KR20180074408A - Austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance to sulfuric acid - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an austenitic stainless steel. The austenitic stainless steel may contain 0.05 wt% or less (excluding 0 wt%) of carbon (C), 0.05 wt% or less (excluding 0 wt%) of nitrogen (N), 1.0 to 2.0 wt% of Si, 1.0 wt% or less (excluding 0 wt%) of manganese (Mn), 15 to 18 wt% of chromium (Cr), 6.5 to 9.0 wt% of nickel (Ni), 2.0 to 5.0 wt% of copper (Cu), 0.5 to 2.0 wt% of molybdenum (Mo), and the balance iron (Fe) and unavoidable impurities, and its sulfuric acid corrosion index (SCI) is at least 40 that is defined by the calculation formula of ″SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu]″ (in the formula, [Cr], [Ni], [Mo], and [Cu] are wt% of Cr, Ni, Mo, and Cu, respectively). According to the present invention, it is possible to provide austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance against sulfuric acid dew point corrosion, which is problematic in various members used in a heat exchanger, a stack, and a chimney for thermal power generation and industrial boilers and soot removal apparatus members for various industries, and facilities in sulfuric acid environments.

Description

내황산 부식특성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강{AUSTENITIC STAINLESS STEEL HAVING EXCELLENT CORROSION RESISTANCE TO SULFURIC ACID}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to austenitic stainless steels having excellent sulfuric acid corrosion resistance,

본 발명은 내황산 부식특성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강에 관한 것이다.The present invention relates to an austenitic stainless steel excellent in sulfuric acid corrosion resistance.

화력발전용이나 산업용 보일러의 연료로서 사용되는 석유나 석탄 등 소위 화석 연료에는 황(S)이 다량으로 함유되어 있다. 이 때문에 화석 연료가 연소되면 배기가스 중에 황산화물(SOX)가 생성된다. 배기가스의 온도가 저하되면, 황산화물(SOX)가 가스 중의 수분과 반응해서 황산이 되고, 노점 이하의 저온에서는 각종부재 표면에서 결로하고, 이것에 의해 황산노점부식이 발생한다. 마찬가지로, 각종 산업에 사용되는 배연탈황장치에 있어서도 황산화물(SOX)를 함유하는 가스가 흐르는 경우, 그 온도가 저하하면, 황산노점부식이 발생하게 된다.So-called fossil fuels such as petroleum and coal used as fuels for thermal power generation and industrial boilers contain a large amount of sulfur (S). Therefore, when the fossil fuel is burnt, sulfur oxides (SO x ) are generated in the exhaust gas. When the temperature of the exhaust gas decreases, and this reacts with moisture in the gas it is sulfur oxide (SO X) sulfuric acid, at low temperatures below the dew point of the dew condensation on the surface of various members, and the sulfuric acid dew point corrosion develops. Similarly, in a flue gas desulfurization apparatus used in various industries, when a gas containing sulfur oxides (SO x ) flows, when the temperature is lowered, sulfuric acid dew point corrosion occurs.

이와 같은 황산노점부식 문제로 인해, 황산화물을 함유하는 열교환기 등의 부재에서는 부재표면에 황산이 결로하지 않도록 배기가스 온도를 150℃ 이상의 높은 온도로 유지하고 있다. 그러나, 최근 에너지 수요의 증대와 에너지 효율 증대 관점에서, 열에너지를 유효하기 회수하기 위해 황산화물이 함유된 배기가스의 온도를 황산노점 이하의 온도로 낮게 유지하는 경향이 있고, 또한 발전설비의 유지보수 등의 환경에서 황산화물이 함유된 배기가스의 온도를 황산노점 이하의 온도로 낮게 유지하는 경향이 있다. 이에 따라, 황산노점부식 문제를 해소할 수 있는, 즉 황산 환경에서 내식성을 발휘하는 강재의 개발이 진행되어 왔다.Due to the sulfuric acid dew point corrosion problem, members such as sulfuric acid-containing heat exchangers maintain the exhaust gas temperature at a high temperature of 150 ° C or more so as to prevent condensation of sulfuric acid on the surface of the member. However, in view of an increase in energy demand and an increase in energy efficiency in recent years, there is a tendency to keep the temperature of the exhaust gas containing sulfur oxides at a temperature below the sulfuric acid dew point in order to recover heat energy effectively, The temperature of the exhaust gas containing sulfur oxides tends to be kept at a temperature below the sulfuric acid dew point. Accordingly, the development of a steel material capable of solving the problem of sulfuric acid dew point corrosion, that is, exhibiting corrosion resistance in a sulfuric acid environment, has been developed.

예를 들면, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 제1963-14585호)에는 내황산 부식성에 유효한 Sb, Cu를 복합 첨가한 저합금강이 개시되어 있다. 그리고, 특허문헌 2(일본 공개특허공보 제1997-25536호)에는 구리 함유 강에 Sb 또는 Sn을 함유시켜 내황산성을 유지하면서 내염산성을 향상시킨 강이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3(일본 공개특허공보 제1998-110237호)에는 상기 특허문헌 2와 동일한 강 성분으로 내황산성, 내염산성을 향상시키는 동시에, Mo 또는 B를 함유시켜 열간 가공성을 개선한 강이 개시되어 있다.  For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 1963-14585) discloses a low alloy steel obtained by adding Sb and Cu, which are effective for sulfuric acid corrosion resistance. In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-25536) discloses a steel containing Sb or Sn in a copper-containing steel to improve the hydrochloric acid resistance while maintaining sulfuric acid resistance. In addition, Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1998-110237) discloses a steel having improved sulfuric acid resistance and hydrochloric acid resistance with the same steel component as that of Patent Document 2, and having improved hot workability by containing Mo or B, .

그러나, 상기 특허문헌들에 개시된 저합금강은 S 함유량이 2%를 넘는 고S 함유 연료를 사용하는 설비에 대하여서는 충분한 내식성을 발휘할 수 없다. 이는, S 함유량이 높아지면 배기 가스 중의 황산 농도가 높아져서 온도 저하에 따른 황산 응결량이 증대되기 때문에 부식환경이 가혹하게 되기 때문이다. 이러한 문제점 등으로 인하여 안정적인 내식성을 확보할 수 있는 새로운 강종의 개발이 요구되고 있다.However, the low alloy steel disclosed in the above patent documents can not exhibit sufficient corrosion resistance for a facility using a high S-containing fuel having an S content exceeding 2%. This is because if the S content is high, the sulfuric acid concentration in the exhaust gas becomes high, and the amount of sulfuric acid condensation due to the temperature decrease is increased, so that the corrosive environment becomes severe. Due to these problems, it is required to develop a new steel type capable of securing stable corrosion resistance.

이에, 고농도 황산이 응결하는 환경(황산노점환경)에서의 내식성을 개선하는 방안으로서, 특허문헌 4(대한민국 공개특허공보 제2000-0068736호)는 Ni 함량이 12 ~ 27% Mo 함량이 2 ~ 5%인 고합금 오스테나이트 스테인리스강에 대해 개시하고 있으나, 열간가공성이 떨어져 열간압연 과정에서 크랙이 발생하는 등 제조 및 가공상의 제약이 있었다.Patent Document 4 (Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-0068736) discloses a method for improving the corrosion resistance in an environment where sulfuric acid densifies in high concentration (sulfuric acid dew point environment). The Ni content is 12 to 27%, the Mo content is 2 to 5 % Of high-alloy austenitic stainless steels. However, there is a limit in manufacturing and processing such as cracking in the hot rolling process due to low hot workability.

JP 1963014585 AJP 1963014585 A JP 1997025536 AJP 1997025536 A JP 1998110237 AJP 1998110237 A KR 1020000068736 AKR 1020000068736 A

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 내황산 부식특성에 영향을 미치는 성분 원소의 함량을 적절히 조절하고, 이들 원소의 함량으로부터 도출한 황산부식지수(SCI)를 제어함으로써 내황산 부식특성 및 열간가공성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 제공하는데 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve such conventional problems, it is an object of the present invention to provide a sulfuric acid corrosion resistant material which can appropriately control the content of elemental elements affecting sulfuric acid corrosion characteristics and control the sulfuric acid corrosion index (SCI) And an object of the present invention is to provide an austenitic stainless steel excellent in hot workability.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은, 중량%로, 탄소(C): 0.05% 이하(0%는 제외), 질소(N): 0.05% 이하(0%는 제외), Si: 1.0 ~ 2.0%, 망간(Mn): 1.0% 이하(0%는 제외), 크롬(Cr): 15 ~ 18%, 니켈(Ni): 6.5 ~ 9.0%, 구리(Cu): 2.0 ~ 5.0%, 몰리브덴(Mo): 0.5 ~ 2.0%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기의 식 (1)으로 정의되는 황산부식지수(SCI)가 40 이상인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the austenitic stainless steel according to the present invention contains 0.05% or less (excluding 0%) and 0.05% or less (0% or less) of carbon (C) 1.0 to 2.0% of Si, 1.0% or less (excluding 0%) of Cr, 15 to 18% of Cr, 6.5 to 9.0% of Ni, (SCI), which is defined by the following formula (1), of not less than 40: 2.0 to 5.0%, molybdenum (Mo): 0.5 to 2.0% .

SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu] --- (1) SCI = - [Cr] + 4 [Ni] + 5 [Mo] + 12 [Cu]

단, 상기 식 1에서 [Cr], [Ni], [Mo] 및 [Cu]는 각각 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the above formula (1), [Cr], [Ni], [Mo] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Ni, Mo and Cu, respectively.

상기 황산부식지수(SCI)는 바람직하게 42 ~ 70일 수 있다.The sulfuric acid corrosion index (SCI) may preferably be 42 to 70. [

상기 스테인리스강은 인(P): 0.05% 이하(0%는 제외), 황(S): 0.03% 이하(0%는 제외), 니오븀(Nb): 1.0% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti): 0.5% 이하(0%는 제외) 및 텅스텐(W): 1.0% 이하(0%는 제외)로 이루어진 군에서 일종 이상을 더 포함할 수 있다.The above stainless steel contains not more than 0.05% phosphorus (excluding 0%), sulfur (S): not more than 0.03% (excluding 0%), niobium (Nb): not more than 1.0% (Ti): not more than 0.5% (excluding 0%), and tungsten (W): not more than 1.0% (excluding 0%).

50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염화제2철(FeCl3) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 기상부 및 침지부 부식감량은 20mg/m2hr 이하일 수 있다. 본 명세서에서 "기상부 부식감량"이라 함은 비등용액이 증발되어 오스테나이트계 스테인리스강 표면에 응축된 상태에서 부식되는 양을 의미하고, "침지부 부식감량"이라 함은 오스테나이트계 스테인리스강을 비등용액에 침지시켜 부식되는 양을 의미한다.In the boiling solution to which a ferric chloride (FeCl 3 ) solution with a concentration of 0.2% is added to a sulfuric acid solution having a concentration of 50%, the corrosion amount of the above-mentioned austenitic stainless steel can be less than 20 mg / m 2 hr. In the present specification, the term " gaseous corrosion reduction "means the amount of corrosion of the boiling solution in a condensed state on the surface of austenitic stainless steel after evaporation, and" dipping corrosion reduction "means austenitic stainless steel Means the amount of corrosion by immersion in a boiling solution.

50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염산(HCl) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 기상부 및 침지부 부식감량은 20mg/m2hr 이하일 수 있다.In the boiling solution to which a 0.2% hydrochloric acid (HCl) solution is added to a sulfuric acid solution having a concentration of 50%, the weight loss of the gaseous phase portion and the dipping portion of the austenitic stainless steel may be less than 20 mg / m 2 hr.

상기 스테인리스강을 50% 농도의 황산용액에 침지시 상기 스테인리스강 표면에 연속적인 Cu 농화층이 형성될 수 있다.When the stainless steel is immersed in a sulfuric acid solution having a concentration of 50%, a continuous Cu-enriched layer may be formed on the surface of the stainless steel.

상기 Cu 농화층 영역에서의 Cu 함량비는 비농화층 영역에서의 Cu 함량비의 3 ~ 10배일 수 있고, 상기 Cu의 함량비는 하기의 식 2로 정의된다.The Cu content ratio in the Cu concentrated layer region may be 3 to 10 times the Cu content ratio in the non-condensed layer region, and the content ratio of Cu is defined by the following formula 2.

Cu 함량비(%) = [Cu] / ( [Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu] ) * 100 --- (2) Cu content ratio = [Cu] / ([Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu]

단, 상기 식 (2)에서 [Cr], [Fe], [Ni] 및 [Cu]는 각각 Cr, Fe, Ni 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the formula (2), [Cr], [Fe], [Ni] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Fe, Ni and Cu, respectively.

본 발명에 따르면 내황산 부식특성에 영향을 미치는 각 성분 원소들의 함량을 적절히 조절함으로써 고농도의 황산이 응결하는 환경에서 우수한 내황산 부식특성 및 양호한 열간가공성을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an austenitic stainless steel having excellent sulfuric acid corrosion resistance and good hot workability in an environment where a high concentration of sulfuric acid coagulates by appropriately controlling the content of each component element that affects sulfuric acid corrosion resistance .

또한, 본 발명에 따르면, 특히 황산분위기의 내식성에 미치는 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 함량을 이용하여 도출한 황산부식지수(SCI)를 40이상으로 제어함으로써 황산 분위기에서 낮은 부식감량 값을 갖는 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, by controlling the sulfuric acid corrosion index (SCI) derived from the content of Cr, Ni, Mo, and Cu to the corrosion resistance of the sulfuric acid atmosphere to 40 or more, Based stainless steel can be provided.

결과적으로, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 화력발전용 보일러 및 산업용 보일러 등의 배기가스가 농화 응축되는 부위의 설비인 열교환기, 연돌, 굴뚝의 부재로 사용이 가능하고, 또한 각종 산업설비의 매연탈활장치의 GGH(gas-gas-heater)의 부재로도 사용이 적합하다.As a result, the austenitic stainless steel according to the present invention can be used as a member of a heat exchanger, a stack, and a chimney, which are facilities for condensation condensation of exhaust gas such as thermal power generation boilers and industrial boilers, Gas-gas-heater (GGH) of the soot removal apparatus of the present invention.

도 1은 실시예 6, 비교예 2, 및 비교예 3의 조성을 갖는 강 시편의 50% H2SO4 수용액에서의 양극 분극특성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 7에 따라 제조된 강 시편의 사진 및 열간가공성 평가기준이 도시된 것이다.
도 3은 부식용액(1)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량 및 침지부 부식감량을 나타내는 그래프이다.
도 4는 부식용액(1)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 SCI 값에 따른 침지부 부식감량을 나타내는 그래프이다.
도 5는 부식용액(2)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 부식용액(2)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 SCI 값에 따른 침지부 부식감량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 그린데쓰 용액(17% H2SO4 + 0.35% HCl 용액)에서의 실시예 1, 실시예 5, 비교예 2, 비교예 5, 비교예 6, 비교예 9 및 비교예 10에 따라 제조된 강 시편의 기상부 및 침지부 부식감량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 3(Cu 함량: 4.1%)의 강 시편을 50% H2SO4 용액에 침지한 후, 상기 강 시편의 깊이에 따른 표면 피막조성 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 상기 도 8의 표면 피막 형성 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 10은 비교예 8(Cu 함량: 1.6%)의 강 시편을 50% H2SO4 용액에 침지한 후, 상기 강 시편의 깊이에 따른 표면 피막조성 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 상기 도 10의 표면 피막 형성 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
1 is a graph showing anodic polarization characteristics in a 50% aqueous H 2 SO 4 solution of a steel specimen having compositions of Example 6, Comparative Example 2, and Comparative Example 3;
Fig. 2 shows photographs of the steel specimens produced according to Example 1 and Comparative Example 7 and evaluation standards for hot workability.
FIG. 3 is a graph showing the weight loss of the gas phase corrosion and the weight loss of the dipping portion according to the SCI value in the corrosion solution (1) (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution).
4 is a graph showing the amount of corrosion of the dipped part according to the SCI value in the corrosion solution (1) (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution).
5 is a graph showing the amount of corrosion of the gas phase corrosion caused by the SCI value in the corrosion solution (2) (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution).
6 is a graph showing the amount of corrosion of the dipped part according to the SCI value in the corrosion solution (2) (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution).
7 is a graph showing the results of a comparison between Example 1, Example 5, Comparative Example 2, Comparative Example 5, Comparative Example 6, Comparative Example 9 and Comparative Example 10 in a Greendess solution (17% H 2 SO 4 + 0.35% HCl solution) Fig. 3 is a graph showing corrosion loss of the vapor phase portion and the dipping portion of the manufactured steel specimen. Fig.
8 is a graph showing the results of analysis of the surface coating composition according to the depth of the steel specimen after immersing the steel specimen of Example 3 (Cu content: 4.1%) in 50% H 2 SO 4 solution.
9 is a schematic view showing the surface film forming mechanism of FIG.
10 is a graph showing the results of analysis of the surface coating composition according to the depth of the steel specimen after immersing the steel specimen of Comparative Example 8 (Cu content: 1.6%) in 50% H 2 SO 4 solution.
11 is a schematic view showing the surface film formation mechanism of FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내황산 부식특성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강에 대하여 설명한다.Hereinafter, an austenitic stainless steel having excellent sulfuric acid corrosion resistance characteristics according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 내황산 부식특성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스강은, 중량%로, 탄소(C): 0.05% 이하(0%는 제외), 질소(N): 0.05% 이하(0%는 제외), Si: 1.0 ~ 2.0%, 망간(Mn): 1.0% 이하(0%는 제외), 크롬(Cr): 15 ~ 18%, 니켈(Ni): 6.5 ~ 9.0%, 구리(Cu): 2.0 ~ 5.0%, 몰리브덴(Mo): 0.5 ~ 2.0%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기의 식 (1)으로 정의되는 황산부식지수(SCI)가 40 이상인 것을 특징으로 한다.The austenitic stainless steel having excellent sulfuric acid corrosion resistance characteristics of the present invention contains 0.05% or less (excluding 0%) of carbon (C), 0.05% or less (excluding 0%) of nitrogen (N) 1.0 to 2.0% of Si, 1.0% or less of Mn (excluding 0%), 15 to 18% of Cr, 6.5 to 9.0% of Ni, 2.0 to 5.0% of Cu, (SCI) as defined by the following formula (1) is 40 or more, which contains iron (Fe), molybdenum (Mo): 0.5 to 2.0%, iron (Fe) and unavoidable impurities.

SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu] --- (1) SCI = - [Cr] + 4 [Ni] + 5 [Mo] + 12 [Cu]

단, 상기 식 1에서 [Cr], [Ni], [Mo] 및 [Cu]는 각각 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the above formula (1), [Cr], [Ni], [Mo] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Ni, Mo and Cu, respectively.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 성분계를 보다 상세하게 설명한다. 별도로 언급되지 않는 한 각 성분들의 함량은 중량%를 의미한다.Hereinafter, the component system of the austenitic stainless steel according to one embodiment of the present invention will be described in more detail. Unless otherwise stated, the content of each component means weight percent.

탄소(C): 0.05% 이하(0%는 제외)Carbon (C): 0.05% or less (excluding 0%)

탄소(C)는 오스테나이트 형성 원소로, 고용강화에 의한 재료 강도 증가에 유효한 원소이다. 그러나, 상기 탄소(C)의 함량이 과도하게 높아질 경우, 내식성 향상에 유효한 크롬(Cr)과 쉽게 결합하여 Cr 탄화물을 형성하고, 이로 인해 결정립계 주위의 크롬(Cr) 함량이 낮아져 강의 내식성이 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 내식성을 극대화를 위하여 탄소(C)의 함량을 0.05% 이하로 제한한다.Carbon (C) is an austenite-forming element and is an element effective for increasing the strength of a material by solid solution strengthening. However, when the content of carbon (C) is excessively high, it easily bonds with chromium (Cr) effective for improving corrosion resistance to form Cr carbide, thereby lowering the chromium (Cr) content around the grain boundary, . Therefore, in the present invention, the content of carbon (C) is limited to 0.05% or less in order to maximize the corrosion resistance.

질소(N): 0.05% 이하(0%는 제외)Nitrogen (N): 0.05% or less (excluding 0%)

질소(N)는 오스테나이트상 안정화 원소로, 고온 강도와 내공식성을 동시에 향상시키는 원소이다. 그러나, 상기 질소(N)이 과다하게 첨가되는 경우, 주조시 블로우홀(blow hole), 핀홀(pin hole) 등이 발생하여 표면 결함을 유발하는 등 열간가공성이 떨어지므로 질소(N)의 함량을 0.05%로 제한한다.Nitrogen (N) is an element stabilizing the austenite phase and is an element that simultaneously improves high temperature strength and pitting resistance. However, when nitrogen (N) is excessively added, blowholes, pinholes, and the like are generated during casting and the isothermal workability causing surface defects is deteriorated. Therefore, the content of nitrogen (N) 0.05%.

실리콘(silicon( SiSi ): 1.0 ~ 2.0%): 1.0 to 2.0%

실리콘(Si)는 탈산원소로 첨가되는 원소이며, 페라이트상 형성원소로 함량 증가시 페라이트 상의 안정성이 높아진다. 실리콘(Si)는 함량의 증가는 공식전위의 향상 및 내산화특성이 증가하게 된다. 따라서 본 발명의 경우 실리콘(Si) 함량을 최소 1.0% 이상으로 첨가하는 것이 바람직하며 실리콘(Si)의 함량이 2.0% 이상으로 증가할 경우에는 제강성 Si 개재물의 증가 및 표면결함 등의 문제점 발생으로 최대 2.0% 이상을 초과하지 않는 것으로 한정한다.Silicon (Si) is an element to be added as a deoxidizing element, and as the content of the ferrite phase-forming element increases, the ferrite phase stability increases. The increase of the content of silicon (Si) increases the formal potential and the oxidation resistance. Therefore, in the case of the present invention, it is preferable to add a silicon (Si) content of at least 1.0% or more, and when the content of silicon (Si) increases to 2.0% or more, problems such as increase in Si inclusions and surface defects Shall not be more than 2.0% maximum.

망간(Mn): 1.0% 이하(0%는 제외)Manganese (Mn): 1.0% or less (excluding 0%)

망간(Mn)은 질소(N)와 마찬가지로 오스테나이트상 안정화에 유효한 원소이다. 그러나, 상기 망간(Mn)의 함량이 높아지면 황화망간(MnS) 등과 같은 석출물을 형성하여 내공식성이 저하되므로 상기 망간(Mn)의 함량을 1.0% 이하로 제한한다. 한편, 상기 망간(Mn)의 함량이 과도하게 저감될 경우 정제비용 증가 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 바람직하게 상기 망간의 함량은 0.6% 이상으로 한정될 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 상기 망간의 바람직한 함량 범위는 0.6 ~ 1.0%일 수 있다.Manganese (Mn) is an element effective for stabilizing the austenite phase like nitrogen (N). However, when the content of manganese (Mn) is increased, precipitates such as manganese sulfide (MnS) are formed and the pitting resistance is lowered, so that the content of manganese (Mn) is limited to 1.0% or less. On the other hand, when the content of manganese (Mn) is excessively reduced, problems such as an increase in purification cost may occur. Therefore, the content of manganese may be limited to 0.6% or more. Therefore, the preferable content range of the manganese in the present invention may be 0.6 to 1.0%.

크롬(chrome( CrCr ): 15 ~ 18%): 15 to 18%

크롬(Cr)은 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성 확보를 위한 필수 원소이다. 내식성 향상을 위해서는 크롬(Cr) 함량이 높을수록 효과적이나, 본 발명에서와 같이 고농도의 황산이 응축된 환경에서 크롬(Cr) 함량의 증가는 황산분위기에서의 내식성 감소의 원인이 될 수 있다. Chromium (Cr) is an essential element for securing the corrosion resistance of austenitic stainless steel. In order to improve the corrosion resistance, the higher the chromium (Cr) content is, the more effective. However, in the environment where the high concentration of sulfuric acid is condensed as in the present invention, the increase of the chromium (Cr) content may cause the decrease in the corrosion resistance in the sulfuric acid atmosphere.

그런데, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강의 구성성분으로서 15% 이상의 크롬(Cr)을 후술하는 양의 Cu 및 Mo와 동시에 포함시키면, 상기한 고농도의 황산이 응결하는 황산 분위기에서 양호한 내식성을 확보할 수 있다. 그러나, 상기 크롬(Cr)의 함량이 18%를 초과하면 Cu 및 Mo를 복합 첨가하더라도 고농도의 황산 분위기에서 내식성이 감소하고 원가가 상승한다. 따라서, 본 발명에서는 크롬(Cr) 함량을 15 ~ 18%로 제한한다.Incidentally, when chromium (Cr) of at least 15% is contained as a constituent of the austenitic stainless steel according to the present invention at the same time with Cu and Mo in amounts described later, good corrosion resistance can be ensured in the sulfuric acid atmosphere in which the high concentration of sulfuric acid coagulates . However, if the content of chromium (Cr) exceeds 18%, the corrosion resistance decreases and the cost increases in a high concentration sulfuric acid atmosphere even if Cu and Mo are added. Therefore, in the present invention, the chromium (Cr) content is limited to 15 to 18%.

니켈(nickel( NiNi ): 6.5 ~ 9.0%): 6.5 to 9.0%

니켈(Ni)은 오스테나이트상 안정화 원소이며, 동시에 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성을 확보하기 위한 필수 원소이다. 상기 니켈(Ni)의 함량이 6.5% 미만일 경우에는 고농도의 황산이 응축된 환경에서의 내식성 확보가 불가능하고, 반면 상기 니켈(Ni)의 함량이 9%를 초과할 경우에는 투입량 대비 내식성 증가 효과는 나타나지 않고 니켈의 비싼 가격으로 인해 경제성이 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명에서는 니켈(Ni)의 함유량을 6.5 ~ 9.0%로 제한한다. Nickel (Ni) is an element for stabilizing the austenite phase and is an indispensable element for ensuring corrosion resistance in an environment where high concentration of sulfuric acid is condensed. When the content of nickel (Ni) is less than 6.5%, it is impossible to secure corrosion resistance in an environment of high concentration of sulfuric acid. On the other hand, when the content of nickel (Ni) exceeds 9% It does not appear and the economical efficiency is lowered due to the high price of nickel. Therefore, in the present invention, the content of nickel (Ni) is limited to 6.5 to 9.0%.

구리(Cu): 2.0 ~ 5.0%Copper (Cu): 2.0 to 5.0%

구리(Cu)는 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성을 확보하기 위한 필수 원소이다. 상기 구리(Cu)의 함량이 2.0% 미만일 경우에는 고농도의 황산이 응축된 환경에서의 내식성 확보가 불가능하고, 반면 상기 구리(Cu)의 함량이 5.0%를 초과할 경우에는 고농도의 황산 분위기에서의 내식성은 증가하나 급격한 열간가공성의 저하 등의 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 구리(Cu)의 함량을 2.0 ~ 5.0%로 제한한다. Copper (Cu) is an essential element for ensuring corrosion resistance in an environment where high concentration of sulfuric acid is condensed. When the content of copper (Cu) is less than 2.0%, it is impossible to secure corrosion resistance in an environment in which concentrated sulfuric acid is condensed. On the other hand, when the content of copper (Cu) exceeds 5.0% The corrosion resistance is increased but the problems such as the rapid deterioration of the hot workability occur. Therefore, in the present invention, the content of copper (Cu) is limited to 2.0 to 5.0%.

몰리브덴(molybdenum( MoMo ): 0.5 ~ 2.0%): 0.5 to 2.0%

몰리브덴(Mo)은 오스테나이트계 스테인리스강의 내식성을 확보하는데 유효한 원소이다. 상기 몰리브덴(Mo)의 함량이 낮아지면 내식성 확보가 어렵지만, 0.5% 이상의 몰리브덴(Mo)를 상기한 함량의 구리(Cu)와 함께 포함할 경우 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성을 극대화시킬 수 있다. 반면, 상기 몰리브덴(Mo)의 함량이 2.0%를 초과할 경우, 내식성은 증가하지만 열간가공성이 떨어져 제조상의 어려움이 발생하고, 상기 몰리브덴(Mo)의 비싼 가격으로 인해 경제성이 떨어진다. 따라서, 본 발명에서는 몰리브덴(Mo)의 함량을 0.5 ~ 2.0%로 제한한다. Molybdenum (Mo) is an effective element for securing the corrosion resistance of austenitic stainless steel. If the content of molybdenum (Mo) is low, it is difficult to secure corrosion resistance. However, when molybdenum (Mo) of 0.5% or more is contained together with copper (Cu) in the above amount, corrosion resistance can be maximized in a high concentration of sulfuric acid . On the other hand, when the content of molybdenum (Mo) exceeds 2.0%, the corrosion resistance is increased but the hot workability is deteriorated and the manufacturing difficulty occurs, and the economical efficiency is lowered due to the high price of molybdenum (Mo). Therefore, in the present invention, the content of molybdenum (Mo) is limited to 0.5 to 2.0%.

이 밖에도, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강은 인(P): 0.05% 이하(0%는 제외), 황(S): 0.03% 이하(0%는 제외), 니오븀(Nb): 1.0% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti): 0.5% 이하(0%는 제외) 및 텅스텐(W): 1.0% 이하(0%는 제외)로 이루어진 군에서 일종 이상을 더 포함할 수 있다. 이하, 이들 성분의 함량에 대한 수치한정 이유에 대하여 설명한다. In addition, the austenitic stainless steel according to the present invention may contain not more than 0.05% phosphorus (not 0%), not more than 0.03% sulfur (excluding 0%), 1.0% niobium (Nb) Or more of titanium (Ti): not more than 0.5% (excluding 0%), and tungsten (W): not more than 1.0% (excluding 0%). Hereinafter, the reasons for limiting the content of these components will be described.

인(P): 0.05% 이하(0%는 제외)Phosphorus (P): 0.05% or less (excluding 0%)

인(P)은 강 제조시 불순물로 혼입될 수 있는 원소로서, 열간가공성 및 내식성을 열화시키는 원인이 될 수 있으므로, 그 함유량은 가능한 한 적을수록 좋다. 특히, 상기 인(P)의 함량이 0.05%를 초과하면 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성 저하가 현저하게 된다.Phosphorus (P) is an element that can be incorporated as an impurity in the production of steel, and may cause deterioration of hot workability and corrosion resistance. Therefore, the content of phosphorus (P) is preferably as small as possible. Particularly, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.05%, the corrosion resistance deteriorates remarkably in an environment of high concentration of sulfuric acid.

황(S): 0.03% 이하(0%는 제외)Sulfur (S): 0.03% or less (excluding 0%)

황(S)은 강 내에 불가피하게 함유되는 불순물이며, 열간가공성 및 내식성을 열화시키는 원소이므로, 그 함유량은 가능한 한 적을수록 좋다. 특히, 상기 황(S)의 함량이 0.03%를 초과하면 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성 저하가 현저하게 된다.Sulfur (S) is an impurity inevitably contained in the steel, and is an element which deteriorates hot workability and corrosion resistance. Therefore, the content of sulfur is preferably as small as possible. Particularly, when the content of sulfur (S) exceeds 0.03%, corrosion resistance deteriorates remarkably in an environment where sulfuric acid at a high concentration is condensed.

니오븀(Niobium ( NbNb ): 1.0% 이하(0%는 제외)): 1.0% or less (excluding 0%)

니오븀(Nb)이 오스테나이트계 스테인리스강의 구성성분에 포함되면 탄소(C)를 고정하여 내식성, 그 중에서도 내입계 부식성을 높이는 작용을 할 수 있다. 그러나, 상기 니오븀(Nb)의 함량이 1.0%를 초과할 경우에는 상기한 질소(N)와 질화물을 생성하여 도리어 내식성 및 열간가공성이 떨어질 수 있다. When niobium (Nb) is included in the constituent components of the austenitic stainless steel, carbon (C) can be fixed to enhance the corrosion resistance, especially the intercalation corrosion resistance. However, when the content of niobium (Nb) exceeds 1.0%, the above-mentioned nitrogen (N) and nitride may be produced and corrosion resistance and hot workability may be deteriorated.

티타늄(titanium( TiTi ): 0.5% 이하(0%는 제외) ): 0.5% or less (excluding 0%)

티타늄(Ti)이 오스테나이트계 스테인리스강의 구성성분에 포함되면 상기 니오븀(Nb)과 마찬가지로 탄소(C)를 고정하여 내식성, 그 중에서도 내입계 부식성을 높이는 작용을 할 수 있다. 그러나, 상기 티타늄(Ti)의 함량이 1.0%를 초과할 경우에는 상기한 질소(N)와 질화물을 생성하여 도리어 내식성 및 열간가공성이 떨어질 수 있다.When titanium (Ti) is included in the constituent components of the austenitic stainless steel, carbon (C) is fixed in the same manner as the niobium (Nb), thereby enhancing the corrosion resistance, especially the intercalation corrosion resistance. However, when the content of titanium (Ti) exceeds 1.0%, the above-mentioned nitrogen (N) and nitride may be produced and corrosion resistance and hot workability may be deteriorated.

텅스텐(W): 1.0% 이하(0%는 제외)Tungsten (W): 1.0% or less (excluding 0%)

텅스텐(W)이 오스테나이트계 스테인리스강의 구성성분에 포함되면 고농도의 황산이 응축된 환경에서 내식성을 높이는 작용을 할 있다. 그러나, 상기 텅스텐(W)의 함량이 1.0%를 초과할 경우에는 투입량 대비 내식성 증가 효과가 미미하여 경제성이 떨어질 수 있다. When tungsten (W) is included in the constituents of the austenitic stainless steel, it acts to enhance the corrosion resistance in a high concentration sulfuric acid condensed environment. However, when the content of tungsten (W) exceeds 1.0%, the effect of increasing the corrosion resistance against the input amount is insignificant and the economical efficiency may be lowered.

한편, 본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강 구성원소 중 특히 황산분위기의 내식성에 미치는 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 함량을 이용하여 도출한 하기의 식 (1)으로 정의되는 황산부식지수(SCI)는 40이상 인 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the sulfuric acid corrosion index (SCI) defined by the following formula (1) derived from the content of Cr, Ni, Mo and Cu on the corrosion resistance of the austenitic stainless steel among the elements constituting the austenitic stainless steel according to the present invention, Is 40 or more.

SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu] --- (1) SCI = - [Cr] + 4 [Ni] + 5 [Mo] + 12 [Cu]

단, 상기 식 1에서 [Cr], [Ni], [Mo] 및 [Cu]는 각각 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the above formula (1), [Cr], [Ni], [Mo] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Ni, Mo and Cu, respectively.

상기 황산부식지수(SCI)가 40 미만일 경우에는 고농도의 황산이 응축된 환경에서의 부식감량 값이 부식감량 기준 목표값인 20mg/m2hr보다 높은 값을 나타낼 수 있으므로 바람직하지 않다. 이때, 상기 부식감량 기준 목표값은 통상 탈황설비 부재에서 사용되는 강재 중 우수한 내식성을 갖는 6% Mo 함유 오스테나이트계 스테인리스강의 고농도의 황산 비등용액에서의 부식감량 값으로 판단한 것이다. When the sulfuric acid corrosion index (SCI) is less than 40, it is not preferable since the corrosion weight loss value in the environment of high concentration of sulfuric acid may be higher than the target value of 20 mg / m 2 hr which is the corrosion weight loss standard value. At this time, the target value of the corrosion weight loss criterion is determined as corrosion loss value in the high concentration sulfuric acid boiling solution of the 6% Mo-containing austenitic stainless steel having excellent corrosion resistance among the steels used in the desulfurization equipment member.

구체적으로, 도 3 내지 6을 살펴보면, 황산부식지수(SCI)가 40 이상일 경우, 50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염화제2철(FeCl3) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 기상부 및 침지부 부식감량이 모두 20mg/m2hr 이하이고, 50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염산(HCl) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 기상부 및 침지부 부식감량이 모두 20mg/m2hr 이하임을 알 수 있다.3 to 6, when the sulfuric acid corrosion index (SCI) is not less than 40, the ferric chloride solution (FeCl 3 ) solution at a concentration of 0.2% is added to a sulfuric acid solution having a concentration of 50% Based stainless steel in a boiling solution containing 0.2% hydrochloric acid (HCl) solution in a sulfuric acid solution of 50% concentration and 20 mg / m 2 hr or less in both the vapor phase portion and the dipping portion corrosion reduction of the nitrate- It can be seen that the amount of corrosion loss in the gaseous and dipped parts is less than 20 mg / m 2 hr.

그리고, 상기 황산부식지수(SCI)가 42 ~ 70일 경우, 고농도의 황산이 응축된 환경에서의 내식성이 우수할 뿐 아니라, 동시에 열간가공성 또한 우수한 오스테나이트계 스테인리스강을 제공할 수 있어 더욱 바람직하다.When the sulfuric acid corrosion index (SCI) is in the range of 42 to 70, an austenitic stainless steel excellent in corrosion resistance in an environment of high concentration of sulfuric acid and having excellent hot workability is more preferable .

본 발명에 따른 오스테나이트계 스테인리스강을 50% 농도의 황산용액에 침지할 경우, 상기 스테인리스강 표면에 연속적인 Cu 농화층이 형성될 수 있다. When the austenitic stainless steel according to the present invention is immersed in a sulfuric acid solution having a concentration of 50%, a continuous Cu-enriched layer may be formed on the surface of the stainless steel.

상기 Cu 농화층 영역에서의 Cu 함량비는 비농화층 영역에서의 Cu 함량비의 3 ~ 10배일 수 있고, 상기 Cu의 함량비는 하기의 식 2로 정의된다. The Cu content ratio in the Cu concentrated layer region may be 3 to 10 times the Cu content ratio in the non-condensed layer region, and the content ratio of Cu is defined by the following formula 2.

Cu 함량비(%) = [Cu] / ( [Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu] ) * 100 --- (2) Cu content ratio = [Cu] / ([Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu]

단, 상기 식 (2)에서 [Cr], [Fe], [Ni] 및 [Cu]는 각각 Cr, Fe, Ni 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the formula (2), [Cr], [Fe], [Ni] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Fe, Ni and Cu, respectively.

상기 Cu 농화층은 H2SO4 용액에서 오스테나이트계 스테인리스강의 구성원소들 중 Cu가 우선적으로 용해되어 강 표면에 연속적인 Cu 석출물을 형성함으로써 생성되는 피막층으로, H2SO4 용액에서의 내식성을 증가시켜주는 역할을 한다. 구체적으로, 도9에는 상기 Cu 농화층 생성 메커니즘이 모식적으로 도시되어 있다.The Cu-enriched layer is a coating layer formed by preferentially dissolving Cu among the constituent elements of the austenitic stainless steel in the H 2 SO 4 solution to form a continuous Cu precipitate on the surface of the steel. The corrosion resistance in the H 2 SO 4 solution . Specifically, FIG. 9 schematically shows the Cu enriched layer generating mechanism.

이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these embodiments.

실시예Example 1 내지 6 및  1 to 6 and 비교예Comparative Example 1 내지 11 1 to 11

하기 표 1의 실시예1 내지 6, 그리고 비교예1 내지 11에 따른 각 조성 성분을 포함하는 120mm 두께의 잉곳(Ingot)을 주조한 후, 1,150℃의 온도에서 열간 압연을 수행하여 3.0mm 두께의 열연 강판을 제조하였다. 이후, 냉간 압연을 통하여 1.2mm 두께의 냉연 강판을 제조한 후, 1,100℃의 온도에서 냉연 소둔 및 냉연 산세하여 최종 냉연 산세 강판을 제조하였다.A ingot having a thickness of 120 mm including the composition components according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 11 shown in Table 1 below was cast and hot-rolled at a temperature of 1,150 ° C to obtain a 3.0 mm thick Hot-rolled steel sheets were produced. Thereafter, a cold-rolled steel sheet having a thickness of 1.2 mm was produced through cold-rolling, and then cold-rolled annealed and cold-rolled at a temperature of 1,100 ° C to produce a final cold rolled pickled steel sheet.

SiSi MnMn CrCr NiNi MoMo CuCu NN CC SbSb 실시예1Example 1 1.11.1 0.60.6 15.115.1 7.87.8 1.11.1 3.13.1 0.030.03 0.030.03 -- 실시예2Example 2 1.11.1 0.60.6 16.116.1 7.17.1 1.11.1 3.13.1 0.030.03 0.030.03 -- 실시예3Example 3 1.11.1 0.60.6 16.116.1 7.17.1 1.11.1 4.14.1 0.030.03 0.030.03 -- 실시예4Example 4 1.11.1 0.60.6 16.116.1 8.18.1 1.51.5 3.13.1 0.030.03 0.030.03 -- 실시예5Example 5 1.51.5 0.90.9 17.517.5 8.58.5 0.80.8 2.02.0 0.030.03 0.030.03 -- 실시예6Example 6 1.51.5 0.80.8 17.817.8 7.67.6 0.60.6 3.03.0 0.030.03 0.030.03 -- 비교예1* Comparative Example 1 * 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.50.5 0.030.03 0.030.03 0.10.1 비교예2Comparative Example 2 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.030.03 0.50.5 0.030.03 0.030.03 0.10.1 비교예3Comparative Example 3 0.60.6 1One 1818 88 0.20.2 0.10.1 0.030.03 0.040.04 -- 비교예4Comparative Example 4 0.60.6 1One 1818 1010 22 0.20.2 0.030.03 0.030.03 -- 비교예5Comparative Example 5 17.517.5 0.30.3 1717 0.10.1 1One 0.20.2 0.010.01 0.010.01 -- 비교예6Comparative Example 6 0.60.6 0.30.3 1717 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.010.01 0.010.01 -- 비교예7Comparative Example 7 0.60.6 1One 2323 2222 66 0.10.1 0.030.03 0.030.03 -- 비교예8Comparative Example 8 1.11.1 0.60.6 20.120.1 15.115.1 3.13.1 1.61.6 0.160.16 0.030.03 -- 비교예9Comparative Example 9 1.11.1 0.60.6 15.115.1 6.16.1 1.11.1 2.12.1 0.030.03 0.030.03 -- 비교예10Comparative Example 10 1.11.1 0.60.6 15.115.1 6.16.1 1.11.1 3.13.1 0.030.03 0.030.03 -- 비교예11Comparative Example 11 1.11.1 0.60.6 15.115.1 6.16.1 1.11.1 5.15.1 0.030.03 0.030.03 --

* 비교예 1: 비교예 2와 동일한 화학조성을 갖는 스테인리스강 시편에 에나멜(Enamel)을 코팅한 시편이다.* Comparative Example 1: Enamel-coated specimen of stainless steel specimen having the same chemical composition as Comparative Example 2.

평가예Evaluation example 1: Cu 함량에 따른 황산수용액에서의  1: Cu content in aqueous sulfuric acid solution 분극특성Polarization property 평가 evaluation

황산화물을 함유하는 황산노점부식 환경에서의 내식성에 Cu가 미치는 효과를 분석하기 위하여, 실시예 6, 비교예2 및 비교예 3에 따라 제조된 강 시편의 양극분극 실험을 70℃, 50% H2SO4 수용액 환경에서 실시하였다. 도 1에는 상기 실험결과를 나타내는 양극분극 곡선이 도시되어 있다.In order to analyze the effect of Cu on the corrosion resistance in the sulfuric acid dew point corrosion environment containing sulfur oxides, anodic polarization experiments of the steel specimens prepared according to Example 6, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 were carried out at 70 ° C and 50% H 2 SO 4 aqueous solution. FIG. 1 shows a polarization curve of the anode showing the above experimental results.

본 실험에서 상기한 50% H2SO4 수용액 환경은 황산 농도 변화에 따른 내식성 측정결과 최대 부식속도를 나타내는 구간을 모사한 환경이다. 그리고, 상기 비교예 2의 조성을 갖는 강은 통상의 매연탈황설비의 GGH(Gas Gas Heater) 부품에 주로 사용되는 탄소강 베이스의 내황산강(Cu 함량: 0.5%)이고, 비교예 3의 조성을 갖는 강은 STS 304강(Cu 함량: 0.1%)이며, 실시예 6의 조성을 갖는 강은 Cu 함량이 3.0%가 되도록 합금 성분을 구성한 발명강으로 오스테나이트계 스테인리스강이다.In this experiment, the environment of 50% H 2 SO 4 aqueous solution is the environment simulating the zone showing the maximum corrosion rate as a result of the corrosion resistance measurement according to the sulfuric acid concentration change. The steel having the composition of Comparative Example 2 is carbon steel-based sulfuric acid steel (Cu content: 0.5%) mainly used for GGH (Gas Gas Heater) parts of a conventional soot desulfurization equipment, Is steel of STS 304 (Cu content: 0.1%), and the steel having the composition of Example 6 is an austenitic stainless steel which constitutes an alloy component such that the Cu content is 3.0%.

상기 도 1로부터 확인할 수 있는 사항들은 하기와 같다.The matters to be confirmed from FIG. 1 are as follows.

(1) 50% H2SO4 용액에서의 자연전위(1) Natural potential in 50% H 2 SO 4 solution

도 1을 살펴보면, 비교예 2의 내황산강은 -350mV, 비교예 3의 STS 304는 -300mV, 그리고 실시예 6에 따라 제조된 강은 -250mV의 자연전위 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, Cu 함량이 3%인 실시예 6의 조성을 갖는 강의 경우, 비교예 2 및 3의 조성을 갖는 강에 비하여 자연전위가 높게 나타낸다는 것을 알 수 있다.1, it can be seen that the sulfuric acid steel of Comparative Example 2 is -350 mV, the STS 304 of Comparative Example 3 is -300 mV, and the steel produced according to Example 6 has a natural potential value of -250 mV. From these results, it can be seen that the steel having the composition of Example 6 having a Cu content of 3% exhibited a higher natural potential than the steel having the compositions of Comparative Examples 2 and 3.

(2) 자연전위 상태에서의 부식전류 밀도(2) Corrosion current density in the natural potential state

도 1을 살펴보면, 비교예 2의 내황산강(Cu 함량: 0.5%)은 500㎂ 수준, 비교예 3의 STS 304강(Cu 함량: 0.1%)은 10mA 수준, 실시예 6에 따라 제조된 강(Cu 함량: 3.0%)은 50㎂ 수준의 자연전위 상태에서의 부식전류 밀도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 STS 304강(비교예 3)은 상기 내황산강(비교예 2)보다 약 10배 이상 높고, 그리고 실시예 6에 따라 제조된 강은 상기 내황산강(비교예 2)보다 약 10배 정도 낮은 자연전위 상태에서의 부식전류 밀도 값을 나타내는바, Cu 함량이 증가함에 따라 자연전위에 상태에서의 부식전류 밀도가 증가하는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.1, the sulfuric acid steel (Cu content: 0.5%) and the STS 304 steel (Cu content: 0.1%) of Comparative Example 3 were 10 mA respectively, (Cu content: 3.0%) shows a corrosion current density at a natural potential of 50 μA. That is, the STS 304 steel (Comparative Example 3) was about 10 times higher than the sulfuric acid resistant steel (Comparative Example 2), and the steel produced according to Example 6 was about 10 The corrosion current density value at the natural potential lower than that of the natural potential is shown. As the Cu content increases, the corrosion current density at the natural potential state tends to increase.

이 밖에도 도 1을 살펴보면, 내황산강(비교예 2)의 경우는 상기 자연전위에서 전위를 점점 인가함에 따라 전류밀도가 계속 증가하는 경향을 가지고 있음을 알 수 있다. 그러나, 스테인리스강인 비교예 3 및 실시예 6의 강의 경우, -200mV 이상의 영역에서는 전위를 점점 인가함에 따라 전류밀도가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있고, 이는 상기 전위 영역에서 스테인리스강 표면에 부동태 피막이 생성되기 때문이다.In addition, as shown in FIG. 1, in the case of sulfuric acid (Comparative Example 2), the current density tends to increase continuously as the potential is gradually applied at the natural potential. However, in the case of the steels of Comparative Example 3 and Example 6, which are stainless steel, the current density was abruptly decreased as the dislocation was gradually applied in the region of -200 mV or more. This shows that a passive film is formed on the surface of the stainless steel in the potential region Because.

(3) 전위 인가에 따른 최대 전류밀도(3) Maximum current density due to potential application

도 1을 살펴보면, 비교예 2의 내황산강은 0.5A 수준, 비교예 3의 STS 304강은 0.1A 수준, 실시예 6에 따라 제조된 강은 0.02A 수준의 전위 인가에 따른 최대 전류밀도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, Cu 함량이 3%인 실시예 6의 조성을 갖는 강의 경우, 비교예 2 및 3의 조성을 갖는 강에 비하여 수십배 낮은 최대 전류밀도 값을 갖는다는 것을 알 수 있다.1, the sulfuric acid steel of Comparative Example 2 had a maximum current density of 0.5 A, the STS 304 steel of Comparative Example 3 had a maximum current density of 0.1 A, and the steel prepared according to Example 6 had a maximum current density of 0.02 A . It can be seen from this that the steel having the composition of Example 6 having a Cu content of 3% has a maximum current density value several tens of times lower than that of the steel having the compositions of Comparative Examples 2 and 3.

상기 (1) 내지 (3)의 양극분극 측정 결과로부터, 상기 STS 304강(비교예 3)의 경우 부식전류밀도가 내황산강(비교예 2)보다 높은 값을 가지고 있기 때문에 황산 노점 분위기에서의 내식성이 내황산강(비교예 2)보다 열위하여 사용이 적절하지 않다. 또한, 상기 내황산강(비교예 2)의 경우 자연전위 상태에서의 부식전류밀도는 낮은 값을 가지고 있으나 전위 인가에 따라 전류밀도가 급격히 증가한다. 실제 매연탈황설비의 경우, H2SO4이 단독으로 존재하는 것이 아니라 산화제인 금속이온이 공존하기 때문에 내황산강의 부식속도는 급격히 증가하게 된다. 반면, 실시예 6에 따라 제조된 강(Cu 함량: 3%)의 경우, 부식전류밀도 및 최대 전류밀도가 내황산강(비교예 2)보다 낮은 값을 나타내기 때문에, 황산 노점 분위기에서 내식성이 우수할 뿐만 아니라 산화제인 금속이온이 존재하는 환경에서도 강 표면에 부동태 피막을 생성시켜 우수한 내식성을 갖는다.From the results of the anode polarization measurement of the above (1) to (3), the corrosion current density of the STS 304 steel (Comparative Example 3) is higher than that of the sulfuric acid refractory steel (Comparative Example 2) The corrosion resistance is not suitable to be used to heat the sulfuric acid steel (Comparative Example 2). Also, in the case of the sulfuric acid-containing sulfuric acid (Comparative Example 2), the corrosion current density in the natural potential state is low, but the current density rapidly increases with the potential application. In actual flue gas desulfurization facilities, the corrosion rate of sulfuric acid steel increases rapidly because H 2 SO 4 does not exist alone but metal ions as oxidants coexist. On the other hand, in the case of the steel (Cu content: 3%) produced according to Example 6, the corrosion current density and the maximum current density are lower than those of the sulfuric acid steel (Comparative Example 2) It is not only excellent but also has excellent corrosion resistance by generating a passive film on the surface of steel even in the presence of metal ions which are oxidants.

평가예Evaluation example 2: SCI,  2: SCI, 열간Hot 가공성 및 조직구조 평가 Evaluation of processability and structure

황산부식지수(SCI), 열간 가공성 및 조직구조는 하기의 방법에 따라 평가하고, 그 결과를 하기의 표 2 및 3에 나타내었다.Sulfuric Acid Corrosion Index (SCI), hot workability and tissue structure were evaluated according to the following methods, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.

(1) 황산부식지수(SCI)(1) Sulfuric Acid Corrosion Index (SCI)

상기 황산부식지수(SCI)는 다양한 실험을 통해 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 함량이 고농도 황산이 응축된 환경에서 강 시편의 내식성에 미치는 영향을 지수화한 것으로, SCI가 40이상일 경우 황산 분위기에서의 내식성이 우수한 것으로 판단하였다. 이때, 상기 황산부식지수(SCI)하기의 식(1)에 따라 계산된 값이다.The sulfuric acid corrosion index (SCI) is an index of the effect of Cr, Ni, Mo, and Cu contents on the corrosion resistance of steel specimens in a high concentration sulfuric acid condensation environment through various experiments. Corrosion resistance. Here, the sulfuric acid corrosion index (SCI) is a value calculated according to the following formula (1).

SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu] --- (1) SCI = - [Cr] + 4 [Ni] + 5 [Mo] + 12 [Cu]

이때, 상기 식 1에서 [Cr], [Ni], [Mo] 및 [Cu]는 각각 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 중량%를 의미한다.In the formula 1, [Cr], [Ni], [Mo] and [Cu] refer to the weight percentages of Cr, Ni, Mo and Cu, respectively.

(2) 열간가공성(2) Hot workability

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 11에 따라 열간압연공정을 거친 열간엽연판의 가장자리(Edge)에 발생한 크랙의 폭과 깊이로 열간가공성을 평가하였다. 이때, 상기 크랙의 폭과 깊이가 10mm이하인 강 시편의 경우 열간가공성이 확보된 것으로 판단하여 "◎"로 표시하고, 크랙의 폭과 깊이가 10mm이상인 강 시편의 경우 열간가공성이 확보되지 않는 것으로 판단하여 "X"로 표시하였다. The hot workability was evaluated by the width and depth of the cracks generated at the edges of the hot-rolled steel sheets subjected to the hot rolling process according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 11. At this time, in the case of the steel specimen having a width and a depth of 10 mm or less, it was judged that the hot workability was ensured and the steel specimen having a crack width and depth of 10 mm or more was judged not to secure the hot workability Quot; X ".

구체적으로, 도 2에는 실시예 1 및 비교예 7에 따라 제조된 강 시편의 사진 및 열간가공성 평가기준이 도시되어 있다.2 shows photographs of the steel specimens produced according to Example 1 and Comparative Example 7 and evaluation standards for hot workability.

(3) 조직(3) Organization

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 11에 따라 산세작업이 완료된 강 시편의 조직 구조를 페라이트 스코프(Fisher사, Ferritescope MP30) 및 광학현미경을 이용하여 관찰하였다. 이때, 페라이트 단상 조직을 가지고 있는 강 시편은 "F", 오스테나이트 단상 조직을 가지고 있는 강 시편은 "A", 오스테나이트+마르텐사이트 조직을 가지고 있는 시편은 "A+M"으로 표시하였다.The structure of the steel specimens having undergone the pickling operation according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 11 was observed using a ferrite scope (Fisher, Ferritescope MP30) and an optical microscope. At this time, steel specimens with ferrite single phase structure are indicated as "F", steel specimens with austenite single phase structure as "A", and specimens with austenite + martensite structure as "A + M".

평가예Evaluation example 3: 부식감량 평가 3: Evaluation of corrosion loss

실시예 및 비교예들에 따라 제조된 강 시편을 폭 30mm × 길이 30mm로 절단하고, 상기 절단된 강 시편의 표면을 #120번 연마지로 연마한 후, 고농도의 황산이 농축된 모사용액(부식용액)을 이용하여 부식시험을 실시하였다. 이때, 상기 부식실험은 ISO 28706 방식으로 실시하였다.The steel specimens produced according to Examples and Comparative Examples were cut into a width of 30 mm and a length of 30 mm and the surfaces of the cut steel specimens were polished with # 120 abrasive paper. Thereafter, a simulated solution in which a high concentration of sulfuric acid was concentrated ) Was used for the corrosion test. At this time, the corrosion test was conducted according to the ISO 28706 method.

우선, 3L 비이커의 바닥에 글라스 볼을 깔고, 상기 비이커의 상부에는 응축기를 설치하여 고온의 가스와 수증기가 응축되도록 하였다. 그리고, 상기 비이커 내의 글라스 볼의 일부만 잠길 정도로 부식용액을 투입하였다. First, a glass ball was placed on the bottom of a 3L beaker, and a condenser was installed at the top of the beaker to condense hot gas and water vapor. Then, the corrosion solution was injected so that only a part of the glass ball in the beaker was locked.

본 평가예에서는 침지부 및 기상부 부식감량을 측정하였으며, 먼저 침지부 부식감량을 평가하기 위하여, 상기 비이커의 바닥(글라스 볼 하부)에 강 시편을 위치시켜, 상기 시편이 비등상태의 부식용액에 침지되도록 하였다. 그리고, 기상부 부식감량을 평가하기 위하여, 상기 비이커의 최상부(글라스 볼 상부)에 강 시편을 위치시켜 비등상태의 부식용액이 증발되어 형성된 고온의 가스 및 수증기가 상기 강 시편의 표면에 응축되어 부식이 발생하도록 하였다. 이때, 부식시험은 각각의 비이커에 하나의 강종만 사용하여 시편간의 상호 간섭을 최소화하였다.In this evaluation example, the weight loss of the dipping portion and the gaseous phase portion was measured. First, in order to evaluate the corrosion loss of the dipping portion, the steel specimen was placed on the bottom (bottom of the glass ball) of the beaker, So as to be immersed. In order to evaluate the amount of corrosion of the vapor phase portion, the steel specimen is placed on the uppermost part of the beaker (the upper part of the glass ball), and the hot gas and water vapor formed by evaporating the corrosion solution in the boiling state are condensed on the surface of the steel specimen, . At this time, the corrosion test minimizes mutual interference between specimens by using only one kind of steel for each beaker.

본 평가예에서는 세 종류의 부식용액을 이용하여 부식시험을 실시하였으며, 각각의 부식용액 조성 및 부식시험 조건은 하기와 같다.In this evaluation example, three types of corrosion solutions were used for the corrosion test, and the compositions of the corrosion solutions and the corrosion test conditions were as follows.

(1) 50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액 (1) 50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution

부식용액(1)은 50% 황산에 0.2% FeCl3 용액을 첨가한 용액으로, 상기 용액은 고농도의 황산이 응축된 환경에 미량의 산화제가 첨가된 환경을 모사한 용액이다. 상기 부식용액(1)은 탈황설비의 GGH(Gas Gas Heater) 환경 용액을 분석한 결과, 미량의 산화제로부터 생성된 Fe이온이 포함되어 있는 것을 발견하고, 상기 환경을 모사한 용액이다. The corrosion solution (1) is a solution in which 0.2% FeCl 3 solution is added to 50% sulfuric acid. The solution is a solution simulating an environment in which a small amount of oxidizing agent is added to an environment where a high concentration of sulfuric acid is condensed. The corrosion solution (1) is a solution simulating the above environment, finding out that Fe ions generated from a small amount of oxidizing agent are contained as a result of analyzing a GGH (Gas Gas Heater) environment solution of a desulfurization facility.

상기 부식시험 조건은 하기와 같으며, 부식시험 전후의 무게차이를 측정하여 단위시간(hr) 및 단위면적(m2) 당 부식감량을 계산하고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.The corrosion test conditions were as follows. The weight loss before and after the corrosion test was measured to calculate the corrosion loss per unit time (hr) and unit area (m2), and the results are shown in Table 2 below.

- 부식용액 상태: 비등상태- Corrosive solution state: Boiling state

- 부식시간: 24시간- Corrosion time: 24 hours

이때, 부식용액(1)에서의 부식시험은 오스테나이트 조직을 갖는 강과 페라이트 조직을 갖는 강을 대상으로 수행하였다.At this time, the corrosion test in the corrosion solution (1) was performed on a steel having austenite structure and a steel having a ferrite structure.

(2) 50% H2SO4 + 0.2% HCl 용액(2) 50% H 2 SO 4 + 0.2% HCl solution

부식용액(2)는 50% 황산에 0.2% HCl 용액을 첨가한 용액으로, 상기 용액은 고농도의 황산이 응축된 환경에 미량의 염화물이 첨가된 환경을 모사한 용액이다. 상기 부식용액(2)는 탈황설비의 GGH(Gas Gas Heater) 환경 용액을 분석한 결과 미량의 염화물로부터 생성된 Cl이온이 포함되어 있는 것을 발견하고, 상기 환경을 모사한 용액이다. The corrosion solution (2) is a solution in which 0.2% HCl solution is added to 50% sulfuric acid. The solution is a solution simulating an environment in which a trace amount of chloride is added to an environment where a high concentration of sulfuric acid is condensed. The corrosion solution (2) is a solution simulating the environment described above by finding that Cl ion generated from a trace amount of chloride is contained in the GGH (Gas Gas Heater) environmental solution of the desulfurization facility.

그리고, 부식시험 조건, 부식감량 측정방식 및 측정대상은 상기 부식용액 (1)에서와 동일하며, 부식감량 측경결과는 하기의 표 2에 나타내었다.The corrosion test conditions, the method of measuring corrosion loss and the measurement object are the same as those of the corrosion solution (1), and the results of the corrosion loss sagging are shown in Table 2 below.

(3) 17% H2SO4 + 0.35% HCl 용액(3) 17% H 2 SO 4 + 0.35% HCl solution

부식용액(3)은 17% 황산 용액에 0.35% 염산 용액을 첨가한 용액으로, 매연탈황설비 GGH(Gas Gas Heater) 부품의 실제 부식환경을 모사한 용액이며, 그린데쓰(Green death) 용액이라고도 한다.Corrosion solution (3) is a solution of 0.35% hydrochloric acid solution in 17% sulfuric acid solution and simulates the actual corrosive environment of GGH (Gas Gas Heater) part of the soot desulfurization facility. It is also called Green death solution .

상기 부식시험 조건은 하기와 같으며, 부식시험 전후의 무게차이를 측정하여 단위시간(hr) 및 단위면적(m2) 당 부식감량을 계산하고, 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다.The corrosion test conditions are as follows. The weight difference before and after the corrosion test was measured to calculate the corrosion loss per unit time (hr) and the unit area (m2), and the results are shown in Table 3 below.

- 부식용액 온도: 80℃- Corrosive solution temperature: 80 ℃

- 부식시간: 6시간- Corrosion time: 6 hours

이때, 부식용액(3)에서의 부식시험은 실시예 1, 실시예 5, 비교예 2, 비교예 5, 비교예 6, 비교예 9 및 비교예 10의 강 시편을 대상으로 수행하였다.At this time, the corrosion test in the corrosion solution (3) was carried out on the steel specimens of Examples 1, 5, 2, 5, 6, 9 and 10.

먼저, 상기 부식용액 (1) 및 (2)에서의 부식감량 결과가 기재된 표 2를 하기에 나타내었다.Table 2, which shows the results of the corrosion loss in the corrosion solutions (1) and (2), is shown below.

SCISCI 열간
가공성
Hot
Processability
조직group 50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액 부식감량(mg/cm2hr)50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution Corrosion loss (mg / cm 2 hr) 50% H2SO4 + 0.2% HCl 용액 부식감량(mg/cm2hr)50% H 2 SO 4 + 0.2% HCl solution Corrosion loss (mg / cm 2 hr)
침지부Dipping portion 기상부Mover 침지부Dipping portion 기상부Mover 실시예1Example 1 58.858.8 AA 0.660.66 1.521.52 5.655.65 1.651.65 실시예2Example 2 5555 AA 0.850.85 1.051.05 6.326.32 1.951.95 실시예3Example 3 6767 AA 0.710.71 2.092.09 5.885.88 2.382.38 실시예4Example 4 6161 AA 0.750.75 2.392.39 4.484.48 2.002.00 실시예5Example 5 44.544.5 AA 0.280.28 4.944.94 15.2315.23 7.877.87 실시예6Example 6 51.651.6 AA 0.710.71 10.4210.42 10.3510.35 9.119.11 비교예1Comparative Example 1 6.246.24 FF 137.16137.16 30.0230.02 139.10139.10 65.0065.00 비교예2Comparative Example 2 6.246.24 FF 127.96127.96 35.2835.28 167.56167.56 73.0273.02 비교예3Comparative Example 3 16.216.2 AA 0.520.52 61.5161.51 95.2095.20 63.3263.32 비교예4Comparative Example 4 34.434.4 AA 0.270.27 28.0028.00 65.2065.20 13.6613.66 비교예5Comparative Example 5 -9.2-9.2 FF 0.710.71 69.4769.47 177.74177.74 93.1393.13 비교예6Comparative Example 6 -14.9-14.9 FF 1.891.89 83.9283.92 175.31175.31 95.3795.37 비교예7Comparative Example 7 96.296.2 ×× AA 1.291.29 18.9518.95 16.4516.45 17.4517.45 비교예8Comparative Example 8 7575 ×× AA 0.520.52 3.533.53 10.0010.00 3.693.69 비교예11Comparative Example 11 7676 ×× AA 1.221.22 1.721.72 6.126.12 2.42.4

상기 표 2를 살펴보면, 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 강 시편의 경우, 열간가공성 및 내황산 부식특성이 우수한 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 7, 8 및 11에 따라 제조된 강 시편의 경우 열간가공성이 열위하여 제조상의 문제를 야기하므로 사용이 적절하지 않다. 그리고, 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 강 시편의 경우, 부식용액(1)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 기상부 부식감량 및 부식용액(2)(50% H2SO4 + 0.2% HCl 용액)에서의 침지부/기상부 부식감량이 상기 실시예들에 비하여 현저히 높게 나타났음을 확인할 수 있다.Table 2 shows that the steel specimens prepared according to Examples 1 to 6 have excellent hot workability and sulfuric acid corrosion resistance. On the other hand, the steel specimens produced according to Comparative Examples 7, 8 and 11 are not suitable for use because they cause manufacturing problems to open the hot workability. In the case of the steel specimens prepared according to Comparative Examples 1 to 6, the amount of gaseous corrosion loss in the corrosion solution 1 (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution) and the corrosion solution 2 (50% H 2 SO 4 + 0.2% HCl solution) was remarkably higher than that of the above examples.

한편, 비교예 3 내지 6에 따라 제조된 강 시편의 경우, 부식용액 (1)에서의 침지부 부식감량이 실시예들과 동등하거나 낮은 수준을 나타내었지만, 실제 탈황설비의 GGH 부식 분위기에서는 침지부 부식과 기상부 부식이 반복하여 발생하게 되므로 기상부에서 부식감량이 낮더라도 침지부에서의 부식감량이 크기 때문에 실제 사용수명은 단축된다.On the other hand, in the case of the steel specimens produced according to Comparative Examples 3 to 6, the corrosion amount of the dipping portion in the corrosion solution (1) was equivalent to or lower than those of the Examples. In the actual GGH corrosion atmosphere of the desulfurization equipment, Since corrosion and gaseous corrosion occur repeatedly, even if the corrosion loss is low in the gaseous phase, the corrosion loss in the dipping area is large, so the actual service life is shortened.

상기 비교예 7에 따라 제조된 강 시편의 경우, 열간가공성이 열위하게 나타나기는 하였지만, 탈황설비 등의 부재에서 사용되는 가장 우수한 내황산 부식특성을 가지고 있는 6% Mo를 함유하고 있는 강재이므로, 상기 비교예 7의 강 시편을 기준으로 내황산 부식특성이 우수한지 여부를 판단하였다. 이에, 부식감량 기준 목표값을 20mg/m2hr 수준으로 잡았으며, 본 발명의 실시예 1 내지 6에 따라 제조된 강 시편은 모두 상기 부식감량 목표값 이하의 낮은 값을 나타내므로 우수한 내황산 부식성을 나타낸다고 할 수 있다.In the case of the steel specimen produced according to Comparative Example 7, although the hot workability was poor, it was a steel material containing 6% Mo having the highest sulfuric acid corrosion resistance characteristic used in a member such as a desulfurization equipment. It was judged whether or not the sulfuric acid corrosion property was excellent based on the steel specimen of Comparative Example 7. [ Therefore, the target value of the corrosion weight loss standard was set at a level of 20 mg / m 2 hr, and all of the steel specimens manufactured according to Examples 1 to 6 of the present invention exhibited a lower value than the target value of the corrosion weight loss, .

한편, 도 3 및 4에는 각각 부식용액(1)(50% H2SO4 + 0.2% FeCl3 용액)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량 및 침지부 부식감량 그래프가 도시되어 있다. 이때, 상기 그래프는 상기 표 2에 기재된 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 8 및 비교예 11의 데이터를 이용하여 작성되었다.On the other hand, FIGS. 3 and 4 show graphs depicting the amount of gaseous corrosion reduction and the amount of dipping corrosion reduction according to the SCI value in the corrosion solution (1) (50% H 2 SO 4 + 0.2% FeCl 3 solution). At this time, the graph was created using the data of Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 8, and Comparative Example 11 described in Table 2 above.

먼저, 부식용액(1)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량 그래프를 나타내는 도 3을 살펴보면, 황산부식지수(SCI)가 증가함에 따라서 부식감량은 점점 감소하고, 황산부식지수(SCI) 값이 40이상의 경우에는 부식감량 값이 부식감량 기준 목표값인 20mg/m2hr 보다 낮은 값을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 이상의 결과로부터 본 발명자들은 부식용액(1)의 기상부에서 우수한 부식저항을 가지기 위하여서는 황산부식지수(SCI) 값이 40 이상의 이상이 되어야 되는 것을 발견하였다.3, which is a graph showing the graph of the amount of gaseous corrosion reduction according to the SCI value in the corrosion solution (1), the corrosion loss decreases gradually as the sulfuric acid corrosion index (SCI) increases and the sulfuric acid corrosion index (SCI) In case of 40 or more, it can be confirmed that the corrosion weight loss value is lower than the target value of 20 mg / m 2 hr which is the corrosion weight loss standard. From the above results, the present inventors have found that the sulfuric acid corrosion index (SCI) value should be 40 or more in order to have excellent corrosion resistance in the gas phase portion of the corrosion solution (1).

그리고, 부식용액(1)에서의 SCI 값에 따른 침지부 부식감량 그래프를 나타내는 도 4를 살펴보면, 비교예 1 및 2의 강 시편 제외한 모든 강 시편에서 부식감량이 기준 값 20mg/m2hr 이하로 나타났다. 상기 결과는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스테인리스강(실시예 1 ~ 6, 비교예 3 ~ 8, 비교예 11)의 경우 산화제의 첨가에 따라 전위는 점점 증가하고, 전위가 -0.2V vs. AgCl 이상이 되면 스테인리스강 표면에 부동태 피막이 생겨 부식속도가 급격하게 감소되어 부식감량이 줄어드는 현상에서부터 기인하는 것이다. 반면, 탄소강 성분의 내황산강(비교예 1 ~ 2)의 경우는 산화제의 첨가에 따라 부식속도는 급격히 증가하게 되어 부식감량이 증가하게 된다.4, which shows a graph of the corrosion amount of the dipping portion according to the SCI value in the corrosion solution (1), the corrosion loss was 20 mg / m 2 hr or less in all the steel specimens except for the steel specimens of Comparative Examples 1 and 2 appear. As shown in Fig. 1, in the case of stainless steel (Examples 1 to 6, Comparative Examples 3 to 8, and Comparative Example 11), dislocations gradually increase with the addition of an oxidizing agent, . AgCl or higher results from the phenomenon that the corrosion rate decreases because the passive film is formed on the stainless steel surface and the corrosion rate is drastically reduced. On the other hand, in the case of the sulfuric acid steel of the carbon steel component (Comparative Examples 1 and 2), the corrosion rate is rapidly increased with the addition of the oxidizing agent, and the corrosion loss is increased.

그리고, 도 5 및 6에는 각각 부식용액(2)(50% H2SO4 + 0.2% HCl 용액)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량 및 침지부 부식감량 그래프가 도시되어 있다. 이때, 상기 그래프는 상기 표 2에 기재된 실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 8 및 비교예 11의 데이터를 이용하여 작성되었다.5 and 6 show graphs depicting the amount of gaseous corrosion reduction and the amount of dipping corrosion reduction according to the SCI value in the corrosion solution 2 (50% H 2 SO 4 + 0.2% HCl solution), respectively. At this time, the graph was created using the data of Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 8, and Comparative Example 11 described in Table 2 above.

먼저, 부식용액(2)에서의 SCI 값에 따른 기상부 부식감량 그래프를 나타내는 도 5를 살펴보면, 황산부식지수(SCI)가 증가함에 따라서 부식감량은 점점 감소하고, 황산부식지수(SCI) 값이 40이상의 경우에는 부식감량 값이 부식감량 기준 목표값인 20mg/m2hr 보다 낮은 값을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 이상의 결과로부터 본 발명자들은 부식용액(2)의 기상부에서 우수한 부식저항을 가지기 위하여서는 황산부식지수(SCI) 값이 40 이상의 이상이 되어야 되는 것을 발견하였다.5 showing graphs depicting the depression of gaseous corrosion according to the SCI value in the corrosion solution (2), the corrosion loss decreases gradually as the sulfuric acid corrosion index (SCI) increases, and the sulfuric acid corrosion index (SCI) In case of 40 or more, it can be confirmed that the corrosion weight loss value is lower than the target value of 20 mg / m 2 hr which is the corrosion weight loss standard. From the above results, the present inventors have found that the sulfuric acid corrosion index (SCI) value should be 40 or more in order to have excellent corrosion resistance in the gas phase portion of the corrosion solution (2).

또한, 부식용액(2)에서의 SCI 값에 따른 침지부 부식감량 그래프를 나타내는 도 6을 살펴보면, 도 4의 침지부 결과와 달리 황산부식지수(SCI)가 증가함에 따라서 부식감량은 점점 감소하는 것을 알 수 있다. 고농도의 황산이 농화된 환경에 염화물이 첨가되면 염화물에 의하여 부식발생이 촉진되지만, 상기 용액에서도 황산부식지수(SCI) 값이 40 이상의 경우에는 부식감량 기준 목표값인 20mg/m2hr 보다 낮은 값을 가지고 있음을 확인할 수 있다.6, which shows a graph of the corrosion amount of the dipping part according to the SCI value in the corrosion solution (2), the corrosion loss is gradually decreased as the sulfuric acid corrosion index (SCI) is increased Able to know. When chloride is added to the high concentration of sulfuric acid concentrated environmental corrosion occurs, but promoted by chlorides, when the value of sulfuric acid corrosion index (SCI) of more than 40 in the solution, the corrosion weight loss reference target value of 20mg / m 2 lower than hr As shown in Fig.

한편, 상기 부식용액 (3)에서의 부식시험 평가데이터가 기재된 표 3을 하기에 나타내었다.Meanwhile, Table 3, in which the corrosion test evaluation data in the corrosion solution (3) is described, is shown below.

SCISCI 열간가공성Hot workability 조직group Green Death 용액 부식감량(g/cm2hr)Green Death Solution Corrosion loss (g / cm 2 hr) 침지부* Dipping part * 기상부** Weather Department ** 실시예1Example 1 58.858.8 AA 1.1621.162 0.5170.517 실시예5Example 5 44.544.5 AA 2.2452.245 0.5230.523 비교예2Comparative Example 2 6.246.24 FF 89.68589.685 8.1168.116 비교예5Comparative Example 5 -9.2-9.2 FF 72.5672.56 12.5612.56 비교예6Comparative Example 6 -14.9-14.9 FF 76.4576.45 15.6515.65 비교예9Comparative Example 9 4040 A+MA + M 32.2532.25 2.562.56 비교예10Comparative Example 10 5252 A+MA + M 35.4535.45 4.234.23

상기 표 3을 살펴보면, 실시예 1 및 5에 따라 제조된 강 시편의 경우, 비교예 2, 5, 6, 9 및 10에 따라 제조된 강 시편에 비하여 침지부 및 기상부 부식감량이 작은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, the steel specimens prepared according to Examples 1 and 5 had a smaller value of dipping and gaseous corrosion loss than the steel specimens prepared according to Comparative Examples 2, 5, 6, 9 and 10 .

또한, 도 7에는 상기 표 3에 기재된 각 실시예 및 비교예의 강 시편에 대한 그린데쓰 용액에서의 기상부 부식감량 및 침지부 부식감량 값이 그래프로 도시되어 있다. 상기 도 7을 살펴보면, 비교예들의 강 시편의 경우 침지부 부식감량이 값이 기상부 부식감량 값보다 큰 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.FIG. 7 is a graph showing the weight loss of the gas phase corrosion and the weight loss of the dipping portion in the Greendess solution for the steel specimens of the Examples and Comparative Examples described in Table 3 above. Referring to FIG. 7, it can be seen that, in the case of the steel specimens of the comparative examples, the corrosion amount of the dipped part is larger than the value of the corrosion amount of the vapor part.

그러나, 실제 탈황설비의 GGH 부식분위기의 경우, 고농도의 황산 용액에 침지되어 부식이 발생하는 침지부 부식과 황산 흄 등에 노출되어 부식이 발생하는 기상부 부식이 반복하여 발생하게 된다. 따라서, 상기 비교예들에 따라 제조된 강 시편들의 경우 기상부에서 부식감량이 낮은 우수한 특성을 가지고 있어도 고농도의 황산에 침적되는 침지부에서의 부식감량이 크기 때문에 실재 사용수명은 단축된다. 반면, 실시예 1 및 5의 조성을 갖는 오스테나이트 스테인리스강의 경우 침지부 및 기상부 모드 환경에서 우수한 부식감량을 특성을 가지고 있기 때문에 탈황설비의 GGH 부식분위기에서 적절하게 사용할 수 있다.However, in the case of GGH corrosion atmosphere of actual desulfurization facilities, it is repeatedly occurred in the subterranean corrosion where the corrosion is occurred by the immersion in the high concentration sulfuric acid solution and the subterranean corrosion where the corrosion is caused by the exposure to the sulfuric acid fume. Therefore, even though the steel specimens prepared according to the above comparative examples have excellent properties with low corrosion loss in the gas phase, the corrosion resistance is reduced in the dipping portion immersed in a high concentration of sulfuric acid, so that the service life is shortened. On the other hand, the austenitic stainless steels having the compositions of Examples 1 and 5 have excellent corrosion loss characteristics in the dipping portion and the vapor phase mode environment, so they can be suitably used in the GGH corrosion atmosphere of the desulfurization facility.

평가예Evaluation example 4: 피막조성 분석 평가 4: Evaluation of coating composition analysis

도 8 및 10에는 Cu 함량이 4.1%인 실시예 3의 강 시편 및 Cu 함량이 1.6%인 비교예 8의 강 시편에 대한 H2SO4 용액에 침지 후의 깊이에 따른 피막조성 분석 결과가 도시되어 있다. 구체적으로, 상기 피막조성 분석은 상온의 50% H2SO4 용액에 각각의 강 시편을 약 5분간 침지한 후, 건조하여 XPS 분석법을 이용하여 실시하였다.Figs. 8 and 10 show the results of analysis of the film composition according to the depth after immersion in the H 2 SO 4 solution of the steel specimen of Example 3 and the steel specimen of Comparative Example 8 where the Cu content is 1.6%, which has a Cu content of 4.1% have. Specifically, the coating composition was analyzed by XPS analysis after immersing each steel specimen in a 50% H 2 SO 4 solution at room temperature for about 5 minutes, followed by drying.

도 8을 살펴보면, 상기 실시예 3의 조성을 갖는 강 시편의 경우, H2SO4 용액에 침지 후 표면에서 깊이 방향으로 약 6nm 이내에 Cu 및 Ni이 모재 대비 약 3 ~ 10배 농화된 것을 발견하였다. 본 발명자들은 TEM 관찰을 통하여 상기 실시예 3의 강 시편 피막 특성을 관찰한 결과, Cu가 강 시편의 표면에 연속적으로 분포하고 있는 것을 발견하였다. 도 9에는 연속적인 피막형성 메커니즘을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 8, in the case of the steel specimen having the composition of Example 3, it was found that Cu and Ni were concentrated to about 3 to 10 times as much as the base material within about 6 nm in the depth direction from the surface after dipping in the H 2 SO 4 solution. The present inventors observed the characteristics of the steel specimen film of Example 3 through TEM observation and found that Cu is continuously distributed on the surface of the steel specimen. 9 is a schematic diagram showing a continuous film forming mechanism.

도 10을 살펴보면, 상기 비교예 8의 조성을 갖는 강 시편의 경우, H2SO4 용액에 침지 후 표면에서 깊이 방향으로 약 2nm 이내에 Cu 및 Ni이 모재 대비 다소 농화 현상이 나타나고 있음을 알 수 있다. 본 발명자 들은 TEM 관찰들을 통하여 상기 비교예 8의 강 시편 피막 특성을 관찰한 결과, 표면에 Cu, 부식산화물, 모재가 불연속적으로 분포하고 있는 것을 발견하였다. 도 11에는 불연속적인 피박형성 메커니즘을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 10, it can be seen that in the case of the steel specimen having the composition of Comparative Example 8, the Cu and Ni are somewhat thickened compared to the base material within about 2 nm from the surface in the depth direction after immersing in the H 2 SO 4 solution. As a result of observing the characteristics of the steel specimen film of Comparative Example 8 through TEM observations, the present inventors found that Cu, corrosion oxide, and base material are discontinuously distributed on the surface. Fig. 11 shows a schematic diagram showing a discontinuous infiltration forming mechanism.

이상의 결과로 보아, Cu함량이 2%이상의 경우에는 H2SO4용액에서 Cu가 우선적으로 용해하여 강 시편의 표면에 연속적인 Cu 석출물을 형성하여 H2SO4 용액에서의 내식성이 증가한다. 반면, Cu 함유량이 2% 이하의 경우 Cu 석출물은 강 시편의 표면에 불연속적으로 석출되고, Cu가 석출되지 않는 곳에서 부식이 발생하여 부식 산화물이 관찰되고, 결과적으로 H2SO4 용액에서 내식성이 저하된다.If the above results seen in, the Cu content is more than 2% is to increase the corrosion resistance of the Cu in the preferentially dissolved, to form a continuous Cu precipitates on the surface of steel specimens H 2 SO 4 solution in H 2 SO 4 solution. On the other hand, if less than the Cu content is 2% Cu precipitates are deposited discretely on the surface of steel specimens, corrosion oxide was observed by a corrosion occurs where Cu does not precipitate and, as a result, the corrosion resistance in H 2 SO 4 solution .

이상, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (7)

중량%로, 탄소(C): 0.05% 이하(0%는 제외), 질소(N): 0.05% 이하(0%는 제외), Si: 1.0 ~ 2.0%, 망간(Mn): 1.0% 이하(0%는 제외), 크롬(Cr): 15 ~ 18%, 니켈(Ni): 6.5 ~ 9.0%, 구리(Cu): 2.0 ~ 5.0%, 몰리브덴(Mo): 0.5 ~ 2.0%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
하기의 식 (1)으로 정의되는 황산부식지수(SCI)가 40 이상인 오스테나이트계 스테인리스강:
SCI = -[Cr] + 4[Ni] + 5[Mo] + 12[Cu] --- (1)
단, 상기 식 1에서 [Cr], [Ni], [Mo] 및 [Cu]는 각각 Cr, Ni, Mo 및 Cu의 중량%를 의미한다.
(C): not more than 0.05% (excluding 0%), nitrogen (N): not more than 0.05% (excluding 0%), Si: 1.0 to 2.0%, manganese (Mn): not more than 1.0% (Except for 0%), 15 to 18% of Cr, 6.5 to 9.0% of Ni, 2.0 to 5.0% of Cu, 0.5 to 2.0% of molybdenum, ) And unavoidable impurities,
An austenitic stainless steel having a sulfuric acid corrosion index (SCI) of 40 or more as defined by the following formula (1):
SCI = - [Cr] + 4 [Ni] + 5 [Mo] + 12 [Cu]
In the above formula (1), [Cr], [Ni], [Mo] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Ni, Mo and Cu, respectively.
제1항에 있어서,
상기 황산부식지수(SCI)가 42 ~ 70인 오스테나이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
And austenitic stainless steel having a sulfuric acid corrosion index (SCI) of 42 to 70.
제1항에 있어서,
상기 스테인리스강은 인(P): 0.05% 이하(0%는 제외), 황(S): 0.03% 이하(0%는 제외), 니오븀(Nb): 1.0% 이하(0%는 제외), 티타늄(Ti): 0.5% 이하(0%는 제외) 및 텅스텐(W): 1.0% 이하(0%는 제외)로 이루어진 군에서 일종 이상을 더 포함하는 오스테나이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The above stainless steel contains not more than 0.05% phosphorus (excluding 0%), sulfur (S): not more than 0.03% (excluding 0%), niobium (Nb): not more than 1.0% (Ti): not more than 0.5% (excluding 0%), and tungsten (W): not more than 1.0% (excluding 0%).
제1항에 있어서,
50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염화제2철(FeCl3) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 기상부 및 침지부 부식감량이 20mg/m2hr 이하인 오스테나이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
The 0.2% concentration in the sulfuric acid solution of 50% concentration of chloride iron (FeCl 3) a portion boiling solution of the austenitic stainless steel of the gas phase was added to the solution and a needle portion corrosion decrease the austenitic 20mg / m 2 or less hr Stainless steel.
제1항에 있어서,
50% 농도의 황산 용액에 0.2% 농도의 염산(HCl) 용액을 첨가한 비등용액에서의 상기 오스테나이트계 스테인리스강의 부식감량이 20mg/m2hr 이하인 오스테나이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
An austenitic stainless steel having a corrosion loss of 20 mg / m 2 hr or less in a boiling solution to which a 0.2% hydrochloric acid (HCl) solution is added to a 50% sulfuric acid solution.
제1항에 있어서,
상기 스테인리스강을 50% 농도의 황산용액에 침지시 상기 스테인리스강 표면에 연속적인 Cu 농화층이 형성되는 오스테나이트계 스테인리스강.
The method according to claim 1,
Austenitic stainless steel in which a continuous Cu thick layer is formed on the surface of the stainless steel when the stainless steel is dipped in a sulfuric acid solution having a concentration of 50%.
제6항에 있어서,
상기 Cu 농화층 영역에서의 Cu 함량비는 비농화층 영역에서의 Cu 함량비의 3 ~ 10배이고, 상기 Cu의 함량비는 하기의 식 2로 정의되는 오스테나이트계 스테인리스강:
Cu 함량비(%) = [Cu] / ( [Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu] ) * 100 --- (2)
단, 상기 식 (2)에서 [Cr], [Fe], [Ni] 및 [Cu]는 각각 Cr, Fe, Ni 및 Cu의 중량%를 의미한다.
The method according to claim 6,
Wherein the Cu content ratio in the Cu thickened layer region is 3 to 10 times the Cu content ratio in the non-thickened layer region, and the content ratio of Cu is an austenitic stainless steel defined by the following formula 2:
Cu content ratio = [Cu] / ([Cr] + [Fe] + [Ni] + [Cu]
In the formula (2), [Cr], [Fe], [Ni] and [Cu] mean the weight percentages of Cr, Fe, Ni and Cu, respectively.
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