JPS6324261B2 - - Google Patents
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- JPS6324261B2 JPS6324261B2 JP56011161A JP1116181A JPS6324261B2 JP S6324261 B2 JPS6324261 B2 JP S6324261B2 JP 56011161 A JP56011161 A JP 56011161A JP 1116181 A JP1116181 A JP 1116181A JP S6324261 B2 JPS6324261 B2 JP S6324261B2
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- gas
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、製鋼現場において溶解炉あるいは
取鍋内の溶鋼中に溶存する全炭素量を直接に、其
の場で、迅速且つ簡便に、測定する方法及び装置
に関するものである。
取鍋内の溶鋼中に溶存する全炭素量を直接に、其
の場で、迅速且つ簡便に、測定する方法及び装置
に関するものである。
一般に、炭素は鋼中に適量を添加し、鋼の機械
的、電気的等の材料特性を向上させる場合と、溶
鋼を清浄化するための脱酸剤として使われ、小量
の添加で材料特性及び脱酸に与える効果は大き
く、特に脱酸剤としての使用においては溶湯中に
固体の介在物を生じない脱酸法としてきわめて有
効である。若し溶鋼中の炭素量が溶解炉や取鍋等
において炉前で直接測定できるならば、脱酸など
の操業上で得られる便益は大きい。
的、電気的等の材料特性を向上させる場合と、溶
鋼を清浄化するための脱酸剤として使われ、小量
の添加で材料特性及び脱酸に与える効果は大き
く、特に脱酸剤としての使用においては溶湯中に
固体の介在物を生じない脱酸法としてきわめて有
効である。若し溶鋼中の炭素量が溶解炉や取鍋等
において炉前で直接測定できるならば、脱酸など
の操業上で得られる便益は大きい。
鋼中の炭素を測定する方法としては、溶解炉中
あるいは取鍋中から溶鋼を汲取つて試料を調整し
分析する間接測定法と、熱電対センサー等を直接
溶鋼に浸漬して其の熱起電力を測定する等の直接
測定法とがある。
あるいは取鍋中から溶鋼を汲取つて試料を調整し
分析する間接測定法と、熱電対センサー等を直接
溶鋼に浸漬して其の熱起電力を測定する等の直接
測定法とがある。
前者は最も一般的に普及し、古くからの化学的
方法である重量法および導電率法また最近は赤外
線吸収法と各種の方法が開発され、精度も高くま
た分析所要時間も最近では２分乃至１分と迅速性
が向上し、製鋼分野での管理分析法として広く定
着するに至つているが、これらの方法は分析その
ものは迅速に行えるようになつたが、何れも固体
金属から試料をつくる必要があり、サンプリング
を含めた分析試料の調整に、時間、手数を要する
ため、分析結果を作業現場へフイードバツクし、
直ちに効果的な行動がとれる迄には至つていな
い。
方法である重量法および導電率法また最近は赤外
線吸収法と各種の方法が開発され、精度も高くま
た分析所要時間も最近では２分乃至１分と迅速性
が向上し、製鋼分野での管理分析法として広く定
着するに至つているが、これらの方法は分析その
ものは迅速に行えるようになつたが、何れも固体
金属から試料をつくる必要があり、サンプリング
を含めた分析試料の調整に、時間、手数を要する
ため、分析結果を作業現場へフイードバツクし、
直ちに効果的な行動がとれる迄には至つていな
い。
また後者の溶鋼中の炭素を直接測定する方法
は、作業現場へフイードバツクできる迅速性は好
ましいものであるが、熱電対センサーを用いた熱
起電力による測定法は、溶湯を溶解炉又は取鍋よ
り汲み取り溶湯の凝固カーブより凝固温度（凝固
点）から炭素量を間接的に求める方法であり、操
業性あるいは精度等に問題が残され鋼中の全炭素
量の測定は前者間接測定法によらなければならな
いのが現状である。
は、作業現場へフイードバツクできる迅速性は好
ましいものであるが、熱電対センサーを用いた熱
起電力による測定法は、溶湯を溶解炉又は取鍋よ
り汲み取り溶湯の凝固カーブより凝固温度（凝固
点）から炭素量を間接的に求める方法であり、操
業性あるいは精度等に問題が残され鋼中の全炭素
量の測定は前者間接測定法によらなければならな
いのが現状である。
上記実状に鑑み、本発明の目的は溶鋼中に懸濁
している炭化物を含めた全炭素量を、直接法によ
り迅速に定量する、簡易且つ精度のよい方法を提
供するにある。
している炭化物を含めた全炭素量を、直接法によ
り迅速に定量する、簡易且つ精度のよい方法を提
供するにある。
この方法は、一般に鋼中の酸素分析に適用され
ているCO反応（Ｃ＋Ｏ→CO）の逆反応を利用し
この反応を直接溶鋼で生ぜしめるようにした点に
特徴がある。
ているCO反応（Ｃ＋Ｏ→CO）の逆反応を利用し
この反応を直接溶鋼で生ぜしめるようにした点に
特徴がある。
すなわち本発明は、酸素質物質を内装し不活性
ガス雰囲気とした耐火性プローベを金属溶湯中に
浸漬して前記酸素質物質と溶湯とを管内で接触さ
せ一酸化炭素および二酸化炭素を生成させる工程
と、該生成ガスを定量系に導いて一酸化炭素量お
よび二酸化炭素量を定量し、それより炭素量を算
出する工程とよりなる、溶鋼中炭素の迅速分析法
を要旨とする。
ガス雰囲気とした耐火性プローベを金属溶湯中に
浸漬して前記酸素質物質と溶湯とを管内で接触さ
せ一酸化炭素および二酸化炭素を生成させる工程
と、該生成ガスを定量系に導いて一酸化炭素量お
よび二酸化炭素量を定量し、それより炭素量を算
出する工程とよりなる、溶鋼中炭素の迅速分析法
を要旨とする。
反応媒体としての酸素質物質には、例えば酸化
銅（CuO）もしくは酸化鉄（FeO）等の酸化物が
適当である。この酸化物を耐火物カプセル等に充
填し、プローベの不透明石英管等に内装する。こ
の反応管の先端には溶鋼を進入させるための小孔
が設けてあり、また管内へは予め圧力、流量をコ
ントロールしたArあるいはHe等の不活性ガスを
送給するようにする。不活性ガスの圧力は0.5〜
1.5Kg／cm2，流量は１〜２／minである。酸化
物を内装したプローベは機械力あるいは手動によ
り直接測定しようとする溶鋼内に挿入する。溶鋼
が先端の小孔より管内に進入し、酸化物との接触
によりCO反応が生じる。管内に送給される不活
性ガスは反応管内のCOガス分圧を下げCO反応を
促進させる。反応生成ガスは不活性ガスと共にガ
スサンプリングポンプで吸引し、定量分析系へ送
られる。生成ガスの定量分析は例えば赤外線吸収
法等により行われる。
銅（CuO）もしくは酸化鉄（FeO）等の酸化物が
適当である。この酸化物を耐火物カプセル等に充
填し、プローベの不透明石英管等に内装する。こ
の反応管の先端には溶鋼を進入させるための小孔
が設けてあり、また管内へは予め圧力、流量をコ
ントロールしたArあるいはHe等の不活性ガスを
送給するようにする。不活性ガスの圧力は0.5〜
1.5Kg／cm2，流量は１〜２／minである。酸化
物を内装したプローベは機械力あるいは手動によ
り直接測定しようとする溶鋼内に挿入する。溶鋼
が先端の小孔より管内に進入し、酸化物との接触
によりCO反応が生じる。管内に送給される不活
性ガスは反応管内のCOガス分圧を下げCO反応を
促進させる。反応生成ガスは不活性ガスと共にガ
スサンプリングポンプで吸引し、定量分析系へ送
られる。生成ガスの定量分析は例えば赤外線吸収
法等により行われる。
第１図は上記CO反応管を含むプローベの機構
図である。
図である。
図において、１は反応管であつて、例えば不透
明石英管等でつくられ、小径管部２と小径管部に
続く大径管部３があり、端部の絞つた前記小径管
部の先端に溶鋼を内部に取り入れる小孔４を有し
ている。
明石英管等でつくられ、小径管部２と小径管部に
続く大径管部３があり、端部の絞つた前記小径管
部の先端に溶鋼を内部に取り入れる小孔４を有し
ている。
前記絞部はプローベを溶鋼中に浸漬する際の基
準線となると共に、続く大径管部へとCO反応時
に溶湯が飛散して小径管部を閉塞することのない
ように拡大されている。
準線となると共に、続く大径管部へとCO反応時
に溶湯が飛散して小径管部を閉塞することのない
ように拡大されている。
５は耐熱性の例えばステンレス管でつくつた把
持部であつて、其の先端に前記反応管１の基部が
接続金具６ａ，６ｂにより着脱するよう設けられ
ている。すなわち、把持管部側に螺着する接続金
具６ａのソケツト孔に反応管１の基部を挿入し、
周囲にＯリング７を嵌め、リング状の接続金具６
ｂを前記金具６ａに螺着し締め付けることによ
り、把持管５に反応管１が気密に接続固定され
る。
持部であつて、其の先端に前記反応管１の基部が
接続金具６ａ，６ｂにより着脱するよう設けられ
ている。すなわち、把持管部側に螺着する接続金
具６ａのソケツト孔に反応管１の基部を挿入し、
周囲にＯリング７を嵌め、リング状の接続金具６
ｂを前記金具６ａに螺着し締め付けることによ
り、把持管５に反応管１が気密に接続固定され
る。
８及び９は例えば内径４mmφ、外径６mmφのス
テンレス管である。管８は反応管１の酸素質物質
をいれる小径管部２近く迄延在して開口し、この
管８より予め定量、定圧にコントロールされた不
活性ガスが反応管内に送り込まれる。
テンレス管である。管８は反応管１の酸素質物質
をいれる小径管部２近く迄延在して開口し、この
管８より予め定量、定圧にコントロールされた不
活性ガスが反応管内に送り込まれる。
管９はプローベが溶鋼中に挿入され溶鋼が反応
管１の小径管部２内に進入し、酸素質物質と接触
して生成する一酸化炭素および二酸化炭素を前記
管８から送入される不活性ガスと共に反応管外の
サンプリング系へとり出すためのサンプリングガ
ス搬送管で、反応管１の基部付近に開口する。
管１の小径管部２内に進入し、酸素質物質と接触
して生成する一酸化炭素および二酸化炭素を前記
管８から送入される不活性ガスと共に反応管外の
サンプリング系へとり出すためのサンプリングガ
ス搬送管で、反応管１の基部付近に開口する。
第２図は、前記プローベへ、定量、定圧の不活
性ガスを送出する不活性ガス送給系Ａと、プロー
ベ内で生成された一酸化炭素および二酸化炭素を
送り込んだ不活性ガスと共にとり出すガスサンプ
リング系Ｂ、およびサンプリングしたガスの一酸
化炭素量および二酸化炭素量を定量し、鋼中炭素
量を表示する定量系Ｃの一例を示すフローチヤー
トである。
性ガスを送出する不活性ガス送給系Ａと、プロー
ベ内で生成された一酸化炭素および二酸化炭素を
送り込んだ不活性ガスと共にとり出すガスサンプ
リング系Ｂ、およびサンプリングしたガスの一酸
化炭素量および二酸化炭素量を定量し、鋼中炭素
量を表示する定量系Ｃの一例を示すフローチヤー
トである。
不活性ガス送給系Ａは、圧力計P1，P2、調圧
弁C1、流量調整弁C2を備え、Ar又はHeボンベか
らの不活性ガスを定量、定圧に調整し、フイルタ
ーf1、脱水剤Ｈを通し、流量計F1を経てプローベ
の前記管８より不活性ガスを送出する。
弁C1、流量調整弁C2を備え、Ar又はHeボンベか
らの不活性ガスを定量、定圧に調整し、フイルタ
ーf1、脱水剤Ｈを通し、流量計F1を経てプローベ
の前記管８より不活性ガスを送出する。
またガスサンプリング系Ｂは、サンプリングポ
ンプを備えプローベ内での反応生成ガスを定量系
Ｃへ搬送するサンプリングユニツトＳ、サンプリ
ングガスを過するフイルターf2、サンプリング
ユニツトで分離された湿分を受けるドレンポツト
ｄ、その排液コツクC4よりなる。
ンプを備えプローベ内での反応生成ガスを定量系
Ｃへ搬送するサンプリングユニツトＳ、サンプリ
ングガスを過するフイルターf2、サンプリング
ユニツトで分離された湿分を受けるドレンポツト
ｄ、その排液コツクC4よりなる。
定量系Ｃは、サンプリングガス中のCO量およ
びCO2量を定量するため例えば赤外線吸収法によ
るCOおよびCO2メーターＭ、その測定値をモニ
ターして記録する記録計Ｋ、COおよびCO2メー
ターＭで得られたガスピーク値を積分する積分器
Ｉ及びその数値を印字する表示器Ｐ等を備え、前
記サンプリングユニツトＳから搬送されるサンプ
リングガスは三方弁C5により流量計F2を経てCO
およびCO2メーターＭに送られる。送られた生成
ガスはCOおよびCO2メーターＭで定量され記録
紙上にピークとして記録され、同時に積分器Ｉに
より面積積分され数値として表示部Ｐにデジタル
印字される。なおB1，B2はCOおよびCO2メータ
ーＭの校正用の標準ガスである。
びCO2量を定量するため例えば赤外線吸収法によ
るCOおよびCO2メーターＭ、その測定値をモニ
ターして記録する記録計Ｋ、COおよびCO2メー
ターＭで得られたガスピーク値を積分する積分器
Ｉ及びその数値を印字する表示器Ｐ等を備え、前
記サンプリングユニツトＳから搬送されるサンプ
リングガスは三方弁C5により流量計F2を経てCO
およびCO2メーターＭに送られる。送られた生成
ガスはCOおよびCO2メーターＭで定量され記録
紙上にピークとして記録され、同時に積分器Ｉに
より面積積分され数値として表示部Ｐにデジタル
印字される。なおB1，B2はCOおよびCO2メータ
ーＭの校正用の標準ガスである。
本発明の直接溶鋼中炭素の分析法が有効である
ためには、本法の溶鋼炭素値と固体資料の炭素分
析値との間に相関のあることが示されなければな
らないが、両者の関係を表わしたのが第３図であ
る。
ためには、本法の溶鋼炭素値と固体資料の炭素分
析値との間に相関のあることが示されなければな
らないが、両者の関係を表わしたのが第３図であ
る。
この測定例は１トン高周波炉で大気溶解した
Fe−Ni合金の炭素ガス量を本法で測定すると共
に同時に汲取つた固体資料から炭素を分析した数
値も併せて示したものである。本発明方法はCO，
CO2ガスのピーク面積の積分値の和を溶鋼反応量
１ｇ当りのＣ量に換算した数値であり（横軸）、
固体資料の数値は不活性ガス分析法により固体金
属中の炭素量を％で示したものである（縦軸）。
炉前での反応量の誤差も含めて両方法間には多少
のバラツキはあるが略々良好な相関関係を示し、
本法が実用上十分な精度を有することを示してい
る。
Fe−Ni合金の炭素ガス量を本法で測定すると共
に同時に汲取つた固体資料から炭素を分析した数
値も併せて示したものである。本発明方法はCO，
CO2ガスのピーク面積の積分値の和を溶鋼反応量
１ｇ当りのＣ量に換算した数値であり（横軸）、
固体資料の数値は不活性ガス分析法により固体金
属中の炭素量を％で示したものである（縦軸）。
炉前での反応量の誤差も含めて両方法間には多少
のバラツキはあるが略々良好な相関関係を示し、
本法が実用上十分な精度を有することを示してい
る。
従来の間接法に依るときはサンプリングから結
果が判明する迄に約30分と時間がかゝりすぎ現場
操業に結果を直ちほフイードバツクすることは到
底不可能であつたが、本発明は溶鋼中の炭素量挙
動が炉前で迅速に把握でき、従つて例えば、出鋼
時の炭素量の調整も有効に実施できる等の効果が
ある。
果が判明する迄に約30分と時間がかゝりすぎ現場
操業に結果を直ちほフイードバツクすることは到
底不可能であつたが、本発明は溶鋼中の炭素量挙
動が炉前で迅速に把握でき、従つて例えば、出鋼
時の炭素量の調整も有効に実施できる等の効果が
ある。
第１図は本法の実施に適した溶鋼中に挿入する
プローベの機構説明図。第２図はプローベへ定
量、定圧の不活性ガスを送出する不活性ガス送給
系Ａ、プローベ内での生成ガスサンプリング系Ｂ
及びサンプリングしたガスの一酸化炭素ガスと二
酸化炭素ガスの定量系Ｃの一例を示すフローチヤ
ート。第３図は本法による溶鋼中の炭素値と従来
の不活性ガス送気法によるガス分析値とを対比し
た図表である。 １……反応管、２……小径管部、３……大径管
部、４……小孔、５……把持部、６……接続金
具、７……Ｏリング、８……不活性ガス送給管、
９……サンプリングガス搬送管、Ａ……不活性ガ
ス送給系、Ｂ……ガスサンプリング系、Ｃ……一
酸化炭素ガス，二酸化炭素ガス定量系、P1，P2
……圧力計、C1……調圧弁、C2……流量調整弁、
f1，f2……フイルター、Ｈ……脱水剤、F1，F2…
…流量計、Ｓ……サンプリングユニツト、ｄ……
ドレンポツト、Ｍ……COおよびCO2メーター、
Ｋ……記録計、Ｉ……積分器、Ｐ……表示器、
C3，C4……コツク、C5……三方コツク、B1，B2
……標準ガス、In……不活性ガスボンベ。
プローベの機構説明図。第２図はプローベへ定
量、定圧の不活性ガスを送出する不活性ガス送給
系Ａ、プローベ内での生成ガスサンプリング系Ｂ
及びサンプリングしたガスの一酸化炭素ガスと二
酸化炭素ガスの定量系Ｃの一例を示すフローチヤ
ート。第３図は本法による溶鋼中の炭素値と従来
の不活性ガス送気法によるガス分析値とを対比し
た図表である。 １……反応管、２……小径管部、３……大径管
部、４……小孔、５……把持部、６……接続金
具、７……Ｏリング、８……不活性ガス送給管、
９……サンプリングガス搬送管、Ａ……不活性ガ
ス送給系、Ｂ……ガスサンプリング系、Ｃ……一
酸化炭素ガス，二酸化炭素ガス定量系、P1，P2
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ドレンポツト、Ｍ……COおよびCO2メーター、
Ｋ……記録計、Ｉ……積分器、Ｐ……表示器、
C3，C4……コツク、C5……三方コツク、B1，B2
……標準ガス、In……不活性ガスボンベ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸素質物質を内装し不活性ガス雰囲気とした
耐火性プローベを金属溶湯中に浸漬して酸素質物
質と溶湯とを管内で接触させ一酸化炭素と二酸化
炭素を生成させる工程と、該生成ガスを定量系に
導いて一酸化炭素量と二酸化炭素量を定量し、そ
れより炭素量を算出する工程とよりなることを特
徴とする溶鋼中炭素の迅速分析方法。 ２ 先端に小孔のある小径管部と小径管部に続く
大径管部よりなる反応管をその基部において接続
金具で把持部に着脱するよう設けて前記小径管部
内に酸素質物質を収容するとともに、前記反応管
内の小径管部近くに開口して反応管内に定量、定
圧の不活性ガスを送給する不活性ガス送給管と、
反応管内に開口して発生ガスをガスサンプリング
系に運び出すサンプリングガス取出管とを、反応
管内と気密に連絡するよう取付けてなるプローベ
を備えたことを特徴とする溶鋼中炭素の迅速分析
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011161A JPS57125348A (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Quick analysis method of and apparatus for carbon in molten steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56011161A JPS57125348A (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Quick analysis method of and apparatus for carbon in molten steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57125348A JPS57125348A (en) | 1982-08-04 |
| JPS6324261B2 true JPS6324261B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=11770307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56011161A Granted JPS57125348A (en) | 1981-01-27 | 1981-01-27 | Quick analysis method of and apparatus for carbon in molten steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57125348A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61250556A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-07 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶鋼中のｃ，ｓ，ｎ，ｈの定量分析用プロ−ブ |
-
1981
- 1981-01-27 JP JP56011161A patent/JPS57125348A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57125348A (en) | 1982-08-04 |
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