KR100392328B1

KR100392328B1 - 가공성 및 용접성이 우수한 내황산노점부식성을 가진 강판

Info

Publication number: KR100392328B1
Application number: KR10-2000-0072905A
Authority: KR
Inventors: 니시무라사토시
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2003-07-23
Also published as: JP3530439B2; KR20010062109A; JP2001164335A; MY138468A

Abstract

폐기물 소각설비, 발전소 설비의 보일러 등에 중유를 연료로 하는 형태의 설비에 이용된 내황산노점부식(耐黃酸露点腐食) 강판에 있어서, 가공성, 용접부 인성 및 용접부 연마 손질성을 큰 폭으로 개선시킨 강판을 제공하는 것으로, 질량 %로, C ≤ 0.07%(바람직하게는 ≤ 0.0030%), Si ≤ 1.0%, Mn : 0.2 ∼ 1.5%, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.03%, Cu ≤ 0.6%, Sb : 0.01 ∼ 0.15% 및 Ni ≤ 1.0% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내황산노점부식 강판.

Description

가공성 및 용접성이 우수한 내황산노점부식성을 가진 강판{STEEL SHEET WITH SULFURIC ACID DEW-POINT CORROSION RESISTANCE EXCELLENT IN WORKABILITY AND WELDABILITY}

본 발명은 폐기물 소각설비, 발전소 설비의 보일러 등에 중유를 연료로 하는 형태의 설비에 이용된 내황산노점부식(耐黃酸露点腐食) 강판에 있어서, 가공성, 용접부 인성 및 용접부 연마 손질성을 큰 폭으로 개선시킨 강판에 관한 것이다.

폐기물 소각설비, 발전소 설비의 보일러 등 중유를 연료로 하는 형태의 설비에는 중유에 함유된 유황분이 연소에 의하여 아황산 가스로 되고, 이 아황산 가스는 접촉 산화 또는 직접적으로 화합하여 SO₃로 되고, 물과 화합하여 황산으로 된다.

보일러 등에서 문제가 되고 있는 부식은 황산 농도가 40∼50%에서 부식이 심해지기 때문에, 특공소43-14585호 공보에 나타난 바와 같은 Cu와 Sb를 첨가한 재료가 유효한 것으로 공지되어 있지만, 종래 재료에서는 C의 함유량을 0.08∼ 0.15%의 범위로 하여 제조하고 있고, 내황산노점부식성을 얻기 위해서 합금의 첨가를 실시함에 의해 재료의 항복점 및 강도가 상승하여 연신이 충분하지 않고, 현재 높은 프레스 가공도형의 프레스 가공 공정의 단축화를 진행하는 데 문제가 있었다. 또한, 종래 수준의 C 함유량의 강판에서는 용접부의 인성이 낮고, 용접부가 경화되기 쉽기 때문에 연마 손질성이 나쁘다는 등의 문제가 있었다.

본 발명은, 상술한 종래 방법으로는 얻을 수 없는 복잡한 형상의 부품으로 가공이 가능하고 또한 내식성이 양호한 강판을 얻기 위한 것이며, 종래의 중탄소계의 성분으로부터 그 이하, 바람직하게는 극저탄소계로 변경함으로써 가공성과 용접성(용접 손질성)이 큰 폭으로 개선된 재료를 제공한다.

즉, 본 발명의 주요 요지는 아래에 기술되었다.

(1) 질량 %로,

C ≤ 0.07%, Si ≤ 1.0%

Mn : 0.2 ∼ 1.5%, P ≤ 0.03%

S ≤ 0.03% Cu ≤ 0.6%

Sb : 0.01 ∼ 0.15% Ni ≤ 1.0%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내황산노점부식 강판.

(2) 질량 %로,

C ≤ 0.0030%, Si ≤ 1.0%

Mn : 0.2 ∼ 1.5%, P ≤ 0.03%

S ≤ 0.03% Cu ≤ 0.6%

Sb : 0.01 ∼ 0.15% Ni ≤ 1.0%

도 1은 C 량과 인장강도, 항복강도의 관계를 나타낸 도면이고,

도 2는 C 량과 연신율의 관계를 나타낸 도면이고,

도 3은 황산-수(水)계의 기액평형상태에서 황산 침지 시험결과를 나타낸 도면이다.

아래에 본 발명이 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서, 고가공성, 양호한 용접성 내황산노점부식 강은 내황산노점부식 성능이 우수하고, 또한 가공성이 우수하여 폐기물 소각설비, 발전소 설비의 보일러 등에 관계된 부재의 가공시 성형성과 용접부 인성에 대한 큰 폭의 향상과 용접부 손질시 작업성을 크게 개선한 강판이다.

본 발명의 한정 요건은 상술한 바와 같이, C를 저감함으로써 강재의 연질화를 도모하고, 항복점과 강도를 낮춤으로써 높은 연성을 얻는다. 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 저탄소화의 효과는 현저하고, 특히 0.0030% 이하로 극저로 함으로써 현저한 효과가 얻어진다.

또한, C를 저감하여 용접부 인성 및 용접부의 소입 경화를 경감함으로써, 내황산노점부식성을 갖추고, 우수한 용접성과 용접부 인성 및 용접부 가공경화가 낮은 내황산노점부식강을 얻을 수 있다.

본 발명에 대해서, 합금 원소 함유량을 상기 범위로 한정한 이유를 설명한다.

C는 강재로서 필요 강도를 얻는 저렴한 원소이다. 폐기물 소각설비, 발전소 설비의 보일러 등에 필요한 가공을, 프레스 가공공정을 종래보다 단축하는 방법으로 1회당 프레스 가공량을 크게 하여 행할 수 있도록 하기 위해서, 질량 %로 0.07% 이하로 규정한다. 상기 효과를 보다 현저하게 얻기 위해서는 0.0030% 이하가 가장 바람직하다. 그러나, 제강에 있어서 탈탄 능력을 고려하면, 0.0005% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

Si는 내식성을 증가시키지만, 1.0%를 초과하여 첨가하는 것은 가공성을 열화시키므로 1.0% 이하로 하였다.

Mn은 탈산 작용을 가지고 동시에 가공성을 양호하게 하고, 강도를 높이는 원소로서 0.2% 미만에서는 효과가 불충분하여 하한을 0.2%로 하였고, 상한은 내식성에 영향을 미치므로 1.5%로 하였다.S는 일반적으로 강내에 불순물로 포함되지만, 다량으로 존재하면 부식 저항성을 감소시키는 황화물을 형성하므로, 0.03%를 상한으로 하였다.

P는 Cu와 공존하여 내후성을 증가시키고, 강도도 향상시키지만, 다량으로 첨가하면 취화 및 내황산성에 영향을 미치므로 0.03% 이하로 하였다.

Cu는 Sb와 공존하여 내황산노점부식성을 향상시키는 원소이지만, 0.6% 이상으로 첨가되어도 내황산노점부식성을 향상시키지 않고, 열간 가공성을 열화시키므로 0.6% 이하로 하였다.

Ni의 첨가는 강의 기계적 성질을 향상시키는 효과가 있다. 내후성을 향상시키고, 열간 가공성을 개선하지만, 1.0%를 초과하여 첨가하는 것은 고가로 되고, 내황산노점부식성을 저하시키므로 1.0% 이하로 하였다.

Sb는 상기의 Cu와 공존하면 첨가량과 함께 내황산노점부식성이 향상되며, 0.01% 이하에서는 내황산노점부식성의 효과가 작고, 0.15% 이상 첨가하면 효과가 포화하게 되어 0.01 ∼ 0.15%로 규정하였다.

일례 1

아래에 본 발명의 효과를 실시예를 바탕으로 구체적으로 나타내었다.

표 1의 화학성분(강 1∼7)을 가진 연속 주조 슬라브를 열간압연하여 판 두께 4.5mm의 강판으로 제조하여 가공성, 용접성 및 내식성을 조사하였다. 가공성은 JIS 5호 인장 시험편으로 항복강도, 인장강도, 연신율을 측정하였다. 또한, 용접 인성은 피복 아크 용접에 의해 용접부를 만들어 HAZ부의 경도를 측정하여 인성과 용접 손질성(연화정도의 파악에 의한다)을 판정하였다. 내식성은 표면을 600 에머리 (emery) 연마 후 부식 시험편을 만들어, 60℃에서 40% 황산 중에 4시간 침지한 후 및 30℃에서 20% 염산 중에 25시간 침지한 후 부식량을 측정하여 구하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2로부터 명확하듯이, 본 발명의 극저탄소강에서는 항복점 강도, 인장강도가 낮고 연신율이 SS400 수준으로 양호하였다.

또한, 극저탄소강에서는 용접부 인성 및 용접 손질성의 지표인 경도 값이 큰 폭으로 저하하였다.

(질량 %)

시 료번 호	C Si Mn P S Cu Ni Sb	비 고
1234	0.08 0.74 0.87 0.011 0.006 0.32 0.20 0.130.10 0.04 0.48 0.009 0.008 0.58 0.21 0.120.12 0.56 0.54 0.022 0.011 0.15 0.18 0.120.21 0.03 0.80 0.012 0.015 0.03 - -	비교예비교예비교예비교예SS400
567	0.07 0.35 0.39 0.016 0.005 0.28 0.20 0.090.03 0.30 0.48 0.009 0.008 0.58 0.21 0.120.002 0.33 0.54 0.022 0.011 0.15 0.22 0.12	본발명예본발명예본발명예

시료번호	항복강도 인장강도 연신율 용접부경도 부식감량1 부식감량2(N/mm²) (N/mm²) (%) (Hv) (mg/cm²/hr) (mg/cm²/hr)
1234	317 437 36 236 12.1 12.8320 438 35 236 10.5 13.5321 438 37 236 11.2 12.2288 429 41 230 45.0 72.2
567**	295 395 41 210 10.1 11.1277 391 42 203 10.5 11.5256 283 43 188 11.0 11.7

*1 : 60℃에서 40% H₂SO₄중에서 6시간 침지

*2 : 30℃에서 20% H₂SO₄중에서 25시간 침지

** : 본발명예 * : 비교예

일례 2

연속주조 슬라브를 열간압연하여 판 두께 4.5mm의 강판으로 제작하여 표 3에 나타난 본발명예 5∼7의 열연강판과, 시판되고 있는 동일 판두께의 표 3에 나타낸 SS400, SUS316, SUS304 및 SUS430의 비교예로부터, 표면을 600 에머리 연마 후 부식 시험편을 제작하였고, 각각 황산-수계의 기·액평형으로부터 계산된 황산 온도와 농도의 관계로부터 각 온도, 농도의 황산 중에서 침지 시험을 행하여 부식량을 측정하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3으로부터 명확하듯이, 본 발명 재료의 효과는 현저하고, 가장 심한 40%, 60℃ ∼ 50%, 80℃의 범위에서도 내식성은 양호하였다.

(질량 %)

시 료번 호	C Si Mn P S Cu Ni Cr Sb	비 고
567	0.07 0.35 0.39 0.016 0.005 0.28 0.20 - 0.130.03 0.30 0.48 0.009 0.008 0.58 0.21 - 0.120.002 0.33 0.54 0.022 0.011 0.15 0.22 - 0.12	본발명예본발명예본발명예
891012	0.07 0.50 0.33 0.030 0.006 0.10 0.25 17.35 -0.06 0.50 1.71 0.030 0.011 0.11 9.80 18.20 -0.08 0.68 1.65 0.030 0.007 0.25 11.80 17.11 -0.08 0.01 0.35 0.010 0.011 - - - -	SUS430SUS304SUS316SS400

상기한 바와 같이, 본 발명강은 내황산노점부식성능 및 가공성에서 우수하였고, 폐기물 소각설비, 발전소설비의 보일러 등에 관계된 부재의 가공시 성형성과 용접부 인성의 큰 폭의 향상과 용접부 손질시 작업성을 큰 폭으로 개선할 수 있고, 제조설비의 제작 공정 단순화, 용접부 손질 작업성 개선을 바탕으로 큰 폭으로 제작 비용을 절감하는 것을 가능하게 하였다.

Claims

질량 %로,

C ≤ 0.07%, Si ≤ 1.0%

Mn : 0.2 ∼ 1.5%, P ≤ 0.03%

S ≤ 0.03% Cu ≤ 0.6%

Sb : 0.01 ∼ 0.15% Ni ≤ 1.0%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내황산노점부식 강판.
질량 %로,

C ≤ 0.0030%, Si ≤ 1.0%

Mn : 0.2 ∼ 1.5%, P ≤ 0.03%

S ≤ 0.03% Cu ≤ 0.6%

Sb : 0.01 ∼ 0.15% Ni ≤ 1.0%

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 내황산노점부식 강판.