JPS60190579A - 廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料 - Google Patents
廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料Info
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- JPS60190579A JPS60190579A JP4449384A JP4449384A JPS60190579A JP S60190579 A JPS60190579 A JP S60190579A JP 4449384 A JP4449384 A JP 4449384A JP 4449384 A JP4449384 A JP 4449384A JP S60190579 A JPS60190579 A JP S60190579A
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- JP
- Japan
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- corrosion
- resistant material
- highly corrosion
- coated
- standard formation
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料に関する。
現在、都市ゴミおよび汚泥等は高温において焼却1する
という処理力法が多くの都市において採用されている。
という処理力法が多くの都市において採用されている。
このような高塩処理方法を実施するための廃棄物焼却設
備の1例を第1図に示す。即ち、焼却炉1においてゴミ
や汚泥2を燃料(例えば油)3と後述する空気予熱器5
で高温とされた空気をパイブト”、より吹込んで約10
00℃程度の温度で燃焼しで焼却し、徘がスは800〜
900 :Cの温度でパイプP1よりサイクロン4に送
られて排ガス中の固形分を除却してガス分と分離され、
600〜801) ’Cの温度となってパイプP2より
空気予熱器5【こ送られ、ここで高7!ILのシ1.ガ
スと1氏温の空気が熱交換されて、燃焼空気が高温とな
って、上述したようにパイプP4より焼却炉1に送られ
、そして温度が300〜500℃に低下した411′ガ
スはパイプP3から煙突6に入り略100 ’Cの温度
となって大気中に放散されるのである。
備の1例を第1図に示す。即ち、焼却炉1においてゴミ
や汚泥2を燃料(例えば油)3と後述する空気予熱器5
で高温とされた空気をパイブト”、より吹込んで約10
00℃程度の温度で燃焼しで焼却し、徘がスは800〜
900 :Cの温度でパイプP1よりサイクロン4に送
られて排ガス中の固形分を除却してガス分と分離され、
600〜801) ’Cの温度となってパイプP2より
空気予熱器5【こ送られ、ここで高7!ILのシ1.ガ
スと1氏温の空気が熱交換されて、燃焼空気が高温とな
って、上述したようにパイプP4より焼却炉1に送られ
、そして温度が300〜500℃に低下した411′ガ
スはパイプP3から煙突6に入り略100 ’Cの温度
となって大気中に放散されるのである。
しかして、上述の廃棄物焼却設備は、鋼、ステンレス鋼
等の金属材料が多く使用されているか、焼却排ガス中に
含まれるH Cl 、fス、或いは、ゴミ中に含まれる
NaC1、KCI、Na2SO4等の塩類により激しい
腐蝕を受けることはよく知られている。特に、金属材料
表面にダストが堆積するとその下においては著しく大き
な腐蝕が進行し、鋼においては全面腐蝕、ステンレス鋼
では粒界腐蝕を受けることになる。
等の金属材料が多く使用されているか、焼却排ガス中に
含まれるH Cl 、fス、或いは、ゴミ中に含まれる
NaC1、KCI、Na2SO4等の塩類により激しい
腐蝕を受けることはよく知られている。特に、金属材料
表面にダストが堆積するとその下においては著しく大き
な腐蝕が進行し、鋼においては全面腐蝕、ステンレス鋼
では粒界腐蝕を受けることになる。
これらの腐蝕を防止する方法として次に示すノj法があ
るが、その方法においても必ずしも万全ではないのであ
る。即ち、 (1)排ガス中のト1cIを中和するためにCa(0)
1 )2等を添加する方法が知られているが、好結果は
得られていない。
るが、その方法においても必ずしも万全ではないのであ
る。即ち、 (1)排ガス中のト1cIを中和するためにCa(0)
1 )2等を添加する方法が知られているが、好結果は
得られていない。
(2)非金属材料、例えば、煉瓦等のライニング(11
1造が採用されることがあるが、焼却炉に適用できるだ
けであり、ライニング施行上の問題から配管等には適用
できず、また、熱伝導率低下の問題から空気予熱器にも
適用できない。
1造が採用されることがあるが、焼却炉に適用できるだ
けであり、ライニング施行上の問題から配管等には適用
できず、また、熱伝導率低下の問題から空気予熱器にも
適用できない。
(3)高級ステンレス鋼(SUS310等)を一部に適
用されており、さらに、高Cr−Ni合金も提案されて
いるが、それ程耐蝕性は改善されず、かつ、材料が高価
であって設備の価格を上昇させるという問題がある。
用されており、さらに、高Cr−Ni合金も提案されて
いるが、それ程耐蝕性は改善されず、かつ、材料が高価
であって設備の価格を上昇させるという問題がある。
このような現状か呟廃棄物焼却設備における高耐蝕性材
料が望まれてきている。
料が望まれてきている。
しかして、廃棄物焼却設備に使用されている鋼材および
ステンレス鋼焼却排ガスによる腐蝕は、上述したところ
でもあるが、待に、銅相およびステンレス鋼の表面にダ
ストが付着堆積する時に顕著となる。これは、ダストに
含まれているNaCl、KCI等の塩が大きな影響を与
えている。そして、廃棄物焼却設(Nitに実際に使用
された5US310ステンレス鋼において、激しい粒界
腐蝕を受け、腐蝕された粒界部に01の濃縮が認められ
、素地金属上に生成されているスケールは、内層がCr
リッチ層、外層がFeリッチ層となっており、X線で同
定したところ、これらは夫々、FeC17、Cr 20
3、Fe、03に対応している。
ステンレス鋼焼却排ガスによる腐蝕は、上述したところ
でもあるが、待に、銅相およびステンレス鋼の表面にダ
ストが付着堆積する時に顕著となる。これは、ダストに
含まれているNaCl、KCI等の塩が大きな影響を与
えている。そして、廃棄物焼却設(Nitに実際に使用
された5US310ステンレス鋼において、激しい粒界
腐蝕を受け、腐蝕された粒界部に01の濃縮が認められ
、素地金属上に生成されているスケールは、内層がCr
リッチ層、外層がFeリッチ層となっており、X線で同
定したところ、これらは夫々、FeC17、Cr 20
3、Fe、03に対応している。
このようなことから、ステンレス鋼の腐蝕機構は次のよ
うに考えられる。
うに考えられる。
(1)ステンレス鋼が高温に加熱され、粒界にCr23
Cs炭化物が析出し、所謂、鋭敏化を受ける。
Cs炭化物が析出し、所謂、鋭敏化を受ける。
このCr23C6近傍にCr濃度の低い層(Cr欠乏層
)ができる。
)ができる。
(2)このCr欠乏層で腐蝕が進行し、これは、ダスト
中のNaC1等が 2NaCl+H20→Na2O+2HCI ・・(1,
)の反応によりHClを生成し、次に、 Fe+28(、l−+FeCl2+H2・・(2)Cr
+2HC1→CrC1□+H2・・(3)の反応が進む
。
中のNaC1等が 2NaCl+H20→Na2O+2HCI ・・(1,
)の反応によりHClを生成し、次に、 Fe+28(、l−+FeCl2+H2・・(2)Cr
+2HC1→CrC1□+H2・・(3)の反応が進む
。
(3)この生成物は排ガス中の02と反応し、4FeC
12+3o2−+2Fe203+4.CI2”(4)4
CrCl2+ 302−2 Cr20i +4 CI
2 ・・(S )の反応で酸化物を生成するするが、同
時に012が生成する。
12+3o2−+2Fe203+4.CI2”(4)4
CrCl2+ 302−2 Cr20i +4 CI
2 ・・(S )の反応で酸化物を生成するするが、同
時に012が生成する。
(4)このCI2は排ガス中の820と反応し、2CI
2+2H20→4HC++02 ・・(6)ここで再び
川C1が生成して、(2)(3)式に従って腐蝕が進行
することになる。即ち、ステンレス鋼のJg蝕は塩化(
例えば、FeCl。)、酸化(例えば、Fe2O,)を
経て進むことが明らかである。
2+2H20→4HC++02 ・・(6)ここで再び
川C1が生成して、(2)(3)式に従って腐蝕が進行
することになる。即ち、ステンレス鋼のJg蝕は塩化(
例えば、FeCl。)、酸化(例えば、Fe2O,)を
経て進むことが明らかである。
本発明者は上記に説明したように、廃棄物焼却設備にお
ける使用鋼材の腐蝕の現状、および、腐蝕の機構に鑑み
、鋭意研究した結果、塩化より酸化を優先して生起させ
ることにより先ず最初に、金属ヰ]料表面に酸化物を形
成させると、この酸化物は一般に塩化物上に比べて格段
に素地金属の腐蝕葆護能力が高いので、材料の耐蝕性・
を向上させることかできることを見出し、廃棄物焼却設
備に使用しても腐蝕されることが極めせ少ない高耐蝕性
材料を開発したのである。
ける使用鋼材の腐蝕の現状、および、腐蝕の機構に鑑み
、鋭意研究した結果、塩化より酸化を優先して生起させ
ることにより先ず最初に、金属ヰ]料表面に酸化物を形
成させると、この酸化物は一般に塩化物上に比べて格段
に素地金属の腐蝕葆護能力が高いので、材料の耐蝕性・
を向上させることかできることを見出し、廃棄物焼却設
備に使用しても腐蝕されることが極めせ少ない高耐蝕性
材料を開発したのである。
本発明に係る廃棄物焼却設備用品耐蝕性材料の特徴とす
るところは、酸化物の標準生成エネルギ製造法と塩化物
の標準エネルギーの絶削値の差が200〜801) ’
Cの温度範囲内において70 Kcal/gr mo1
以上である金属を鋼材に被覆したことにある。
るところは、酸化物の標準生成エネルギ製造法と塩化物
の標準エネルギーの絶削値の差が200〜801) ’
Cの温度範囲内において70 Kcal/gr mo1
以上である金属を鋼材に被覆したことにある。
本発明に係る廃棄物焼却設備用品耐蝕性材料(以下単に
本発明に係る高耐蝕性材料ということかある。)につい
て詳細に説明する。
本発明に係る高耐蝕性材料ということかある。)につい
て詳細に説明する。
先ず、金属の酸化反応、或いは、塩化反応の進行する可
能性を定性的に判断するパラメーターとして、標準生成
自由エネルギー(△に°)があり、酸化物についてのこ
れをΔG”(MO)、塩化物についてのこれをΔG’
(MCI)として、各温度における値を示すと第1表の
ようになる。
能性を定性的に判断するパラメーターとして、標準生成
自由エネルギー(△に°)があり、酸化物についてのこ
れをΔG”(MO)、塩化物についてのこれをΔG’
(MCI)として、各温度における値を示すと第1表の
ようになる。
この第1表から明らかであるが、1ΔG’ (MO)1
−1ΔG” (MCI)lの値が大きい程塩化反応るり
酸化反応が起り易いことを示している。
−1ΔG” (MCI)lの値が大きい程塩化反応るり
酸化反応が起り易いことを示している。
このような知見から、鋼材表面に第1表に示した各種金
属を被覆して、廃棄物焼却設備における徘〃ス環境を模
擬した条件化における腐蝕試験を行なった結果、第1表
に示す1ΔG’ (MO)l−1ΔG’ (MCI)l
の値が70以上の金属が優れた耐蝕性を示した。
属を被覆して、廃棄物焼却設備における徘〃ス環境を模
擬した条件化における腐蝕試験を行なった結果、第1表
に示す1ΔG’ (MO)l−1ΔG’ (MCI)l
の値が70以上の金属が優れた耐蝕性を示した。
従って、本発明に係る高耐蝕性材料としては、800°
Cまでの温度において、酸化物の標準生成自由エネルギ
ーと塩化物の標準生成自由エネルギーの絶対値の差が7
0以上であるC「、AI、′1゛iおよびZ、rが廃棄
物焼却設備における耐蝕性材料として好適なものである
ことがわかる。この金属以外に好ましい本発明に係る高
耐蝕性材料として、1△G” (MO)l −1ΔG’
(MCI)lの値が大きい金属は、Si、Mg、Mn
がある。
Cまでの温度において、酸化物の標準生成自由エネルギ
ーと塩化物の標準生成自由エネルギーの絶対値の差が7
0以上であるC「、AI、′1゛iおよびZ、rが廃棄
物焼却設備における耐蝕性材料として好適なものである
ことがわかる。この金属以外に好ましい本発明に係る高
耐蝕性材料として、1△G” (MO)l −1ΔG’
(MCI)lの値が大きい金属は、Si、Mg、Mn
がある。
そして、これらの金属はステンレス鋼に被覆してもよい
が、鋼材に被覆してもよく、また、被覆したままで使用
しても、或いは、被覆後拡散処理を行なってから使用し
てもよい。
が、鋼材に被覆してもよく、また、被覆したままで使用
しても、或いは、被覆後拡散処理を行なってから使用し
てもよい。
また、被覆方法としては、溶融めっき、真空蒸着、電気
めっき、爆発圧着等の何れの方法でもよく、特に限定す
るものではない。
めっき、爆発圧着等の何れの方法でもよく、特に限定す
るものではない。
次に、本発明に係る廃棄物焼却設備用品耐蝕性材料の実
施例を説明する。
施例を説明する。
実施例1
普通鋼、5US310.5US31Gおよび普通鋼の上
にA1溶融めっき、Zn溶融めっき、Ni電気めっき、
Cr電気めっ軽、Ti爆発圧着(クランド)等により被
覆した材料を20 X 40111111の大きさ、に
機械加工をした。板厚は何れの材料も2 ll1mとし
、被覆層の厚さは1()〜500μであった。
にA1溶融めっき、Zn溶融めっき、Ni電気めっき、
Cr電気めっ軽、Ti爆発圧着(クランド)等により被
覆した材料を20 X 40111111の大きさ、に
機械加工をした。板厚は何れの材料も2 ll1mとし
、被覆層の厚さは1()〜500μであった。
これらの各試験片に、NaCl、KCI、およびNa2
5O−(モル比で1:1:1)の複合塩をア七トンで混
合して被覆した。この被覆量は30g/c+n2である
。
5O−(モル比で1:1:1)の複合塩をア七トンで混
合して被覆した。この被覆量は30g/c+n2である
。
次いで、これらの試験片をHClffス50011ρ「
を含む200〜800’Cの空気中に8時間曝露して、
g蝕減量から平均腐蝕速度をめrこ。
を含む200〜800’Cの空気中に8時間曝露して、
g蝕減量から平均腐蝕速度をめrこ。
第2表に61’、l (1’Cにおける結果を示す。こ
のa2表より、普通鋼にCr5At、Tiを被覆した材
料が腐蝕速度か小さく、その他、Zn、Ni、 Cuを
被覆した材料および被覆を施さない材料は非升に天外な
腐蝕速度となっていることがわかる。
のa2表より、普通鋼にCr5At、Tiを被覆した材
料が腐蝕速度か小さく、その他、Zn、Ni、 Cuを
被覆した材料および被覆を施さない材料は非升に天外な
腐蝕速度となっていることがわかる。
第2表
実施例2
S U S 304. Lに実施例1と同じ金属を被覆
した材料から試験片を作成し、実施例1と同じ試験を行
なった。その結果を第3表に示す。この第3表か呟A1
、Cr、Tiを被覆した材料は被覆しない5US304
1−より耐蝕性が優れていることがめかる− 第3表 実施例:( 普通鋼表面に〕\1を溶融めっきし、実施例1と同様な
試験片を作成し、10()〜800°Cの温度において
、実施例1と同様な腐蝕試験を行なった。この結果を第
4表に示す。この第4表か呟A1をめっきした普通鋼が
池の材料より平均腐蝕速度が極めて小さいことがわかる
。
した材料から試験片を作成し、実施例1と同じ試験を行
なった。その結果を第3表に示す。この第3表か呟A1
、Cr、Tiを被覆した材料は被覆しない5US304
1−より耐蝕性が優れていることがめかる− 第3表 実施例:( 普通鋼表面に〕\1を溶融めっきし、実施例1と同様な
試験片を作成し、10()〜800°Cの温度において
、実施例1と同様な腐蝕試験を行なった。この結果を第
4表に示す。この第4表か呟A1をめっきした普通鋼が
池の材料より平均腐蝕速度が極めて小さいことがわかる
。
第4表
第2図に、600’Cにおける廃棄物焼却設備の徘〃ス
模擬環境下における鋼の腐蝕速度と1ΔG’ (MO)
l−1ΔG’ (MCI)lの関係を示すが、この第2
図より、l△G” (MO) l −1ΔG’ (MC
I)lの値が70 Kcal/gr mol以−Lの金
属を鋼船jに被覆することにより、非常に良好な耐蝕性
を示し、都市ゴミ或いは汚泥の廃棄物焼却設備に使用し
て、激しい腐蝕環境下においても設備を腐蝕から防止す
ることができるという優れた効果を示すことは明らかで
ある。
模擬環境下における鋼の腐蝕速度と1ΔG’ (MO)
l−1ΔG’ (MCI)lの関係を示すが、この第2
図より、l△G” (MO) l −1ΔG’ (MC
I)lの値が70 Kcal/gr mol以−Lの金
属を鋼船jに被覆することにより、非常に良好な耐蝕性
を示し、都市ゴミ或いは汚泥の廃棄物焼却設備に使用し
て、激しい腐蝕環境下においても設備を腐蝕から防止す
ることができるという優れた効果を示すことは明らかで
ある。
以」二説明したように、本発明に係る廃菓物焼却設備用
高耐蝕性材料は上記の構成を有しているものであるか呟
極めて腐蝕環境の激しい廃棄物焼却設備に使用しても優
れた耐蝕性を示すという顕著な効果を有するものである
。
高耐蝕性材料は上記の構成を有しているものであるか呟
極めて腐蝕環境の激しい廃棄物焼却設備に使用しても優
れた耐蝕性を示すという顕著な効果を有するものである
。
第1図は都市ゴミ、汚泥等を焼却するための焼却設備ノ
4既略図、第2図+、t l ΔG’ (MO) l
−1ΔG’ (MCI)lの値と平均腐蝕速度との関係
を示す図である。 1・・焼却炉、2・・ゴミ、汚泥、3.・・油、4・・
サイクロン、5・・空気予熱器、6・・煙突。 Pl、P2、P3・・パイプ。 t2 図
4既略図、第2図+、t l ΔG’ (MO) l
−1ΔG’ (MCI)lの値と平均腐蝕速度との関係
を示す図である。 1・・焼却炉、2・・ゴミ、汚泥、3.・・油、4・・
サイクロン、5・・空気予熱器、6・・煙突。 Pl、P2、P3・・パイプ。 t2 図
Claims (1)
- 酸化物の標準生成自由エネルギーと塩化物の標準生成自
由エネルギーの絶対値の差が200〜800 ’Cの温
度範囲内において70 Kcal/gr mo1以上で
ある金属を鋼材に被覆したことを特徴とする廃棄物焼却
設備用高耐蝕性材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4449384A JPS60190579A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4449384A JPS60190579A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60190579A true JPS60190579A (ja) | 1985-09-28 |
JPH0372716B2 JPH0372716B2 (ja) | 1991-11-19 |
Family
ID=12693077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4449384A Granted JPS60190579A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60190579A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04151420A (ja) * | 1989-12-20 | 1992-05-25 | Robert A Ritter | 有害物質を発生する物品を焼却、除染する装置及び方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4871733A (ja) * | 1971-12-29 | 1973-09-28 | ||
JPS5014053U (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-14 |
-
1984
- 1984-03-08 JP JP4449384A patent/JPS60190579A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4871733A (ja) * | 1971-12-29 | 1973-09-28 | ||
JPS5014053U (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-14 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04151420A (ja) * | 1989-12-20 | 1992-05-25 | Robert A Ritter | 有害物質を発生する物品を焼却、除染する装置及び方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0372716B2 (ja) | 1991-11-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |