(57)【要約】【課題】高い耐食性を備えることにより長寿命化並びに環境汚染の防止が図れる焼結排ガス用吸着塔を提供する。【解決手段】上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有し、焼結排ガスの導入口２１ａ及び排出口２２ａが設けられ、導入口２１ａの下端部が排出口２２ａの下端部より下方に位置する塔体３０と、塔体３０の下端に設置され、塔体３０内の活性炭を排出するホッパ３１とを備える焼結排ガス用吸着塔２０において、少なくとも、導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａ及びホッパ３１が、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成されている。【選択図】図２
2015083285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有し、焼結排ガスの導入口及び排出口が設けられ、前記導入口の下端部が前記排出口の下端部より下方に位置する塔体と、前記塔体の下端に設置され、前記塔体内の活性炭を排出するホッパとを備える焼結排ガス用吸着塔において、
少なくとも、前記導入口より下方の塔体部位及び前記ホッパが、
質量％で、
Ｃ：０．００５〜０．０５％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．１〜４．０％、
Ｐ：０．０６％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ｃｒ：１１．０〜２６．０％
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなり、
（１）式で算出される脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成されていることを特徴とする焼結排ガス用吸着塔。
ＤＰＩ＝［Ｃｒ］＋０．４［Ｎｉ］＋２．０［Ｍｏ］＋０．３［Ｃｕ］      （１）
ここで、［Ｃｒ］、［Ｎｉ］、［Ｍｏ］、［Ｃｕ］はそれぞれ、括弧内元素の含有率（質量％）を示している。
【請求項２】
請求項１記載の焼結排ガス用吸着塔において、前記ステンレス鋼が、さらに質量％で、
Ｎｉ：０．１〜３０．０％、
Ｍｏ：０．１〜６．５％、
Ｃｕ：０．１〜２．５％、
Ｎ：０．０１〜０．３％
のいずれか１種又は２種以上の元素を含むことを特徴とする焼結排ガス用吸着塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結機から排出される焼結排ガスに含まれる有害物質を除去する焼結排ガス処理設備に備えられている焼結排ガス用吸着塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄工場において焼結機から排出される焼結排ガスにはＳＯｘ（硫黄酸化物）やＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれている。そのため、一部の焼結プロセスでは、焼結排ガスの脱硫及び脱硝処理を行う焼結排ガス処理設備が設置されている。この焼結排ガス処理設備には様々な方式があるが、活性炭を用いた焼結排ガス処理プロセスが一般的である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
活性炭を用いた焼結排ガス処理プロセスでは、活性炭が内蔵された焼結排ガス用吸着塔に、ＮＨ３（アンモニア）を添加した焼結排ガスを導入してＮＯｘを分解すると共にＳＯｘを活性炭に吸着させることにより、焼結排ガスからＮＯｘ及びＳＯｘを除去する。ＮＯｘ及びＳＯｘが除去された焼結排ガスは、煙突から大気中に放出される。一方、ＳＯｘを吸着した活性炭は、脱離塔に搬送されてＳＯｘを脱離した後、再度、吸着塔に返送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
焼結排ガス用吸着塔の内面は、活性炭に吸着したＳＯｘの影響を受けて腐食しやすい環境下にある。本発明者等が焼結排ガス用吸着塔の腐食調査を行ったところ、上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有する塔体の下部、及び塔体の下端に設置されているホッパの腐食が進行していることが判明した。
このため、腐食により薄くなった部分にパッチ当て等の補修が必要となると共に、焼結排ガス用吸着塔の構造強度が低下するという問題がある。従って、耐食性に富む金属材料を用いて焼結排ガス用吸着塔を構成する必要がある。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、高い耐食性を備えることにより長寿命化並びに環境汚染の防止が図れる焼結排ガス用吸着塔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】
【０００７】
焼結排ガス用吸着塔は、上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有する塔体と、前記塔体の下端に設置され、前記塔体内の活性炭を排出するホッパとを備えている。また、塔体の側面には、焼結排ガスの導入口及び排出口が設けられている。
焼結排ガス用吸着塔では、上方から下方に向けて移動する活性炭層に、ＮＨ３（アンモニア）を添加した焼結排ガスを導入してＮＯｘを分解すると共にＳＯｘを活性炭に吸着させ、ＮＯｘ及びＳＯｘを除去した焼結排ガスを排出している。
【０００８】
通常、焼結排ガスの導入口の下端部は、焼結排ガスの排出口の下端部より下方に位置しており、当該導入口から流入した焼結排ガスの殆どは斜め上方に流れて排出口から流出する。そのため、導入口より下方の塔体部位及びその下に配置されたホッパは、焼結排ガス流を受けにくい。一方、焼結排ガス用吸着塔の外面は外気の影響を受けて温度が低下する。加えて、焼結排ガス用吸着塔の内表面では、摩擦等により活性炭の降下速度が中心部に比べて遅くなる。その結果、導入口より下方の塔体部位及びホッパの温度が低下し、活性炭の表面温度が酸露点温度以下となって、当該活性炭に吸着したＳＯｘから硫酸又は亜硫酸が生成され、生成されたこれらの酸によって鋼が腐食する。
【０００９】
ところで、焼結原料には石灰石が含まれており、この石灰石中のカルシウム分が、焼結原料の燃焼に伴って焼結排ガス中に混入する。活性炭に吸着したＳＯｘとＨ２Ｏとが結露水中で結合して硫酸又は亜硫酸が生成される際に、このカルシウム分が硫酸又は亜硫酸の一部と中和する。そのため、焼結排ガス用吸着塔内における腐食環境は、塩化物イオンを含むｐＨ２〜４程度の硫酸カルシウム飽和水溶液であると推定される。
【００１０】
従って、焼結排ガス用吸着塔を構成する金属材料は、少なくともｐＨ２．０の弱酸性雰囲気下において不動態化している金属材料でなければならない。これは、材料の活性態／不動態遷移ｐＨ、即ち脱不動態化ｐＨ（ｐＨｄ）が、金属材料が曝されている環境のｐＨよりも低ければ、金属材料は腐食せず不動態を維持し続けるという原理に基づいている（下記文献［１］〜［３］参照）。
【００１１】
［１］小川  洋之、他４名、鉄と鋼、６３号、１９７７年、p.６０５.
［２］小野山  征生、他２名、防食技術、２８号、１９７９年、p.５３２.
［３］岡山  伸、他２名、防食技術、３６号、１９８７年、p.７０２.
【００１２】
一例として、二相ステンレス鋼（ＵＮＳ  Ｓ３２３０４）からなる試験片を試験液（塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液）に２４時間浸漬したときの自然電位を、当該試験液ｐＨに対してプロットしたグラフを図４に示す。同図では、２４時間浸漬後の試験片の自然電位が急激に変化するポイントにおけるｐＨを脱不動態化ｐＨ（本例では、１．４２）とした。脱不動態化ｐＨを境にして、高ｐＨ側が不動態領域（金属表面に酸化被膜が形成されて腐食しにくくなる領域）、低ｐＨ側が活性態領域（酸化皮膜が無く腐食しやすい領域）である。
ところで、焼結排ガス用吸着塔内における腐食環境は、前述したように、塩化物イオンを含むｐＨ２〜４程度の硫酸カルシウム飽和水溶液である。従って、脱不動態化ｐＨが２．０未満であるステンレス鋼を選択すれば、焼結排ガス用吸着塔の腐食を抑制することができる。
なお、図４に記載の「ＵＮＳ」はUnified  Numbering  Systemの略であり、ＡＳＴＭとＳＡＥによって定められた統一規格である。また、自然電位の測定方法については後述する。
【００１３】
本発明者等は、脱不動態化ｐＨが２．０未満となるステンレス鋼を選択するに当たり、ステンレス鋼に含まれるＣｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕの各含有率に基づく指標が、ステンレス鋼の脱不動態化ｐＨと高い相関性があることを見出した。
この指標（本明細書では、「脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩ」と呼ぶ。）は、各種金属材料の脱不動態化ｐＨの測定を、塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で実施し、得られた脱不動態化ｐＨについて、Ｃｒ含有量、Ｎｉ含有量、Ｍｏ含有量、Ｃｕ含有量を変数にして重回帰分析を行うことで実験的に導出した下記（Ｉ）式によって算出される指標である。
ＤＰＩ＝［Ｃｒ］＋０．４［Ｎｉ］＋２．０［Ｍｏ］＋０．３［Ｃｕ］      （Ｉ）
ここで、［Ｃｒ］、［Ｎｉ］、［Ｍｏ］、［Ｃｕ］はそれぞれ、括弧内元素の含有率（質量％）を示している。
【００１４】
脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩと脱不動態化ｐＨとの相関グラフを図５に示す。同図より、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩと脱不動態化ｐＨとの間には強い相関性があり、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超の材料は脱不動態化ｐＨが２．０未満であることがわかる。
【００１５】
以上の知見を踏まえ、本発明者等は以下の発明に想到した。
即ち、本発明は、上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有し、焼結排ガスの導入口及び排出口が設けられ、前記導入口の下端部が前記排出口の下端部より下方に位置する塔体と、前記塔体の下端に設置され、前記塔体内の活性炭を排出するホッパとを備える焼結排ガス用吸着塔において、
少なくとも、前記導入口より下方の塔体部位及び前記ホッパが、
質量％で、
Ｃ：０．００５〜０．０５％、
Ｓｉ：０．０１〜１．０％、
Ｍｎ：０．１〜４．０％、
Ｐ：０．０６％以下、
Ｓ：０．００５％以下、
Ｃｒ：１１．０〜２６．０％
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなり、
（１）式で算出される脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成されていることを特徴としている。
ＤＰＩ＝［Ｃｒ］＋０．４［Ｎｉ］＋２．０［Ｍｏ］＋０．３［Ｃｕ］      （１）
ここで、［Ｃｒ］、［Ｎｉ］、［Ｍｏ］、［Ｃｕ］はそれぞれ、括弧内元素の含有率（質量％）を示している。
【００１６】
また、本発明に係る焼結排ガス用吸着塔では、前記ステンレス鋼が、さらに質量％で、
Ｎｉ：０．１〜３０．０％、
Ｍｏ：０．１〜６．５％、
Ｃｕ：０．１〜２．５％、
Ｎ：０．０１〜０．３％
のいずれか１種又は２種以上の元素を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る焼結排ガス用吸着塔では、少なくとも焼結排ガスの導入口より下方の塔体部位及びホッパを、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成することによって、高い耐食性を備え、長寿命化並びに環境汚染の防止が図れる焼結排ガス用吸着塔を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】焼結排ガス処理設備の模式図である。
【図２】焼結排ガス用吸着塔の立面図である。
【図３】導入口より下方の塔体部位の一側面の腐食状況を示した模式図である。
【図４】ステンレス鋼の自然電位と試験液ｐＨとの関係を示したグラフである。
【図５】脱不動態化ｐＨと脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩとの関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００２０】
焼結機から排出される焼結排ガスには、酸化鉄を主成分とする焼結ダストの他に、水分、ＳＯｘ（硫黄酸化物）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）が含まれている。焼結機から排出された焼結排ガスは、電気集塵機などの乾式集塵機で焼結ダストが除去された後、焼結排ガス用吸着塔（以下では、単に「吸着塔」と呼ぶことがある。）においてＳＯｘ及びＮＯｘが除去される。図１に、焼結排ガスに含まれる有害物質を除去する焼結排ガス処理設備の模式図を示す。
【００２１】
ドワイトロイド式の焼結機１０は、複数のパレット台車（図示省略）が数珠状に連結されたパレットを有している。また、パレット上の焼結原料に対して下方から吸気するためのウインドボックス１１が連設され、ウインドボックス１１の下端部はダクトＤ１に接続されている。
【００２２】
パレット上の焼結原料が燃焼することによって発生する焼結排ガスは、ダクトＤ１の途中に設置したメインブロワ１４を作動させることで、ウインドボックス１１内に吸引され、ダクトＤ１を介して電気集塵機１３（乾式集塵機）に導入される。
【００２３】
電気集塵機１３で焼結ダストが除去された焼結排ガスは、ダクトＤ２を介して昇圧ブロワ１８に導入されて昇圧された後、導入ダクト２１から吸着塔２０内に導入される。なお、導入ダクト２１には、焼結排ガスにＮＨ３（アンモニア）を供給するための配管１９が接続されている。昇圧ブロワ１８によって昇圧された焼結排ガスは、導入ダクト２１内でアンモニアが添加され、吸着塔２０内に導入される。
【００２４】
吸着塔２０の立面図を図２に示す。吸着塔２０は、上方から下方に向けて活性炭が移動する内部空間を有する塔体３０と、塔体３０の下端に設置され、塔体３０内の活性炭を排出するホッパ３１とを備えている。
塔体３０の一方の側面には焼結排ガスの導入口２１ａが、導入口２１ａと対向する、塔体３０の他方の側面には焼結排ガスの排出口２２ａがそれぞれ設けられている。導入口２１ａは排出口２２ａよりも大きく、導入口２１ａの下端部は排出口２２ａの下端部より下方に位置している。また、導入口２１ａには導入ダクト２１が接続され、排出口２２ａには、処理された焼結排ガスを煙突１６に送出するための排出ダクト２２が接続されている。
【００２５】
活性炭は、塔体３０の頂部から塔体３０内に装入され、下方に移動する活性炭移動層を形成する。アンモニアが添加された燃焼排ガスがこの活性炭移動層と接触すると、燃焼排ガス中のＮＯｘは活性炭を触媒として窒素と水に分解する。一方、燃焼排ガス中のＳＯｘは分解せずに活性炭に吸着する。
なお、活性炭は木材、石炭を乾留賦活したもので、活性チャー、活性コークスと呼ばれるものが一般的に用いられる。
【００２６】
吸着塔２０においてＳＯｘ及びＮＯｘが除去された焼結排ガスは、排出口２２ａから排出され、排出ダクト２２を介して煙突１６から大気中に放出される。
一方、ＳＯｘを吸着した活性炭は、ホッパ３１から吸着塔２０外に排出された後、搬送コンベアＣ１により脱離塔２３に搬送される。
【００２７】
ＳＯｘを吸着した活性炭は、脱離塔２３の頂部から脱離塔２３内に装入され、下方に移動する間に、窒素ガスなどの不活性ガスからなるキャリアガスによって加熱される。加熱されることによって、ＳＯｘが再ガス化して活性炭から分離する。キャリアガスは、活性炭から分離したＳＯｘを同伴して脱離塔２３から排出される。脱離塔２３から排出されたＳＯｘは硫酸製造設備に送られ、硫酸の原料として使用される。
一方、ＳＯｘが除去された活性炭は、脱離塔２３の下部で冷却された後、脱離塔２３の下端部から脱離塔２３外に排出され、篩装置２４で篩い分けされる。１ｍｍオーバーの活性炭は搬送コンベアＣ２を介して吸着塔２０に搬送され、吸着塔２０内に装入される。
【００２８】
なお、吸着塔２０もしくは脱離塔２３に支障が生じた場合は、メインブロワ１４と煙突１６の間に設置されているバイパスダンパ１５を開くと共に、メインブロワ１４と昇圧ブロワ１８の間に設置されているダンパ１７を閉じ、焼結機１０から排出される焼結排ガスをダクトＤ３を介して煙突１６から大気中に放出する。
【００２９】
次に、焼結排ガス用吸着塔２０の腐食について説明する。
図２の模式図は、焼結排ガス用吸着塔２０（上方から見た断面は略四角形）を示している。この焼結排ガス用吸着塔２０の場合、導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａ及びホッパ３１（斜線部）が腐食していた。
【００３０】
導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａの一側面の腐食状況を図３に示す。図３において、符号３５はＨ形鋼、符号３６は厚さ６ｍｍ程度の鋼板であり、それぞれＳＳ４００などの普通鋼から構成されている。
腐食により、ほぼ全ての鋼板３６の板厚が減少していたが、塔体部位３０ａとホッパ３１との境界部位における腐食損傷が特にひどく、局部的に開口３７が形成されていた。
【００３１】
焼結排ガスの導入口２１ａの下端部は、排出口２２ａの下端部より下方に位置しているため、導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａ及びホッパ３１は、焼結排ガス流（１２０℃〜１５０℃）を受けにくくなっている。一方、焼結排ガス用吸着塔２０の外面は外気の影響を受けて温度が低下する。加えて、焼結排ガス用吸着塔２０の内表面は、摩擦等により活性炭の降下速度が中心部に比べて低下する。その結果、導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａ及びホッパ３１に接触する活性炭とその近傍の活性炭の温度が低下し、活性炭の表面温度が酸露点温度以下となって、当該活性炭に吸着したＳＯｘから硫酸又は亜硫酸が生成される。生成されたこれらの酸が塔体部位３０ａ及びホッパ３１の内面に付着することによって鋼が腐食する。その際、焼結排ガスに含まれているカルシウム分が硫酸又は亜硫酸の一部と中和し、焼結排ガス用吸着塔２０内における腐食環境はｐＨ２〜４程度となる。
【００３２】
そこで、本発明の一実施の形態における焼結排ガス用吸着塔２０では、導入口２１ａより下方の塔体部位３０ａ及びホッパ３１を、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成することとした。脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であれば、活性炭に付着したＳＯｘによる硫酸腐食が主体の腐食環境下において十分な防食効果を発揮させることができる。
【００３３】
具体的には、質量％で、Ｃ：０．００５〜０．０５％、Ｓｉ：０．０１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜４．０％、Ｐ：０．０６％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１１．０〜２６．０％を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなり、（２）式で算出される脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成されている。
ＤＰＩ＝［Ｃｒ］＋０．４［Ｎｉ］＋２．０［Ｍｏ］＋０．３［Ｃｕ］      （２）
ここで、［Ｃｒ］、［Ｎｉ］、［Ｍｏ］、［Ｃｕ］はそれぞれ、括弧内元素の含有率（質量％）を示している。
【００３４】
なお、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕのいずれかを積極的に添加しない場合は、その成分の含有率をゼロ％として（２）式を計算すればよい。ただし、Ｍｏが不純物として０．０３％以上混入している場合は、その含有率を（２）式に適用すればよく、Ｍｏが０．０３％未満であれば含有率をゼロ％として（２）式に適用すればよい。
【００３５】
また、上記ステンレス鋼は、さらに質量％で、Ｎｉ：０．１〜３０．０％、Ｍｏ：０．１〜６．５％、Ｃｕ：０．１〜２．５％、Ｎ：０．０１〜０．３％のいずれか１種又は２種以上の元素を含んでいてもよい。
【００３６】
以下、各成分の限定理由について説明する。
＜Ｃ：０．００５〜０．０５％＞
Ｃはステンレス鋼の耐食性に有害であるが、０．００５％未満までＣ量を低減すると、製造コストが高くなる。一方、Ｃ量が０．０５％を超えると、耐食性が大幅に劣化する。なお、Ｃ量の上限は０．０３％であることがより好ましい。
【００３７】
＜Ｓｉ：０．０１〜１．０％＞
多量のＳｉを添加すると、製造性が著しく損なわれる。本発明では、生産性を損なうことなく製造可能なＳｉの添加量として、１．０％をＳｉ量の上限とする。一方、Ｓｉ量の下限は、少ないほど好ましいが、脱酸等に用いられることから、０．０１％とする。
【００３８】
＜Ｍｎ：０．１〜４．０％＞
Ｍｎは、Ｎｉと同様、オーステナイト安定化元素であるが、Ｍｎ量が４．０％を超えると、塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中における耐食性が低下する。一方、Ｍｎは脱酸剤としても使用されることから、Ｍｎ量の下限は０．１％とする。なお、Ｍｎ量の下限は１．０％超であることが好ましい。
【００３９】
＜Ｐ：０．０６％以下＞
Ｐは不純物であり、耐食性及び熱間加工性の観点から、Ｐ量の上限を０．０６％、より好ましくは０．０３％とする。Ｐ量は低いほど好ましく、ゼロ％でもよいが、製造コストの観点から、０．０１％を下限とすることが好ましい。
【００４０】
＜Ｓ：０．００５％以下＞
Ｓは、Ｐと同様、不純物であり、特に熱間加工性を低下させる。そのため、Ｓ量の上限を０．０５％、より好ましくは０．００１％とする。Ｓ量が低いほど好ましく、ゼロ％でもよいが、製造コストの観点から、０．０００１％を下限とすることが好ましい。
【００４１】
＜Ｃｒ：１１．０〜２６．０％＞
Ｃｒはステンレス鋼の基本成分である。塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で良好な耐食性を確保するためには、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｃｕと共存する場合でも１１．０％以上、より好ましくは１６％以上の添加が必要である。Ｃｒ量が多いほど耐食性は向上するが、２６．０％を超えると、σ相（Ｆｅ−Ｃｒの金属間化合物）析出により厚板製造が困難になり、経済的にも高価となる。
【００４２】
＜Ｎｉ：０．１〜３０．０％＞
Ｎｉは、Ｃｒと共存する形で必要に応じて添加される。塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で良好な耐食性を確保するために必ずしも必要な元素ではないが、Ｃｒと共存させることにより、脱不動態化ｐＨを下げる効果があり、補助的に添加される。Ｎｉを添加する場合は、０．１％以上添加することが好ましい。また、ステンレス鋼へのＮｉの添加は、靭性を良好にすると共に、一般に希薄硫酸中での活性溶解を抑制し、耐食性を向上させる。Ｎｉの添加量が３０．０％を超えても耐食性は徐々に向上するが、費用対効果において経済的に見合わない。従って、Ｎｉの添加量は３０．０％以下とするのがよい。
【００４３】
＜Ｍｏ：０．１〜６．５％＞
Ｍｏは、Ｃｒと共存する形で必要に応じて添加される。塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で良好な耐食性を確保するために必ずしも必要な元素ではないが、Ｃｒと共存させることにより、脱不動態化ｐＨを下げる効果がある。Ｍｏを添加する場合は、０．１％以上添加することが好ましい。一方、Ｍｏの添加量を６．５％超とすると、σ相析出により熱間加工性や靱性が著しく低下する。従って、Ｍｏの上限は６．５％、更に好ましくは４．０％とする。
【００４４】
＜Ｃｕ：０．１〜２．５％＞
Ｃｕは、Ｃｒと共存した形で必要に応じて添加され、好ましくはＣｒ及びＮｉと共存した形で添加される。塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で良好な耐食性を確保するために必ずしも必要な元素ではないが、Ｃｒと共存させることにより、脱不動態化ｐＨを下げる効果があり、補助的に添加される。Ｃｕを添加する場合は０．１％以上添加することが好ましい。一方、Ｃｕの添加量を２．５％超とすると、鋼製造時の熱間加工性が著しく劣化し圧延割れを生じる。従って、Ｃｕの上限は２．５％とする。
【００４５】
＜Ｎ：０．０１〜０．３％＞
Ｎは、Ｃｒ及びＮｉと共存する形で必要に応じて添加される。Ｎは、強いオーステナイト形成元素であり、特にオーステナイト系ステンレス及び二相鋼系ステンレス鋼の組織調整のために添加される。Ｎは、Ｃｒ及びＮｉとの共存下で、塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中における耐食性の維持、並びに固溶強化による強度向上に寄与する。しかしながら、Ｎ量が０．３％超になると、溶鋼の溶解度を超えるため、鋳片に気泡が発生する。そのため、Ｎ量は０．３％以下にする必要があり、より好ましくは０．２５％以下である。一方、Ｎ量の下限は、製造コストの観点から、０．０１％とすることが好ましい。
【００４６】
＜脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩ：２２．０超＞
塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中で活性溶解せず不動態を維持し得る脱不動態化ｐＨが２．０未満である事実に基づき、上記（２）式で示される脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超の場合に脱不動態化ｐＨは２．０未満となる。従って、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩは２２．０超とする。一方、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩの上限は、コストや鋼板製造の観点から４０．０とすることが好ましい。
【００４７】
ステンレス鋼は、以上の元素の他、不可避的に、不純物であるＯ（酸素）、脱酸剤として使用されるＡｌなどを含む場合がある。また、結晶粒の粗大化を防止するため、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖなどの炭窒化物生成元素をステンレス鋼に含有させたり、熱間加工性を向上させるため、Ｃａ、ＲＥＭ（希土類元素）などの硫化物生成元素をステンレス鋼に含有させる場合がある。さらに、スクラップ等の原料からＳｎ等がステンレス鋼に混入することがある。
これらの元素は、本発明における特徴元素ではないため、これら元素の含有量は、塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中における耐食性に影響を及ぼさない程度の量であればよい。なお、上記以外の元素についても、塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中における耐食性に影響を及ぼさない程度の量であればよい。
【００４８】
一例として、これら元素の含有量を示すと、例えば、Ｏ：０．００７％以下、Ａｌ：０．０５％以下（フェライト系ステンレス鋼の場合、１．０％以下）、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、ＲＥＭ：０．００２〜０．０２％、Ｔｉ：０．００３〜０．３％、Ｎｂ：０．００５〜０．４％、Ｖ：０．０３〜０．３％、Ｓｎ：０．０３％以下などとすればよい。
【００４９】
本実施の形態に係る焼結排ガス用吸着塔２０を構成するステンレス鋼の具体例としては、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ等のオーステナイト系ステンレス鋼やＵＮＳ  Ｓ３２３０４等のオーステナイト・フェライトの二相鋼系ステンレス鋼、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４４Ｌ等のフェライト系ステンレス鋼が挙げられる。
【００５０】
なお、本実施の形態に係る焼結排ガス用吸着塔２０を構成するステンレス鋼として、Ｃｕを含有する耐硫酸露点腐食鋼を用いることは好ましくない。
耐硫酸露点腐食鋼は、強い酸性環境下で防食性能を発揮する。一方、焼結排ガス用吸着塔２０内における腐食環境は、前述したように、ｐＨ２〜４程度であり、耐硫酸露点腐食鋼が想定している腐食環境に比べると、弱酸性の腐食環境である。そのため、耐硫酸露点腐食鋼は、ｐＨ２〜４程度の弱酸性の腐食環境下では十分な耐食性能を発揮することができない。
【００５１】
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、導入口より下方の塔体部位及びホッパを、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成したが、焼結排ガス用吸着塔全体を脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超であるステンレス鋼で構成してもよい。
【実施例】
【００５２】
検証試験に使用した試験片の化学組成を表１に示す。試験片の鋼種に関して、普通鋼であるＳＭ４９０Ａ及び耐硫酸露点腐食鋼であるＳ−ＴＥＮ１を除くステンレス鋼は、電気炉ＡＯＤ法及び電気炉ＶＡＣ法によって溶解し、通常条件で連続鋳造により鋳造した。次いで、鋳片の表面を手入れして熱間圧延を施した後、種々の温度で熱処理した。得られた熱延板から試験片を切り出し、２００ｐｐｍの塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液（８０℃、アルゴン脱気）の試験液中において自然電位の測定を行い、各ステンレス鋼の脱不動態化ｐＨを算出した。
【００５３】
自然電位測定用の試験片は、熱処理を終えた熱延板から長さ２５ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍの鋼片を切り出し、鋼片の全表面を４００番のエメリー紙を用いて湿式研磨を行った後、アセトン中で超音波による脱脂を約１０分間行い、熱風乾燥したものを用いた。
【００５４】
また、自然電位測定試験は、予め恒温水槽により８０℃の温度に保持された石英ガラス製試験セル内の２００ｐｐｍの塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液中に、試験片を２４時間浸漬し、その間の自然電位を測定した。
なお、２００ｐｐｍの塩化物イオンを含む硫酸カルシウム飽和水溶液のｐＨは、よく校正されたｐＨメーターを用いて相当量の試薬特級９６％硫酸を当該硫酸カルシウム飽和水溶液に滴下し、−１．０〜４．０の範囲で調製した。
【００５５】
【表１】
2015083285.tif 000003
【００５６】
表２は、各試験片について、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩ及び脱不動態化ｐＨ（ｐＨｄ）、並びに暴露試験の結果を示したものである。暴露試験は、先に製造した自然電位測定用の試験片を焼結排ガス用吸着塔の塔体及びホッパの内部に溶接固定し、９ヶ月間操業した後、当該試験片の外観変化を評価した。同表では、試験片の表面外観が著しく変色したものを×、表面外観が変色しなかったものを○とした。
【００５７】
同表より、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超の試験片（実施例）は全て脱不動態化ｐＨが２．０未満であることがわかる。また、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０超の試験片（実施例）は何れも表面外観が過度に変色することなく、良好な耐食性を有していることがわかる。一方、脱不動態化ｐＨ指標ＤＰＩが２２．０以下の試験片（比較例）は、導入口より下方の塔体部位並びにホッパ内に溶接固定した試験片の表面外観が著しく変色している。
【００５８】
【表２】
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【００５９】
なお、実施例５のＵＮＳ  Ｓ３２３０４は二相ステンレス鋼であり、実施例２のＳＵＳ３１６Ｌのオーステナイト系ステンレス鋼に比べて高い強度を有している。従って、ＵＮＳ  Ｓ３２３０４を用いて焼結排ガス用吸着塔の構成部材を形成した場合、各構成部材の肉厚が、ＳＵＳ３１６Ｌで構成部材を形成した場合に比べて半分程度となり、焼結排ガス用吸着塔の全体重量を大幅に低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：焼結機、１１：ウインドボックス、１３：電気集塵機（乾式集塵機）、１４：メインブロワ、１５：バイパスダンパ、１６：煙突、１７：ダンパ、１８：昇圧ブロワ、１９：配管、２０：吸着塔（焼結排ガス用吸着塔）、２１：導入ダクト、２１ａ：導入口、２２：排出ダクト、２２ａ：排出口、２３：脱離塔、２４：篩装置、３０：塔体、３０ａ：塔体部位、３１：ホッパ、３５：Ｈ形鋼、３６：鋼板、３７：開口、Ｃ１、Ｃ２：搬送コンベア、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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