, korrosionsbestaendiger, austenitischer stahl |
-
1992
- 1992-04-23 DE DE4213325A patent/DE4213325A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-04-13 EP EP93105951A patent/EP0566950B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-13 DE DE59300424T patent/DE59300424D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-13 AT AT93105951T patent/ATE125777T1/de active
- 1993-04-14 NO NO93931370A patent/NO931370L/no not_active Application Discontinuation
- 1993-04-15 US US08/048,163 patent/US5306477A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-19 JP JP5114156A patent/JPH0680407A/ja active Pending
- 1993-04-20 CA CA002094459A patent/CA2094459A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4213325A1 (de) | 1993-10-28 |
DE59300424D1 (de) | 1995-09-07 |
NO931370L (no) | 1993-10-25 |
US5306477A (en) | 1994-04-26 |
ATE125777T1 (de) | 1995-08-15 |
CA2094459A1 (en) | 1993-10-24 |
NO931370D0 (no) | 1993-04-14 |
EP0566950A1 (de) | 1993-10-27 |
EP0566950B1 (de) | 1995-08-02 |
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