(57)【要約】【課題】石油精製および石油化学で使用される設備・装置の製造にコークス生成防止性低合金鋼を使用することを提案する。【解決手段】本発明は、多くとも０．２５％のＣ、１％より多く１０％までのＭｎ、１．５〜５％のＳｉ、多くとも０．０３％のＰ、多くとも０．０３％のＳ、４〜１０％のＣｒ、０．５〜２％のＭｏ、多くとも０．４０％のＶおよび多くとも０．１０％のＮを含有し、１００％とするための残余は実質的に鉄である鋼組成物の、炉、反応器または導管の構成要素の製造への使用である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
−多くとも０．２５％のＣ、
−１％より多く１０％までのＭｎ、
−１．５〜５％のＳｉ、
−多くとも０．０３％のＰ、
−多くとも０．０３％のＳ、
−４〜１０％のＣｒ、
−０．５〜２％のＭｏ、
−多くとも０．４０％のＶおよび
−多くとも０．１０％のＮを
含有し、
−１００％とするための残余は実質的に鉄である
鋼組成物の、炉、反応器または導管の構成要素の製造への使用。
【請求項２】
前記構成要素全体が少なくとも前記の鋼で作られる請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記構成要素が少なくとも前記の鋼で被覆される請求項１に記載の使用。
【請求項４】
前記構成要素が、同時遠心法、プラズマ法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電解法、「オーバーレイ」法およびクラッディング法のうちから選ばれた少なくとも１種の手法によって被覆される請求項３に記載の使用。
【請求項５】
全体または部分が請求項１〜４のいずれかに従って製造されている、炉、反応器または導管のうちから選ばれた装置。
【請求項６】
請求項５に記載の少なくとも１つの装置を用いた、温度４５０〜６５０℃でのナフサ接触改質法。
【請求項７】
請求項５に記載の少なくとも１つの装置を用いた、温度５５０〜７００℃でのイソブタン脱水素方法。
【請求項８】
−多くとも０．１５％のＣ、
−２．００％より多く１０％までのＭｎ、
−１．５〜５％のＳｉ、
−多くとも０．０３％のＰ、
−多くとも０．０３％のＳ、
−４〜１０％のＣｒ、
−０．５％より多く２％までのＭｏ、
−多くとも０．４０％のＶおよび
−多くとも０．１０％のＮを
含有し、
−１００％とするための残余は実質的に鉄である
ことを特徴とするコークス生成防止性低合金鋼組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、珪素およびマンガンの含量を高めたコークス生成防止性（anticoking）低合金鋼の石油精製および石油化学用途での使用およびこれらの用途に使用可能な新規鋼組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
少量の珪素の添加によって接触コークス化に対して低い感受性を示す低Ｃｒ−Ｍｏ合金鋼がすでに記載されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
検討された鋼は、より詳しくは、つぎの重量組成を有している：多くとも０．２５％のＣ、１．５〜５％のＳｉ、４〜１０％のＣｒ、０．５〜２％のＭｏ、０．３〜１％のＭｎ、多くとも０．０３０％のＳおよび多くとも０．０３％のＰ、全体を１００％とするための残余は実質的に鉄。これらの鋼は、さらに、とりわけ多くとも０．４０％のＶおよび多くとも０．１０％のＮを含有していてもよい。
【０００４】
たとえば鋼の質量組成中約２％という極小レベルでの珪素の有益な役割が、接触改質およびイソブタンの脱水素という石油精製プロセスをシミュレートした環境条件下での熱重量分析試験によって証明されている。
【０００５】
しかしながら、珪素は、鍛造性などの鋼の使用特性を低下させない反面、脆化作用を有し、このことが最終製品で低い衝撃強さ（シャルピー試験による破断エネルギー）となって現れる。この脆性は、熱間圧延長し、力学的に焼入れし、焼戻しした種々の高珪素含量鋳造物について観察されている。焼戻しは金属に適用される最後の処理であると言われている；それにより、鋼の力学的諸性質を調整することができる；たとえば、約２５０というビッカース硬さＨＶ３０および５００〜６００ＭＰａの間の弾性限Ｒｅを得ることが目的とされる。下記の表１は、珪素の存在が、硬さＨＶおよび引張弾性限Ｒｐは基準鋳造物のそれらとあまり差がないのに、衝撃強さＫｖを著しく悪化させることを示している。かかる脆性は、石油精製で使用される金属製容器状装置・設備に珪素を合金成分として使用することを制限しかねない。
【表１】
2004256918.tif 000002
【０００６】
珪素を合金成分として使用したものは、基準よりも多少は高い引張特性をもつので、脆性の問題の解決を試みるために考えられる第一の方策は、より高度の熱処理を適用することになるであろう。しかし、これには、工業的製造プロセスの負担を増し、余分な費用を生じさせる（熱処理は製造時の費用のかさむ部分である）という難点があり、期待する作用について好結果が保証されることもなかった。
【特許文献１】フランス国特許出願公開第２７７６６７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、とりわけ石油精製および石油化学で使用される設備・装置の製造にコークス生成防止性低合金鋼を使用することを提案することである。使用するそれらの鋼は、高められた衝撃強さ（レジリエンスresilience）を示すが、降伏強さ（yield strength）の低下はない。すなわち、これらの特性は、設備の寸法決定において役割を果たすのであって、それらが低下すれば、有害である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明は、マンガンおよび珪素の含量を同時に高めた低合金鋼を提案する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
従って、本発明の第一の主題は、とりわけ石油精製および石油化学で使用される設備・装置（とくに炉、反応器、導管）の製造に、ある種の鋼組成物を使用することである。本発明で使用するそれらの鋼組成物は、
−多くとも０．２５％のＣ、
−１％より多く１０％までのＭｎ、
−１．５〜５％のＳｉ、
−多くとも０．０３％のＰ、
−多くとも０．０３％のＳ、
−４〜１０％のＣｒ、
−０．５〜２％のＭｏ、
−多くとも０．４０％のＶおよび
−多くとも０．１０％のＮを
含有し、
−１００％とするための残余は実質的に鉄である
ことによって規定される。
【００１０】
本発明に従えば、炉、反応器あるいは導管の製造を目的としたあらゆる構成要素を製造することができる。これらの鋼は、標準的製錬・鋳造法によって製造でき、つぎに、通常の手法によって成形して、たとえば鋼板、格子、管、形鋼、カラーあるいはプレートを製造することができる。これらの半製品を用いて、炉、反応器あるいは導管の主要部分を、あるいはそれらの付属部分ないしは補助部分のみを、構成することができる。
【００１１】
また、本発明の鋼を用いて、同時遠心法、プラズマ法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、電解法、「オーバーレイ」法およびクラッディング法のうちから選ばれた少なくとも１つの手法により、炉、反応器または導管の内壁を被覆することができる。
【００１２】
上に規定した組成の鋼を用いて製造された装置または設備は、３５０〜１１００℃の温度で行われる石油精製または石油化学の諸プロセス、たとえば接触分解、熱分解および脱水素に、コークス生成を防止して、使用することができる。たとえば、４５０〜６５０℃の温度で改質ガソリンを得ることのできる接触改質反応の間に、副反応によってコークスの生成が起こる。このコークス生成は、ニッケル、鉄および／またはそれらの酸化物の存在によって接触的に促進される。
【００１３】
他の用途としては、５５０〜７００℃の温度でイソブテンを得ることのできるイソブタンの脱水素プロセスを挙げることができる。
【００１４】
本発明の第二の主題は、
−多くとも０．１５％のＣ、
−２．００％より多く１０％までのＭｎ、好ましくは２．２５％〜１０％のＭｎ、
−１．５〜５％のＳｉ、
−多くとも０．０３％のＰ、
−多くとも０．０３％のＳ、
−４〜１０％のＣｒ、
−０．５％より多く２％までのＭｏ、
−多くとも０．４０％のＶおよび
−多くとも０．１０％のＮを
含有し、
−１００％とするための残余が実質的に鉄である
ことによって規定される新規鋼組成物にある。
【００１５】
本発明の組成物においては、Ｍｎ／Ｓｉ比が１．５／１〜３／１の間にあることが好ましい。
【００１６】
添付の図面を参照しての、限定を意味するものではない下記の実施例および試験例を読めば、本発明をよりよく理解し、その長所がより明瞭になるであろう。
【００１７】
本発明の別の目的は、ある種の新規組成物を提供することである。
【実施例】
【００１８】
鋳造物の調製
Ｍｎ／Ｓｉ比を１．５／１〜３／１の範囲内とし、工業的条件下で鋳造物を作成した。これらの鋳造物を熱間圧延し、つぎに焼入れ、焼戻し処理に付した。それらは、表２に示した組成を有する。
【表２】
2004256918.tif 000003
【００１９】
コークス生成試験
これらの処理ののち、マンガンを添加していない鋼については、コークス生成という状況（接触改質条件下での）が維持されることが認められている；それゆえ、マンガンの添加が、珪素の好ましい作用を問題視させることにはならない；図１は、コークス生成結果を示しているが、それらの結果からＭｎ−Ｓｉ含有鋳造物に対する珪素の有益な作用が確認される。
【００２０】
力学的挙動の試験
表３に組成を示した、マンガンの添加なしの珪素含有鋳造物との比較を可能にする力学的試験を行った。
【表３】
2004256918.tif 000004
【００２１】
マンガンの添加による脆性面という観点からみた利点を例証するため、パラメータとして、硬さと衝撃強さ（２０℃での破断エネルギー）との積を採用した。これら２つの性質はむしろ拮抗的であることが知られている：材料が硬いほど（また、引張強さが大きいほど）、脆性のおそれが増す；逆に、脆性を減じるために熱処理時間を長くすると、硬さと引張強さを同時に低下させる。
【００２２】
図２は、「Ｓｉ」鋳造物（組成Ｂ、ＣおよびＤの）と「Ｍｎ−Ｓｉ」鋳造物（組成Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの）との、パラメータ（ＨＶ・Ｋｖ）を介しての直接比較を示している。後者のパラメータの変化が、鋼の珪素含量の関数として描かれている。とりわけ珪素含量２．５％未満で、マンガンの好ましい作用が現れることが認められる。コークス生成防止作用という観点から十分な２．０％〜２．５％の間の含量の場合、パラメータ（ＨＶ・Ｋｖ）が２〜５倍になっている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】Ｍｎ−Ｓｉ鋳造物における珪素の好ましい影響を確認するコークス生成試験結果を示すグラフである。
【図２】「Ｓｉ」鋳造物と「Ｍｎ−Ｓｉ」鋳造物とのパラメータ（ＨＶ・Ｋｖ）を介しての直接比較を示すグラフである。
【図１】
2004256918.tif 000005
【図２】
2004256918.tif 000006