运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材以及船舶制造技术

本发明专利技术提供一种运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其通过设定为规定的成分组成、并且使Sn偏析度小于18，从而兼顾了优良的耐腐蚀性和优良的耐层状撕裂性。

Coal carrier and coal/ore dual purpose ship cargo holds steel and ships

The present invention provides a kind of steel for the cargo hold of a coal carrier and a coal/ore dual-purpose ship. By setting the prescribed composition and making the Sn segregation less than 18, the steel has good corrosion resistance and excellent layer tear resistance.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材以及船舶
本专利技术涉及能够适合用于将钢材进行焊接而形成的运煤船和煤/矿石兼用船货舱的、耐腐蚀性和耐层状撕裂性优良的运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材。另外，本专利技术涉及使用上述钢材而成的船舶。
技术介绍
能源资源的运输大多使用商船，其中散货船占有其约30％的船载量。对于该散货船而言，在1990年代初相继发生海上事故而成为国际问题。特别是报道了很多运煤船、煤/矿石兼用船的事故，其原因大部分是因为船舱(以下也称为“货舱(holds)”)内的损伤。认为散货船的问题在于，由于直接将货物装载在货舱中，因此容易受到腐蚀性的货物的影响，由于货舱内的腐蚀，特别是运煤船、煤/矿石兼用船货舱内的舷侧部、肋骨部处的点蚀，导致局部强度下降。实际上已经报道了这样的点蚀显著进行的事例、确保船的强度的肋骨部分的板厚极端减少的事例。产生点蚀的散货船的货舱内的舷侧部、肋骨部为干湿交替环境，因此，容易产生结露水。在这样的产生了结露水的部位，煤的硫成分溶出，与结露水反应而生成硫酸，因此，货舱内成为容易发生硫酸腐蚀的低pH环境。作为这样的货舱内的腐蚀对策，在货舱内实施被覆厚度为约150μm～约200μm的改性环氧系涂装。但是，由于煤、铁矿石所导致的机械损伤以及货物搬出时的重型机械所导致的损伤、磨损，涂膜发生剥离的情况较多，该部分无法得到充分的防腐蚀效果。作为其对策，定期地进行再涂装、涂膜的部分修补，但是，这样的方法会花费非常大的成本。因此，要求开发出能够减少包括船舶的维护费用在内的寿命周期成本的、适合运煤船和煤/矿石兼用船的货舱用途的钢材。作为提及这样的运煤船和煤/矿石兼用船的货舱用途的现有技术，例如已知有专利文献1～3。即，专利文献1中公开了：“一种造船用耐腐蚀钢，其特征在于，以重量％计，含有C：0.01～0.25％、Si：0.05～0.50％、Mn：0.05～2.0％、P：0.10％以下、S：0.001～0.10％、Cu：0.01～2.00％、Al：0.005～0.10％、Mg：0.0002～0.0150％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。”。专利文献2中公开了：“一种煤/矿石运输船货舱用耐腐蚀性钢材，其特征在于，以质量％计，含有C：0.01～0.2％、Si：0.01～1％、Mn：0.05～2％、P：0.05％以下、S：0.01％以下、Cu：0.05～1％、Ni：0.01～0.5％、Sn：0.005～0.2％、Cr：0.1％以下和Al：0.1％以下，余量由Fe和杂质构成，布氏硬度HBW10/3000为140以上且230以下。”。专利文献3中公开了：“一种煤/矿石运输船货舱用耐腐蚀性钢材，其特征在于，以质量％计，含有C：0.01～0.2％、Si：0.01～1％、Mn：0.05～2％、P：0.05％以下、S：0.03％以下、Cu：0.05％以下、Sn：0.01～0.3％、Cr：0.05％以下和Al：0.1％以下，余量由Fe和杂质构成。”。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-17381号公报专利文献2：日本特开2007-262555号公报专利文献3：日本特开2008-174768号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，作为船舶用途的钢材，已知有作为货油舱用途、压载舱用途而开发的钢材。但是，运煤船、煤/矿石兼用船的货舱的使用环境如上所述在腐蚀环境(温度、湿度、腐蚀性物质等)和由内容物导致的机械损伤的有无等方面与货油舱、压载舱的使用环境完全不同。因此，对于运煤船、煤/矿石兼用船货舱用的钢材而言，需要独立的材料设计、特性评价。关于这点，专利文献1所示的钢材以改善船舶外板、压载舱、货油舱、矿石船货舱等共通的使用环境下的耐腐蚀性为目标，作为钢材的耐腐蚀性的评价，考虑了货油舱和压载舱的使用环境。但是，在专利文献1中，没有示出考虑了运煤船和煤/矿石兼用船的货舱使用环境、即干湿交替且因煤的硫成分引起的低pH环境的腐蚀试验结果。另外，在专利文献2和3中，也对模拟了矿石运输船的货舱的使用环境的腐蚀环境下的钢材的耐腐蚀性进行了评价，但仍没有示出考虑了运煤船和煤/矿石兼用船的货舱使用环境的腐蚀试验结果。此外，货舱通常是将底板与料斗板、上甲板背板与纵向件等焊接而构成的，在其焊接接头处，沿板厚方向受到拉应力。并且，最近发现这样的焊接接头处存在发生层状撕裂的危险性。在此，层状撕裂是指在十字接头、T型接头、角接头等沿板厚方向受到拉应力的焊接接头处因拉应力使裂纹沿着与钢板表面平行的方向在钢材内部发展而发生破裂的现象。因此，对于运煤船和煤/矿石兼用船的货舱用钢材而言，除了要求上述的运煤船和煤/矿石兼用船的货舱的使用环境下的耐腐蚀性以外，还要求耐层状撕裂性也优良。但是，在专利文献1～3中，均完全没有考虑在焊接接头处发生层状撕裂的风险，对于耐层状撕裂性没有任何考虑。本专利技术是鉴于上述现状而开发的，其目的在于提供运煤船和煤/矿石兼用船的货舱的使用环境下的耐腐蚀性优良、并且耐层状撕裂性也优良的运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材。另外，本专利技术的目的在于使用上述运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材而成的船舶。用于解决问题的方法另外，本专利技术人面对上述问题的解决反复进行了深入研究，得出以下见解。(1)为了提高运煤船和煤/矿石兼用船的货舱的使用环境、即干湿交替且因煤的硫成分引起的低pH环境下的耐腐蚀性，将选自Cu、Ni、Sb、W、Mo和Nb中的一种或两种以上与Sn一起复合添加是有效的。(2)另一方面，从耐层状撕裂性的观点出发，减少钢中的S并且减少Sn是有效的。这样，虽然从提高运煤船和煤/矿石兼用船的货舱的使用环境下的耐腐蚀性的观点出发添加Sn是有效的，但是，从耐层状撕裂性的观点出发减少Sn是有效的。因此，本专利技术人基于上述见解为了兼顾耐腐蚀性和耐层状撕裂性进一步反复进行了研究。其结果是得出如下见解：(3)如果抑制Sn的中心偏析、使Sn在钢材整体中尽可能地扩散，则即使含有规定量的Sn也可以得到优良的耐层状撕裂性，即，如果适当地调整Sn量并且抑制Sn的中心偏析、使Sn在钢材整体中扩散，则能够兼顾运煤船和煤/矿石兼用船的货舱的使用环境下的耐腐蚀性和耐层状撕裂性。另外，得出如下见解：(4)根据S量严格地控制Sn量，由此，耐层状撕裂性进一步提高。本专利技术是基于上述见解进一步反复进行研究而完成的。即，本专利技术的主旨构成如下所述。1.一种运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其具有以质量％计含有C：0.03～0.18％、Si：0.01～1.50％、Mn：0.10～2.00％、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.005～0.100％、Sn：0.01～0.20％和N：0.0080％以下、并且含有选自Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Sb：0.01～0.30％、W：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.50％和Nb：0.0010～0.10％中的一种或两种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，Sn偏析度小于18。在此，Sn偏析度由下式(1)定义。[Sn偏析度]＝[中心偏析部的Sn浓度]/[平均的Sn浓度]---(1)2.如上述1所述的运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其中，上述成分组成中的S含量和Sn含量满足下式(2)的关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其具有以质量％计含有C：0.03～0.18％、Si：0.01～1.50％、Mn：0.10～2.00％、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.005～0.100％、Sn：0.01～0.20％和N：0.0080％以下、并且含有选自Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Sb：0.01～0.30％、W：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.50％和Nb：0.0010～0.10％中的一种或两种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，Sn偏析度小于18，在此，Sn偏析度由下式(1)定义，[Sn偏析度]＝[中心偏析部的Sn浓度]/[平均的Sn浓度]‑‑‑(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其具有以质量％计含有C：0.03～0.18％、Si：0.01～1.50％、Mn：0.10～2.00％、P：0.030％以下、S：0.0070％以下、Al：0.005～0.100％、Sn：0.01～0.20％和N：0.0080％以下、并且含有选自Cu：0.01～0.50％、Ni：0.01～0.50％、Sb：0.01～0.30％、W：0.01～0.50％、Mo：0.01～0.50％和Nb：0.0010～0.10％中的一种或两种以上、余量由Fe和不可避免的杂质构成的成分组成，Sn偏析度小于18，在此，Sn偏析度由下式(1)定义，[Sn偏析度]＝[中心偏析部的Sn浓度]/[平均的Sn浓度]---(1)。2.如权利要求1所述的运煤船和煤/矿石兼用船货舱用钢材，其中，所述成分组成中的S含量和Sn含量满足下式(2)的关系，10000×[％S]×[％Sn]2≤1.40---(2)在此，[％S]和[％Sn]分别为成分组成中的S和S...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田博司，寒泽至，岸庆一郎，盐谷和彦，长谷和邦，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP