在含有有机酸和盐分环境下使用的不锈钢制造技术

本发明专利技术提供适合用于食品设备、特别是包括有发酵工序的酱油制造设备的不锈钢。不锈钢，其特征是包含Ｃ：０．０５重量％或以下，０．０１重量％≤Ｓｉ≤０．２５重量％，Ｍｎ：０．４０重量％或以下，Ｐ：０．０４０重量％或以下，Ｓ：０．００３重量％或以下，Ｎｉ：４０．０重量％或以下，１６．０重量％≤Ｃｒ≤２６．０重量％，２．０重量％≤Ｍｏ≤８．０重量％，０．００５重量％≤Ａｌ≤０．１００重量％，０．１０重量％≤Ｎ≤０．３０重量％，Ｍｇ：０．０００５重量％或以下，Ｃａ：０．００１０重量％或以下，其余部分为Ｆｅ和不可避免的杂质，并且满足下述（１）式条件，可以在含有有机酸和盐分的环境下使用Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋２０Ｎ≥３８（１）（式中，Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ表示各成分的含量（重量％））。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及不锈钢，其耐缝隙腐蚀性和耐应力腐蚀裂纹性好，适合用于食品制造设备，特别是在制造过程中生成氨基酸、柠檬酸和醋酸等有机酸并且所含食盐浓度高的食品设备，特别是酱油制造设备。
技术介绍
过去在食品的制造设备中，根据所用食品的含有成分和温度等操作条件不同，分别使用不锈钢和包覆无机或有机材料的钢材，或者使用FRP等。近年来从设备的易维护保养和降低维护成本，更是从清洗性的角度考虑，不锈钢的使用正在不断增加。通常在清凉饮料和啤酒或牛奶等食品制造设备中，多使用SUS304和SUS316等通用不锈钢，它不发生因腐蚀而引起的漏泄等大问题，此外即使在含有盐分的食品中，如果在常温附近使用，也不必过多担心会发生点蚀和缝隙腐蚀，或者是应力腐蚀裂纹等局部腐蚀的问题，足以经得住使用。但是，在制造含盐分多的酱油等调味品时，即使在常温下，如果使用SUS304和SUS316，在很多情况下也会发生明显的局部腐蚀，耐腐蚀性不充分。如果使用耐腐蚀性高于上述不锈钢的SUS329系不锈钢，产生局部腐蚀的可能性较小，但即使如此，在温度由常温升高的时候，也会担心产生缝隙腐蚀和焊接部分的应力腐蚀裂纹，所以其使用受到限制。因此目前的状况是在这种特殊环境的酱油制造设备中，不得不使用包覆无机或有机材料的钢材，或者使用FRP，还使用价格高于不锈钢的镍合金和钛等，而不使用不锈钢。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述事实而进行研究的，目的在于提供适用于食品设备，特别是在发酵过程中生成有机酸，并且含有高浓度食盐的酱油制造设备，或食醋(食酎)设备的不锈钢。本专利技术者对于适用于食品制造设备，特别是适用于包括含有大量盐分的酱油等调味品等发酵过程的食品制造设备中的不锈钢进行了种种研究，结果弄清了在发酵过程中，生成氨基酸、柠檬酸和乳酸等有机酸时，这些酸，使不锈钢的腐蚀速度加快，特别是使缝隙腐蚀和应力腐蚀裂纹加速的情况。作为有机酸加速不锈钢腐蚀的机理，可以认为是在发酵过程中，产生的氨基酸起到作为还原剂的作用，使赋予不锈钢耐腐蚀性的表面钝态皮膜老化，另一方面，柠檬酸、乳酸等作为螯合剂作用于不锈钢表面，促进了没有被表面钝态皮膜覆盖的水溶性CaO、MgO的所谓钢中氧化物系夹杂物的溶解，形成缝隙腐蚀和应力腐蚀裂纹的起点，使得耐腐蚀性变差。于是判明了在有机酸存在的含有高浓度食盐的环境中，为了提高不锈钢表面的钝态皮膜及其底材金属的耐腐蚀性，首先必需满足下述(1)式中的条件。Cr+3.3Mo+20N≥38(1)(式中，Cr、Mo、N表示各成分的含量(重量％))同时还弄清了如果降低不锈钢夹杂物中所含的CaO、MgO，使其组成以SiO2、Al2O3为主体，则可以提高在含有有机酸的高浓度食盐环境下的耐腐蚀性。也就是实验结果表明通过满足下述(2)式的条件Si+Al-100(Ca+Mg)≥0 (2)并且，夹杂物中的CaO+MgO的重量比率在20％或以下，可以抑制产生不锈钢中主要腐蚀的缝隙腐蚀和应力腐蚀裂纹。从而完成了本专利技术。本专利技术第1项专利技术的要点是包含C0.05重量％或以下，Si≤1.00重量％，Mn1.00重量％或以下，P0.040重量％或以下，S0.003重量％或以下，Ni40.0重量％或以下，16.0重量％≤Cr≤26.0重量％，2.0重量％≤Mo≤8.0重量％，0.005重量％≤Al≤0.100重量％，0.10重量％≤N≤0.30重量％，Mg0.0005重量％或以下，Ca0.0010重量％或以下，其余部分为Fe和不可避免的杂质，并且满足下述(1)式的条件，可以在含有有机酸和盐分的环境下使用的不锈钢；Cr+3.3Mo+20N≥38(1)(式中，Cr、Mo、N表示各成分的含量(重量％))本专利技术第2项专利技术的要点是包含C0.05重量％或以下，Si≤1.00重量％，Mn1.00重量％或以下，P0.040重量％或以下，S0.003重量％或以下，15.0重量％≤Ni≤40.0重量％，16.0重量％≤Cr≤26.0重量％，2.0重量％≤Mo≤8.0重量％，0.005重量％≤Al≤0.100重量％，0.10重量％≤N≤0.30重量％，其余部分为Fe和不可避免的杂质，并且满足下述(1)式的条件，可以在含有有机酸和盐分的环境下使用的奥氏体不锈钢；Cr+3.3Mo+20N≥38(1)(式中，Cr、Mo、N表示各成分的含量(重量％))本专利技术第3项专利技术的要点是根据第1项专利技术或第2项专利技术中所述的不锈钢，其中，上述有机酸是含有选自氨基酸、柠檬酸、醋酸和乳酸中的1种或2种或2种以上的酸；本专利技术第4项专利技术的要点是包含C0.05重量％或以下，Si≤1.00重量％，Mn1.00重量％或以下，P0.040重量％或以下，S0.003重量％或以下，Ni40.0重量％或以下，16.0重量％≤Cr≤26.0重量％，2.0重量％≤Mo≤8.0重量％，0.005重量％≤Al≤0.100重量％，0.10重量％≤N≤0.30重量％，Mg0.0005重量％或以下，Ca0.0010重量％或以下，其余部分为Fe和不可避免的杂质，并且满足下述(1)式条件的食品设备用不锈钢；Cr+3.3Mo+20N≥38(1)(式中，Cr、Mo、N表示各成分的含量(重量％))本专利技术第5项专利技术的要点是包含C0.05重量％或以下，Si≤1.00重量％，Mn1.00重量％或以下，P0.040重量％或以下，S0.003重量％或以下，15.0重量％≤Ni≤40.0重量％，16.0重量％≤Cr≤26.0重量％，2.0重量％≤Mo≤8.0重量％，0.005重量％≤Al≤0.100重量％，0.10重量％≤N≤0.30重量％，其余部分为Fe和不可避免的杂质，并且满足下述(1)式条件的食品设备用奥式体不锈钢；Cr+3.3Mo+20N≥38(1)(式中，Cr、Mo、N表示各成分的含量(重量％))本专利技术第6项专利技术的要点是根据上述第1项专利技术～第5项专利技术中所述的奥氏体不锈钢，其中，上述不锈钢满足下述(2)式的条件，并且使钢中氧化物系夹杂物中的CaO+MgO的重量比率在20重量％或以下。Si+Al-100(Ca+Mg)≥0(2)(式中，Si、Al、Ca、Mg表示各成分的含量(重量％)本专利技术第7项专利技术的要点是根据上述第1项专利技术～第6项专利技术中所述的不锈钢，其中，上述不锈钢可用于酱油制造设备或食醋制造设备。本专利技术第8项专利技术的要点是根据上述第1项专利技术～第7项专利技术中所述的不锈钢，其中，还含有选自0.01重量％≤Cu≤1.0重量％，0.01重量％≤W≤1.0重量％，0.01重量％≤Co≤1.0重量％之中的1种或2种或2种以上的物质；本专利技术第9项专利技术的要点是根据上述第1项专利技术～第8项专利技术中所述的不锈钢，其中，含有0.001重量％≤B≤0.010重量％。在第1项或第2项专利技术的不锈钢中，优选含有选自0.01重量％≤Cu≤1.0重量％，0.01重量％≤W≤1.0重量％，0.01重量％≤Co≤1.0重量％中的1种或2种或2种以上的物质，还优选含有0.001重量％≤B≤0.010重量％。附图的简单说明附图说明图1表示在试验溶液中浸渍1周的试样表面的AES分析结果曲线。图2表示把试样浸渍在试验溶液中时，自然浸渍电位随时间的变化曲线。图3表示关系式Cr+3.3Mo+20N以及夹杂物中CaO+MgO的比率以及在腐蚀试本文档来自技高网...

【技术保护点】
不锈钢，其特征是包含Ｃ：０．０５重量％或以下，Ｓｉ≤１．００重量％，Ｍｎ：１．００重量％或以下，Ｐ：０．０４０重量％或以下，Ｓ：０．００３重量％或以下，Ｎｉ：４０．０重量％或以下，１６．０重量％≤Ｃｒ≤２６．０重量％，２．０重量％≤Ｍｏ≤８．０重量％，０．００５重量％≤Ａｌ≤０．１００重量％，０．１０重量％≤Ｎ≤０．３０重量％，Ｍｇ：０．０００５重量％或以下，Ｃａ：０．００１０重量％或以下，其余部分为Ｆｅ和不可避免的杂质，并且满足下述（１）式条件，可以在含有有机酸和盐分的环境下使用Ｃｒ＋３．３Ｍｏ＋２０Ｎ≥３８（１）（式中，Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎ表示各成分的含量（重量％））。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林裕，谷内俊彦，中尾喜有，
申请(专利权)人：日本冶金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]