WO2013140487A1 - 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 - Google Patents

耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2013140487A1
WO2013140487A1 PCT/JP2012/056962 JP2012056962W WO2013140487A1 WO 2013140487 A1 WO2013140487 A1 WO 2013140487A1 JP 2012056962 W JP2012056962 W JP 2012056962W WO 2013140487 A1 WO2013140487 A1 WO 2013140487A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steel
corrosion resistance
acid dew
exhaust gas
sulfuric acid
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/056962
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸男 片桐
森川 茂
藤原 進
Original Assignee
日新製鋼株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日新製鋼株式会社 filed Critical 日新製鋼株式会社
Priority to US14/382,923 priority Critical patent/US20150299829A1/en
Priority to CN201280071581.7A priority patent/CN104204264B/zh
Priority to KR1020147026731A priority patent/KR101964581B1/ko
Priority to PCT/JP2012/056962 priority patent/WO2013140487A1/ja
Publication of WO2013140487A1 publication Critical patent/WO2013140487A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys

Definitions

  • sulfuric acid condensation occurs on the surface of a member in contact with a gas containing sulfur oxide or hydrogen chloride at a temperature lower than the dew point of the gas.
  • the member is a metal
  • corrosion may progress due to condensed water containing sulfuric acid, which may be a problem.
  • Such corrosion caused by acid in condensed water is referred to as “sulfuric acid dew point corrosion” in the present specification.
  • the present invention relates to steel imparted with resistance to sulfuric acid dew point corrosion, and an exhaust gas flow path component using the same.
  • Combustion exhaust gas from thermal power plants is mainly composed of moisture, sulfur oxides (sulfur dioxide, sulfur trioxide), hydrogen chloride, nitrogen oxides, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and the like.
  • sulfur oxides sulfur dioxide, sulfur trioxide
  • hydrogen chloride nitrogen oxides
  • carbon dioxide carbon dioxide
  • nitrogen, oxygen and the like.
  • Sulfur-resistant dew point is used for metal members that constitute such exhaust gas flow paths (for example, members that form duct walls of chimneys and chimneys, dust collector members, heat exchange members that use the heat of exhaust gas). It is necessary to apply materials that are highly corrosive.
  • Sb-added steel is known as steel with improved resistance to sulfuric acid dew point corrosion (Patent Documents 1 and 2).
  • Sb is an expensive element that causes an increase in the cost of steel, and there is anxiety in terms of raw material procurement when a large amount of Sb is consumed as a steel material.
  • the hot workability of steel is reduced by the addition of Sb.
  • the toxicity level of Sb to the human body is not necessarily clarified, and considering the elution of metal elements due to corrosion, it is desirable for safety to avoid the use of Sb as much as possible.
  • stainless steel generally has good acid resistance, but depending on the acid concentration and temperature, corrosion may proceed more easily than Sb-added steel. That is, stainless steel is expensive and cannot be said to be a perfect material against sulfuric acid dew point corrosion.
  • the present invention improves the sulfuric acid dew point corrosion resistance without relying on the addition of Sb in steels based on ordinary steel, and more preferably, the corrosion resistance against hydrochloric acid contained in condensed water (hydrochloric acid dew point).
  • the objective is to improve the corrosivity.
  • a member using a steel plate made of the above steel, the exhaust gas flow path constituting a portion where condensation occurs on the surface when exposed to the exhaust gas in the flow path of the combustion exhaust gas of a coal-fired thermal power plant A component is provided.
  • the exhaust gas flow path component is a member constituting a structure of the exhaust gas flow path (for example, a duct or a chimney) and a member disposed in the exhaust gas flow path (for example, a dust collector or a heat exchanger member) ).
  • the members of the heat exchanger include “cooling fins” attached to a pipe through which a fluid that receives heat flows.
  • the present invention it is possible to provide steel having improved sulfuric acid dew point corrosion resistance or further improved hydrochloric acid dew point corrosion resistance without adding Sb.
  • This steel is composed only of steel component elements that are generally used, and does not contain special elements, so the raw material cost is low. Moreover, the hot workability fall by special element addition is also avoided. Furthermore, Sb, which is feared of toxicity to the human body, is not used, which is advantageous in terms of safety. Therefore, the present invention is particularly useful for the construction of a combustion exhaust gas passage in a coal fired thermal power plant.
  • the graph which illustrated the influence of P content on the corrosion rate in a sulfuric acid aqueous solution The graph which illustrated the influence of S content on the corrosion rate in a sulfuric acid aqueous solution.
  • the sulfuric acid dew point corrosion resistance can be improved by strictly adjusting the contents of P and S which are impurity elements in the Cu-added steel. Further, when a small amount of Mo is contained, the resistance to hydrochloric acid dew point corrosion can be further improved. Although the mechanism for improving such sulfuric acid dew point corrosion resistance and hydrochloric acid dew point corrosion resistance has not been fully elucidated, the following knowledge has been obtained at present.
  • Cu is effective in forming a hardly soluble CuS film, and this film particularly increases the resistance to sulfuric acid.
  • the reduction of P cleans ferrite and prior austenite grain boundaries corrosion of the grain boundaries is suppressed.
  • the amount of sulfide inclusions in the steel is reduced due to the reduction of S, the interface between inclusions that are easily corroded and the ground iron is reduced, and the corrosion rate is reduced.
  • the S content is too small, a CuS film is hardly formed, and the corrosion weight loss increases conversely.
  • the Mo content increases, the sulfuric acid resistance decreases. However, sulfuric acid dew point corrosion resistance is most improved in a region where a small amount of Mo is added.
  • the corrosion potential shifts to noble due to the inclusion of Mo and the hydrochloric acid resistance is improved.
  • There is a content range of Mo that can improve hydrochloric acid resistance in addition to sulfuric acid resistance.
  • FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3 illustrate the effects of P content, S content, and Mo content on the corrosion rate in a sulfuric acid aqueous solution, respectively.
  • a sulfuric acid concentration of 40 mass%, a temperature of 60 ° C., and an immersion time of 6 hours are adopted as very severe conditions assuming a combustion gas of heavy oil (coal).
  • the steel used in FIG. 1 is S: 0.008-0.010 mass%
  • the steel in FIG. 2 is P: 0.010-0.012 mass%
  • the steel in FIG. 3 is P: 0.010- 0.012% by mass
  • all the contents of the remaining elements other than P, S, and Mo are within the scope of the present invention.
  • the corrosion rate of the conventional acid dew-point corrosion steel containing Sb, Cu, and Mo is generally in the range of 10 to 20 mg / cm 2 / h.
  • the P content is not more than 0.020 mass%
  • the S content is 0.005 to 0.015 mass%
  • the Mo content is 0 to 0.030 mass%.
  • excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance comparable to that of conventional Sb-added steel can be obtained.
  • FIG. 4 illustrates the influence of Mo content on the corrosion rate in aqueous hydrochloric acid.
  • the test conditions were a hydrochloric acid concentration of 1% by mass, a temperature of 80 ° C., and an immersion time of 6 hours.
  • the hydrochloric acid resistance is drastically improved by adding a small amount of Mo, and the hydrochloric acid resistance becomes as good as that of the conventional Sb-added steel when the Mo content is 0.050% by mass or more. Therefore, in applications in which the simultaneous improvement of sulfuric acid dew point corrosion resistance and hydrochloric acid dew point corrosion resistance is important, the Mo content may be set in the range of 0.005 to 0.030 in combination with the results shown in FIG.
  • Si has the effect of improving the sulfuric acid corrosion resistance, a content of 0.20% or more is ensured.
  • excessive addition of Si reduces the descaleability during hot rolling, leading to an increase in scale defects. Furthermore, it becomes a factor which reduces weldability. As a result of various studies, the Si content is limited to 0.80% or less.
  • Mn is effective in adjusting the strength of the steel and has the effect of preventing hot brittleness due to S, so a content of 0.05% or more is ensured. It is more effective to set it to 0.30% or more, and it may be controlled to 0.50% or more. However, a large amount of Mn may cause a decrease in corrosion resistance.
  • the Mn content is allowed up to 1.50%, and may be controlled in the range of 1.20% or less, or 1.00% or less.
  • P deteriorates corrosion resistance, hot workability, and weldability, it is limited to 0.020% or less, and more preferably 0.018% or less. In order to further improve the sulfuric acid corrosion resistance, it is effective to reduce the P content. However, excessive reduction increases the steelmaking load and increases the cost, so the content should be 0.002% or more. That's fine.
  • Cu is effective for improving the sulfuric acid corrosion resistance, and it is necessary to ensure a content of 0.10% or more. However, excessive Cu content causes a decrease in hot workability, so it is limited to 0.50% or less.
  • Ni has an effect of suppressing a decrease in hot workability due to the addition of Cu, so a content of 0.05% or more is ensured. It is more effective to set it to 0.10% or more. However, since Ni causes deterioration of sulfuric acid corrosion resistance, it is limited to 0.30% or less.
  • Al is an element necessary for deoxidation during steelmaking, and its content is 0.005% or more. It is more effective to make it 0.010% or more. However, Al is a factor that decreases the hot workability, so it is limited to 0.100% or less.
  • Mo is an extremely effective element for improving hydrochloric acid resistance as described above, Mo may be added when importance is attached to hydrochloric acid dew point corrosion resistance. In order to sufficiently exhibit the hydrochloric acid resistance improving effect, it is effective to ensure the Mo content of 0.005% or more (FIG. 4). However, when the Mo content is increased, the sulfuric acid dew point corrosion resistance is lowered, so when adding Mo, the content is set within a range of 0.030% or less. On the other hand, in order to stably realize particularly excellent sulfuric acid dew point corrosion resistance, it is preferable to control the Mo content in the range of 0 to less than 0.010% by mass.
  • the steel shown in Table 1 was melted, and a hot-rolled steel plate (test material) having a thickness of 2.0 mm was prepared by a conventional method. Using the test piece cut out from each test material, a sulfuric acid immersion test and a hydrochloric acid immersion test were performed under the same conditions (described above) as those obtained when the plots of FIGS. 1, 2, 3, and 4 were obtained. In the sulfuric acid dew point corrosion resistance evaluation, the corrosion rate in the sulfuric acid immersion test was determined to be ⁇ (good) when the corrosion rate was 20 mg / cm 2 / h or less, and x (defect) when it was not.
  • hydrochloric acid dew point corrosion resistance evaluation is ⁇ (excellent) when the corrosion rate in the hydrochloric acid immersion test is 4 mg / cm 2 / h or less, ⁇ (good) when 4 to 20 mg / cm 2 / h. Those other than that were judged as x (defect).
  • JIS13B test piece was produced from the cast slab of each steel shown in Table 1, and a high temperature tensile test was performed at three levels of 850 ° C., 900 ° C., and 950 ° C. according to JIS G0567.
  • an infrared heating furnace was used to heat the entire parallel portion of the test piece in the atmosphere, and after reaching a predetermined temperature and holding for 10 minutes, a tensile load was applied so that the tensile speed was 5 mm / min. Was broken.
  • the temperature of the test piece was measured by a thermocouple connected to approximately the center of the parallel part, and was controlled within a predetermined temperature range of ⁇ 10 ° C.
  • the steel having the composition defined in the present invention has good sulfuric acid dew point corrosion resistance, and Nos. 21, 22, and 23 containing appropriate amounts of Mo are hydrochloric acid dew point corrosion resistant. The properties were also good, and none of these had any problems in hot workability.
  • No. 29 containing Sb, Cu, and Mo (corresponding to conventional acid dew point corrosion resistant steel) has good sulfuric acid dew point corrosion resistance but poor hot workability. Note that No. 27 was inferior in hot workability due to the small amount of Ni added.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Chimneys And Flues (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

 本発明は、普通鋼をベースとした鋼であって、Sb添加に頼ることなく耐硫酸露点腐食性を改善し、望ましくはさらに耐塩酸露点腐食性をも改善した鋼を提供するものである。 本発明の耐酸露点腐食鋼は、質量%で、C:0.005~0.200%、Si:0.20~0.80%、Mn:0.05~1.50%、P:0.002~0.020%、S:0.005~0.015%、Cu:0.10~0.50%、Ni:0.05~0.30%、Al:0.005~0.100%、Mo:0~0.010%未満、残部Feおよび不純物からなる。 特に、耐塩酸露点腐食性を重視する場合は、上記鋼において、Mo含有量を0.005~0.030質量%とする。

Description

耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
 硫黄酸化物や塩化水素を含むガスと接触する部材の表面では、ガスの露点より低温状態においていわゆる「硫酸凝結」が生じる。その部材が金属である場合には硫酸を含む凝結水によって腐食が進行し問題となることがある。このような凝結水中の酸による腐食を本明細書では「硫酸露点腐食」と呼んでいる。本発明は硫酸露点腐食に対する抵抗力を付与した鋼、およびそれを用いた排ガス流路構成部材に関する。
 火力発電所の燃焼排ガスは主に、水分、硫黄酸化物(二酸化硫黄、三酸化硫黄)、塩化水素、窒素酸化物、二酸化炭素、窒素、酸素などで構成されている。特に排ガス中に三酸化硫黄が1ppmでも含まれていると排ガスの露点は100℃以上に達することが多く、硫酸凝結が生じやすい。このような排ガスの流路を構成する金属部材(例えば煙道のダクト壁や煙突を構成する部材、集塵器部材、排ガスの熱を利用するための熱交換部材など)には、耐硫酸露点腐食性に優れた材料を適用する必要がある。
特公昭43-14585号公報 特開2003-213367号公報
 耐硫酸露点腐食性を改善した鋼としてSb添加鋼が知られている(特許文献1、2)。しかしながら、Sbは高価な元素であり鋼材のコスト増を招く要因となるとともに、鋼材原料としてSbを多量に消費する場合には原料調達面において不安がある。また、Sb添加により鋼の熱間加工性が低下する。さらに、人体に対するSbの毒性レベルについては必ずしも明確にはされておらず、腐食による金属元素の溶出を考慮するとSbの使用はできるだけ避けることが安全上望ましい。
 一方、ステンレス鋼は一般に耐酸性も良好であるが、酸の濃度や温度によってはSb添加鋼よりも腐食が進行しやすい場合もある。すなわち、ステンレス鋼は高価であるとともに硫酸露点腐食に対して万全な材料であるとは言えない。
 本発明はこのような現状に鑑み、普通鋼をベースとした鋼において、Sb添加に頼ることなく耐硫酸露点腐食性を改善すること、望ましくはさらに凝結水中に含まれる塩酸に対する耐食性(耐塩酸露点腐食性)をも改善することを目的とする。
 発明者らは詳細な研究の結果、Cuを添加した鋼において、不純物元素のPとSの含有量を特定の狭い範囲に厳密にコントロールしたとき耐硫酸露点腐食性が改善できることを見出した。また、微量のMoを含有させた場合に耐硫酸露点腐食性を損なうことなく凝結水中に含まれる塩酸に対する耐食性(耐塩酸露点腐食性)をも改善できることがわかった。すなわち、Sbのような特殊元素を含有しない、一般的な鋼成分元素からなる鋼において、上記目的を達成しうる成分組成範囲の「解」が存在することが明らかとなった。本発明はこのような新規な知見に基づいて完成したものである。
 上記目的を達成するために本発明では、質量%で、C:0.005~0.200%、Si:0.20~0.80%、Mn:0.05~1.50%、P:0.002~0.020%、S:0.005~0.015%、Cu:0.10~0.50%、Ni:0.05~0.30%、Al:0.005~0.100%、Mo:0~0.010%未満、残部Feおよび不純物からなる耐酸露点腐食鋼を提供する。特に耐塩酸露点腐食性を重視する場合は、上記鋼においてMo含有量を0.005~0.030質量%とすることが望ましい。
 また本発明では、上記の鋼からなる鋼板を用いた部材であって、石炭焚火力発電所の燃焼排ガスの流路において、前記排ガスに曝されて表面に凝結が生じる部位を構成する排ガス流路構成部材を提供する。
 ここで、排ガス流路構成部材とは、排ガス流路の構造物(例えばダクトや煙突等)を構成する部材、および排ガス流路内に配置される部材(例えば集塵器や熱交換器の部材)をいう。熱交換器の部材としては例えば熱を受け取る流体が流れる管に取り付けられた「冷却フィン」が挙げられる。
 本発明によれば、Sbを添加することなく耐硫酸露点腐食性あるいはさらに耐塩酸露点腐食性を改善した鋼が提供可能となった。この鋼は一般的に使用されている鋼成分元素のみからなり特殊元素を含まないので原料コストが安い。また、特殊元素添加による熱間加工性低下も回避される。さらに、人体に対する毒性が懸念されるSbを使用しないので安全面においても有利である。したがって本発明は、特に石炭焚火力発電所における燃焼排ガス流路の構築に有用である。
硫酸水溶液中での腐食速度に及ぼすP含有量の影響を例示したグラフ。 硫酸水溶液中での腐食速度に及ぼすS含有量の影響を例示したグラフ。 硫酸水溶液中での腐食速度に及ぼすMo含有量の影響を例示したグラフ。 塩酸水溶液中での腐食速度に及ぼすMo含有量の影響を例示したグラフ。
 発明者らの詳細な検討によれば、Cu添加鋼において不純物元素であるPとSの含有量を厳密に調整することによって耐硫酸露点腐食性を向上させることができる。また微量のMoを含有させるとさらに耐塩酸露点腐食性をも向上させることができる。このような耐硫酸露点腐食性や耐塩酸露点腐食性の向上メカニズムについては必ずしも十分に解明されていないが、現時点において以下のような知見が得られている。
(1)Cuは難溶性のCuS皮膜の形成に有効であり、この皮膜が特に硫酸に対する抵抗力を高める。
(2)Pの低減はフェライトおよび旧オーステナイト結晶粒界を清浄化するため、結晶粒界の腐食を抑制する。
(3)Sの低減により鋼中の硫化物系介在物量が低減するため、腐食されやすい介在物と地鉄との境界面が減少し腐食速度が低減する。ただし、S含有量が過小であるとCuS皮膜が形成されにくくなり腐食減量は逆に増大する。
(4)Moの含有量が増大すると耐硫酸性が低下する。ただし、微量のMoを添加した領域において耐硫酸露点腐食性が最も改善される。
(5)一方、Moの含有により腐食電位が貴に移行して耐塩酸性が向上する。耐硫酸性に加えて耐塩酸性をも改善可能なMoの含有量範囲が存在する。
〔耐硫酸露点腐食性〕
 図1、図2、図3に、それぞれ硫酸水溶液中での腐食速度に及ぼすP含有量、S含有量およびMo含有量の影響を例示する。この浸漬試験は重油(石炭)の燃焼ガスを想定した非常に厳しい条件として、硫酸濃度40質量%、温度60℃、浸漬時間6hの条件を採用したものである。使用した鋼は、図1のものはS:0.008~0.010質量%、図2のものはP:0.010~0.012質量%、図3のものはP:0.010~0.012質量%、S:0.008~0.010質量%であり、いずれもP、S、Mo以外の残部元素の含有量は全て本発明規定範囲内にある。
 上記の硫酸浸漬試験条件において、Sb、Cu、Moを含有する従来の耐酸露点腐食鋼の腐食速度は概ね10~20mg/cm2/hの範囲にある。図1、図2、図3からわかるように、P含有量が0.020質量%以下、S含有量が0.005~0.015質量%、Mo含有量が0~0.030質量%の組成範囲において、従来のSb添加鋼並みの優れた耐硫酸露点腐食性が得られる。
〔耐塩酸露点腐食性〕
 図4に塩酸水溶液中での腐食速度に及ぼすMo含有量の影響を例示する。試験条件は、塩酸濃度1質量%、温度80℃とし、浸漬時間は6hである。図4からわかるように、Moの微量添加により耐塩酸性が急激に改善され、Mo含有量0.050質量%以上において耐塩酸性は従来のSb添加鋼並みに良好となる。したがって、耐硫酸露点腐食性と耐塩酸露点腐食性の同時改善を重視する用途では図3の結果と併せてMo含有量を0.005~0.030の範囲とすればよい。
〔成分元素〕
 本発明鋼の成分元素について説明する。成分元素に関する「%」は質量%を意味する。
 Cは、耐硫酸露点腐食性への影響が小さく、一般の構造用材料としての強度を確保するために0.005~0.200%とする。
 Siは、耐硫酸腐食性を向上させる作用を有するので0.20%以上の含有量を確保する。ただし、過度のSi添加は熱延時のデスケール性を低下させ、スケール疵の増大を招く。さらに溶接性を低下させる要因ともなる。種々検討の結果、Si含有量は0.80%以下に制限される。
 Mnは、鋼の強度調整に有効であり、またSによる熱間脆性を防止する作用を有するので0.05%以上の含有量を確保する。0.30%以上とすることがより効果的であり、0.50%以上に管理してもよい。ただし多量のMn含有は耐食性低下の要因となることがある。Mn含有量は1.50%まで許容され、1.20%以下、あるいは1.00%以下の範囲に管理してもよい。
 Pは、耐食性や熱間加工性、溶接性を劣化させるので0.020%以下に制限され、0.018%以下とすることがより好ましい。耐硫酸腐食性をより一層向上させるためにはP含有量の低減が有効となるが、過度の低減は製鋼負荷を増大させコストを押し上げる要因となるので、0.002%以上の含有量とすればよい。
 Sは、耐食性や熱間加工性を劣化させるので0.015%以下に制限される。ただし、耐硫酸露点腐食性に関しては、S含有量を低減していくと腐食速度が逆に増大に転じるようになることがわかった(図2)。これは、Crを含有しない本発明対象鋼の場合、耐硫酸性向上に対するCuS皮膜の寄与が大きいものと考えられ、S含有量が少なくなると、このCuS皮膜の形成が不十分になるためではないかと推察される。種々検討の結果、S含有量は0.005%以上とすることが極めて効果的である。
 Cuは、耐硫酸腐食性を向上させるために有効であり、0.10%以上の含有量を確保する必要がある。しかし、過度のCu含有は熱間加工性を低下させる要因となるので、0.50%以下に制限される。
 Niは、Cu添加による熱間加工性の低下を抑制する作用があるので、0.05%以上の含有量を確保する。0.10%以上とすることがより効果的である。ただし、Niは耐硫酸腐食性を劣化させる要因となるので0.30%以下に制限される。
 Alは、製鋼時の脱酸のために必要な元素であり、0.005%以上の含有量とする。0.010%以上とすることがより効果的である。しかし、Alは熱間加工性を低下させる要因となるので0.100%以下に制限される。
 Moは、前述のように耐塩酸性を向上させるために極めて有効な元素であるため、必要に応じて耐塩酸露点腐食性を重視する場合に添加すればよい。耐塩酸性向上作用を十分に発揮させるためには0.005%以上のMo含有を確保することが効果的である(図4)。ただし、Mo含有量が増加すると耐硫酸露点腐食性の低下を招くので、Moを添加する場合は0.030%以下の範囲で行う。一方、特に優れた耐硫酸露点腐食性を安定して実現するためにはMo含有量を0~0.010質量%未満の範囲にコントロールすることが好ましい。
 表1に示す鋼を溶製し、常法により板厚2.0mmの熱間圧延鋼板(供試材)を作製した。各供試材から切り出した試験片を用いて、図1、図2、図3、図4のプロットを得た場合と同様の条件(前述)での硫酸浸漬試験および塩酸浸漬試験を行った。耐硫酸露点腐食性評価は、硫酸浸漬試験での腐食速度が20mg/cm2/h以下のものを○(良好)、それ以外のものを×(不良)と判定した。また、耐塩酸露点腐食性評価は、塩酸浸漬試験での腐食速度が4mg/cm2/h以下のものを◎(優秀)、4超え~20mg/cm2/hのものを○(良好)、それ以外のものを×(不良)と判定した。
 また、表1に示した各鋼の鋳造スラブからJIS13B号試験片を作製し、JIS G0567に従い850℃、900℃、950℃の3水準の温度で高温引張試験を行った。試験は、赤外線加熱炉を用い、大気中で試験片の平行部全体を加熱し、所定温度に達して10分間保持したあと、引張速度5mm/minとなるように引張荷重を付与して試験片を破断させた。試験片の温度は、平行部ほぼ中央に接続した熱電対により測定し、所定温度±10℃の範囲に制御した。
 上記3水準すべての温度において破断面が延性であったものを○(熱間加工性;良好)、いずれかの温度で脆性破面が認められたものを△(熱間加工性;やや不良)と判定した。
 これらの結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1、表2からわかるように、本発明で規定する組成を有する鋼は、耐硫酸露点腐食性が良好であり、さらに適量のMoを含有したNo.21,22,23は耐塩酸露点腐食性も良好であり、これらはいずれも熱間加工性にも問題はなかった。
 一方、Sb、Cu、Moを含有するNo.29(従来の耐酸露点腐食鋼に相当するもの)は、耐硫酸露点腐食性は良好であるが熱間加工性に劣った。なお、No.27はNiの添加量が少ないため熱間加工性に劣った。

Claims (3)

  1.  質量%で、C:0.005~0.200%、Si:0.20~0.80%、Mn:0.05~1.50%、P:0.002~0.020%、S:0.005~0.015%、Cu:0.10~0.50%、Ni:0.05~0.30%、Al:0.005~0.100%、Mo:0~0.010%未満、残部Feおよび不純物からなる耐酸露点腐食鋼。
  2.  Mo含有量が0.005~0.030%である請求項1に記載の耐酸露点腐食鋼。
  3.  請求項1または2に記載の鋼からなる鋼板を用いた部材であって、石炭焚火力発電所の燃焼排ガスの流路において、前記排ガスに曝されて表面に凝結が生じる部位を構成する排ガス流路構成部材。
PCT/JP2012/056962 2012-03-19 2012-03-19 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材 WO2013140487A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/382,923 US20150299829A1 (en) 2012-03-19 2012-03-19 Acid dew point corrosion-resistant steel and exhaust gas flow path constituent member
CN201280071581.7A CN104204264B (zh) 2012-03-19 2012-03-19 耐酸露点腐蚀钢及废气流路构成部件
KR1020147026731A KR101964581B1 (ko) 2012-03-19 2012-03-19 내산노점부식 강 및 배기 가스 유로 구성 부재
PCT/JP2012/056962 WO2013140487A1 (ja) 2012-03-19 2012-03-19 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/056962 WO2013140487A1 (ja) 2012-03-19 2012-03-19 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013140487A1 true WO2013140487A1 (ja) 2013-09-26

Family

ID=49221983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/056962 WO2013140487A1 (ja) 2012-03-19 2012-03-19 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150299829A1 (ja)
KR (1) KR101964581B1 (ja)
CN (1) CN104204264B (ja)
WO (1) WO2013140487A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7135420B2 (ja) * 2018-05-11 2022-09-13 日本製鉄株式会社 鋼材

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164335A (ja) * 1999-12-06 2001-06-19 Nippon Steel Corp 高加工性・良溶接性耐硫酸露点腐食鋼板
JP2007239094A (ja) * 2006-02-13 2007-09-20 Nippon Steel Corp 耐酸腐食鋼
JP2007262558A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Jfe Steel Kk 耐塩酸性に優れる耐硫酸露点腐食鋼
JP2010510391A (ja) * 2006-11-21 2010-04-02 ポスコ 硫酸に対する耐食性が優れた鉄鋼及びその製造方法
JP2012057221A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Nisshin Steel Co Ltd 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
JP2012092382A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nisshin Steel Co Ltd 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09279293A (ja) * 1996-04-15 1997-10-28 Nkk Corp 耐排ガス腐食性に優れた鋼
JP3584636B2 (ja) * 1996-10-08 2004-11-04 住友金属工業株式会社 熱間加工性に優れた耐硫酸・塩酸露点腐食鋼
JP4013301B2 (ja) * 1997-10-24 2007-11-28 Jfeスチール株式会社 耐硫酸露点腐食性に優れた溶接構造用鋼及びその製造方法
KR100511653B1 (ko) * 2001-02-02 2005-09-01 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 내황산 노점 부식성이 우수한 강 및 공기 예열기
JP4319817B2 (ja) 2001-11-19 2009-08-26 新日本製鐵株式会社 耐塩酸腐食性および耐硫酸腐食性に優れた低合金鋼およびその溶接継手
JP4105962B2 (ja) * 2003-02-28 2008-06-25 新日本製鐵株式会社 空気予熱器伝熱エレメント用の耐硫酸露点腐食鋼冷延鋼板およびその製造方法
JP2004315936A (ja) * 2003-04-18 2004-11-11 Nippon Steel Corp 粒界割れ抵抗性に優れた極低炭素系耐酸露点腐食鋼
JP4374320B2 (ja) * 2005-02-28 2009-12-02 新日本製鐵株式会社 耐硫酸露点腐食性に優れた鋼
CN102021498B (zh) * 2009-09-18 2014-03-12 鞍钢股份有限公司 一种低合金耐硫酸露点腐蚀钢板及其制造方法
CN101928886A (zh) * 2010-07-15 2010-12-29 南京钢铁股份有限公司 一种货油舱用耐腐蚀钢及其应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001164335A (ja) * 1999-12-06 2001-06-19 Nippon Steel Corp 高加工性・良溶接性耐硫酸露点腐食鋼板
JP2007239094A (ja) * 2006-02-13 2007-09-20 Nippon Steel Corp 耐酸腐食鋼
JP2007262558A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Jfe Steel Kk 耐塩酸性に優れる耐硫酸露点腐食鋼
JP2010510391A (ja) * 2006-11-21 2010-04-02 ポスコ 硫酸に対する耐食性が優れた鉄鋼及びその製造方法
JP2012057221A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Nisshin Steel Co Ltd 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
JP2012092382A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nisshin Steel Co Ltd 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材

Also Published As

Publication number Publication date
CN104204264A (zh) 2014-12-10
KR101964581B1 (ko) 2019-04-03
CN104204264B (zh) 2017-04-19
KR20140138770A (ko) 2014-12-04
US20150299829A1 (en) 2015-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI652357B (zh) 耐酸露點腐蝕性優異的鋼板與製造方法及排氣流路構成構件
JP4997808B2 (ja) 耐塩酸性に優れる耐硫酸露点腐食鋼
JP5818418B2 (ja) 耐硫酸及び塩酸露点腐食鋼並びに排ガス流路構成部材
JP5186769B2 (ja) 耐硫酸露点腐食鋼
JP4185552B2 (ja) 耐食性に優れた鋼材
WO2018038196A1 (ja) 耐硫酸露点腐食鋼
JP5686632B2 (ja) 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
JP7099041B2 (ja) 鋼材
JPWO2021095186A1 (ja) 鋼材
JP5800735B2 (ja) 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
JP2012092382A (ja) 耐硫酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
WO2013140487A1 (ja) 耐酸露点腐食鋼および排ガス流路構成部材
JP7529983B2 (ja) 鋼材
TWI516613B (zh) 耐酸露點腐蝕鋼及排氣流路構成構件
JP7014042B2 (ja) 鋼材
JPH08291365A (ja) 炭酸ガス含有凝縮水環境での耐食性に優れた鋼材
JPH11140586A (ja) Lng焚き専用ボイラーの煙道・煙突用鋼材
KR100825586B1 (ko) 플럭스 코어드 아크 용접재를 사용한 황산노점 부식특성이우수한 용접금속부
KR100805025B1 (ko) 피복 아크 용접재를 사용한 황산노점 부식특성이 우수한용접금속부
JP7502594B2 (ja) 鋼材
CN114729414B (zh) 钢材
JP7277749B2 (ja) 鋼材
KR100815723B1 (ko) 플럭스 코어드 아크 용접재를 사용한 황산노점부식특성 및고온강도가 우수한 용접금속부
CN114599807B (zh) 钢材
JP2023066027A (ja) 鋼材

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12872124

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147026731

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12872124

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14382923

Country of ref document: US