JPS613867A

JPS613867A - 耐硫酸腐食性の優れたＳｉ含有鋼

Info

Publication number: JPS613867A
Application number: JP12358584A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Makiura; 牧浦　宏文; Hisao Fujikawa; 尚男冨士川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1984-06-15
Filing date: 1984-06-15
Publication date: 1986-01-09

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】この発明は、硫酸腐食性の優れた鋼、特に硫酸濃度が３
０％未満である硫酸腐食環境中において優れた耐硫酸腐
食性を発揮するところの、火力発電用ボイラの空気予熱
器等素材として好適な鋼に関するものである。

〈産業上の利用分野〉近年、電力需要の著しい伸びに対応して火力発電設備が
大幅に増加してきているが、これら火力発電用ボイラ設
備等においては、設備の熱効率向上を図るため、通常、
燃焼排ガスを用いた空気予熱器の使用がなされている。

そして、このような空気予、熱器においては、燃料中に
含まれているイオウ（Ｓ）分が硫酸に変化することによ
って引き起される所謂１１硫酸露点腐食”が問題視され
ており、そのような箇所には特定の成分組成から成る硫
酸露点腐食鋼が使用されてきた。

ところで、最近、これらボイラ設備等の熱効率を一段と
改善しようとの目的で空気予熱器排ガスの温度を低くし
たり、或いは使用燃料の多様化と言う観点からＬＮＧの
採用が進められたりする傾向がみられるようになってき
た。そして、これにともない、環境中の硫酸濃度が従来
（硫酸濃度＝７０％以上）に比べて著しく低くなったこ
とから、ボイラ設備を構成する鋼の腐食状況も大きな変
化をみせており、従来から市販されている耐硫酸露点腐
食鋼では十分な耐食効果を得ることができず、耐食性の
より優れた安価な鋼に対する要望が高まりつつあるのが
現状である。

〈従来技術〉前述したように、耐硫酸露点腐食鋼の開発研究は比較的
多くなされており、例えば、［耐硫酸露点腐食鋼として好ましいとされてい　、るＣ
ｕ−Ｃｒ鋼の３０％Ｈ２ＳＯ４環境での耐食性には、０
　最高２．７６％（以下、成分割合を表わす襲は重量％
とする）までのＳｌの添加は有効である。

○　Ｍｎは、幾分耐食性を劣化させる、ＯＳｎの添加は
有効である。

ＯＣは有害な元素である。」等の報告（「住友金属Ｉ　Ｖｏｌｌ、　２３＋　Ｎｏ、
　３゜１９７１年、第９〜１７頁）や、或いは、「耐硫
酸露点腐食性に優れた０、　Ｉ　Ｃ−’０．３Ｍｎ　−
０、３Ｃｕ　−０，’０５Ｓｂ鋼の４０％Ｈ２ＳＯ４環
境での耐食性には、最高０．．８２％のＳｉを含有させ
るのが有効である」等の報告（「富土製鉄技報」、第１７巻、第２号。

１９６８年、第１〜５１頁）も見受けられるが、これら
はいずれも３０％又は４０％Ｈ２ＳＯ４濃度以上の高濃
度硫酸腐食環境での耐食性鋼に関する研究報告でしかな
く、現に、これらの研究結果をもとにした耐硫酸露点腐
食鋼で、は、最近のボイラ設備の素材として十分に満足
できる成績が得離かったのである。

後で詳述する第１図は、従来の研究結果を基にも示すグ
ラフであるが、この第１図からも、３０％Ｈ２ＳＯ４以
上の硫酸腐食に対して強い抵抗力を示すとされている最
高３．０４％のＳｉとＳｎとを添加した鋼であっても、
濃度が３０％未満の硫酸に対しては極端な耐食性劣化傾
向を示すことが明らかである。

〈発明の目的〉この発明の目的とするところは、上述のような硫酸濃度
＝３０％未満の硫酸腐食環境においても十分な耐食性を
示す銅相をコスト安く提供することにあり、第１図に示
される前記結果から、「硫酸濃度：３０％未満の硫酸腐
食環境における鋼の腐食は、硫酸濃度：３０％以上の場
合とは本質的に異なるものである」との認識の下に上記目的を達成すべく行った本発明者等
の研究によって、以下に示される如き知見が得られたの
である。

く知見事項〉硫酸濃度＝３０％未満の硫酸腐食環境と硫酸濃度＝３０
％以上の環境とでは鋼の腐食挙動が著しく異なるもので
あるが、この両環境での鋼の耐硫酸腐食性を向上させる
には多量のＳｉ添加が有効であり、Ｎｉ　、　Ｓｎ及び
Ｍｎ等の添加は有害である。

従って、所定量以上のＳｉを含有する鋼に耐硫酸性向上
元素として従来鋼に添加されていたＣｕの適量を添加し
、かつＭｎ及びＰ等の針台性劣化不純物元素を極力抑制
すれば、硫酸腐食環境、特に従来の耐硫酸露点腐食鋼で
は満足な効果が得られなかった硫酸濃度：３０％未満の
硫酸腐食環境において優れた耐食性を示すようになり、
しかもこの鋼のＣ含有量を不純物程度にまで低減すると
ともに適量のＭを添加すると、優れた耐硫酸腐食性が維
持されたままで鋼の加工性も改善される。

〈発明の構成〉この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、鋼を、ｓｉ：１．５〜７．０％、　　Ｃｒ：２％以下。

Ｃｕ：０．２〜０．５％、　　　Ｓ：０．０３％以下。

残部：Ｆｅ及び不純物とで構成するか、或いはｍ− 、’　　　　　　　Ｏ’、０３〜０２０％のＭを更に含
有せしめて構成し、かつ前記不純物中のＭｎ及びＰ含有
量を、それぞれ、Ｍｎ　、：　０．２％以下。

Ｐ：０．０２％以下に抑えることにより、優れた耐硫酸腐食性を保持せしめ
た点、に特徴を有するものである。

次に、この発明の鋼において、各組成成分の含有割合を
前記の如くに数値限定した理由を説明する。

ｆａｔ　　５ｉＳｉ成分は、鋼に耐硫酸腐食性を確保する上で極めて重
要な元素であるが、その含有量が１，５％未満では所望
の耐食性を確保できず、一方７．０％を越えてＳｉを含
有させることは鋼の製造を困難にすることから、Ｓｉ含
有量を１．５〜７０％と定めた。

（ｂ）　　ＣｒＣｒ成分の添加効果は腐食環境中の硫酸濃度によって極
端に異なるものである。即ち、０．３％以下の低硫酸濃
度環境中では若干の耐食性改善効果を示すが、０．３％
を越える硫酸濃度環境中では耐食性を劣化させるように
作用する元素である。しかしながら、Ｃｒ含有量を２％
以下とすれば実質上の問題を生じないことから、Ｃｒ含
有量は２％以下と定めた。

（ｃ）　　ＣｕＣｕ成分は、鋼の耐硫酸性を改善するのに有効な元素で
あるが、その含有量が０．２％未満では所望の耐硫酸性
向上効果が得られず、一方０．５％を越えて含有させる
と鋼材の製造性が劣化することから、Ｃｕ含有量を０２
〜０．５％と定めた。

（ｄｌ　　　ＳＳ成分には、鋼の耐食性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０３％を越えると鋼材の製造性が著しく
低下することがら、Ｓ含有量をＯＤ３襲以下と定めた。

但し、望ましくは０．０１％以上を含有させるのが良い
。

（ｅ）Ｍ耐食性の点からはＭ添加による影響はないが、Ｃ含有量
が０．０５％以下の場合に０．０３〜０．２０頭のＭを
添加することで鋼の加工性が著しく改善されることとな
る。そして、Ｍ含有量が０．０３％未満では前記加工性
改善作用に所望の効果が得られず、他方０．２０％を越
えて含有させると−の清浄性が低下する上、加工性も劣
化するので、Ｍ含有量を０．０３〜０．２０％と定めた
。

（ｆ）　　　ＭｎＭｎは、通常不純物として鋼中に０．４％程度混入する
元素であるが、鋼の耐食性を劣化する作用を用している
ので極力低減する必要がある。しかし、その含有１が０
．２％以下では悪影響が顕著に表われないことから、　
Ｍｎ含有量を０．２％以下と定めた。

（ｇ）　　ＰＰも、Ｍｎと同様に耐食性の点で可能な限り低減するの
が好ましい不純物元素であるが、００２％以下にその含
有量を制限すれば耐食性への悪影響が特に問題とならな
いことから、Ｐ含有量は０．０２チ以下と定めた。しか
しながら、望ましくはＰ含有量を０．０１％以下と制限
するのが良い。

そのほか、不純物中のＮｉは０．５％以下、好ましくは
０．１％以下に制限するのが望ましい。なぜなら、この
発明の耐硫酸性鋼においては、Ｎｉは耐食性に悪影響を
及ぼすからである。

次いで、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

〈実施例〉まず、第１表に示す鋼に加えて、第２表に示される如き
成分組成の鋼を溶製し、通常の鍛造、圧延及び熱処理工
程を経て試験材を製作した。

次に、機械加工及びエメリーペーパー研磨仕上げした試
験片（厚さ：２で×幅：１０１＋＋＋＋ｌＸ長さ＝２０
Ｍ）を脱脂し、洗浄した後、所定濃度に調整した硫酸水
溶液中に浸漬して腐食試験を実施した。

なお、試験温度は７０℃、試験時間は５時間であった。

　　− また、耐食性の評価基準となる腐食量は、試験後の試験
片をブラッシング洗浄した後、その腐食減量を測定して
求めた。

得られた結果を第３表に示すとともに、その一部を第１
図に示した。

第３表及び第１図に示される結果からも、本発明の鋼は
従来の耐硫酸露点腐食鋼よりも格段に優れた耐硫酸腐食
性を有していることが明らかである。

〈総括的な効果〉上述のように、この発明によれば、格別に高価な合金元
素を添加することなく、硫酸腐食環境、特に硫酸濃度が
３０％未満の低濃度硫酸腐食環境において優れた耐食性
を示す鋼材を得ることができ、火力発電用ボイラ等の硫
酸腐食が問題となる機器類の耐久性を一段と向上するこ
とが可能となるなど、産業上有用な効果がもたらされる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は各種供試材の低濃度硫酸腐食試験結果を示すと
ころの、硫酸濃度と腐食速度の関係を表わしたグラフで
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量割合にて、Ｓｉ：１．５〜７．０％、Ｃｒ：２％以下、Ｃｕ：０．２〜０．５％、Ｓ：０．０３％以下、残部：Ｆｅ及び不純物から成る成分組成を有するとともに、前記不純物中のＭ
ｎ及びＰ含有量を、それぞれ、Ｍｎ：０．２％以下、Ｐ：０．０２％以下に抑えたことを特徴とする、耐硫酸腐食性の優れたＳｉ
含有鋼。
（２）重量割合にて、Ｓｉ：１．５〜７．０％、Ｃｒ：２％以下、Ｃｕ：０．２〜０．５％、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．０３〜０．２０％、残部：Ｆｅ及び不純物から成る成分組成を有するとともに、前記不純物中のＭ
ｎ及びＰ含有量を、それぞれ、Ｍｎ：０．２％以下、Ｐ：０．０２％以下に抑えたことを特徴とする、耐硫酸腐食性の優れたＳｉ
含有鋼。