(57)【要約】【課題】耐硫酸露点腐食性を劣化させることなく耐塩酸性を向上させた耐硫酸露点腐食鋼を提供する。【解決手段】Ｃ：０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０１〜１．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１〜２．５ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０３〜１．０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００２〜０．７ｍａｓｓ％、Ｗ：０．００３〜０．５ｍａｓｓ％およびＡｌ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｃ，ＳｂおよびＷが下記（１）式；  ２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ    ・・・（１）  ここで、上記Ｗ，ＳｂおよびＣは、各成分の含有量（ｍａｓｓ％）の関係を満たすことを特徴とする耐硫酸露点腐食鋼。【選択図】図１
2007262558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０１〜１．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１〜２．５ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０３〜１．０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００２〜０．７ｍａｓｓ％、Ｗ：０．００３〜０．５ｍａｓｓ％およびＡｌ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｃ，ＳｂおよびＷが下記（１）式の関係を満たすことを特徴とする耐硫酸露点腐食鋼。
記
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ    ・・・（１）
ここで、上記Ｗ，ＳｂおよびＣは、各成分の含有量（ｍａｓｓ％）
【請求項２】
上記成分組成に加えてさらに、Ｓｎ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％を含有し、Ｃ，Ｓｂ，ＷおよびＳｎが下記（２）式の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の耐硫酸露点腐食鋼。
記
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）／Ｃ    ・・・（２）
ここで、上記Ｗ，Ｓｂ，ＳｎおよびＣは、各成分の含有量（ｍａｓｓ％）
【請求項３】
上記成分組成に加えてさらに、Ｃｒ：０．０１〜１ｍａｓｓ％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５ｍａｓｓ％およびＣａ：０．０００２〜０．００５ｍａｓｓ％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の耐硫酸露点腐食鋼。
【請求項４】
上記成分組成に加えてさらに、Ｎｉ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％およびＢ：０．０１ｍａｓｓ％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐硫酸露点腐食鋼。
【請求項５】
塩酸露点腐食環境において鋼材表面に形成される皮膜の最外層がＳ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｗ濃化層であり、その内層がＳｉ，Ｓｎ濃化層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐硫酸露点腐食鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩酸や硫酸などの酸に接する環境下で、あるいは塩酸露点や硫酸露点などの酸露点が生じる環境下で使用されるタンクやプラント等の構成材料として用いられる耐硫酸露点腐食鋼に関し、特に、耐硫酸露点腐食性に優れるだけでなく、耐塩酸露点腐食性（以降、「耐塩酸性」と称する）にも優れる耐硫酸露点腐食鋼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
硫黄を含む重油や石炭等の燃料を燃焼させるボイラーや火力発電所等の煙道では、排気ガス中に含まれる硫黄酸化物が、温度の低下とともに結露して硫酸となり、激しい腐食を生じる、いわゆる「硫酸露点腐食」が問題となっている。この硫酸露点腐食問題に対しては、優れた耐食性を有する「耐硫酸露点腐食鋼」が開発され、実用化されている。
【０００３】
一方、ごみ焼却炉の煙道や電気炉の排気ダクトでは、被燃焼物への塩素を含むプラスチック類の混入により、やはり塩酸が結露して起こる「塩酸露点腐食」が問題となっている。塩酸露点は、硫酸露点よりも低い温度で起こるため、塩酸露点腐食が起こる場合、実際には、硫酸と塩酸との混酸による腐食である場合が多いのが特徴である。また、塩酸酸洗設備等の塩酸を使用する設備の構造材料としても、耐塩酸性に優れる鋼への要求が高まっている。
【０００４】
ところで、上述した耐硫酸露点腐食鋼は、一般鋼材と比較すれば、それなりに耐塩酸性にも優れている。しかし、そのレベルは十分とは言えないものである。そこで、耐塩酸性を有する耐硫酸露点腐食鋼が幾つか提案されている。例えば、特許文献１には、Ｃ：０．００１〜０．２ｍａｓｓ％の鋼にＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓを適正量添加し、さらにＣｕ：０．１〜１ｍａｓｓ％、Ｍｏ：０．００１〜１ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．０１〜０．２ｍａｓｓ％を含有させた上で、Ｓｂ，ＣおよびＭｏがある特定の関係を満たすよう制御することにより耐塩酸性に優れる耐硫酸露点腐食鋼が得られることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２１３３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記耐塩酸性に優れる耐硫酸露点腐食鋼を実際の設備に適用した場合には、耐塩酸性に関しては、従来の耐硫酸露点腐食鋼よりも優れた耐食性を示すものの、本来有すべき耐硫酸露点腐食性そのものが、従来の耐硫酸露点腐食鋼よりも劣ってしまうという根本的な問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、耐硫酸露点腐食性を劣化させることなく耐塩酸性を向上させた耐硫酸露点腐食鋼を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは、上記問題点を解決するために、まず、硫酸露点および塩酸露点の腐食環境における各添加元素の影響を調査し、その単独添加の効果を詳細に検討した。また、添加元素の複合効果にも着目し、硫酸露点および塩酸露点腐食環境において有効な添加元素の組み合わせを検討した。
【０００８】
その結果、硫酸露点および塩酸露点腐食環境における腐食支配因子および腐食機構について以下のような知見を得た。
１）従来のＣｕおよびＳｂを複合添加した耐硫酸露点腐食鋼の耐硫酸露点腐食性は、ＣｕおよびＳｂが鋼材表面に濃化し、鋼材の全面腐食と粒界腐食を抑制することによって得られる。
２）耐塩酸性を向上すると言われているＭｏの耐硫酸露点腐食鋼への添加は、耐塩酸性を向上するものの、耐硫酸露点腐食性を、従来鋼よりも低下させる。
３）耐硫酸露点腐食鋼にＷを添加すると、このＷが鋼材表面に濃化するとともに、徴密な酸化皮膜を形成して表面を保護し、耐硫酸露点腐食性を損ねることなく、耐塩酸性を向上させることができる。
４）上記Ｗの効果は、Ｓｎの添加によりさらに高められ、耐塩酸性および耐硫酸露点腐食性が一段と向上する。
５）上記ＷおよびＳｎの効果は、鋼材表面の最外層に形成されたＳ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｗ濃化層およびその内層に形成されたＳｉ，Ｓｎ濃化層に起因している。
本発明は、上記知見に、さらに検討を加えて完成したものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、Ｃ：０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．０１〜１．５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．１〜２．５ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下、Ｓ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．０３〜１．０ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．００２〜０．７ｍａｓｓ％、Ｗ：０．００３〜０．５ｍａｓｓ％およびＡｌ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、Ｃ，ＳｂおよびＷが下記（１）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ    ・・・（１）
ここで、上記Ｗ，ＳｂおよびＣは、各成分の含有量（ｍａｓｓ％）
の関係を満たすことを特徴とする耐硫酸露点腐食鋼である。
【００１０】
本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記成分組成に加えてさらに、Ｓｎ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％を含有し、Ｃ，Ｓｂ，ＷおよびＳｎが下記（２）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）／Ｃ    ・・・（２）
ここで、上記Ｗ，Ｓｂ，ＳｎおよびＣは、各成分の含有量（ｍａｓｓ％）
の関係を満たすことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記成分組成に加えてさらに、Ｃｒ：０．０１〜１ｍａｓｓ％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５ｍａｓｓ％およびＣａ：０．０００２〜０．００５ｍａｓｓ％のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記成分組成に加えてさらに、Ｎｉ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％、Ｎｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｖ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％、Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％およびＢ：０．０１ｍａｓｓ％以下のうちから選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、塩酸露点腐食環境において鋼材表面に形成される皮膜の最外層がＳ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｗ濃化層であり、その内層がＳｉ，Ｓｎ濃化層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐硫酸露点腐食性に優れるだけでなく、塩酸あるいは塩酸と硫酸との混酸に対しても優れた耐食性を有する耐硫酸露点腐食鋼を提供することができる。したがって、本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、硫酸露点腐食環境下および塩酸露点腐食環境下で使用される容器や設備、プラント等の鋼材に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の耐塩酸性に優れた耐硫酸露点腐食鋼が有すべき成分組成について説明する。
Ｃ：０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％
Ｃは、鋼の強度を高める元素であり、本発明では、所望の強度を得るために、０．０１ｍａｓｓ％以上添加する。一方、０．１２ｍａｓｓ％を超える添加は、耐塩酸性および耐硫酸露点腐食性（以降、これらを総称して「耐酸性」と称する）を劣化させるとともに、溶接性および溶接熱影響部の靭性をも劣化させる。よって、本発明では、Ｃは０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは０．０１〜０．１ｍａｓｓ％の範囲である。
【００１６】
Ｓｉ：０．０１〜１．５ｍａｓｓ％
Ｓｉは、脱酸剤として添加される成分であり、また、鋼の強度を高める効果があるので、本発明では０．０１ｍａｓｓ％以上含有させる。しかし、１．５ｍａｓｓ％を超える添加は、鋼の靭性を劣化させる。よって、Ｓｉは０．０１〜１．５ｍａｓｓ％の範囲とする。なお、Ｓｉは、酸性環境では、防食皮膜を形成して耐酸性の向上に寄与する。この耐酸性向上効果を得るためには、０．２ｍａｓｓ％以上添加することが好ましい。
【００１７】
Ｍｎ：０．１〜２．５ｍａｓｓ％
Ｍｎは、鋼の強度を高める元素であり、本発明では所望の強度を得るために、０．１ｍａｓｓ％以上の含有を必要とする。一方、２．５ｍａｓｓ％を超えるＭｎの含有は、鋼の靭性および溶接性を低下させる。よって、本発明では、Ｍｎは０．１〜２．５ｍａｓｓ％の範囲とする。なお、強度の維持および耐酸性を劣化させる介在物形成を抑制する観点からは、０．３〜１．６ｍａｓｓ％の範囲が好ましく、より好ましくは０．３〜１ｍａｓｓ％の範囲である。
【００１８】
Ｐ：０．０５ｍａｓｓ％以下
Ｐは、粒界に偏析して、鋼の靭性を低下させる有害な元素であり、特に、０．０５ｍａｓｓ％を超えて含有すると、靭性が顕著に低下するため、Ｐは、０．０５ｍａｓｓ％以下とする。なお、Ｐはできるだけ低減するのが望ましいが、０．００５ｍａｓｓ％未満への低減は、製造コストの上昇を招くので、Ｐの下限は０．００５程度とするのが好ましい。
【００１９】
Ｓ：０．００５〜０．０３ｍａｓｓ％
Ｓは、非金属介在物であるＭｎＳを形成し、これが局部腐食の起点となって耐局部腐食性を低下させる有害な元素であり、低減するのが望ましいが、一方で、Ｃｕの存在下では、Ｃｕ２Ｓ皮膜の形成に寄与し、鋼表面における腐食反応を抑制し、耐硫酸露点腐食性を向上させる元素でもある。そこで、本発明では、耐局部腐食性の低下を回避するために、Ｓの上限を０．０３ｍａｓｓ％とするとともに、耐硫酸露点腐食性を確保する観点からＳの下限を０．００５ｍａｓｓ％とする。
【００２０】
Ｃｕ：０．０３〜１．０ｍａｓｓ％
Ｃｕは、酸による腐食環境において耐酸性を向上する元素であり、本発明では、耐酸性を向上させるために必須の元素である。しかし、０．０３ｍａｓｓ％未満の添加では、その効果が小さく、一方、１．０ｍａｓｓ％を超える過度の添加は、熱間加工性の劣化を招く。よって、Ｃｕは０．０３〜１．０ｍａｓｓ％とする。
【００２１】
Ｓｂ：０．００２〜０．７ｍａｓｓ％
Ｓｂは、Ｃｕとの複合効果により鋼板表面に濃化し、耐酸性を向上する元素であり、必須の添加成分である。しかし、０．００２ｍａｓｓ％未満では、その効果が小さく、一方、０．７ｍａｓｓ％を超える添加は、効果が飽和するとともに、加工性が劣化する。よって、Ｓｂは０．００２〜０．７ｍａｓｓ％の範囲で添加する。好ましくは、０．０２〜０．３ｍａｓｓ％の範囲である。
【００２２】
Ｗ：０．００３〜０．５ｍａｓｓ％
Ｗは、耐硫酸露点腐食性を維持したまま、耐塩酸性を向上させる効果があり、本発明では、必須の添加元素である。上記Ｗの添加は、腐食環境で形成されるＷＯ４２−イオンが、塩化物イオン等の陰イオンに対するバリア効果を発揮するとともに、不溶性のＦｅＷＯ４を形成して腐食の進行を抑制すること、さらに、鋼板表面に形成される錆層は、Ｗを含むことにより非常に緻密化されることによるものである。すなわち、Ｗの添加は、化学的および物理的な作用によって、酸環境における腐食を抑制する。上記の効果は、０．００３ｍａｓｓ％よりも少ないと、効果が十分に得られず、一方、０．５ｍａｓｓ％を超えると、耐塩酸性が徐々に低下するとともに、コストの上昇を招く。よって、本発明では、Ｗは０．００３〜０．５ｍａｓｓ％の範囲で添加する。
【００２３】
Ａｌ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％
Ａｌは、脱酸剤として添加される成分であり、本発明では０．００５ｍａｓｓ％以上の添加が必要である。一方、０．５ｍａｓｓ％を超えて添加すると、鋼の靭性が低下する。よって、Ａｌは０．００５〜０．５ｍａｓｓ％の範囲とする。好ましくは０．０１〜０．０５ｍａｓｓ％の範囲である。
【００２４】
Ｎ：０．００１〜０．０１ｍａｓｓ％
Ｎは、固溶状態で、鋼の靭性を劣化させる不可避的不純物であり、低いほど好ましい。靭性を確保する観点からは、０．０１ｍａｓｓ％以下であれば許容できる。一方、Ｎを完全に除去することは技術的に難しく、また、必要以上の低減は、製鋼コストの上昇を招くだけなので、Ｎの下限は０．００１ｍａｓｓ％とする。
【００２５】
本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記基本成分の他に、耐酸性に対する要求レベルに応じて、下記の成分を添加することができる。
Ｓｎ：０．００５〜０．５ｍａｓｓ％
Ｓｎは、Ｗと複合効果されることにより、緻密な錆層を形成して酸環境における腐食を抑制する作用があり、特に、耐塩酸性の向上が求められた時の、耐硫酸露点腐食性の維持、向上に大きな効果を発揮する。しかし、上記効果は、０．００５ｍａｓｓ％未満の添加では十分ではなく、一方、０．５ｍａｓｓ％を超える添加は、熱間加工性および靭性の劣化を招く。よって、Ｓｎは、添加する場合には、０．００５〜０．５ｍａｓｓ％の範囲で添加するのが好ましい。
【００２６】
Ｃｒ：０．０１〜１ｍａｓｓ％
Ｃｒは、常温における耐酸性の向上効果は少ないが、使用環境が１２０℃以上の高温となる場合には、耐酸性を維持、向上するとともに、鋼の機械的強度をも向上する効果がある。しかし、０．０１ｍａｓｓ％未満では、添加効果がなく、一方、１ｍａｓｓ％超えの添加では、その効果が飽和するとともに、コストの上昇を招く。よって、Ｃｒは、添加する場合には、０．０１〜１ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。特に、高温における耐酸性が要求される場合には、０．５〜１．０ｍａｓｓ％の範囲が望ましい。
【００２７】
ＲＥＭ：０．０００５〜０．０５ｍａｓｓ％
ＲＥＭは、レアアース成分の組成が、Ｃe：５０±５ｍａｓｓ％、Ｌａ：２５±５ｍａｓｓ％、Ｎｄ：１５±５ｍａｓｓ％、Ｐｒ：１０±５ｍａｓｓ％であるものを指し、各元素が複合した硫化物および酸化物を形成することによって、耐酸性を向上する効果がある。また、ＲＥＭは、介在物の形態制御によって延性および靭性を向上させる作用も有する。これらの効果は、０．０００５ｍａｓｓ％未満では得られず、一方、０．０５ｍａｓｓ％超えでは、靭性が劣化するため、添加する場合は、０．０００５〜０．０５ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。十分な耐酸性を確保する観点からは、０．００５〜０．０５ｍａｓｓ％の範囲がより好ましい。
【００２８】
Ｃａ：０．０００２〜０．００５ｍａｓｓ％
Ｃａは、ＲＥＭと同様、介在物の形態制御によって延性および靭性を向上するとともに、耐酸性を向上する作用がある。上記効果は、０．０００２ｍａｓｓ％未満では得られず、一方、０．００５ｍａｓｓ％以上では靭性の低下を招くため、添加する場合には、０．０００２〜０．００５ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。より耐酸性を向上するためには、０．００１〜０．００５ｍａｓｓ％の範囲が望ましい。
【００２９】
本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記成分の他に、熱間加工性や強度、靭性向上を目的として、下記の成分を添加することができる。
Ｎｉ：０．０１〜０．５ｍａｓｓ％
Ｎｉは、ＣｕやＳｎの添加による熱間加工性の劣化を抑制する働きがあるため、添加することができる。しかし、０．０１ｍａｓｓ％未満では、その効果がなく、一方、０．５ｍａｓｓ％を超える添加は、効果が飽和し、コストの上昇を招く。よって、添加する場合は０．０１〜０．５ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。
【００３０】
Ｎｂ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％
Ｎｂは、鋼の強度向上を目的として添加する元素であるが、０．００５ｍａｓｓ％未満では、強度向上効果が小さく、一方、０．１ｍａｓｓ％超えでは、靭性が劣化するため、添加する場合は、０．００５〜０．１ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。
【００３１】
Ｖ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％
Ｖは、鋼の強度向上を目的として添加する元素であるが、０．００５ｍａｓｓ％未満では強度向上効果が得られず、一方、０．１ｍａｓｓ％超えでは、靭性が劣化するため、添加する場合は、０．００５〜０．１ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。
【００３２】
Ｔｉ：０．００５〜０．１ｍａｓｓ％
Ｔｉは、鋼の強度向上および靭性向上を目的に添加する元素であるが、０．００５ｍａｓｓ％未満では、その効果が得られず、一方、０．１ｍａｓｓ％超えでは、効果が飽和するため、添加する場合は、０．００５〜０．１ｍａｓｓ％の範囲とするのが好ましい。
【００３３】
Ｂ：０．０１ｍａｓｓ％以下
Ｂは、鋼の強度向上を目的に添加する元素であるが、０．０１ｍａｓｓ％超えでは靭性が劣化するため、添加する場合は、０．０１ｍａｓｓ％以下とするのが好ましい。
【００３４】
次に、上記に説明したＣ，ＳｂおよびＷが満たすべき関係式（１）およびＣ，Ｓｂ，ＷおよびＳｎが満たすべき関係式（２）について説明する。
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ
発明者らは、成分組成を種々に変化させた鋼を対象として、後述する実施例と同じ塩酸浸漬腐食試験を行い、腐食減量を測定し、回帰式を得て、各成分の耐塩酸性への寄与を定量的に求めた。同様にして、硫酸浸漬腐食試験も行い、耐硫酸露点腐食性への各成分の寄与についても定量的に求めた。その結果、Ｃｕを有意に含有している鋼においては、ＳｂおよびＷの添加は、耐酸性の向上に優れた効果を示すこと、そして、それら成分の耐酸性に対する有効性は、（Ｗ＋Ｓｂ（ここで、上記各元素記号は、それら成分の含有量（ｍａｓｓ％））の値の大きさで表すことができることを見出した。この式は、各成分の許容組成範囲内においては、ＳｂおよびＷの添加量が増えるほど、耐酸性が向上することを示している。一方、Ｃは、耐酸性を劣化させる元素であることも見出したが、実用的なＣの範囲である０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％においては、上記式で得られる値が、Ｃ含有量に対して、一定量以上存在していれば、具体的には、ＳｂおよびＷが下記（１）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ    ・・・（１）
ここで、上記各元素記号は、それら成分の含有量（ｍａｓｓ％）
を満たして含有していれば、耐酸性を高いレベルに保持できることを見出した。よって、本発明においては、高い耐酸性を確保するためには、上記（１）式を、満たすようＳｂおよびＷを添加する。
【００３５】
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）／Ｃ
さらに、発明者らは、Ｃｕを有意に含有している鋼においては、ＳｂおよびＷの他に、特にＳｎの添加が、耐酸性の向上に対して著しい効果を示すことを見出した。その各成分の耐酸性に対する有効性は、（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ（ここで、上記各元素記号は、それら成分の含有量（ｍａｓｓ％））の値の大きさで表すことができる。この式は、各成分の許容組成範囲内においては、Ｓｎ，ＳｂおよびＷの添加量が増えるほど、耐酸性が向上し、Ｓｎの効果は、ＳｂおよびＷの３倍であることを示している。そして、実用的なＣの範囲である０．０１〜０．１２ｍａｓｓ％においては、上記式で得られる値が、Ｃ含有量に対して、一定量以上存在していれば、具体的には、Ｓｂ，ＷおよびＳｎが下記（２）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）／Ｃ    ・・・（２）
ここで、上記各元素記号は、それら成分の含有量（ｍａｓｓ％）
を満たして含有していれば、耐酸性を非常に高いレベルに保持できることを見出した。よって、本発明においては、高い耐酸性を確保するためには、上記（２）式を、満たすようＳｂ，ＷおよびＳｎを添加することが好ましい。
【００３６】
本発明の耐硫酸露点腐食鋼は、上記成分以外の残部は、Ｆｅおよび不可避的不純物である。ただし、本発明の効果を害さない範囲であれば、上記以外の成分の添加を拒むものではない。
【００３７】
次に、本発明の耐硫酸露点腐食鋼が、塩酸露点腐食環境において、鋼材表面の形成する皮膜構造について説明する。
本発明の成分組成に適合するＳｎを含有する鋼Ａ（Ｃ：０．０３ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．４５ｍａｓｓ％、Ｍｎ：０．９ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０１ｍａｓｓ％、Ｓ：０．０１０ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．２９ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．１１ｍａｓｓ％、Ｗ：０．０５５ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０３２ｍａｓｓ％、Ｓｎ：０．０２ｍａｓｓ％、残部：実質的にＦｅ）と本発明の成分組成に適合するがＳｎを含有しない鋼Ｂ（Ｃ：０．０３ｍａｓｓ％、Ｓｉ：０．２６ｍａｓｓ％、Ｍｎ：１．０ｍａｓｓ％、Ｐ：０．０１ｍａｓｓ％、Ｓ：０．００６ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．３１ｍａｓｓ％、Ｓｂ：０．１０ｍａｓｓ％、Ｗ：０．０５１ｍａｓｓ％、Ａｌ：０．０３７ｍａｓｓ％、残部：実質的にＦｅ）の２種類の鋼材を、８０℃に保持された５ｍａｓｓ％ＨＣｌ中に２４時間浸漬し、鋼材表面に形成された皮膜をＧＤＳで解析した。その結果、鋼Ａの皮膜では、最外層にＳ，Ｃｕ，Ｓｂ，Ｗの濃化層が形成されており、その内層にＳｉ，Ｓｎの濃化層が形成されているが、鋼Ｂの皮膜では、上記のような内層の濃化層の形成は認められなかった。また、鋼Ａの皮膜は、上記のようなの成分濃化層が形成される結果、鋼Ｂの皮膜よりも薄く、しかも、緻密であることも判った。その結果、Ｓｎの添加により、耐酸性が向上したものと考えられる。
【００３８】
次に、本発明の鋼材の好ましい製造方法について説明する。
本発明の鋼材は、上記成分組成に調整した鋼を、通常の鋼と同様の方法で、厚鋼板、薄鋼板および形鋼などの種々の形状に仕上げたものである。例えば、本発明の鋼は、転炉や電気炉、真空脱ガス装置等の通常公知の方法で、主要５元素（Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ）を本発明範囲に調整するとともに、その他の合金元素を要求特性に応じて添加して溶製し、その後、上記鋼は、連続鋳造法等で鋼スラブとし、この鋼スラブは、その後直ちに、あるいは冷却後、再加熱して熱間圧延し、製品とするのが好ましい。
【００３９】
熱間圧延条件については、耐食鋼としては、特に条件を付さないが、鋼材として要求される機械的特性を確保する観点からは、適切な熱延温度や圧下比等に制御するのが望ましい。熱間圧延後は、所望する機械的特性に応じて、冷却速度を制御することが望ましい。例えば、引張強さ４９０Ｎ／ｍｍ２級以上の高強度鋼材とする場合には、熱間圧延の仕上温度を７５０℃以上とし、その後２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で７００℃以下まで冷却するのが好ましい。仕上げ温度が７５０℃未満では、変形抵抗が大きくなり、形状制御が難しくなる。また、冷却速度が２℃／ｓｅｃ未満もしくは冷却停止温度が７００℃を超える場合には、４９０Ｎ／ｍｍ２級以上の引張強さが得難いからである。
【００４０】
上記のようにして得られる本発明の鋼は、硫酸および塩酸あるいはそれらの混酸環境で使用される容器や設備、プラントに用いて好適な、優れた耐硫酸露点腐食性および耐塩酸性を有する。
【実施例】
【００４１】
表１−１および表１−２に示したＮｏ．１〜４４の成分組成を有する鋼を転炉で溶製し、連続鋳造法により厚さ２００ｍｍの鋼スラブとし、この鋼スラブを１２００℃に再加熱後、仕上終了温度を８００℃とする熱間圧延し、板厚が８ｍｍの熱延鋼板とした。このようにして得た熱延鋼板から、幅２０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ５ｍｍの直方体の腐食試験片を切り出し、これらの腐食試験片を、塩酸（５ｍａｓｓ％ＨＣｌ，８０℃）に２４時間浸漬する塩酸浸漬腐食試験および硫酸（２０ｍａｓｓ％Ｈ２ＳＯ４，４０℃）に６時間浸漬する硫酸浸漬腐食試験の２種類の腐食試験に供して、各試験片の腐食速度（腐食減量）を測定した。
【００４２】
耐酸性の評価は、塩酸浸漬腐食試験における腐食速度が５０ｇ／ｍ２・ｈｒ以下かつ硫酸浸漬腐食試験における腐食速度が３０ｇ／ｍ２・ｈｒ以下のものを合格（○）とし、中でも、塩酸浸漬腐食試験における腐食速度が３０ｇ／ｍ２・ｈｒ以下のものは、特に耐塩酸性が優れているもの（◎）と評価した。一方、両腐食試験において、いずれか一方でも腐食速度が上記値を超えるものは不合格（×）と評価した。
【００４３】
上記測定結果および評価結果を表２に示した。表２から、本発明の成分組成に適合する鋼板（Ｎｏ．１〜１９）は、いずれも、耐酸性（耐塩酸性、耐硫酸露点腐食性）に優れている。一方、本発明の成分組成から外れる比較例の鋼板（Ｎｏ．２０〜４４）は、耐塩酸性あるいは耐硫酸露点腐食性のいずれか一方が優れているものはあるものの、両方の耐酸性に優れるものはないことがわかる。
【００４４】
図１は、Ｓｎを含有していないＮｏ．１〜６およびＮｏ．２０〜２３の鋼について、Ｃ含有量と（Ｗ＋Ｓｂ）の値が、表２に示した耐酸性の総合評価に及ぼす影響を示したものである。この図から、本発明の（１）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ）／Ｃ
を満たして、Ｃ，ＳｂおよびＷを添加した場合には、耐塩酸性、耐硫酸露点腐食性のいずれにも優れた鋼を得ることができることがわかる。
【００４５】
また、図２は、Ｓｎを含有するＮｏ．７〜１９およびＮｏ．２４〜２８の鋼について、Ｃ含有量と（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）の値が、表２に示した耐酸性の総合評価に及ぼす影響を示したものである。この図から、本発明の（２）式；
２．５≦（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）／Ｃ
を満たして、Ｃ，Ｓｂ，ＷおよびＳｎを添加した場合には、耐塩酸性、耐硫酸露点腐食性のいずれにも優れた鋼を得ることができることがわかる。
【００４６】
【表１−１】
2007262558.tif 000003
【００４７】
【表１−２】
2007262558.tif 000004
【００４８】
【表２】
2007262558.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】Ｃ含有量と（Ｗ＋Ｓｂ）が、鋼の耐酸性に及ぼす影響を示したグラフである。
【図２】Ｃ含有量と（Ｗ＋Ｓｂ＋３×Ｓｎ）が、鋼の耐酸性に及ぼす影響を示したグラフである。
【図１】
2007262558.tif 000006
【図２】
2007262558.tif 000007