JPH1046294A - ゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金 - Google Patents
ゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金Info
- Publication number
- JPH1046294A JPH1046294A JP20187596A JP20187596A JPH1046294A JP H1046294 A JPH1046294 A JP H1046294A JP 20187596 A JP20187596 A JP 20187596A JP 20187596 A JP20187596 A JP 20187596A JP H1046294 A JPH1046294 A JP H1046294A
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- JP
- Japan
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- resistant alloy
- corrosion
- heat resistant
- roaster
- waste incineration
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴミ焼却炉内の燃焼負荷の変動の影響をあま
り受けることなく、すぐれた耐食性を確保できるロスト
ル用耐熱合金を提供する。 【解決手段】 重量%にて、C:0.3〜0.9%、S
i:1.0〜3.5%、Cr:21〜35%、Ni:18
〜40%、Si+Cr+Ni≧45%であって、かつ、
La:0.001〜0.1%、Ce:0.001〜0.1
%、Mg:0.001〜0.1%、Al:0.001〜0.
1%のうち少なくとも1種を含有し、残部実質的にFe
からなる
り受けることなく、すぐれた耐食性を確保できるロスト
ル用耐熱合金を提供する。 【解決手段】 重量%にて、C:0.3〜0.9%、S
i:1.0〜3.5%、Cr:21〜35%、Ni:18
〜40%、Si+Cr+Ni≧45%であって、かつ、
La:0.001〜0.1%、Ce:0.001〜0.1
%、Mg:0.001〜0.1%、Al:0.001〜0.
1%のうち少なくとも1種を含有し、残部実質的にFe
からなる
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市の生活ゴミ焼
却炉内の腐食環境下の使用においてすぐれた耐食性を発
揮するゴミ焼却炉のロストル(火格子)用耐熱合金に関す
る。
却炉内の腐食環境下の使用においてすぐれた耐食性を発
揮するゴミ焼却炉のロストル(火格子)用耐熱合金に関す
る。
【0002】
【従来の技術】都市の生活ゴミ焼却場に搬入された生活
ゴミは、クレーンで焼却炉まで運ばれ、図1に示す如
く、クレーンバケット(1)からホッパー(2)を通じて、燃
焼室(3)の中に投入される。なお、図1中、(4)は燃焼室
に投入されたゴミを表わしており、生活ゴミ(4)は、下
流側に向けて階段状に低くなるように設けられたロスト
ル(5)の上で燃焼させられる。最近の焼却炉では、ゴミ
燃焼の際に発生する熱を利用して、ボイラーチューブ
(6)内に供給された水を高温・高圧の蒸気に転換し、そ
の蒸気を発電機(7)に供給して発電が行なわれている。
ゴミは、クレーンで焼却炉まで運ばれ、図1に示す如
く、クレーンバケット(1)からホッパー(2)を通じて、燃
焼室(3)の中に投入される。なお、図1中、(4)は燃焼室
に投入されたゴミを表わしており、生活ゴミ(4)は、下
流側に向けて階段状に低くなるように設けられたロスト
ル(5)の上で燃焼させられる。最近の焼却炉では、ゴミ
燃焼の際に発生する熱を利用して、ボイラーチューブ
(6)内に供給された水を高温・高圧の蒸気に転換し、そ
の蒸気を発電機(7)に供給して発電が行なわれている。
【0003】ロストルは、ゴミ燃焼による高温の下で、
腐食性ガスを含む燃焼ガスに曝されるため、高温腐食を
受け易い。このロストル用材料として、従来SCH2材
が使用されているが、約700℃以上の高温での耐食性
が十分でないため、ロストルの温度が上がりすぎないよ
うにゴミの燃焼管理が行なわれているのが実情である。
ロストルに靱性を要求される場合には、Niを多く含有
するSCH11材が使用されるが、この材料も粒界腐食
の問題が随伴する。また、ロストルを構成するFe、C
r等の成分は、ゴミ中に含まれる塩素と反応して塩化物
を形成する。この塩化物は、400〜600℃の低温域
で昇華するので、この温度域でも腐食が進行する。
腐食性ガスを含む燃焼ガスに曝されるため、高温腐食を
受け易い。このロストル用材料として、従来SCH2材
が使用されているが、約700℃以上の高温での耐食性
が十分でないため、ロストルの温度が上がりすぎないよ
うにゴミの燃焼管理が行なわれているのが実情である。
ロストルに靱性を要求される場合には、Niを多く含有
するSCH11材が使用されるが、この材料も粒界腐食
の問題が随伴する。また、ロストルを構成するFe、C
r等の成分は、ゴミ中に含まれる塩素と反応して塩化物
を形成する。この塩化物は、400〜600℃の低温域
で昇華するので、この温度域でも腐食が進行する。
【0004】ところで、ロストルはその使用中、Cr、
Siが酸化保護皮膜を形成し、これがバリヤーとなっ
て、腐食による減量を少なくするのに有効に作用する
が、ロストル上にゴミが次々と投入される毎に燃焼負荷
が変動し、燃焼が不均一になる結果、ロストル表面に形
成された酸化保護皮膜は破壊又は剥離されてしまい、腐
食が促進される。
Siが酸化保護皮膜を形成し、これがバリヤーとなっ
て、腐食による減量を少なくするのに有効に作用する
が、ロストル上にゴミが次々と投入される毎に燃焼負荷
が変動し、燃焼が不均一になる結果、ロストル表面に形
成された酸化保護皮膜は破壊又は剥離されてしまい、腐
食が促進される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、ロスト
ル表面に形成される酸化保護皮膜の密着性を高めること
ができれば、たとえ燃焼変動があっても、低温から高温
に至る幅広い温度域に亘って、すぐれた耐食性及び耐酸
化性を具備させることができると考え、本発明に至っ
た。本発明の目的は、ゴミ焼却炉のロストル用材料とし
て、腐食減量が少なく耐食性にすぐれる耐熱合金を提供
することである。
ル表面に形成される酸化保護皮膜の密着性を高めること
ができれば、たとえ燃焼変動があっても、低温から高温
に至る幅広い温度域に亘って、すぐれた耐食性及び耐酸
化性を具備させることができると考え、本発明に至っ
た。本発明の目的は、ゴミ焼却炉のロストル用材料とし
て、腐食減量が少なく耐食性にすぐれる耐熱合金を提供
することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のゴミ焼却炉のロ
ストル用耐熱合金は、重量%にて、C:0.3〜0.9
%、Si:1.0〜3.5%、Cr:21〜35%、N
i:18〜40%、但しSi+Cr+Ni≧45%であ
って、かつ、La:0.001〜0.1%、Ce:0.0
01〜0.1%、Mg:0.001〜0.1%、Al:0.
001〜0.1%のうち少なくとも1種を含有し、残部
実質的にFeからなる。
ストル用耐熱合金は、重量%にて、C:0.3〜0.9
%、Si:1.0〜3.5%、Cr:21〜35%、N
i:18〜40%、但しSi+Cr+Ni≧45%であ
って、かつ、La:0.001〜0.1%、Ce:0.0
01〜0.1%、Mg:0.001〜0.1%、Al:0.
001〜0.1%のうち少なくとも1種を含有し、残部
実質的にFeからなる。
【0007】
【成分限定理由の説明】本発明の耐熱合金の成分限定理
由は次の通りである。 C:0.3〜0.9% Cは合金の鋳造段階でCr炭化物を粒界に析出させて、
Crを基地中に固定させる役割を有し、クロム塩形成に
よる昇華を抑制する。この効果を発揮するために、少な
くとも0.3%以上含有させる。一方、あまりに多く含
有すると、溶接性や靱性を低下させるので、上限は0.
9%とする。
由は次の通りである。 C:0.3〜0.9% Cは合金の鋳造段階でCr炭化物を粒界に析出させて、
Crを基地中に固定させる役割を有し、クロム塩形成に
よる昇華を抑制する。この効果を発揮するために、少な
くとも0.3%以上含有させる。一方、あまりに多く含
有すると、溶接性や靱性を低下させるので、上限は0.
9%とする。
【0008】Si:1.0〜3.5% Siは酸化保護皮膜(SiO2)を形成し、耐酸化性及び
耐食性の向上に寄与するが、あまりに多く含有すると、
溶接性が低下する。このため、含有量は1.0〜3.5%
とする。
耐食性の向上に寄与するが、あまりに多く含有すると、
溶接性が低下する。このため、含有量は1.0〜3.5%
とする。
【0009】Cr:21〜35% Crは酸化保護皮膜(Cr2O3)を形成し、耐酸化性及び
耐食性の向上に寄与するが、含有量が多すぎると靱性の
低下を招く。このため、含有量は21〜35%に規定す
る。
耐食性の向上に寄与するが、含有量が多すぎると靱性の
低下を招く。このため、含有量は21〜35%に規定す
る。
【0010】Ni:18〜40% Niは高温強度及び靱性の向上に寄与すると共に、C
r、Siが形成する酸化保護皮膜の脱落を抑制する働き
がある。含有量が18%に満たないと、これらの効果を
十分発揮できない。一方、40%を超えて含有しても対
応する効果が得られず、経済的に不利である。このた
め、18〜40%に規定する。
r、Siが形成する酸化保護皮膜の脱落を抑制する働き
がある。含有量が18%に満たないと、これらの効果を
十分発揮できない。一方、40%を超えて含有しても対
応する効果が得られず、経済的に不利である。このた
め、18〜40%に規定する。
【0011】Si+Cr+Ni≧45% 前述したように、Si、Crは酸化保護皮膜を形成して
耐食性の向上に寄与し、Niは、保護皮膜の剥離又は脱
落を抑制する働きがあり、これら元素の相互補完作用に
より耐食性が改善される。このため、Si、Crの含有
量が少ない場合には、Niの含有量を増やしてNiの影
響を強くするのが望ましい。かかる理由から、Si、C
r及びNiは、合計量で45%以上含有させることとし
た。
耐食性の向上に寄与し、Niは、保護皮膜の剥離又は脱
落を抑制する働きがあり、これら元素の相互補完作用に
より耐食性が改善される。このため、Si、Crの含有
量が少ない場合には、Niの含有量を増やしてNiの影
響を強くするのが望ましい。かかる理由から、Si、C
r及びNiは、合計量で45%以上含有させることとし
た。
【0012】La、Ce、Mg、Al:0.001〜0.
1% La、Ce、Mg、Alは、腐食のバリヤーとなる酸化
保護皮膜と母材との密着を強固にする働きがあり、耐食
性の向上に寄与するため、これらの元素のうち少なくと
も1種を含有させる。しかし、含有量が多くなると、強
度、靱性等が損なわれる虞れがある。このため、これら
元素の少なくとも1種を含有させる場合、単独又は複合
含有の如何に拘わらず、各元素は0.001〜0.1%と
する。
1% La、Ce、Mg、Alは、腐食のバリヤーとなる酸化
保護皮膜と母材との密着を強固にする働きがあり、耐食
性の向上に寄与するため、これらの元素のうち少なくと
も1種を含有させる。しかし、含有量が多くなると、強
度、靱性等が損なわれる虞れがある。このため、これら
元素の少なくとも1種を含有させる場合、単独又は複合
含有の如何に拘わらず、各元素は0.001〜0.1%と
する。
【0013】本発明の合金は上記成分を含有し、残部実
質的にFeからなる。なお、P、Sその他、合金の溶製
時に不可避的に混入する不純物でも、この種合金に通常
許容される範囲内であれば存在しても構わない。
質的にFeからなる。なお、P、Sその他、合金の溶製
時に不可避的に混入する不純物でも、この種合金に通常
許容される範囲内であれば存在しても構わない。
【0014】
【発明の実施の形態】電気炉の中に、供試片を入れた石
英管を装入し、都市の生活ゴミ焼却炉の腐食環境をシミ
ュレートした腐食性ガスを石英管に供給し、腐食試験を
行なった。供試片のサイズは10×10×4(mm)であ
る。供試片の合金化学成分を、表1に示す。表1中、N
o.1〜No.3は本発明の耐熱合金、No.4は従来のSCH
2材、No.5は、La、Ce、Mg、Alのいづれも含
まない比較例、No.6は、Si+Cr+Niの合計量が
本発明の範囲から逸脱する比較例、No.7は、Cr、N
iの含有量が少ない比較例である。
英管を装入し、都市の生活ゴミ焼却炉の腐食環境をシミ
ュレートした腐食性ガスを石英管に供給し、腐食試験を
行なった。供試片のサイズは10×10×4(mm)であ
る。供試片の合金化学成分を、表1に示す。表1中、N
o.1〜No.3は本発明の耐熱合金、No.4は従来のSCH
2材、No.5は、La、Ce、Mg、Alのいづれも含
まない比較例、No.6は、Si+Cr+Niの合計量が
本発明の範囲から逸脱する比較例、No.7は、Cr、N
iの含有量が少ない比較例である。
【0015】
【表1】
【0016】ゴミ焼却炉の燃焼室で発生する腐食性の燃
焼ガスをシミュレートした腐食性ガスを調製し、腐食に
よる供試片の重量減少量を調べた。なお、ゴミ焼却炉の
実操業においては、ゴミ投入量の多少、ゴミの種類等に
よって燃焼負荷が変動すると、炉内の酸素濃度が変動す
る。ゴミ焼却炉の実操業時における燃焼ガスの酸素濃度
をある時間に亘って測定したところ、約5〜15%であ
った。そこで、前記シミュレートガスは、O2成分が異
なる3種類(5vol%、10vol%、15vol%)のガスを
準備した。シミュレートガスのO2ガス以外の成分及び
含有量を表2に示す。
焼ガスをシミュレートした腐食性ガスを調製し、腐食に
よる供試片の重量減少量を調べた。なお、ゴミ焼却炉の
実操業においては、ゴミ投入量の多少、ゴミの種類等に
よって燃焼負荷が変動すると、炉内の酸素濃度が変動す
る。ゴミ焼却炉の実操業時における燃焼ガスの酸素濃度
をある時間に亘って測定したところ、約5〜15%であ
った。そこで、前記シミュレートガスは、O2成分が異
なる3種類(5vol%、10vol%、15vol%)のガスを
準備した。シミュレートガスのO2ガス以外の成分及び
含有量を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】各供試片の表面には、石英管に装入する前
に、ゴミ焼却炉の燃焼室から実際に採取した燃焼灰を4
0mg/cm2の割合で予め塗布しておいた。燃焼灰の成分
を表3に示す。なお、燃焼灰の残部成分は実質的に酸素
である。
に、ゴミ焼却炉の燃焼室から実際に採取した燃焼灰を4
0mg/cm2の割合で予め塗布しておいた。燃焼灰の成分
を表3に示す。なお、燃焼灰の残部成分は実質的に酸素
である。
【0019】
【表3】
【0020】腐食試験は、温度550℃で、試験時間は
96時間で行なった。電気炉から取り出した供試片は、
表面の付着物をナイロンたわしできれいにこすり取った
後、重量減少量を測定し、単位面積当たりの腐食減量を
求めた。シミュレートガスのO2ガス濃度と、重量減量
結果を表4に示す。また、それらのデータをプロットし
たものを図2に示す。
96時間で行なった。電気炉から取り出した供試片は、
表面の付着物をナイロンたわしできれいにこすり取った
後、重量減少量を測定し、単位面積当たりの腐食減量を
求めた。シミュレートガスのO2ガス濃度と、重量減量
結果を表4に示す。また、それらのデータをプロットし
たものを図2に示す。
【0021】
【表4】
【0022】表4及び図2に示されるように、本発明の
実施例である供試No.1〜No.3は、O2濃度が10%の
ときと、15%のときの重量減量が略同じであり、燃焼
負荷の変動による影響が小さく、酸素の高濃度化による
耐食性の低下は防止される。本発明の実施例と比較する
と、No.4は酸素濃度の如何に拘わらず耐食性が不十分
である。また、No.5及びNo.7は、本発明の実施例より
も腐食減量が多く、酸素が高濃度になると、その減少量
はさらに多くなる傾向にあることがわかる。また、No.
6は、O2濃度が5%、10%のときは、本発明の供試N
o.1〜No.3と殆んど差異はないが、O2濃度が15%の
とき、腐食による重量減少量が多い結果となっている。
実施例である供試No.1〜No.3は、O2濃度が10%の
ときと、15%のときの重量減量が略同じであり、燃焼
負荷の変動による影響が小さく、酸素の高濃度化による
耐食性の低下は防止される。本発明の実施例と比較する
と、No.4は酸素濃度の如何に拘わらず耐食性が不十分
である。また、No.5及びNo.7は、本発明の実施例より
も腐食減量が多く、酸素が高濃度になると、その減少量
はさらに多くなる傾向にあることがわかる。また、No.
6は、O2濃度が5%、10%のときは、本発明の供試N
o.1〜No.3と殆んど差異はないが、O2濃度が15%の
とき、腐食による重量減少量が多い結果となっている。
【0023】
【発明の効果】本発明の耐熱合金は、焼却炉内における
燃焼負荷の変動や不均一燃焼に曝されても、HCl、S
O2等の腐食性ガスに対して所定の耐食性を具備できる
から、ゴミ焼却炉内で用されるロストルの材料として好
適である。
燃焼負荷の変動や不均一燃焼に曝されても、HCl、S
O2等の腐食性ガスに対して所定の耐食性を具備できる
から、ゴミ焼却炉内で用されるロストルの材料として好
適である。
【図1】ごみ焼却炉内のごみ燃焼室の概要を説明する図
である。
である。
【図2】腐食試験の結果を示すグラフである。
(2) ホッパー (4) ゴミ (5) ロストル (6) ボイラーチューブ
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%にて、C:0.3〜0.9%、S
i:1.0〜3.5%、Cr:21〜35%、Ni:18
〜40%、Si+Cr+Ni≧45%であって、かつ、
La:0.001〜0.1%、Ce:0.001〜0.1
%、Mg:0.001〜0.1%、Al:0.001〜0.
1%のうち少なくとも1種を含有し、残部実質的にFe
からなるゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20187596A JPH1046294A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20187596A JPH1046294A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1046294A true JPH1046294A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16448326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20187596A Pending JPH1046294A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ゴミ焼却炉のロストル用耐熱合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1046294A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003003245A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Kurimoto Ltd | 溶融スラグ用の流路形成用部材 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP20187596A patent/JPH1046294A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003003245A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-08 | Kurimoto Ltd | 溶融スラグ用の流路形成用部材 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020423 |