JPS61207551A - 耐硫酸合金 - 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】 本発明は、 クロム２１　＝　３５重皿％、 鉄３０・へ・°７０重祉π１ ニッケル２〜４０重量％、 マンガン（）〜２０重鼠π１ 拒びに通常の（＝１随する元素例えば炭素、珪素、燐、
硫黄、窒素、アルミニウム、銅、バナジウム、チタン、
タンタル及びニオビウムを含有するモリブデンを含まな
いクロム含有合金の、９６％より高い濃度の硫酸に耐え
る製品に対する材料としての使用に関する。

硫酸の製造は一般に二酸化硫黄の三酸化硫黄・＼の酸化
を伴う。次いで三酸化硫黄を、水を含む濃硫酸溶液と接
触させ、これに吸収させる。吸収された三酸化硫黄は水
と反応して更なる硫酸を生成する。

硫酸の製造における重要な操作は、乾燥、吸収及び冷却
である。これらの操作における硫酸の濃度は一般に９６
％より高い。

濃硫酸及び発煙硫酸は特に比較的高ｒａｍ！範囲１戸お
いて非常に侵食的な媒体である。従って硫酸と接触する
ようになる硫酸製造工場のすべての装置（例えは接触塔
、熱交換器、バルブ、ポンプ、分配器など）は耐腐食性
材料からなることが非常にＣ１ノましい。現在そのよう
な材料としては、鋳鉄、レン１７、プラスラック祠ｋＡ
ｌ１１’、びに耐腐食性合金が便用されている。

用いる金属成分は比較的迅速な腐食に供される。

特別な予防措１ｎをとらないならば或いは成分が高度に
合金化されていないならば、それらは限られた寿命しか
有さない。

高度に合金化された材料及び鋳鉄は加工に難点があり、
従ってプラントの形状に制限が起こり、またより多くの
７ランノ、取付は共及び費用が必要となり１１つ漏れそ
うな箇所が多くなる。

腐食を減する可能性は陽極保護の使用である。

酸化物膜の電気化学的生成により腐食は実質的に減少さ
せることかで・外る。従ってステンレス鋼も１２０℃以
−１−，の酸温度において使用しうる。

陽極保護の欠点は、簡単な幾何的構造の装置に用いる場
合だけ適用しうるという、二とである。従って、特別な
部分例えばノズル、管の曲り、７ランノなとにおいては
、陽極保護によって腐食を避けることがでｂない。更に
運転規模において陽極電位を維持するためには大きな制
御系が必要である。

運転の待磯の場合には、不働態を部分的に再構成しなけ
ればならない。

耐腐食性材料の製造に対するタンタルの使用〔ケム・イ
ンド（Ｃｈｅｗｎ、Ｉ　ｎｄ）ＸＸＸＶ／：　６．１９
８３、Ｄ。

Ｆ、ラブトン（Ｌｕｐｔｏｎ）：ソングーメターレ・イ
ンφケミッシ、ｘ−ンーアパラーテバウ（Ｓ　ｏｎｄｅ
ｒｍｅｔａｌｌｅｉｎ　Ｃｂｅ＋ｎ１ｓｃｂｅｎ　Ａ　
ｐｌ＋ａｔｅｂａｕ）　）はその杼及性の低いことによ
る高価格のために不向きである。

独国特許第２，１５４，１２６号には、熱濃硫酸に耐え
る材料としてモリブリデン含有のオーステナイトニッケ
ル合金を使用することが記述されている。しかしながら
加工が困難なためにその使用は軸、ベアリング、ポンプ
、バルブなどのような部品に制限される。

珪素含有鋼は独国特許第３，３２０，５２７号から公知
である。しかしながらこの欠点はこの材料の加工の難ｔ
７さのために用途が限られることて・あ−４＝ る。

最後にヨーロッパ特許願第１３０９６’７　　・１号に
は、高濃度熱硫酸中で使用するための祠料が開示されて
いる。しかしながら開示されている合金の中で合金２６
−Ｎ材料番号１．４１３１、×ｌＣｒＭｏ２６　１に略
す）だけが必要な条件−１・に良好な耐腐食性を示す。

この材料の欠点はその貧弱な加二［性て゛ある。これは
中でも溶接に関する特に高度の必要条件を含む。

従って本発明の目的は低価格で取扱いの簡単な材料を、
−Ｌ述の合金の欠点を有さない耐硫酸性材料として提供
することである。　　　　　　　・今回、鉄３０〜７（
）重量％及び随時ニッケル４０重量％までを含有するク
ロム含量が２１　＝　３５重置％のクロム含有合金が際
だった状態でこれらの必要条件を満足することが発見さ
れた。。

従って本発明は、 クロム２１〜３５重量％、 鉄３０〜７０重量％、 ニッケル２〜４０重量％、 マンガン（＋　−、２０重尾％、 ・１（・びに通常の（−１随する元素例えば炭素、ｙ、
（、素、燐、硫黄、窒素、アルミニウム、銅、バ′ナジ
ウム、チタン、クンタル及びニオビウムを含有するモリ
ブデンを含まないクロム含有合金の、濃度か９６％より
高い硫酸に耐える製品に対する＋イ料としての使用を提
供する。

特に良好な耐腐食性はクロム含量が２３−３２徂Ｂ７．
％である合金を用いて達成される。

耐硫酸性合金としては、過去の技術はモリブデン含ｈ１
が少くとも２重３１％の範囲のものをイ（；奨している
。しかしながら本発明による合金はモリブデンを含まな
い。しかし本発明の合金は、公知のモリブデン含有合金
と比較しで、その耐腐食性に関し実質的に改良されてい
る。更に本発明の合金はモリブデン含有合金よりも価格
が好ましい。ニッケル含量は本発明の合金の良好な加工
性にメ・１して共同的に有効である。

これらの合金から製造される材料は高濃度硫酸（、二月
し−（非常１こ良好な耐腐食性を有する。従って本発明
は本発明による濃度１　（１（ｌ　ｉｌ’ｉ量％まで、
好ましくは’、３８　、０−９９　、５重ｂ１６％の硫
酸に削える４・Ａ料のイ史用を１尾イ共する。

しかしながら、木材オニＩが１０　（＋　＝　１２２　
、５爪１ｉ１、％（発煙硫酸）の濃度の硫酸に耐えると
いうことも驚（ベトことである。発煙硫酸範囲での使用
も、経済的及び技術的安全性の観点から、イ・、（料の
１黛れた腐食性の挙動のために茗１奨される。

本発明による合金の異常なほどの湿籏：挙動も、その濃
度依イｒ性の賦食挙ｆｆ１ｌ＋に加えて、耐硫酸性材料
として用いるのに実質的に重要である。本合金から作ら
ＩＬる＋、（オ、１は、：（５０’（ｌまでの、好まし
くは５０〜２５０　’Ｃの、特に乏（０・〜１９０　’
Ｃの温度において硫酸に耐える。

合金がフェライト、７エライト−オーステナイ１又はオ
ーステナイ）　Ｎ／造形で存在するかどうかは本発明の
［１的にとって重要でない。

本発明の本イ料は、そのイＪ利な性質の総合として、熱
交換用の装置、或いは管、ポンプ、ポンプ部品、取付は
只、７ランノ、フィルターバスケラ１、ミ＝７− スドフイルター、ミスト除去器、８０３含有ガスの吸収
又は硫酸を乾燥剤として用いる場合の気体の乾燥のため
の装置、及び容器の製造に極めて適当である。同一の又
は類似のタイプの溶接フィラーを用いる公知の技術によ
って装置の製造が行なわれる。

」−述の方法による硫酸の製造は発熱である。これは待
に三酸化硫黄の中ｒ１１１の及び最終の吸収にオ；いて
８０°Ｃ以上の温度で行なオ）れる。エネルギーを節約
し１つ副生の熱を回収するために、この製造装置は熱交
換手段を含むことかで外、これによって供給液体を予熱
し或いは１１０°Ｃ以上の低圧水蒸気を製造することか
でトる。本発明の合金はそのような交換装置を作るのに
非常に適当である。

本発明による使用の更なる具体例は、本合金から製造し
た装置を、硫酸製造装置の中間的及び最終的吸収域にお
いて温度８０〜１９０℃及び硫酸濃度９８．０〜’、３
９．５重皿％下に用いることからなる。

次の非限定的実施例は本発明を説明する。

犬剋−例−−１一 連続軸をイｊ′する２　００　（ｌ　Ｔ・ｌｌ　１１１
で゛回転する円板（ｒｏｔａＬｉ＋＋Ｂ　ｄｉｓｃ）法
を用いることにより、異なる相別を９９．０３％］ｌ２
ＳＯ，中での腐食挙動に対して異なる７７１１度下に及
び異なる種類の力゛ス吸収にライて試験した〔ハイツ（
トＩｃ１Ｌｚ）、Ｅ、、　ロス（Ｃ。

ｓｓ）、Ｃ，＋　ツム・メカニズムス・テ゛ア・エロシ
オン人コロジオン・イン・シュネル・スルメンデン１７
リユーシヒカイテン（Ｚ　１０００Ｍ　ｃｃｌ＋ａｎ　
ｉ　ｓ１＋１ｌｌＳｄｅｒ　Ｅｒｏｓｉｏ＋＋５ｋｏｒ
ｒｏｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｃｌｌｎｅｌｌ　５ｔｒＯ＋ｎ
ｃｎｄＣｎＦ　ｌｕｓｓｉｎｇｋｅｉＬｅｎ）、ベルク
ストッ７工・クンｌ−−コロジオン（Ｗｅｒｋｓｔｏｆ
ｆｃ　ｕｎｄ　Ｋ　ｏｒｒｏｓｉｏｎ）、第２４巻、ジ
ャーナル（ｊｏｕｒｎａｌ）１　／　７３　）。

実験は７日を要した。

腐食速度は重量示差秤量法とＩＩＩ　Ｉｎ　／　ａへの
変換によって決定した。

試験した材料を第１表に示し、実施例１の結果は第２表
に示す。

実施例　２ ＳＯ２５００）２７日の能力を備えた硫黄燃焼機を含む
二重接触／ベース（ｂａｓｅ）に基づく硫酸製造工場−
二おいて、酸冷却器に入る前の中間的吸収器の酸循環に
際して１２５〜１３５℃の温度下に且つ９８．５〜９９
．５重量％の硫酸濃度で異なる合金を使用した。

流速は約１ｍ／秒であり、実験期間は４２〜６０日であ
った。また酸の循環量は約２５０ｍ’／時であった。

四角い試料の寸法は５０Ｘ１５Ｘ３ｎ＋Ｉ＋＋であった
。

各試料（溶接化合物）をテフロンスプレラグ−（ｓｐｒ
ｅａｄｅｒ）によって互いに分離し、管壁に対しで隔離
した。

重量秤量と変換によって腐食速度をｍ　ｍ　／　ａで決
定した。

結果を第３表に示す。

犬Ｍ進り一鋒 ＳＯ２５００）２７日の能力を備えた硫黄燃焼磯を含む
二重接触／ベースに基づく硫酸製造工場においで、熱吸
収器として運転し且つ１２５〜１３５℃で５６日間及び
硫酸濃度９８．５〜９９゜５％で運転する中間的吸収器
の酸循環のバイパスに、材料１．４３３５の管のｆｌｉ
ｃさ８０ｅｕ（寸法４４゜５×１．６１１ＩＩ１１）部
分を使用した。流速を約１ｍ／秒に調節した。

溶接継ぎ目を含む生成物と接触する内表面は鋲着な腐食
を示さなかった。

東１目船−」一 実施例１に記述した回転円板法により、異なる材料を発
煙硫酸中で試験した。実験結果を第４表に示す。

去ｌ牙り足 次の材料を９９％ｔｌ　２Ｓ　Ｏ、中に異なる温度で７
日間貯蔵した。この結果、ｍ　ｍ　／　ｕで測定して次
の腐食速度を得た。

１　　　　　　２　　　　　０．０２　０．０２　０．
０３２　　　　　　１　　　　　０．０１　０．Ｏｆ　
　ｏ、ｏａｕ２ｕＪ、　　６ 次の材料を９９．５％ｌ−１２ＳＯ，中に異なる温度で
７日間貯蔵した。

この結果、ｍｍ／ａで測定して次の腐食速度を得た。

３１０．０３０．０４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クロム２１〜３５重量％、 鉄３０〜７０重量％、 ニッケル２〜４０重量％、 マンガン０〜２０重量％、及び 通常の付随する元素例えば、炭素、珪素、燐、硫黄、窒
   素、アルミニウム、銅、バナジウム、チタン、タンタル
   又はニオビウムから本質的になる濃度が９６％より上の
   硫酸に耐えるモリブデンを含まないクロム含有の合金。 ２、クロム含量が２３〜３２重量％である特許請求の範
   囲第１項記載の合金。 ３、濃度１００重量％までの硫酸に耐える特許請求の範
   囲第１項記載の合金。 ４、濃度９８〜９９．５重量％の硫酸に耐える特許請求
   の範囲第１項記載の合金。 ５、濃度１００〜１２２．５重量％の発煙硫酸に耐える
   特許請求の範囲第１項記載の合金。 ６、温度３５０℃までの硫酸に耐える特許請求の範囲第
   １項記載の合金。 ７、熱交換のための装置、管、ポンプ、ポンプ部品、取
   付け具、フランジ、フィルターバスケット、ミストフィ
   ルター、ミスト除去器及びＳＯ＿３含有ガスを吸収又は
   乾燥するための装置を含んでなる耐硫酸性装置の製造に
   際して、該装置を特許請求の範囲第１項記載の合金から
   製造することを含んでなる該耐硫酸性装置の製造法。 ８、二酸化硫黄を三酸化硫黄に酸化し、この三酸化硫黄
   を含水濃硫酸に８０〜１９０℃で吸収させ、これによっ
   て三酸化硫黄を水と反応させて高濃硫酸とすることによ
   り硫酸を製造する際に、特許請求の範囲第１項記載の合
   金から作った吸収装置中において三酸化硫黄の吸収を行
   なう硫酸の製造法。