KR100284719B1

KR100284719B1 - Incorruptible alloy for furnace and its accessory

Info

Publication number: KR100284719B1
Application number: KR1019980023586A
Authority: KR
Inventors: 한종만; 허만주; 윤광희; 허일상
Original assignee: 장병주, 이일쇄; 주식회사대우; 추호석; 대우중공업주식회사
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR20000002704A

Abstract

본 발명은 쓰레기 처리용 소각로와 주변부품들을 제작하기 위해 소각로에서 발생하는 고온과 부식 가스에 견딜 수 있는 소각로 및 그 주변부품 제작용 내식합금에 관한 것으로서, 0.3 ~ 0.8 % 의 C, 4% ~ 8% 의 Si, 최대 3% Mn, 15 ~ 30% Cr, 10 ~ 30% Ni, 최대 3% Mo 을 Fe에 추가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an incinerator capable of withstanding high temperature and corrosive gas generated in an incinerator to manufacture waste incinerators and peripheral parts, and to a corrosion resistant alloy for producing peripheral parts thereof, wherein 0.3 to 0.8% of C, 4% to 8%. Si, up to 3% Mn, 15 to 30% Cr, 10 to 30% Ni, up to 3% Mo is characterized in that it is configured by adding to Fe.

Description

Incorruptible alloy for furnace and its accessory

본 발명은 소각로용 내식 합금에 관한 것으로, 특히 쓰레기 처리용 소각로와 주변부품들을 제작하기 위해 소각로에서 발생하는 고온과 부식 가스에 견딜 수 있는 소각로 및 그 주변부품 제작용 내식합금에 관한 것이다.The present invention relates to an incineration corrosion resistant alloy, and more particularly, to an incinerator capable of withstanding high temperature and corrosive gas generated in an incinerator for manufacturing waste treatment incinerators and peripheral parts, and to an alloy for corrosion resistance for manufacturing the peripheral parts thereof.

최근 사회적으로 환경 보호가 중요시 되고 있어, 날로 늘어나는 유해성 산업 폐기물과 음식물 쓰레기를 포함한 생활 폐기물의 처리문제가 커다란 사회적 문제로 대두되고 있다.Recently, environmental protection is becoming more important socially, and the problem of disposal of household waste including hazardous industrial waste and food waste is increasing as a big social problem.

근래에 들어 쓰레기 종량제의 실시에 의해 일반 가정과 음식점 및 공장등에서 발생하는 음식물 쓰레기를 포함하는 각종 쓰레기를 줄이려는 노력이 활성화되고 있다. 이전에는 우리나라에서 대부분의 쓰레기가 매립 방식에 의해 처리되고 있으나, 최근 쓰레기 매립 시설이 혐오시설로 인식되면서 매립지 확보에 어려움을 겪고 있고, 폐기물의 안전 처리 및 감량화된 관점에서도 매립 방식 대신 소각 방식을 채택하는 것이 바람직하게 되었다.In recent years, efforts to reduce various kinds of garbage including food waste generated at homes, restaurants, and factories have been promoted by the implementation of the garbage-based system. Previously, most of the wastes in Korea have been disposed of by landfill, but recently, the landfill facility has been recognized as a loathing facility, which makes it difficult to secure landfills. It became desirable.

이러한 소각 방식에 의해서 쓰레기를 처리하는 경우 쓰레기의 완전한 소각처리를 위해 소각로는 1000 ℃ 이상의 고온을 유지하게 되기 때문에, 소각로를 만드는 재료는 이러한 고온에서도 견딜수 있는 내열성을 가져야만 한다.In the case of treating waste by this incineration method, since the incinerator maintains a high temperature of 1000 ° C. or more for complete incineration of waste, the material making the incinerator must have heat resistance to withstand such high temperatures.

또한, 소각시 발생하는 부식성 가스와 연소 생성물 등에 의한 부식에 견뎌야 하는 내식성도 가져야만 한다.In addition, it must also have corrosion resistance to withstand the corrosion caused by the corrosive gas and combustion products generated during incineration.

일반적으로 소각로를 건조할 때 많이 사용되는 재료로서 크롬(Cr)을 13% 이상 함유한 크롬강을 사용한다. 크롬강에 포함되어 있는 크롬이 산소와 반응하여 표면에 조직이 치밀한 크롬 산화물의 막이 형성되고, 산화막이 재료 표면과 외부와의 접촉을 차단하여 재료 표면에 부식이 일어나지 않도록 하지만, 소각시 발생하는 생성물질, 특히 CuCl₂과 같은 염화물을 포함하고 있는 물질들이 크롬강 표면의 산화막을 분해하여 재료 표면과 외부의 부식물질들이 쉽게 접촉되도록 하여 크롬강이 쉽게 부식하게 되고, 소각로의 수명이 단축되는 문제점이 있게 되었다.Generally, chromium steel containing 13% or more of chromium (Cr) is used as a material commonly used when drying an incinerator. Chromium contained in the chromium steel reacts with oxygen to form a dense chromium oxide film on the surface, and the oxide film prevents contact between the material surface and the outside so that corrosion does not occur on the material surface. In particular, materials containing chlorides such as CuCl ₂ decompose the oxide film on the surface of the chromium steel, so that the material surface and the external corrosives are easily contacted so that the chromium steel is easily corroded and the life of the incinerator is shortened.

본 발명은 위와같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 쓰레기 소각로를 제작하는 크롬강에 SiO₂를 다량 첨가하여 크롬과 CuCl₂와의 반응에 의해 크롬 산화물의 소멸을 방지하여 소각로의 수명을 연장할 수 있는 소각로 및 그 주변부품 제작용 내식합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by adding a large amount of SiO ₂ to the chromium steel to make a waste incinerator to prevent the disappearance of chromium oxide by the reaction of chromium and CuCl ₂ can extend the life of the incinerator. It is an object of the present invention to provide a corrosion resistant alloy for the production of incinerators and their peripheral parts.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 소각로용 내식합금은, 0.3 ~ 0.8 % 의 C, 4% ~ 8% 의 Si, 최대 3% Mn, 15 ~ 30% Cr, 10 ~ 30% Ni, 최대 3% Mo 을 Fe에 추가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Corrosion-resistant alloy for the incinerator of the present invention for achieving the above object, 0.3 to 0.8% C, 4% to 8% Si, up to 3% Mn, 15 to 30% Cr, 10 to 30% Ni, up to 3% Mo It is characterized in that it is configured by adding to Fe.

도 1은 본 발명에 따른 실시예와 비교합금의 부식 작용에 따른 무게 손실을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the weight loss according to the corrosion action of the comparative alloy and the embodiment according to the present invention.

도표를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to the diagram.

표 1에는 본 발명의 여러 실시예와 비교예가 기재되어 있다.Table 1 describes several examples and comparative examples of the present invention.

[표 1]TABLE 1

CC MnMn SiSi CrCr NiNi MoMo 실시예 1Example 1 0.040.04 1.051.05 2.902.90 16.3116.31 15.0115.01 2.092.09 실시예 2Example 2 0.390.39 1.371.37 4.14.1 17.7017.70 9.259.25 -- 실시예 3Example 3 0.450.45 1.491.49 66 24.8824.88 24.824.8 -- 비교예 1Comparative Example 1 0.240.24 0.750.75 1.421.42 25.2125.21 0.900.90 0.590.59 비교예 2Comparative Example 2 0.480.48 1.641.64 2.342.34 17.3117.31 31.5431.54 0.410.41

상기 표에서 볼 수 있는 바와 같이 첨가 함량을 여러 가지로 변화시켜 다음과 같은 방식으로 실험을 하였다.As can be seen in the above table, the content was changed in various ways, and the experiment was conducted in the following manner.

20 X 20 X 3 mm 크기를 갖는 [표 1]에 따른 함유량을 갖는 부식시편을 마련하고, 시편의 표면을 #600 샌드 페이퍼로 일정량 연마한다. 연마 작업이 끝나면 시편을 초음파 세척하여 시편 표면에 남아있는 이물질을 제거한다.A corrosion specimen having a content according to [Table 1] having a size of 20 X 20 X 3 mm was prepared, and the surface of the specimen was polished by a predetermined amount with # 600 sand paper. After polishing, the specimen is ultrasonically cleaned to remove any foreign material remaining on the surface of the specimen.

CuCl₂을 물에 녹인 용액(2% CuCl₂수용액, 85 ℃) 을 시편이 들어있는 보트(boat) 에 일정량을 채운 후 200 ℃의 온도를 유지하고 있는 가열노에 장입시킨다.A solution of CuCl ₂ dissolved in water (2% CuCl ₂ aqueous solution, 85 ° C.) was charged to a boat containing the specimen, and then charged into a heating furnace maintained at a temperature of 200 ° C.

가열노의 온도가 200 ℃ 이므로 물은 모두 증발하게 되고, 시편의 표면에는 CuCl₂이 고르게 분포하게 되어 시편에는 표면 전체에 걸쳐 고른 부식이 일어나게 된다.Since the temperature of the heating furnace is 200 ° C., all the water evaporates and CuCl ₂ is evenly distributed on the surface of the specimen, and the specimen is evenly corroded throughout the surface.

충분한 부식 작용이 발생하도록 하기 위하여 시편을 200 ℃ 에서 2 시간동안 유지하도록 한 후, 가열노에서 꺼내어 5 ~ 10 분간 냉각시킨다. 냉각된 시편을 다시 위의 순서에 따라 부식시키는 과정을 8 회 반복한다.The specimen is held at 200 ° C. for 2 hours in order to allow sufficient corrosion to occur, which is then removed from the heating furnace and cooled for 5-10 minutes. Repeat this procedure eight times to corrode the cooled specimen again in this order.

이와 같은 방법에 의하여 실험한 본 발명의 합금은 0.3 ~ 0.8 % 의 C, 4% ~ 8% 의 Si, 최대 3% Mn, 15 ~ 30% Cr, 10 ~ 30% Ni, 최대 3% Mo 을 Fe에 추가하여 구성되는 것이 가장 바람직하며, 화격자의 실제 분위기와 같은 200℃ 부근에서 가장 우수한 내부식성과 적은 중량손실을 나타내고 있다.The alloy of the present invention experimented by this method is 0.3 to 0.8% C, 4% to 8% Si, up to 3% Mn, 15 to 30% Cr, 10 to 30% Ni, up to 3% Mo Fe It is most preferred to be configured in addition to this, and exhibits the best corrosion resistance and low weight loss in the vicinity of 200 ° C. such as the actual atmosphere of the grate.

내식합금과 내열합금을 구별하는 기준은 탄소함량이며, 내식합금은 최대 0.08%, 내열합금은 0.2-0.75%이다. 합금에서 탄소의 역할을 보면 주물 제작시 탄소함량이 높을수록 용탕의 유동이 증가하므로 주조가 쉬워 품질을 향상시킬 수 있는 반면에 부식성 측면에서는 탄소가 다른 합금 성분과 결합하여 탄화물이 형성되고 여기에서 부식이 가장 잘 일어나므로 내부식성을 떨어뜨린다. 이때의 탄화물은 습식부식에만 나쁜 영향을 주므로 만일 부식 분위기의 온도가 일정온도(100℃)이상으로 올라가면 습식부식에 의한 부식의 영향은 없다. 따라서 고온에서 사용되는 재료의 경우 탄소 함량을 높여 주물제작을 쉽게 할 수 있는 0.3~0.8%의 탄소함량을 가지도록 한다.The criterion for distinguishing corrosion-resistant alloys from heat-resistant alloys is carbon content, up to 0.08% for corrosion-resistant alloys and 0.2-0.75% for heat-resistant alloys. In terms of the role of carbon in alloys, the higher the carbon content in castings, the more the flow of the melt increases, so casting is easier to improve quality, while in terms of corrosiveness, carbon is combined with other alloying elements to form carbides and corrosion This is the best thing to do, which reduces corrosion resistance. Carbide at this time adversely affects only wet corrosion, so if the temperature of the corrosion atmosphere rises above a certain temperature (100 ° C.), there is no effect of corrosion by wet corrosion. Therefore, the material used at high temperature should have a carbon content of 0.3 ~ 0.8% to increase the carbon content to facilitate the casting production.

그리고 Mn은 2% 이상 첨가하면 충격성이 낮아지는 단점이 있으므로 최대 3%이하로 첨가한다.And Mn is added to less than 3% because there is a disadvantage that the impact is lowered when added more than 2%.

Si, Cr, Ni, Mo는 내부식성과 내마모성을 증가시키며, Si는 용탕의 유동성을 높여주는 반면, Cr, Ni, 및 Mo는 유동성을 감소시켜 품질을 감소시킨다.Si, Cr, Ni, Mo increase the corrosion resistance and wear resistance, while Si increases the flowability of the melt, while Cr, Ni, and Mo reduces the fluidity to reduce the quality.

기존의 상용합금에서 내충격성을 완화하기 위하여 Si함량을 제한하였지만 본 발명에서는 Si가 산소와 반응하여 실리콘 산화물을 합금의 표면에 생성시켜 부식을 억제하므로 4-8%정도의 높은 함량을 포함시킨다.In the conventional commercial alloy to limit the impact resistance to Si, but in the present invention, Si reacts with oxygen to form silicon oxide on the surface of the alloy to inhibit corrosion, so it contains a high content of about 4-8%.

그리고 높은 Si함량으로 인한 유동성 증가로 유동성을 감소시키는 Cr, Ni, Mo등의 함량을 높일수 있다.In addition, it is possible to increase the content of Cr, Ni, Mo, etc. to reduce the fluidity by increasing the fluidity due to high Si content.

도 1은 본 발명에 따른 실시예와 비교합금의 부식 작용에 따른 무게 손실을 나타내는 그래프로서, 상기와 같은 순서에 따른 부식 실험을 행하여 그 시편의 무게 손실이 어떻게 나타나는지 나타내고 있다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이 본 고안에 따른 실시예는 비교예보다 무게 손실이 적어 고온과 부식성 가스가 발생하는 소각로를 제작하는 데에 적합한 재료임을 알 수 있다.1 is a graph showing the weight loss according to the corrosion effect of the embodiment and the comparative alloy according to the present invention, and shows how the weight loss of the specimen is shown by performing a corrosion test according to the above procedure. As can be seen in the drawings the embodiment according to the present invention is less weight loss than the comparative example it can be seen that the material suitable for manufacturing incinerators that generate high temperature and corrosive gas.

상기와 같은 본 발명에 따르면 고온과 각종 부식성 가스가 발생하는 소각로와 그 주변 부품을 만드는 재료로서 필요한 내식성을 갖추고 있어, 소각로와 그 주변 부품의 수명을 연장하는 효과가 있다.According to the present invention as described above has the necessary corrosion resistance as a material for the incinerator and its peripheral parts to generate a high temperature and various corrosive gases, there is an effect of extending the life of the incinerator and its peripheral parts.

Claims

Incinerator, comprising 0.3 to 0.8% C, 4% to 8% Si, up to 3% Mn, 15 to 30% Cr, 10 to 30% Ni, up to 3% Mo to Fe Corrosion-resistant alloy for the production of peripheral parts.