JPS59123761A - 防食の方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はＨＣｌを含有する、燃焼カス等の高温ガスに
さらされる金属の腐食を防止するための方法に関するも
のである。

近年、家庭や工業設備からの塩化物を含む廃棄物、例え
は、塩ビなとのプラスチックを含むゴミ類はその量が飛
躍的に増大しその処理法が問題となっている。現在、一
般的な処理法としては埋立て法と焼却法があるが前者に
関しては土壌汚染等の公害問題もあって埋立用地の枯渇
により焼却法の比率が増加している。この廃棄物の足的
な増大とともに、廃棄物に含まれるプラスデック量の増
加から廃棄物のもつエネルギーも高くなりその右列内な
回収か切実な問題となっている。このような観点から、
塩化物を含む物質、例えば上記廃棄物などが燃焼させら
れ、発生する高温燃焼ガスの熱世を有効に利用する装置
か近年種々研究開発され一部ま既に実用化されている。

これらの装置においては高温燃焼カス中にＨＣｌ、Ｃｌ
２、ＳＯｘなとの出食性カスが存在するとともに未燃焼
物質および燃焼の結果生じるアルカリ金属塩、重金属塩
その他の固体物質などからなる灰が必然的に共存りる。

このような高温燃焼カスにざらされる金属は、その表面
に灰が付着しかつ金属のさらされる雰囲気中にＨＣｌか
共存するとその腐食（高熱腐食）が非富に激しくなり、
又温度の上背とともにその腐食速度か大きくなることが
知られている。即ち、金属の表面晶度か３００Ｃを越え
ると高温腐食か発生し、４００Ｃを越えると届食よ待に
激しくなり市販されている実用金属材料の中ではごく一
部の特殊高級金属材料以外は、この高温腐食に閉えうる
ものはない。

従来、この種の高温腐食から燃焼炉の金属材料に関して
はこれを守るために次の二つの方法かとられてきた。一
つは、燃焼中に発生する酸性の腐食性カスを炭酸ソータ
等のアルカリ性物質と反応させて中和する、あるいは塩
ビなどのＨＣｌを発生ずる廃棄物の燃焼に際してアルカ
リ性物質を廃棄物と共に炉内に供給する、いわゆる中和
剤を燃焼雰囲気中に使う方法かある。しかし、これらの
方法よいずれも主として燃焼ガス中の腐食性カスの処理
には、有効であるが、金属表面に灰か付着しかつ雰囲気
カス中にＨＣｌが共存する時に発生ずる高温腐食に対し
ての防食方法としては不十分てあった。即ち、炉内構造
と高温腐食が発生ずる金属表面との幾何学的関係、燃焼
ガスの流動状態および腐食性ガスと中和剤との混合接触
状態なとの韻要因により、高温腐食を発生づる金属表面
に炭酸塩等が防食に充分な量に達しない部分が生じるた
めである。

もう一つの方法どしては、燃焼炉内の金属材料の温度を
低くする方法である。即ち、この高温腐食は金属表面温
度が４００℃を越えるとその進行が激しくなるので、金
属表面温度を４００Ｃ以下に保つ。従つて、廃棄物の燃
焼熱をボイラー、廃熱ボイラーなどでスチームとして回
収する場合にはボイラーの伝熱室管壁温度を４００Ｃ以
下に維持せねはならず、その結果発生スチームは設計値
で２０ｋｇ／ｃｍ２、３００℃以下、実用装置の運転条
件で１６〜２０ｋｇ／ｃｍ２、２００℃程度になってし
まう。このような中圧スチームでは、例えば最も一般的
なものとしてエネルギーを電気に−る場合、発電効率は
最新の重油焚き火力発電こ比べかなり低く発電コストも
高くなる。

この発明は上記の高温腐食を防ぎ、その１つの結果とし
て高圧スチームを続演的に冑ることを可能とする方法を
提供するものである。

この発明では、必要な耐熱性こ応じて例えば炭素鋼から
耐熱合金まての広範な各種金属材料により作られだ焼却
炉部材等の、ＨＣｌカスに暴される金属表面にクロムと
ニッケルをクロム／ニッケル重量比２／８〜８／２で含
む混合物（Ｉ）の第１層を溶射によりまず被覆し次いて
第１層とは異る組成の第２層をこの上に溶射により被子
する。

燃焼炉部材は必要に応じ通常各種鋼材、鉄基合金、ニッ
ケルークロム系合金等により作られるので、この発明で
はこれらの材料に充分親和性の強いかつ耐熱性良好な上
記ニッケルークロム系混合物の第１層を焼却炉部材の表
面に溶射により形成する。混合物（１）はニッケルとク
ロムのみから成るか、又は両者合計に対し３％以下の他
元素を含んで成る。混合物（Ｉ）のクロム／ニッケル比
か２０／８０〜８０／２０とされるのは、母材との接着
の加熱ザイクルに対する耐久性かよいからである。プラ
ズマ溶射で多く用いられるのは２０／８０であるが混合
物（Ｉ）を含む場合の第２層等の耐食性をより高めるに
は上記範囲内で例えは５０／５０などの様にクロムを多
くするとよい。

また他元素は両者の混合物の特性を生かして更に強度、
耐酸性、耐酸化性等の向上を図る為に加えられ、ニオブ
、タンタル、モリブデン、タングステン、アルミ、ケイ
素等が代表的である。

混合物（Ｉ）の第１層ではＨＣｌに曝される燃焼炉部材
としでは耐食性が充分でないので、この発明では第１層
に対して充分親和性かあり耐食性のにりよい第２層を第
１層の上に形成する。

１つの第２層は重量比で混合物（Ｉ）３０〜７０％、及
びアルカリ性物質の少くとも１種又はセラミックス７０
〜３０％から形成される。第２層中の混合物（Ｉ）は３
０％以上でないと第２層の第１層に対する親和性が不足
して第１層第２層間の剥離が生じやすくまた安定な第２
層の形成が困難なことも多い。この傾向はとくにアルカ
リ性物質て類義である。一方アルカリ生物質又はセラミ
ックスが３０％以上でないと第２層の耐食性が一般に不
充分である。

本発明でま上述のとおり、第１層の成分と耐食性のより
よい材料から成る第２府を第１層上に被覆させることか
ら出発したか、本発明者の究明によれば、特に蒸気光二
型都市ごみ焼却炉等の様に高々６００Ｃ稈豆までの耐熱
性かあれはよい場合には、驚くべきことに、上記とは異
る第２層としてアルミナこ代表されるセラミックス又は
これに３０％未満の第１層成分を含む実質的にセラミッ
クスからなる層を用いても剥離等の問題は生じず、二連
の２者との間に性能上の大差がないこと、またさらに、
実質的なセラミックスとアルカリ性物質との重量比７：
３〜３：７好ましくは７：３〜５：５の混合物を第２層
としても同様であることか判明した。但し全体又は部分
的に例えば８００〜１０００Ｃの様なより高温での耐熱
性を考慮すると、第２層が第１層成分と耐食性材料どの
混合物からなる方が剥離等の生ずるおそれが少ない。

また耐食性材料として最上層にセラミックスを利用した
場合、かかるより高温での耐食性を満足するには、第１
層成分とセラミックスからなる第２層の上にセラミック
スから成る第３層を形成するとよい。この場合第２層中
のセラミックスが３０％以上でないと第２層と第３層の
親和性が不足し両層間で熱履歴により剥離の生ずるおそ
れがある。

また両層間の良好な接合の為に、第２層と第３層に用い
られるセラミックスは実質的に同じであるのかよい。

本発明で利用する溶射は必要に応し各種溶射方法が利用
できるが、とりわリプラズマ溶射か代表的であっで耐食
上有益な緻密な被覆層の形成に有用である。なお、ブラ
スマ溶射等で利用される不活性カスに水素を混入して酸
化被膜の還元を伴わせることもできる。

この発明で利用でさるセラミックスはケイ素、アルミニ
ウム、マグネシウム、カルシウム、ジルコニウム等の酸
化物、ケイ素、ホウ素、チタン等の炭化物、ケイ素、ホ
ウ素、アルミニウム等の窒化物等がありその少くとも１
種が用いられるか、酸化アルミニウムが極めて代表的で
ある。

この発明で利用される各層は溶用の際に混合され充分一
様な層となればよいか、勿論可能なものは所望により溶
射の前に合金等の均一な此合物としておけばより一様な
層が得られやすく一般に好ましい。

本発明でよ母材と第２層の間に、また第３層がある場合
には第１層と第３層の間に夫々中間的な組成の第１層や
第２層が介在するか、母材及び各層と中間的な組成の層
の間に更に中間的な層を介在させてもよく、このように
ずれは一般に熱ザイクルに対する耐久性の向上が期待で
きる。

この発明の方法によれば例えば炉の運転開始とどもにＨ
Ｃｌおよび灰分なとが高温の金属表面に接近しても、予
め存在している充分量のアルカリ性物質を含む層のアル
カリ性物質かＨＣｌと反応して中性塩灰となって金属表
面での高温腐食を防止することにより、あるいは予め金
属表面に存在する実質的なセラミックス、またはセラミ
ックスとクロム、ニッケル等との混合物からなる被覆層
か高温での酸化、高温でのＨＣｌによる腐食あるいはＨ
Ｃｌとアルカリ金属塩、重金属塩等の灰か共存した場合
の厳しい高温腐食に対して非常に優れた耐食性を発揮す
ることにより、また実質的なセラミックスとアルカリ性
物質との混合物からなる被覆層の場合にはこの層が中性
塩灰の形成と耐食性の発揮の双方の効果を発現すること
により母材地金表面に至る高温腐食が発生しない。

上記アルカリ性物質は上記の効果を充分発揮でぎるもの
は全て用いることかできその少くとも一種を用いるか、
なかでもアルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩や
ケイ酸アルカリが代表的であり、アルカリ金属及びアル
カリ土類金属の炭酸塩としては、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、ある
いはＭｇ等の炭酸塩の少くとし１種が使用され通常防食
性能および費用の観点から炭酸ナトリウムか最適であり
、またケイ酸アルカリはケイ酸ナトリウムまたはカリウ
ムないしリヂウムか代表的である。る。

上記では本発明の適用分野を代表的に燃焼炉により説明
したか勿論本発明はＨＣｌを含む高温カスに曝される各
種部材等にし適用可能である。

以下実施例により本発明を明らかにするか本発明はこれ
に限定されない。

実施例 クロム２．２％、モリブデン１％、０．１５％以下の炭
素（いずれも重量％）および残部が鉄よりなる含金鋼（
ＳＣＭＶ４）の圧延板より縦３０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚
さ４ｍｍの板状試験片を多数切り出し、各試験材料に各
種の方法による被覆を施した後耐食試験を行った。

試験材料の被覆方法は市販のプラズマ溶射機を利用し噴
射ガスとしてアルゴン６０％、ヘリウム４０％、（いず
れも体積％）の混合物を用い直流電圧４０ボルト、放電
電流８００アンペアの条件で使用し、試験材の３０ｍｍ
×５０ｍｍの面積をもつ一面に被覆した。この被覆済の
試験材料を試験片として使用し耐食試験を行った。耐食
試験は管状電気炉を用い被覆層か形成された試験片表面
に実際の塵芥焼却炉から採取した灰を均一にのせ、管内
に水蒸気３０％、ＣＯ２１０％、ＨＣｌ１０００ｐｐｍ
、ＳＯ２２０ｐｐｍ（いずれも体積％）残部空気の組成
である高温雰囲気ガスか流れる管状電気炉の中に当該試
験片を置き試験片表面温度を６００Ｃに保持して行った
。試験片の試験される３０×５０ｍｍの面積をもつ表面
以外の５つの面はアルミナの微粉および繊維状断熱剤に
より腐食されないように保護した。よお、塵芥焼却炉か
ら採取し試験片表面上にのせられた灰の組成はアルミニ
ウム７．１％、ナトリウム３．８％、カリウム２．８％
、カルシウム１４．５％、マグネシウム１．５％、鉄６
．１％、ケイ素１５．２％、塩素２．１％、全イオウ１
．１％、含水率０．１％（いずれも重量％）であり残部
は主に上記元素と結合している酸素である。

耐食試験は以上に述へた条件で最長１０日間まで行い比
較のために被覆を施さないＳＣＭＶ４も試験に供した。

試験片は耐食試験実施後管状電気炉内にＮ２カスを完全
にパージしてから電気炉より取り出し約５前間窄温放冷
後ブラツシンクにより試験片表面の灰を除去し更にイン
ヒビターとして０．５％のヘキナメチレンテ−ラミンを
叫えた塩酸水溶液（８重量％ＨＣｌ）に苗昌で３０分間
浸漬し試験への腐食生成物を取り除くいわゆるスケール
除去処理を行い水洗、乾燥後重量を測定し、耐食試験実
施前に予め測定しておいた試験片重量と比較し、いわゆ
る重量減を求めた。第１図はこの耐食試験の結果を示す
図であって横軸が試験日数、縦軸か試験片の重量減（ｍ
ｇ／有効表面積１５ｃｍ２）である。

また図中の線の番号は、試験片番号で同時に被覆層の内
容差を示し、各番号ことに以下に記す構成の被覆層を使
用している。

試験片１：被覆層なしのＳＣＭＶ４鋼祠試験片２：ＳＣ
ＭＶ４鋼祠の上に第１層クロム−ニッケル合金（２０％
Ｃｒ−８０％Ｎ ｉ）第２層Ｎａ２ＣＯ３５０％とクロ ム−ニッケル合金（２０％Ｃｒ−８０ ％Ｎｉ）５０％の混合層をプラズマ溶 射により各々１５０μの厚さで被覆し た。

試験片３：ＳＣＭＶ４鋼材の上に、試験片２と同じ第１
層を、第２層にアルミナ５０％、クロム−ニッケル含金
（２０％Ｃｒ− ８０％Ｎｉ）５０％の混合層をプラズ マ溶射により各々１００μの厚ざて被 覆した。

試験片４：ＳＣＭＶ４鋼材の上に、第１層、第２層は試
験片３と同して、第３層にアル ミナをプラズマ溶射により５０μの厚 さて被覆した。

試験片５：ＳＣＭＶ４鋼材の上に、試験片２と同じ第１
層を、また第２層にアルミナを プラスマ溶射により５０μの厚さて被 覆した。

試験片６：ＳＣＭＶ４鋼材の上に、第１層にクロム−ニ
ラクル合金（５０％Ｃｒ−５０ ％Ｎｉ）、第２層にアルミナ３０％、 クロム−ニッケル合金（５０％Ｃｒ− ５０％Ｎｉ）７０％の混合物をブラス マ溶躬により各々１００μの厚さて被 覆した。

試験片７：ＳＣＭＶ４鋼材の上に、第１層にクロム−ニ
ツケル合金（８５％Ｃｒ−１５ ％Ｎｉ）、第２層にアルミナ３０％、 クロム−ニッケル合金（５０％Ｃｒ− ５０％Ｎｉ）７０％の混合物をプラス マ溶射により各々１００μの厚さで被 覆しこ。

試験片８：ＳＣＭＶ４鋼材の上に第１層にクロム−ケイ
素−ニッケル合金（２０％Ｃｒ −１０％Ｓｉ−７０％Ｎｉ）、第２層 にアルミナ３０％、クロム−ニッケル 合金（５０％Ｃｒ−５０％Ｎｉ）７０ ％の混合物をプラスマ溶射により各 々１００μの厚さて被覆した。

第１図の線か示ずように防食のための被覆を施していな
い試験片では重量減ずなりち腐食量は時間の経過ととも
に増大しこの線がこのままの状態で＋移すると、最初の
１年間の腐食速度は１．５ｍｍ以上となる。

これにひぎかえ、本発明を適用し防食のために有効な被
覆層を形成した試験片線２，３．４．５、６では重量減
少がほとんどなく測定可能限界値以下である。言いかえ
れば腐食がほとんどなく本発明の効果を立証している。

また、線７か示づ試験片７では第１層のクロム含有量か
本発明の範囲を越えて大きくなると被覆層の剥離が生じ
、同様に試験片８のように第１層にクロム、ニッケル以
外のケイ素の如き第３元素か１０％もの多量入ると被覆
層の剥離を生じ結果的には防食効果を示さなくなる。

さらに、試験片２においてＮａ２ＣＯ３の代りにＮａ２
ＳｉＯ３を用いて得た試験片９および試験片５において
アルミナの代りにアルミナとＮａ２ＣＯ３の重量比１：
１の混合物を用いて得た試験片１０により同様の耐蝕試
験を行ったところ試験片２や試験片５と同様の結果が得
られた。

特許出願人　東洋エンジニアリンク株式会社１、小イ′
［の表、：バ　昭和５７年持訂１幀第２２９３３３″／
：２３発明の名称　防食の５１人 ３、補正をりる者 小作どの関係　　出願人 ５、　’１ＩＩｉＩの対象 蕗”ｎ大、明紅へ仝文ａ５よひ四面 ６、補正の内容 γに＋を月、１）（」ξｌ））；鼾；、１３よひ一部１
図を５］・］〈÷（のとおつンＩｊｉｉｊ二づる。

全　　文　　訂　　正　　明　　維　　出１、発明の名
称　　防食の方７人 ２　、　ｆｆ−！１Δ′［請求の範囲 １）Ｉ（（ＩＪを含有ツる高温７ｊスに曝される金属表
面上に、クロムとニラクルをクロム／′ニッケル重起化
２／８〜８／２で含む混合物（Ｉ）の第１層を、その上
に第１層と異る組成の第２層を夫々溶射にＪ−り形成づ
ることを特徴とり−る防食方法。

２）第２屈か、重量比で混合物（工）　３　（’）％〜
７０％とアルカリ性物貿の少くとも１種７０％〜３０％
からなる′＋ｉＩ許晶求の範囲第１項記載の方法。

３）第２層か、重量比Ｃ促合物（！＞３０〜７０％とセ
ラミックス７０〜３０％からなる特許請求の範囲第１１
貞記載の万ン去。

４）第２層か実質的にセラミックスからなる特占！１請
求の範囲第１項記載の方法、。

５）第２層か、重量比で実質的なセラミックス７０〜３
０％どアルノＪり性物質３０〜７０％からなる特許請求
の範囲第１項記載の方法。

６　）　’ｉ：　２層の上にセラミックスからなる第３
層か形成される１“」許請求の範囲第３頂記載の万（人
。

７））捏合物（Ｉ）かり［］ム、ニツクルの他に３型部
％以干の他元素を含む特許請求の範Ｉ用第１〜乏５　」
貞　記　・ｌｌ′ｉ、の　ノｊ　ン人　、。

ε３　）　’ｔ’ＲＣ１ｌかゾシスマ溶射である特３′
１請求の範囲第　１〜６　　］ｉ’ｊ　　＋）己　６・
父　の　万　１人　。

３、発明の肩肘な、Ｊ（明 この発明１４　ニーｉ　Ｃノを含イＪｃＪる、ｌマ；焼
カス等の、Ｇ温カスにざらされる♂、翼の腐食を防止σ
るｌ−めの方ン′人に関り−るもの−（ある。

近イ１゛、家１［１！＋　、’、ｒ業設（・＋？からの
塩化物を含む廃棄物、例えば、塩Ｌ：′などのプラスチ
ックを含むゴミ類はその吊か紙ヨ′存的に贈入しその％
理／人か問題とな・）でいる。現）ｅ、−Ｉ”’Ｑ的な
処理７人として【、を理立−Ｃ法と焼月１仏かあるか前
癌に関して（よ土壊汚染等の公害問題もあって埋立用地
の枯渇（こｇ−り焼汁法の比率か増加している。この廃
棄物の量的イｆ増大とども（こ、洗身１１勿（こ含まれ
るブフステソク量の１曽＋１［ｉから廃棄物の５つ］−
ネルキーも高くなりその有効的な回収が切実な問題とな
っている。このような観点から、塩化物を含む物質、例
えば上記廃棄物などが燃焼さけられ、発生づる為渇Ｈ１
焼ガスの熱量を有効に利用する装置が近年種々研究開発
され一部は既に実用化されている。これらの装置におい
ては高温燃焼カス中にｌ−Ｉ　Ｃノ、Ｃノ２．ＳＯＸな
どの腐食性ガスが存在するとともに未燃焼物質および燃
焼の結果生じるアルカリ金属塩、重金属！、’ＩＡその
他の固体物質などからなる灰が必然的に共存する。この
ような高温燃焼カスにざらされる金属は、その表面に灰
７］’ｌ付着しかつ金属のさらされる雰囲気中にＨＣｉ
か共存づ−ると−とのＩｔＸ食（高）易爬食ンが非富に
激しくなり、ヌ湿葭の上昇とともにその腐食速度か大ぎ
くなることか知られＣいる。即ち、金属の表面温度が３
００°Ｃを越えると高温腐食が発生し、４００°Ｃを越
えると腐食は特に激しく／より市販されている実用金属
材料の中ではごく一部の特殊高級金属材料以外は、この
高温腐食に耐えうるちのはない。

従来、この種の高温腐食から燃焼炉の金属材Ａ３Ｉに関
してはこれを守るために次の二つの方法かとられてさた
。一つは、燃焼中に発生づる酸性の腐食ｊ、＋１カスを
炭酸ソータ等のアルカリ性物質と反応させて中和する、
あるいは塩ヒなとのト＋　Ｃ−２を発生−づる廃棄物の
燃ハいこ際しＣアルカリ性物質を廃史物と共に炉内に供
給する、いわゆる中和剤１を燃焼雰囲気中に使う５４人
かある。□−かし、これらの万払はい暇゛れも主としＣ
燃焼カス中の間食・目カスの処理に（，１，６効である
か、金、：萬表凶ｊに灰かイｑ６しかつ雰凹ン；カス中
ｉごＩ雪Ｃ）／〕１共存虻るＢ４に介牛Ｊル’ｆ４　（
Ｋ：’１ｉｉ？Ｍ　ｆｉ　Ｌ　’ＡＵ　Ｌ　−（０）　
’、’Ｊ２　＝　ｂ　’Ｌ　ト’ｖ　’Ｃ：Ｊ、　４□
　十分であつｌこ３．塾；］ら、′；戸内（苛）４ど高
Ｚｎ）ン：良７Ｅへ発Ｌ−ザる金属表面との幾何学的関
係１，１ｖ（焼カスの流鮎払ｆぶａ−＞よび腐食性ｈス
と中和剤どの混合接触状悪なこの諸要因に」、す、と″
Ｊ諷１１６良を発生づる企屈表ｉ（ｎに炭酸塩等が防食
４二充分なむＮにコヱしない部分か牛しるためである３
゜ もう一つのカムとしては、ｆｉｉ）暁炉内の金！菖拐お
１の温度を但くりる方２ムである。Ｌ（）］ら、この心
温感食（よ金属表面温度か４００℃を越えるとその進行
か激しくなるので、金属表面温度を４００℃以下に保つ
。従って、廃棄物の燃焼熱をボイラー、廃熱小−イチー
などでスヂーノ＼として回収する場合にはボイラーの伝
熱管管壁温度を４００°Ｃ以下に維持けねばならり゛、
その結果発生スチームは設訓値で２０ｋｇ／　ｃイ、３
００°Ｃ以下、実用装置の運転条件で’６−２０ｋ（］
　／　ａ（Ｇ、２００　’Ｃ程度になッＣしまう。この
ような中圧スチームでは、例えば最も一般的なものとじ
て工、ネルギーを電気にづる場合、発電効率は最）Ｊｉ
ｉ／）重油焚き火力発電に比べかなりイＬ（り光電コス
［〜も高くなる。

この発明は上記の高温悪食を防さ゛、その１つの結果と
して間圧スチームを好演的に１ユることを可能とするガ
ムを提供づるものである４ この発明では、必要な耐熱性に応じて例えば炭素鋼から
耐熱合金まで゛の広範な各種金属側斜により作られた焼
却炉部材等の、ト１ｃノカスに嘱される金属表面にクロ
ムとニッケルをクロム／ニッケル市量比２／８〜８／２
で含む混合物（Ｉ＞の第１層を溶削によりまず被成し次
いで第１層と（よ賃る組成の第２層をこの上に溶削によ
り被覆りる。

燃焼力］部材（Ｊ必要に応じ通／バ各＋１ト鋼祠、鉄基
合金、ニツウルーク［」ム系合金等により作られる−の
Ｃ−１この発明−Ｃ（Ｊ、これらの４２料１．二充分親
和性の強いか′つ耐熱性良好な↓記ニッタルーク１−１
ム系混合物の第１層を焼却炉部材の表面（こ溶射４こよ
り形成づ−る１、混合物＜　７　）ｉＪ、ニッケルどり
［Ｊｌ＼のみがら成るか、又（Ｊ両右合田に９４し３％
以下の他元素を２んＣ゛成る。ン昆合物（１）のクロム
、ニッケル比か２０／′Ｓ○〜８０　、、’　２０とさ
れるのは、：８４）との接香の加熱ザイクルに対でる耐
久性かよいからである。プラスマンＲ４づて多く用いら
れるの己２０７／８０′（−ある／、ｌ冒昆合物（エン
を含む揚合の第２−・τ等の耐食性をＪ、り筒めるには
上記範囲内Ｃ例えば５０　／　’ｖ　ＯＩ、’；どの様
にクロムを多くりるこ」、い３また伯元素は両者の混合
物の′！４丁性を生かしＣ更に強度、［１１０り性、耐
酸化性等の向］ニを図る為に加えられ、二Ａツ、タンタ
ル、モリブデン、タンゲスノーン、）ノルジ、ケイ素等
が代表的である。

）［Ｘ、合１勿（Ｉ）の第１層ではＨＣノ（こ暉される
燃焼炉部々Ａとし−Ｃは耐良性か充分でないので、この
発明では第１層に対しＣ充分親和性があり１ｔｉｖ食性
のよりよい第２層を第１層の上に形成りる。

１つの第２層は重り比でン昆合物（Ｉ＞３０〜７０％、
及びアルカリ性物質の少くと５１種又はセラミックス７
０〜３０％ｈ・ら形成される。第２層中の混合物（■）
（ま３０％以上でないと第２　Ｌ：ｒｉの第１層に対づ
る親和性が不足して第１層第２層間の！（１通か牛しや
すくまだ安定な第２層の形成か困鈍イよことも多い。こ
の傾向はとくにアルカリ性物質で顕とである。一方アル
カリ性物買又はレラミックスル’　３０９ｆ）以上てな
いと第２唐の耐食性か−うン（５不充分である。

本発明では上）ホのとおり、第１層の成分と耐衾。

性のよりよい材料から成る第２層を第１層上に被覆さゼ
ることがら出発したか、本発明者の究明によれば、特に
蒸気発生型都市こみ焼却炉等の様に高々６００　’Ｃ程
度までの耐熱性かあればよい揚合しこは、驚くべきこと
に、上記とは５ＩＣる第２層としてアルミブに代表ひれ
るセラミックス又はこれに３〕Ｏ％人イハの第１層成分
を含む実質的にセラミックスから泡゛る層を用いても剥
離でコ゛の問題は生じず、上述の２名との間（ご性能上
の大差かないこと、またさらに、実質的イｆセラミック
スとアルカリ性物買との重量比７：３・〜３：７グＹま
しくは７′：３・−〇：５の混合物を・第２囮どし−Ｃ
も同様て゛あることが判明した。但し全体又は部分的に
例えば８００〜・１０００°Ｃの様なより高温での耐熱
性を考虞すると、第２層が第１層成分と耐食性々Ａ　Ｊ
’３１との混合物からイする方が剥離等の生ずるおそれ
が少ない。

また耐食性手Ａ料として最上層にセラミックスを４・：
」用した場合、かかるより高温での白・１良性を；１ぬ
足ヂるには、第１層成分とセラミックスからなる第２層
の−に、こセラミックスから成る第３層を形成づ−るど
よい９．この場合第２層中のレジミックスか３０％１ス
−にでないと第２層と第３層の親和性が不足し両層間で
熱履歴により剥離の生ずるおそれかある。

また両層間の良好な接合の為に、第２層と第３層に用い
られるレジミックスは実質的に同じであるのがよい。

法が利用できるが、どりわ（ヲブラスマ溶射が代表的で
あって耐食上有益な緻密な枝覆層の形成にイ」用である
。なあ。プラス゛マ溶削等Ｃ゛利用される不活性ガスに
水素を混入し−ＣＭ’ｉ化＠、１ｊφの還元を伴わせる
こともできる。

この発明で利用できるセラミックスはケイ素、アルミニ
ウム、マグネシウム、カルシウム、ジルコニウｌＸ等の
酸化物、ケイ素、小つ累、チタン等の炭化物、ケイ素、
Ｉ」＼つ素、アルミニウム等の窒化物ミｑかありその少
くと５１種が用いられるが、酸化アルミニウムが極めて
代表的である。

この発明て利用される各層は浴用の際に混合され充分一
様な層となればよいが、勿論可能なものは所望により溶
射の前に合金等の均一な混合物としておけばより一様な
層が得られやすく一般に好ましい。

本発明ではＢ］材と第２層の間に、また第３層がある場
合には第１層と第３層の間に夫々中間的な組成の第１層
や第２層が介在づ−るが、丹オΔ及び各＋ｊ”’Ｉど：
１叫ｊ１：的な組成の＋ｔ＞’ｉの間に更に中間的なｉ
ｌりｊを介イｊさ１４（６よく、このようにすれは一般
に熱ザイクルに、司づる耐久性の向上が期待Ｃさる。

・二の発明のｙｊ法にＪ、れば例えば炉の運転開始どど
らにＩＩｃ）Ｊ３Ｊ、び灰分などが高湿の金属表面に１
８３１、Ｅ　Ｌ／　（ム、予め右在しくいる充分お）の
アルカリ１ノ１物７′Ｅを含むＶ、ｉのノｌルカリ性物
質が１ｌｃｉど反応しＣ中性ｌＡｒ１　Ｊ火どなっ（金
ｊ王表面での高ｄ、λｌ１ｊＳ食を防眉づることにより
、あるいは予め金属表面に（ｆ４りる実′ｉ！ｊ的なセ
ラミックス、またはセラミックスどりｌ］　ｌ＼、−ツ
ケル等どの混合物から／、ｆる被覆層が、：；ｊ（晶Ｃ
の酸化、ＩＳ温ＣσルーＩ　Ｃ、ｆによる腐食あるい（
，１、ｌＩｃ１どアルカリ金属塩、重金属塩ｑ９の灰か
其１／」、　ｊ、た場合の厳しい高温腐食に夕ＪしＣ非
富に１９ねたか１食性を発揮づることにＪ：す、また実
質的なセフミツクーλどアルクＪり性物貿どの混合物か
らなる被覆！ｔ’Ｎの場合に（，１この層が中性聡灰の
形成ど耐食′ｌ（１の発揮の双ブｊのりｊ果を発硯り−
ることにより母！Ａ　ｊｔ！！金人而に至面高記爬食か
発生しない。

４−記ノフルカリ性物質は上記のＡＪ宋を充分発揮でき
るものは全て用いることかＣさその少くどし一種を用い
るが、なかでもツノルノノリ金属及σ′アルカリ土類金
属の炭酸塩やクイ酸アルカリか代表的Ｃ′あり、アルク
Ｊり金属及びアルカリ土類金属の疾６す塩とし−Ｃは、
Ｎａ、に、Ｃａ、あるいはＭ！Ｊ’Ｘの炭酸塩の少くど
も１種が使用され通１憎防食性能Ｊ５Ｊ、び費用の観点
から炭酸すＩ〜ツリウム最適であり、またケイ酸アルカ
リはケイ酸プトリウムまたはノノリウｌＸないしリチウ
ムが代表的である。る。

上記では本発明の適用分野を代表的に燃焼炉に」：り説
明したが勿論本発明はＨＣノを含む高温ガスに曝される
各種部手Ａ等にも適用可能Ｃ゛ある。

以−（ζ実施例により本発明を明らかにするが本発明は
これに限定されない。

実　　施　　例 り［」ム２．２％、［リブデン′１％、０．１５％以下
の炭メｔ（いずれも川岸％）おＪ＝び残部が鉄よりなる
合金鋼（ＳＣＭＶ４）の肚延板より縦３０ｍｍ、横５０
ｍｍ、厚さ／１ｍｍの板状試験片を多数切り出し、各試
験材料に各種の７Ｊ払による被子を施した後８１１Ｊ良
試験をイト）だ。

＋１Ａ　！ｉＱ　４／３料の被武１万（人（５７５周の
ゾラスマ浴射（段を利用しｉ％ｔ５Ｑゴカスとしてアル
−１゛ン６０、ヘリウｌ＼４０％、（いり゛れｂ体積％
）１′９混合物を用いｉＩ’ｊ、　’（Ａ：重重１１０
小ルｊ・、敢；ｉｊ　％　’、ｊ二〇　００アンペアの
条（ｑで使用し、１．へ膜イイのＪ　Ｏｎ！　ｍ　Ｘ　
５０甲田の面積をも一つ−−ニーＱ’＋に；伎范しｌご
３．この被覆（方のｈ文数）イ本斗を試験片どして１．
！−月し白・］良ε代験／ｑ、　ｉｊ）／こ一銅食試験
（Ｊン１仏電気炉を１ｆｊい（咬覆−づが形成された爪
’、：：＞’、片表面に頁甥）の胎外焼入［ｊ尤７５が
・ら１′、？、取しなｌ夕Ｚを均一＝（二のｔ８、ＩＰ
内にス〈蒸気３０％、Ｃｏｘ　１０′−′０、［１ｃ−
２’ｌ０Ｃ）Ｑ　ｌ１ｆ）Ｉｎ　、ＳＯｚ　２０　Ｄｆ
）ｆＰ　　（Ｌ”Ｊ’　２ｉ　ラ１４；？ｒ８％　＞　
５ｘ△１；空父−の精成Ｃある。自重１雰ＨＨＨ気カス
がポ、へるト：・□；’；　’ＨＧ気炉の中（ｌ当該試
験片を置き夙駅Ｆ表面温ｊつ４〔：００ＱＣ７こ保持し
く行った。試験）１ｔ’、／）　：試験♂れる３０Ｘ　
５　Ｑ　１ｎｉｌｌの面積をもつ表面以外の５つの面（
よアルミブーの（碩朽）　Ｇ！３．ｉ、ひｆ共相；入断
型）婚１ノ（こＪ−リ、弔３食さ４′（イア　い　」、
　う　（こ　℃２　語工　し　／こ　。　　ン１　Ｊｊ
　、　　塵　？千＼上北　去［ｊ　スー　υ）　ら　］
］？　　憶メ、し試１１４）ハ表ｉｉ’ｉｉ　Ｊ、、　
ｌこのけられた灰の絹ｊ戊［よアルミニラＺ、　７　　
］％、ｊトリウム３８％、カリウド、？。

５％、１ス６１％、クイ累”＋　Ｊ　、　２　％　ｒ塩
素２゜１％、全イＡつ１．１％、含水率０．１％（いず
れもΦｍ％）−Ｃあり残部は↑に上記元糸と結合し−Ｃ
いる酸素である。

Ｌ・１食試験は以上に迩／゛＼た条件で最長１０ｆＸＸ
１間まで行い化校のために被覆を、施σないＳＣＩ＼、
４Ｖ’ｌち１−八　′！奥　に　イ共　し　た　。　ｈ
人！ｌ尖　片　は　百号　衾　試験　プごｈ彷　）受管
１人　心気炉内に＼、ノＪスを完全にバージしてから電
気がより取り出し約５［ｋｊ　ｆ％ｆ蛮イ易敢冷少ブラ
ッシングにより試験片人！、′ｉｊの灰を除去し更にイ
ンビ〔ターとして○　’３　Ｑ６のヘキーワメチレンテ
ｒ・ラミンをがｊえたｊ２２　　ｉ表　・シく　２１（
？２　　　（８手　量　９／Ｑ　　ｊ−；Ｃｊ　　）　
　　ｉご　４ノ　温　−Ｃ３０分　ｊ用浸泊し試験片の
１畠食牛成物を取り除くいわゆるスケール。除去％理を
行い水洗、乾；′Ａ仁後車星を１ｆｌＪ定し、耐食派験
実施前に予め３ｊｌ定してｔｊいた試験へ重ネと比較し
、いわゆる重量減を求めた。第１図はこの７１１１１　
ｆさ試験の結果を示す図であっ（村４１仙か試験日数、
俗Φｎｌが試験片の重量減（Ｉ／′イＪ効表面積゛１ら
ｃｍ　）である。

また図中の線の番号は、試験）−！１番号で同１１、）
に被覆層の内容差を示し１、各番号ことに以下に記り゛
構成の被覆ｒＸ？ｊを使用しＣいる。

試験片］：被覆層なしのＳＣｉνＩＶ４鋼材試験Ｊ−ｉ
２：ＳＣ，＼／ＩＶ　４５ｉｆｆ月の上しご第１層り１
−」ムーニツウル合金（２０％Ｃｒ　−８０％へ：　）
ε６２苦隋２Ｃ０，５０％とり１ム一ニツケル合金（２
０％ＣＩ・−８ｃ％、゛＼：　１）５０９δの混合層を
プラズマ溶ｒ村にＪり各々１５０μの１７さで彼？〉ゴ
した２、 試験１’？’　、３　：　Ｓ　Ｃ＼・ｉ　Ｖ　’ｌ録）
（オの」−に、試（：σげ１２と同し第１層を、ｕ）２
層しこノノルミク５）○ソＯ、イア　　ｊｊ　　４＼　
　　−ニ　ツ　’／　　／し　〈）　イア　（２０％　
Ｃｒ　−８０％ｋｉｉ５０％のｉ捏合ｊ冑をプラズマｉ
ＦＦ　ＱＪにより各々１００μの厚さて被Ｍ（ｌ　ｌ、
た。

試験片’ｌ：ｓｃ！ＹＡＶ４＞岡＋Ａの−ｊ二（こ、第
１．層、第２雇（Ｊ、試験片３と同じで、第３囮１こア
ルミナをプラスマ溶削により５０μの斤 ざで被覆した。

試験片５：ＳＣＭＶ４鋼オオの上に、試験片２と同じ第
１層を、Ｊ、た第２層にアルミナをプラズマ（８躬にＪ
、す５０μの１７さＣ被覆した４゜ 試、ｑ尖片６　：　Ｓ　Ｃｉ〜、／ｌＶ４窪司材の」二
（、二、第１層にクロムーニッグル会企（ど〕Ｏ％Ｃｒ
−５０％＼１　）、灸〕２層にアルミナ３０％、クロム
−ニッケル合金（５０％０ｒ− ｂ○％＼１）７０％の混合物をプラズ マ溶ＱＪにＪ二り各々’ｌ　Ｃ’）　０μの１１９さく
被Ｓ　　Ｌ　　７ご　。

試験ハフ：ＳＣ＼ｉＶ４築何の±（こ、第１層にクロム
−ニラクル合金（８５％０ｒ−１５ ％＼ｌ）、第２層にアルミノ３０？６、クロム−ニッケ
ル合金（５０％ＣＩ”−５０％＼：（）７０％の混合１
勿をブ′ラズ７溶削により各々１００μの厚８て被 らズ　し　ｌこ　。

試、験片８：ＳＣＭＶ４鋼材の上１こ第１層にクロム−
クイｊＬ−ニッケル合金（２０％０ｒ−１０％Ｓ１−７
０％Ｎｌ）、第２層 に）ノルミナ３０♀６、り１」ムーニッケル合金（５０
％（１，ｒ−５０％＼１ｉ）７０♀６の況合物を、ｆウ
　ス？（？り剣により各・２１００μのｙ゛、♂で被？
ｊした。

第１ドｉ　Ｇ）　１４ｊ、’ｌか示すＪ、うに防食のた
めの被覆を施しＣいない訊ｊ（で片ては重量’Ｉ（３’
、　’ｉｊ−なわら腐食量１ｉ貼間の経渦とともにｊ）
・）人しこの腺かこの：Ｊ、五の私！朱でｊｆ？移りる
ど、最初のｊ　ｌｉｉ間の１８；食迭反（よ１．５１１
１１１１以上どなる これにひきかえ、水元１別を込ｊｒｊ　ｊ、防食の／−
め（二有効な被覆層を形成した試験片輻ｊ２．３　、　
ｌｌ、５゜６て（ｊ、手早減少かほとんどｒ、ｚ　（ｆ
ｌｉＪ定〒）］能限７．コｊｉｉ　ｌス下である１、６
−いかえンＬ　＋：１５７食カはまとんとなく本発明の
効果を立ム１［シている２よだ、荀）７か示′１ＪＪ１
（ｊ（条片７℃は第１層のクロム○有量か本弁明の範り
を、咄え０人さく　’ｃＬると被覆層の剥矧が牛し、Ｉ
ＬＩｉ様（二試験片８のように第１層（ごクロム、ニソ
クル以外のケ、イ素のグ［ｉさ第３元素か１０％もの多
♀入ると被覆層の剥離を生じ結果的には防食効果を示さ
なくイｒる。

さらに、試験片２＆こおいＣＮｒａ２Ｃ○３の代りにＮ
ａ２５ＬＱ３を用いて１鮪だ試験片９および試験片５に
Ｊ＞い（アルミリの代りにアルミナどＮａ；ＣＯ３の重
量化１：１のｉ昆合物を用いて冑た試験片１０により同
様の耐蝕試験を行ったところ試験片２−に９試験片５と
同様の結果か得られた。

【図面の簡単な説明】 勇′］１区：Ｊ、実施例の＊ｉ’ｊ梁を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＨＣｌを含有する高温ガスに瞑される金属表面上に
   、クロムとニッケルをクロム／ニッケル重量比２／８〜
   ８／２て含む混合物（Ｉ）の第１層を、その上に第１層
   と異る組成の第２層を夫々溶射により形成−ることを特
   徴とする防食方法。 ２）第２層が、重量比で混合物（Ｉ）３０％〜７０％と
   アルカリ性物質の少くとも１種７０％〜３０％からなる
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）第２層が、重量比で混合物（Ｉ）３０〜７０％とセ
   ラミックス７０〜３０％からなる特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ４）第２層が実質的にセラミックスからなる特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ５）第２層が、重量比で実質的なセラミックス７０〜３
   ０％とアルカリ性物質３０〜７０％からなる特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ６）第２層の上にセラミックスからなる第３層が形成さ
   れる特許請求の範囲第３項記載の方法。 ７）混合物（Ｉ）がクロム、ニッケルの他に３重量％以
   下の他元素を含む特許請求の範囲第１〜５項記載の方法
   。 ８）溶射がプラスマ溶射である特許請求の範囲第１〜６
   項記載の方法。