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

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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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corrosion
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highly corrosion
coated
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Kazutoshi Shimogoori
下郡 一利
Hiroshi Sato
佐藤 広士
Fumio Kamikubo
上窪 文生
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C30/00Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

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  • 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。

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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
このCr23C6近傍にCr濃度の低い層(Cr欠乏層
)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
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
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
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP4449384A 1984-03-08 1984-03-08 廃棄物焼却設備用高耐蝕性材料 Granted JPS60190579A (ja)

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JPH0372716B2 JPH0372716B2 (ja) 1991-11-19

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4871733A (ja) * 1971-12-29 1973-09-28
JPS5014053U (ja) * 1973-05-31 1975-02-14

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