JPH03146641A - 湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼 - Google Patents
湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼Info
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- JPH03146641A JPH03146641A JP28307389A JP28307389A JPH03146641A JP H03146641 A JPH03146641 A JP H03146641A JP 28307389 A JP28307389 A JP 28307389A JP 28307389 A JP28307389 A JP 28307389A JP H03146641 A JPH03146641 A JP H03146641A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、腐食性不純物の多い湿式りん酸製造装置で使
用される二相ステンレス鋳鋼に関するものである。
用される二相ステンレス鋳鋼に関するものである。
(従来の技術)
通常硫酸を使用して製造されるりん酸の湿式プロセスに
おいて、りん鉱石中に含まれる不純物(塩化物、ぶつ化
物、硫酸塩、酸化物など)の多くはそのままりん酸に混
入し、りん酸石膏スラリ−を形成する。りん酸石膏スラ
リーの中に耐食性並びに耐エロージヨン性に悪影容を及
ぼす、いわゆる腐食性不純物、摩耗性不純物が混在し、
湿式りん酸製造装置用材料の腐食・摩耗を促進するので
、ここにりん酸石膏スラリーに対し耐食性と耐エロージ
ヨン性とを同時に兼ね備えた材料が要求される。
おいて、りん鉱石中に含まれる不純物(塩化物、ぶつ化
物、硫酸塩、酸化物など)の多くはそのままりん酸に混
入し、りん酸石膏スラリ−を形成する。りん酸石膏スラ
リーの中に耐食性並びに耐エロージヨン性に悪影容を及
ぼす、いわゆる腐食性不純物、摩耗性不純物が混在し、
湿式りん酸製造装置用材料の腐食・摩耗を促進するので
、ここにりん酸石膏スラリーに対し耐食性と耐エロージ
ヨン性とを同時に兼ね備えた材料が要求される。
湿式りん酸製造装置では、従来腐食性不純物の多いりん
酸に対しハステロイ合金、イリウム合金などのNi基基
金合金材料か、JIS 5CSI4 (18Cr −1
2Ni−2,5Mo−Fe)、 5C523(20C
r−28Ni−2Mo−3Cu−Fe)などの高Ni系
オーステナイトステンレス合金材料が使用されている。
酸に対しハステロイ合金、イリウム合金などのNi基基
金合金材料か、JIS 5CSI4 (18Cr −1
2Ni−2,5Mo−Fe)、 5C523(20C
r−28Ni−2Mo−3Cu−Fe)などの高Ni系
オーステナイトステンレス合金材料が使用されている。
前者はMoおよびNiを多量に含有するため高価である
ばかりでなく、摩耗性不純物の多いりん酸石膏スラリー
に対しては耐エロージヨン性に劣り耐用期間が短く、後
者は腐食性不純物の多いりん酸石膏スラリーに対し耐食
性、耐エロージヨン性とも不十分であり、経済的かつ耐
腐食摩耗性に優れたステンレス鋳鋼の開発が要望されて
いる。
ばかりでなく、摩耗性不純物の多いりん酸石膏スラリー
に対しては耐エロージヨン性に劣り耐用期間が短く、後
者は腐食性不純物の多いりん酸石膏スラリーに対し耐食
性、耐エロージヨン性とも不十分であり、経済的かつ耐
腐食摩耗性に優れたステンレス鋳鋼の開発が要望されて
いる。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、腐食性不純物の多い湿式りん酸の製造プロセ
スに用いられる従来の耐食材料における課題を解決する
にあたり、経済性、耐用寿命の向上、使用条件の苛酷化
への対処などの観点から鋭意研究を重ねた結果見出した
、経済的に有利でかつりん酸石膏スラリーに対し優れた
耐食性、耐エロージヨン性を有する二相ステンレス鋳鋼
を提供することを目的とする。
スに用いられる従来の耐食材料における課題を解決する
にあたり、経済性、耐用寿命の向上、使用条件の苛酷化
への対処などの観点から鋭意研究を重ねた結果見出した
、経済的に有利でかつりん酸石膏スラリーに対し優れた
耐食性、耐エロージヨン性を有する二相ステンレス鋳鋼
を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段および作用)本発明は、C
r−Ni−Mo−Cu−N−Fe系ステンレス鋼におい
て、CrとMoの複合増量添加がりん酸石膏スラリーに
対する耐食性、耐エロージヨン性の改善に著効を発揮し
、またこれにW、Coの添加は耐食性の向上にさらに有
効であるとの知見に基づいてなされたものである。
r−Ni−Mo−Cu−N−Fe系ステンレス鋼におい
て、CrとMoの複合増量添加がりん酸石膏スラリーに
対する耐食性、耐エロージヨン性の改善に著効を発揮し
、またこれにW、Coの添加は耐食性の向上にさらに有
効であるとの知見に基づいてなされたものである。
本発明の二相ステンレス鋳鋼は、C: 0.08wt%
以下、Si:2.0wt%以下* Mn ’ 2.0w
t%以下。
以下、Si:2.0wt%以下* Mn ’ 2.0w
t%以下。
P:0.04wt%以下、S:0.03wt%以下、N
i:5〜10wt%、 Cr : 28〜36wt%1
Mo:2〜5wt%、ただしCr (wt%) + 2
.5 ×Mo (wt%)=38(wt%)以上、 C
u : 0.5〜3. 0wtχ、N:0.10〜0.
30wt%を含有し、残部が鉄および不可避不純物から
なり、所望によりこれらの元素と共にW:0.5〜2.
0%1t%、 Co: 0.1〜1.0wt%を含有す
る。
i:5〜10wt%、 Cr : 28〜36wt%1
Mo:2〜5wt%、ただしCr (wt%) + 2
.5 ×Mo (wt%)=38(wt%)以上、 C
u : 0.5〜3. 0wtχ、N:0.10〜0.
30wt%を含有し、残部が鉄および不可避不純物から
なり、所望によりこれらの元素と共にW:0.5〜2.
0%1t%、 Co: 0.1〜1.0wt%を含有す
る。
以下、本発明二相ステンレス鋳鋼の成分限定理由を詳し
く説明する。
く説明する。
Cニステンレス鋳鋼の溶製上不可避的に混入してくる元
素であるが、C含有量が多くなるとクロム炭化物(Cr
zsCh)の析出により耐食性や靭性を劣化させるので
、0.08%以下とする。
素であるが、C含有量が多くなるとクロム炭化物(Cr
zsCh)の析出により耐食性や靭性を劣化させるので
、0.08%以下とする。
Si:溶湯の脱酸剤のために必要な元素であり、また鋳
造性の改善に有効な元素であるが、材料特性の劣化を招
くので、2.0%を上限とする。
造性の改善に有効な元素であるが、材料特性の劣化を招
くので、2.0%を上限とする。
Mn:溶湯の脱酸・脱硫作用を有し、かつ鋳造性の改善
に有効な元素であるが、多量に含まれると耐食性が低下
するので、2.0%以下とする。
に有効な元素であるが、多量に含まれると耐食性が低下
するので、2.0%以下とする。
P:耐食性を上げるためには、その含有量を0.04%
以下とする。
以下とする。
S:耐食性を上げるためには、その含有量を0.03%
以下とする。
以下とする。
Niニオ−ステナイト生成元素であり、かつフェライト
相とオーステナイト相の相比を決定するために必要な元
素である。優れた靭性および耐食性を確保するためにN
i量を5%以上とする。多量に含むとフェライト量が多
くなり、フェライト相とオーステナイト相の相比のバラ
ンスが崩れ、耐食性を劣化させるので、上限を10%と
する。フェライト量は耐食性および耐エロージヨン性を
高水準に保つため、並びに靭性劣化を防止するために3
0〜70%が好ましく、crや台0等の元素の含有量に
合わせて調整が必要である。
相とオーステナイト相の相比を決定するために必要な元
素である。優れた靭性および耐食性を確保するためにN
i量を5%以上とする。多量に含むとフェライト量が多
くなり、フェライト相とオーステナイト相の相比のバラ
ンスが崩れ、耐食性を劣化させるので、上限を10%と
する。フェライト量は耐食性および耐エロージヨン性を
高水準に保つため、並びに靭性劣化を防止するために3
0〜70%が好ましく、crや台0等の元素の含有量に
合わせて調整が必要である。
Cr:フェライト生成元素であり、フェライト相の耐食
性および耐エロージヨン性の改善に有効な元素である。
性および耐エロージヨン性の改善に有効な元素である。
なお、優れた耐食性および耐エロージヨン性を確保する
ために、Cr1lを28%以上とし、フェライト量を3
0〜70%に調整するのが好ましく、本発明に必要なC
r+2.5Moの値を38%以上にするためにもCr1
lを28%以上に規定する。二相ステンレス鋳鋼の耐食
性および耐エロージヨン性を高水準に保つためにはCr
およびMoの複合増量が有効であり、特にMoの効果が
大きく、Cr+ 2.5 Moの値が38%以上になる
と耐食性および耐エロージヨン性が顕著に現れる。多量
に含むと靭性を劣化させるので、上限を36%とする。
ために、Cr1lを28%以上とし、フェライト量を3
0〜70%に調整するのが好ましく、本発明に必要なC
r+2.5Moの値を38%以上にするためにもCr1
lを28%以上に規定する。二相ステンレス鋳鋼の耐食
性および耐エロージヨン性を高水準に保つためにはCr
およびMoの複合増量が有効であり、特にMoの効果が
大きく、Cr+ 2.5 Moの値が38%以上になる
と耐食性および耐エロージヨン性が顕著に現れる。多量
に含むと靭性を劣化させるので、上限を36%とする。
MO=フェライト生成元素であり、Crと同じく耐食性
および耐エロージヨン性の改善に優れた効果を有し、特
に耐隙間腐食性および耐孔食性の向上に著しい効果を有
する。強腐食性のりん酸石膏スラリーにおいて、2.0
%以上の含有でその効果が現われ、さらにCrとの複合
増量の場合にCr+2.5Moの値が38%以上のとき
にその効果が著しい。
および耐エロージヨン性の改善に優れた効果を有し、特
に耐隙間腐食性および耐孔食性の向上に著しい効果を有
する。強腐食性のりん酸石膏スラリーにおいて、2.0
%以上の含有でその効果が現われ、さらにCrとの複合
増量の場合にCr+2.5Moの値が38%以上のとき
にその効果が著しい。
多量に含まれると、靭性を劣化させるので、上限を5.
0%とする。
0%とする。
Cuニオ−ステナイト生成元素であり、オーステナイト
相の固溶強化および耐食性の向上に効果を有する。この
効果を得るためには、少なくとも0.5%を要する。多
量に含まれると強度や靭性を低下させるので、上限を3
.0%とする。
相の固溶強化および耐食性の向上に効果を有する。この
効果を得るためには、少なくとも0.5%を要する。多
量に含まれると強度や靭性を低下させるので、上限を3
.0%とする。
Nニオ−ステナイト生成元素であり、オーステナイトの
耐食性の改善に効果を有する。また、オーステナイト相
の固溶強化と耐エロージヨン性の向上に効果を有する。
耐食性の改善に効果を有する。また、オーステナイト相
の固溶強化と耐エロージヨン性の向上に効果を有する。
この効果を得るためには、0.10%以上を要するが、
0.30%を超えるとブローホールを生じる。よって0
.lO〜0.30%とする。
0.30%を超えるとブローホールを生じる。よって0
.lO〜0.30%とする。
W:フェライト生成元素であり、耐食性および耐エロー
ジヨン性の改善に有効である。この効果を得るためには
、0.5%以上必要であり、2.0%を超えると効果は
飽和状態に近づく。よって0.5〜2.0%とする。
ジヨン性の改善に有効である。この効果を得るためには
、0.5%以上必要であり、2.0%を超えると効果は
飽和状態に近づく。よって0.5〜2.0%とする。
COニオ−ステナイト相の耐食性および耐エロージヨン
性を向上させる効果があり、そのためには少なくとも0
.1%を要するが、1.0%を超えると効果は飽和状態
に近づく。よって0.1〜1.0%とする。
性を向上させる効果があり、そのためには少なくとも0
.1%を要するが、1.0%を超えると効果は飽和状態
に近づく。よって0.1〜1.0%とする。
(実施例)
次に、実施例により本発明二相ステンレス鋳鋼の材料特
性について説明する。
性について説明する。
第1表は実施例において供試された鋼の化学組成を示す
。第2表は機械的性質を示す。第3表は粗製りん酸中で
の耐食性、石膏スラリー中での耐腐食摩耗性およびりん
酸製造プラントの反応槽中での腐食性を示す。
。第2表は機械的性質を示す。第3表は粗製りん酸中で
の耐食性、石膏スラリー中での耐腐食摩耗性およびりん
酸製造プラントの反応槽中での腐食性を示す。
第1表中の供試鋼のNo、1からN[11Bまでは二相
ステンレス鋳鋼、Nα19およびNα20はそれぞれJ
IS SC514,5CS23、阻21はハステロイC
である。
ステンレス鋳鋼、Nα19およびNα20はそれぞれJ
IS SC514,5CS23、阻21はハステロイC
である。
いずれの供試鋼についても、溶体化処理を実施した。
実施例1
腐食試験は、りん酸製造の初期工程で得られた高濃度の
粗製りん酸(hos : 43.5%、、 HzSOi
:5.35%、F:0.80%、 ct−:0.3Q
%、 Fe” : 1.17%9M3°: 0.64%
)を恒温水槽で90°Cに加熱して、試験片を50時間
浸漬して腐食減量を求めた。
粗製りん酸(hos : 43.5%、、 HzSOi
:5.35%、F:0.80%、 ct−:0.3Q
%、 Fe” : 1.17%9M3°: 0.64%
)を恒温水槽で90°Cに加熱して、試験片を50時間
浸漬して腐食減量を求めた。
この腐食減量から腐食速度(g/m”・hr)を求め、
耐食性を評価した。
耐食性を評価した。
実施例2
腐食摩耗試験は、回転円板による方法を採用した。上記
粗製りん酸に細粒径の石膏を28.7重量%含む石膏ス
ラリーを摩耗試験槽で90°Cに加熱しておき、試験片
を回転円板に取付けた後に、摩耗試験槽中で4時間連続
でこの回転円板を周速1.17m/sで回転させた。こ
の試験を8回繰り返し、試験片の摩耗量を測定した。摩
耗量を最初の試験片の重量で除して重量変化率を求めた
。
粗製りん酸に細粒径の石膏を28.7重量%含む石膏ス
ラリーを摩耗試験槽で90°Cに加熱しておき、試験片
を回転円板に取付けた後に、摩耗試験槽中で4時間連続
でこの回転円板を周速1.17m/sで回転させた。こ
の試験を8回繰り返し、試験片の摩耗量を測定した。摩
耗量を最初の試験片の重量で除して重量変化率を求めた
。
実施例3
製造プラントの反応槽中に浸漬した場合の腐食試験では
、本発明台金Nα1.Nα3.Nα7および従来材Na
l 9. k20. N1121を使用した。上記腐食
摩耗試験と同じ組成の粗製りん酸石膏スラリーが循環し
ている反応槽中に、これらの試験片を23日浸漬した。
、本発明台金Nα1.Nα3.Nα7および従来材Na
l 9. k20. N1121を使用した。上記腐食
摩耗試験と同じ組成の粗製りん酸石膏スラリーが循環し
ている反応槽中に、これらの試験片を23日浸漬した。
なお、スラリー液の温度は90〜93℃に維持されてい
る。
る。
前記試験結果から明らかなように、本発明合金NILI
〜t4a7は、強度および硬度が高いと同時に、粗製り
ん酸に耐する耐全面腐食性が極めて良く、耐腐食摩耗性
も極めて優れており、既存の5CSI4゜5CS23.
ハステロイCに比して、 卓越した材料特性 を有することがわかる。
〜t4a7は、強度および硬度が高いと同時に、粗製り
ん酸に耐する耐全面腐食性が極めて良く、耐腐食摩耗性
も極めて優れており、既存の5CSI4゜5CS23.
ハステロイCに比して、 卓越した材料特性 を有することがわかる。
第2表
機械的性質
第3表
耐食性および耐腐食摩耗性
(発明の効果)
本発明の二相ステンレス鋳鋼は耐食性、耐エロージヨン
性に優れ、かつ強靭である上に、Ni基基台合金比較し
て安価である経済的効果も併せて具備しており、腐食性
不純物の多い湿式りん酸製造装置でも特に使用温度が高
く、腐食不純物の濃度が高いなどの使用条件の苛酷な箇
所で使用される時、耐用寿命の向上に最大の効果を発揮
する。
性に優れ、かつ強靭である上に、Ni基基台合金比較し
て安価である経済的効果も併せて具備しており、腐食性
不純物の多い湿式りん酸製造装置でも特に使用温度が高
く、腐食不純物の濃度が高いなどの使用条件の苛酷な箇
所で使用される時、耐用寿命の向上に最大の効果を発揮
する。
Claims (3)
- (1)C:0.08wt%以下、Si:2.0wt%以
下、Mn:2.0wt%以下、P:0.04wt%以下
、S:0.03wt%以下、Ni:5〜10wt%、C
r:28〜36wt%、Mo:2〜5wt%、ただしC
r(wt%)+2.5×Mo(wt%)=38(wt%
)以上、Cu:0.5〜3.0wt%、N:0.10〜
0.30wt%を含有し、残部が鉄および不可避不純物
からなることを特徴とする湿式りん酸製造装置用二相ス
テンレス鋳鋼。 - (2)C:0.08wt%以下、Si:2.0wt%以
下、Mn:2.0wt%以下、P:0.04wt%以下
、S:0.03wt%以下、Ni:5〜10wt%、C
r:28〜36wt%、Mo:2〜5wt%、ただしC
r(wt%)+2.5×Mo(wt%)=38(wt%
)以上、Cu:0.5〜3.0wt%、N:0.10〜
0.30wt%、W:0.5〜2.0wt%を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなることを特徴とする
湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼。 - (3)C:0.08wt%以下、Si:2.0wt%以
下、Mn:2.0wt%以下、P:0.04wt%以下
、S:0.03wt%以下、Ni:5〜10wt%、C
r:28〜36wt%、Mo:2〜5wt%、ただしC
r(wt%)+2.5×Mo(wt%)=38(wt%
)以上、Cu:0.5〜3.0wt%、N:0.10〜
0.30wt%、W:0.5〜2.0wt%、Co:0
.1〜1.0wt%を含有し、残部が鉄および不可避不
純物からなることを特徴とする湿式りん酸製造装置用二
相ステンレス鋳鋼。
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---|---|---|---|
JP28307389A JPH03146641A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28307389A JPH03146641A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03146641A true JPH03146641A (ja) | 1991-06-21 |
JPH0541692B2 JPH0541692B2 (ja) | 1993-06-24 |
Family
ID=17660858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28307389A Granted JPH03146641A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 湿式りん酸製造装置用二相ステンレス鋳鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03146641A (ja) |
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WO2009054799A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Sandvik Intellectual Property Ab | Use of a duplex stainless steel in a phosphoric acid production system |
EP2215421A4 (en) * | 2007-10-26 | 2010-10-06 | Sandvik Intellectual Property | USE OF A STAINLESS DUPLEX STEEL IN A SYSTEM FOR THE PREPARATION OF PHOSPHORIC ACID |
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JPH0541692B2 (ja) | 1993-06-24 |
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