JP2002131272A - スラグ中酸素活量測定プローブおよびスラグ中酸素活量測定方法 - Google Patents
スラグ中酸素活量測定プローブおよびスラグ中酸素活量測定方法Info
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- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
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- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、スラグ中酸素活量をオンラインで
迅速に測定でき、溶銑においても正確な測定値が得られ
るプローブおよび測定方法を提供する。 【解決手段】固体電解質の周りにスラグ保持空間を設
て、試料極電極をスラグ保持空間内に設置することによ
って、溶鉄の炭素濃度１．５質量％以上、スラグ塩基度
０〜３．５の条件下において正確な酸素活量の測定が可
能になる。
迅速に測定でき、溶銑においても正確な測定値が得られ
るプローブおよび測定方法を提供する。 【解決手段】固体電解質の周りにスラグ保持空間を設
て、試料極電極をスラグ保持空間内に設置することによ
って、溶鉄の炭素濃度１．５質量％以上、スラグ塩基度
０〜３．５の条件下において正確な酸素活量の測定が可
能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は溶融金属精錬工程に
おけるスラグ中酸素活量測定プローブ、および、溶鉄製
錬工程におけるスラグ中酸素活量測定方法に関する。
おけるスラグ中酸素活量測定プローブ、および、溶鉄製
錬工程におけるスラグ中酸素活量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融金属の精錬時には、精錬用フラック
スや酸化反応などにより生成した酸化物等がスラグ相を
形成する。スラグ中の酸素活量は、取鍋スラグの清浄度
や溶鉄の脱燐反応や脱硫反応などに深く関与することか
ら、必要に応じてスラグサンプルが採取され、蛍光Ｘ線
分析法等によるT.FeやMnO濃度の測定値との相関関係な
どによって管理される場合がある他、特公平07-15449号
に見られるような固体電解質を利用した酸素活量測定法
等によって評価が可能である。しかし、これらのオフラ
イン測定法では、スラグ採取から測定値判明までの間に
数十分程度の時間が必要であることから、通常10〜30分
程度で処理される溶銑予備処理や転炉、二次精錬等の操
業に反映するのが困難であった。オンラインでスラグ中
の酸素活量を測定する方法としては、実公平03-18946号
に見られるような、固体電解質プローブを直接スラグ浴
に浸漬して参照極との酸素活量比より直接測定する方法
がある。
スや酸化反応などにより生成した酸化物等がスラグ相を
形成する。スラグ中の酸素活量は、取鍋スラグの清浄度
や溶鉄の脱燐反応や脱硫反応などに深く関与することか
ら、必要に応じてスラグサンプルが採取され、蛍光Ｘ線
分析法等によるT.FeやMnO濃度の測定値との相関関係な
どによって管理される場合がある他、特公平07-15449号
に見られるような固体電解質を利用した酸素活量測定法
等によって評価が可能である。しかし、これらのオフラ
イン測定法では、スラグ採取から測定値判明までの間に
数十分程度の時間が必要であることから、通常10〜30分
程度で処理される溶銑予備処理や転炉、二次精錬等の操
業に反映するのが困難であった。オンラインでスラグ中
の酸素活量を測定する方法としては、実公平03-18946号
に見られるような、固体電解質プローブを直接スラグ浴
に浸漬して参照極との酸素活量比より直接測定する方法
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スラグ浴に浸
漬させて測定するためには、試料極を正確にスラグ相内
に保持することが必要であることから、スラグ厚の薄い
場合や転炉などのようにスラグメタル面の変動が激しい
プロセスでは測定することが困難である。また、固体電
解質の試料極にスラグを付着させた後にメタル中に浸漬
させ、スラグメタルの平衡酸素活量を測定することが出
来るが、溶銑予備処理中の比較的濃度の高い酸化鉄を含
むスラグなどでは炭素濃度が高いことから、メタル中の
炭素がスラグ中の酸化鉄と反応するため、正確なスラグ
バルク中の酸素活量を測定することが出来なかった。ま
た、正確なスラグ中酸素活量を測定するための操業条件
も明確ではなかった。
漬させて測定するためには、試料極を正確にスラグ相内
に保持することが必要であることから、スラグ厚の薄い
場合や転炉などのようにスラグメタル面の変動が激しい
プロセスでは測定することが困難である。また、固体電
解質の試料極にスラグを付着させた後にメタル中に浸漬
させ、スラグメタルの平衡酸素活量を測定することが出
来るが、溶銑予備処理中の比較的濃度の高い酸化鉄を含
むスラグなどでは炭素濃度が高いことから、メタル中の
炭素がスラグ中の酸化鉄と反応するため、正確なスラグ
バルク中の酸素活量を測定することが出来なかった。ま
た、正確なスラグ中酸素活量を測定するための操業条件
も明確ではなかった。
【０００４】本発明は、スラグ存在位置の特定を必要と
せず、かつ、溶銑条件においても正確な酸素活量を測定
できるスラグ中酸素活量測定プローブ、および、正確に
スラグ中酸素活量を測定するための操業方法を提供する
ことを目的とする。
せず、かつ、溶銑条件においても正確な酸素活量を測定
できるスラグ中酸素活量測定プローブ、および、正確に
スラグ中酸素活量を測定するための操業方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は以下の方
法である。 (1) 酸素活量測定可能な固体電解質の片面に参照極を
配置し、該固体電解質周囲にスラグ保持空間を設け、試
料極リードにより、該スラグ保持空間内の電位測定機能
を有することを特徴とするスラグ中酸素活量測定プロー
ブ。 (2) (1)において、スラグ保持空間内の試料極の固体電
解質に接触したリード線を設置し、該リード線と該固体
電解質の全接触部位が該スラグ保持空間先端より内部に
存在することを特徴とするスラグ中酸素活量測定プロー
ブ。 (3)スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素濃度1.5質量
％以上の範囲で、(1)または(2)のスラグ中酸素活量測定
プローブを用いることを特徴とするスラグ中酸素活量測
定方法。 (4)スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素濃度1.5質量
％以上、溶鉄温度1450℃以下の範囲で、(2)のスラグ中
酸素活量測定プローブを用いることを特徴とするスラグ
中酸素活量測定方法。 (5)転炉型精錬容器内において、上吹き酸素流量を溶鉄1
tあたり10〜150Nm3/hの吹錬条件下において測定するこ
とを特徴とする(3)または(4)記載のスラグ中酸素活量測
定方法。
法である。 (1) 酸素活量測定可能な固体電解質の片面に参照極を
配置し、該固体電解質周囲にスラグ保持空間を設け、試
料極リードにより、該スラグ保持空間内の電位測定機能
を有することを特徴とするスラグ中酸素活量測定プロー
ブ。 (2) (1)において、スラグ保持空間内の試料極の固体電
解質に接触したリード線を設置し、該リード線と該固体
電解質の全接触部位が該スラグ保持空間先端より内部に
存在することを特徴とするスラグ中酸素活量測定プロー
ブ。 (3)スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素濃度1.5質量
％以上の範囲で、(1)または(2)のスラグ中酸素活量測定
プローブを用いることを特徴とするスラグ中酸素活量測
定方法。 (4)スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素濃度1.5質量
％以上、溶鉄温度1450℃以下の範囲で、(2)のスラグ中
酸素活量測定プローブを用いることを特徴とするスラグ
中酸素活量測定方法。 (5)転炉型精錬容器内において、上吹き酸素流量を溶鉄1
tあたり10〜150Nm3/hの吹錬条件下において測定するこ
とを特徴とする(3)または(4)記載のスラグ中酸素活量測
定方法。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明のプローブは、スラグ中の
酸素活量を測定するためのプローブである。プローブに
は固体電解質が備えられており、この固体電解質は、試
料であるスラグと参照極に挟まれて接触しており、固体
電解質の一方の側には参照極が配置され、他方の側が試
料（スラグ）と接触するように構成されている。スラグ
と接触する側の固体電解質周囲には、スラグを保持する
ための空間が試料保持手段によって設けられ、スラグ保
持空間内に保持されたスラグが固体電解質と接触する。
固体電解質の周囲に保持されたスラグと固体電解質とで
形成される界面、および、その周囲スラグの酸素ポテン
シャルがほぼ一定となる領域が試料極を構成し、試料極
リードによって参照極との電位差が測定される。
酸素活量を測定するためのプローブである。プローブに
は固体電解質が備えられており、この固体電解質は、試
料であるスラグと参照極に挟まれて接触しており、固体
電解質の一方の側には参照極が配置され、他方の側が試
料（スラグ）と接触するように構成されている。スラグ
と接触する側の固体電解質周囲には、スラグを保持する
ための空間が試料保持手段によって設けられ、スラグ保
持空間内に保持されたスラグが固体電解質と接触する。
固体電解質の周囲に保持されたスラグと固体電解質とで
形成される界面、および、その周囲スラグの酸素ポテン
シャルがほぼ一定となる領域が試料極を構成し、試料極
リードによって参照極との電位差が測定される。
【０００７】より具体的に、本発明の実施形態を図１の
（a）,（b）に従って説明する。図１（a）はスラグ中酸
素活量測定プローブ先端がスラグ上にある状態、図１
（b）はプローブ先端をメタル浴中に浸漬した状態を
模式的に示したものである。
（a）,（b）に従って説明する。図１（a）はスラグ中酸
素活量測定プローブ先端がスラグ上にある状態、図１
（b）はプローブ先端をメタル浴中に浸漬した状態を
模式的に示したものである。
【０００８】図１に例示されるプローブの構成は、固体
電解質内に参照極があり、参照極には参照極リー
ドが備えられており、プローブから炉外につながれた
配線によって試料極リードとの間の直流電圧が測定さ
れている。固体電解質や参照極等の部材を保持するプロ
ーブケースには、下方に開口した凹所が設けられてい
る。当該凹所がスラグ保持空間を形成しており、当該凹
所内に固体電解質は内装されている。
電解質内に参照極があり、参照極には参照極リー
ドが備えられており、プローブから炉外につながれた
配線によって試料極リードとの間の直流電圧が測定さ
れている。固体電解質や参照極等の部材を保持するプロ
ーブケースには、下方に開口した凹所が設けられてい
る。当該凹所がスラグ保持空間を形成しており、当該凹
所内に固体電解質は内装されている。
【０００９】固体電解質の材料としては、ＣａＯやＹ
2Ｏ3、ＭｇＯ等で安定化されたジルコニア性のものが望
ましいが、イットリアドープしたトリア等も酸素測定用
の固体電解質として使用できる。また、参照極は、Cr
/Cr2O3、Mo/MoO2、Sn/SnO2、Fe/FeO、FeO/Fe2O3等の金
属と酸化物、または、複数の酸化物を共存させて温度に
よって酸素活量が一定になるものが一般的であるが、酸
素濃度が既知のガスでも参照極とすることができる。参
照極リードや試料極リードは、モリブデンやタング
ステン、カンタル線等の金属や黒鉛等の非金属で高温で
安定な導電体であれば適宜利用できるが、試料極リード
が固体電解質と接触する部分の材質は白金線また
は、白金ベースの材料を用いることで接触抵抗を低減さ
せ、特に安定な起電力を得ることが出来る。
2Ｏ3、ＭｇＯ等で安定化されたジルコニア性のものが望
ましいが、イットリアドープしたトリア等も酸素測定用
の固体電解質として使用できる。また、参照極は、Cr
/Cr2O3、Mo/MoO2、Sn/SnO2、Fe/FeO、FeO/Fe2O3等の金
属と酸化物、または、複数の酸化物を共存させて温度に
よって酸素活量が一定になるものが一般的であるが、酸
素濃度が既知のガスでも参照極とすることができる。参
照極リードや試料極リードは、モリブデンやタング
ステン、カンタル線等の金属や黒鉛等の非金属で高温で
安定な導電体であれば適宜利用できるが、試料極リード
が固体電解質と接触する部分の材質は白金線また
は、白金ベースの材料を用いることで接触抵抗を低減さ
せ、特に安定な起電力を得ることが出来る。
【００１０】試料極リードは必ずしも固体電解質と接
触した状態である必要は無いが、その場合はスラグを介
した導電になることから、電気伝導度の高いスラグを選
択する必要があるし、起電力値が不安定になる場合があ
るため、試料極リードは固体電解質に接触している
のが望ましい。
触した状態である必要は無いが、その場合はスラグを介
した導電になることから、電気伝導度の高いスラグを選
択する必要があるし、起電力値が不安定になる場合があ
るため、試料極リードは固体電解質に接触している
のが望ましい。
【００１１】このスラグ中酸素活量測定プローブを図１
（b）の如く、メタル中に浸漬すると、スラグ保持空
間内にスラグが捕捉され、試料極近傍をスラグで
充填した状態を維持できることから、参照極との起電力
差と熱電対で測定される温度より、スラグ中の酸素活
量を求めることができる。酸素活量の測定については、
例えば、日本鉄鋼協会偏、第３版鉄鋼便覧Ｉ基礎６５〜
７０頁１．６高温電気化学に一般的な理論が紹介されて
いる。
（b）の如く、メタル中に浸漬すると、スラグ保持空
間内にスラグが捕捉され、試料極近傍をスラグで
充填した状態を維持できることから、参照極との起電力
差と熱電対で測定される温度より、スラグ中の酸素活
量を求めることができる。酸素活量の測定については、
例えば、日本鉄鋼協会偏、第３版鉄鋼便覧Ｉ基礎６５〜
７０頁１．６高温電気化学に一般的な理論が紹介されて
いる。
【００１２】図１（b）の場合、温度は固体電解質起電
力と同時に測定しているが、温度については、前後のバ
ッチ測温値や連続測温値、操業条件からの計算浴温等適
宜用いることができる。ここで、試料極リードは、先
端部がスラグ保持空間内にある構造などにより、メタ
ル側の炭素の影響を受けず、該スラグ保持空間内の
電位測定可能な構造が必要である。前述の白金線等を用
いて固体電解質と接触させる構造にする場合には、リ
ード線と固体電解質の全接触部位が該スラグ保持空間先
端より内部に存在させることで、良好な起電力測定が可
能であり、リード線と固体電解質の接触部の一部がスラ
グ保持空間先端より外部に出る場合には、メタル側の
酸素ポテンシャル影響で正確な測定が出来ない。即ち、
接触電極では図１（a）中にｈで模式された長さを0mm以
上とする必要があるが、先端部へのメタル浸入の可能性
による測定の失敗を回避するためにはｈは2mm以上とす
ることが望ましい。固体電解質は、先端を含めた全体
がスラグ保持空間内に収まる場合が望ましいが、電極
配置が適正であれば先端がメタルと接触する構造でも
測定は可能である。
力と同時に測定しているが、温度については、前後のバ
ッチ測温値や連続測温値、操業条件からの計算浴温等適
宜用いることができる。ここで、試料極リードは、先
端部がスラグ保持空間内にある構造などにより、メタ
ル側の炭素の影響を受けず、該スラグ保持空間内の
電位測定可能な構造が必要である。前述の白金線等を用
いて固体電解質と接触させる構造にする場合には、リ
ード線と固体電解質の全接触部位が該スラグ保持空間先
端より内部に存在させることで、良好な起電力測定が可
能であり、リード線と固体電解質の接触部の一部がスラ
グ保持空間先端より外部に出る場合には、メタル側の
酸素ポテンシャル影響で正確な測定が出来ない。即ち、
接触電極では図１（a）中にｈで模式された長さを0mm以
上とする必要があるが、先端部へのメタル浸入の可能性
による測定の失敗を回避するためにはｈは2mm以上とす
ることが望ましい。固体電解質は、先端を含めた全体
がスラグ保持空間内に収まる場合が望ましいが、電極
配置が適正であれば先端がメタルと接触する構造でも
測定は可能である。
【００１３】図１（ａ），（ｂ）では、固体電解質は先
端を丸めた坩堝形状のもので示しており、片面である内
面が参照極となり、その周囲がプローブ先端部を凹状
に加工したスラグ保持空間としているが、平滑な固体
電解質の片面を参照極として、アルミナなどで試料極と
絶縁させる構造のものでも良く、また、プローブ先端に
突出した固体電解質周囲に円筒管などの形状のスラグ保
持空間を構成する構造でも良い。また、試料極リード
は、スラグ保持空間内の電位測定できる構造であれ
ば、配置は特に限定しない。
端を丸めた坩堝形状のもので示しており、片面である内
面が参照極となり、その周囲がプローブ先端部を凹状
に加工したスラグ保持空間としているが、平滑な固体
電解質の片面を参照極として、アルミナなどで試料極と
絶縁させる構造のものでも良く、また、プローブ先端に
突出した固体電解質周囲に円筒管などの形状のスラグ保
持空間を構成する構造でも良い。また、試料極リード
は、スラグ保持空間内の電位測定できる構造であれ
ば、配置は特に限定しない。
【００１４】また、実公平03-18946号第１図には固体電
解質管２の周囲に通孔６を設けた保護管５を設置した構
造が開示されているが、これは、プローブ先端をスラグ
中に浸漬させたままの状態で、粒鉄混入を抑制して、ス
ラグを、通孔６より保護管５内に導入させる構造である
ことから、本発明のスラグ保持空間とは目的、使用方
法、機能、構造の全ての面で異なることは明らかであ
る。
解質管２の周囲に通孔６を設けた保護管５を設置した構
造が開示されているが、これは、プローブ先端をスラグ
中に浸漬させたままの状態で、粒鉄混入を抑制して、ス
ラグを、通孔６より保護管５内に導入させる構造である
ことから、本発明のスラグ保持空間とは目的、使用方
法、機能、構造の全ての面で異なることは明らかであ
る。
【００１５】測定方法としては、スラグの塩基度が3.5
以下である必要がある。塩基度の決定方法は、炉内から
金属棒に付着させる等して採取した溶融相を磁選した
後、蛍光Ｘ線法等で測定した分析値におけるＣａＯ(質
量%)／ＳｉＯ2(質量%)であり、塩基度が3.5を超える場
合は、固化スラグの影響が強くなり、スラグ保持空間内
に安定してスラグを捕捉することが困難になる。また、
溶鉄中炭素濃度は1.5質量%以上を請求範囲とした。これ
は、炭素濃度が低い場合には、試料極リードがメタル
と接触するような場合でも、炭素と酸化鉄の反応が弱
いため、スラグ中酸素活量の測定が可能であることか
ら、本発明の効果が著しい炭素濃度1.5質量%以上に範囲
を限定し、上限は特に限定しないが通常の操業では5質
量%以下の範囲である。更に、試料極リードと固体電
解質を接触させて測定する、望ましい測定プローブを
用いる場合には、メタルの温度範囲を1450℃以下に限定
した。これは、接触面の電導性を確保するために白金線
などの材質を用いる場合が多く、この場合、1450℃を以
上では、測定中に高温劣化による断線トラブルを起こし
やすいことから上限を設け、溶銑の凝固温度以上であれ
ば固体電解質は良好に動作することから特に下限は規定
しない。
以下である必要がある。塩基度の決定方法は、炉内から
金属棒に付着させる等して採取した溶融相を磁選した
後、蛍光Ｘ線法等で測定した分析値におけるＣａＯ(質
量%)／ＳｉＯ2(質量%)であり、塩基度が3.5を超える場
合は、固化スラグの影響が強くなり、スラグ保持空間内
に安定してスラグを捕捉することが困難になる。また、
溶鉄中炭素濃度は1.5質量%以上を請求範囲とした。これ
は、炭素濃度が低い場合には、試料極リードがメタル
と接触するような場合でも、炭素と酸化鉄の反応が弱
いため、スラグ中酸素活量の測定が可能であることか
ら、本発明の効果が著しい炭素濃度1.5質量%以上に範囲
を限定し、上限は特に限定しないが通常の操業では5質
量%以下の範囲である。更に、試料極リードと固体電
解質を接触させて測定する、望ましい測定プローブを
用いる場合には、メタルの温度範囲を1450℃以下に限定
した。これは、接触面の電導性を確保するために白金線
などの材質を用いる場合が多く、この場合、1450℃を以
上では、測定中に高温劣化による断線トラブルを起こし
やすいことから上限を設け、溶銑の凝固温度以上であれ
ば固体電解質は良好に動作することから特に下限は規定
しない。
【００１６】また、転炉型精錬容器で測定する場合は、
スラグメタル界面が激しく揺動することから、取鍋等で
の測定よりも安定的にスラグ保持空間内にスラグを捕
捉することが困難であるが、測定する時には、送酸速度
を変化させるなどして、通常の脱炭吹錬速度である200N
m3/h・tよりもやや低い150Nm3/h・t以下で測定すること
で、安定捕捉が可能である。しかし、上吹き酸素を完全
に停止した場合には、スラグフォーミングが収まり、見
かけスラグボリュームが著しく小さくなり、底吹きガス
等によるメタル露出面が現れて測定失敗率が高くなるこ
とから、最低でも10Nm3/h・t以上の上吹き酸素吹錬は必
要である。
スラグメタル界面が激しく揺動することから、取鍋等で
の測定よりも安定的にスラグ保持空間内にスラグを捕
捉することが困難であるが、測定する時には、送酸速度
を変化させるなどして、通常の脱炭吹錬速度である200N
m3/h・tよりもやや低い150Nm3/h・t以下で測定すること
で、安定捕捉が可能である。しかし、上吹き酸素を完全
に停止した場合には、スラグフォーミングが収まり、見
かけスラグボリュームが著しく小さくなり、底吹きガス
等によるメタル露出面が現れて測定失敗率が高くなるこ
とから、最低でも10Nm3/h・t以上の上吹き酸素吹錬は必
要である。
【００１７】
【実施例】本発明の効果を検証するために、１ｔ規模の
試験転炉を用いて試験を行った。メタル組成は、[C]を
変化させ、溶鉄温度を1250〜1400℃の範囲とし、固体電
解質には、7mol%のMgOを添加したジルコニア質のものを
使い、参照極はCr/Cr2O3で参照極のリード線は参照極中
に入る先端部をMo線とし、試料極のリードにはスラグと
接触する先端部を白金線とし、シ゛ルコニアと白金線の接触部
がスラグ保持空間先端から5〜10mmの範囲になるように
作成したものを用いた（本発明品 プローブＡ）。比較
のため、シ゛ルコニアの先端部が5mmスラグ保持空間よりも突
出させた構造にして、シ゛ルコニアと白金線の接触部がスラク゛保
持空間先端よりも外に存在させたプローブ（比較品 プ
ローブＢ）を作成し、同様の実験を行った。測定精度を
検証するために、測定と同時に炉内スラグを採取して、
測定温度を同じにしてオフラインで測定したスラグ中酸
素活量との比を取り、各条件ごとに比較した。
試験転炉を用いて試験を行った。メタル組成は、[C]を
変化させ、溶鉄温度を1250〜1400℃の範囲とし、固体電
解質には、7mol%のMgOを添加したジルコニア質のものを
使い、参照極はCr/Cr2O3で参照極のリード線は参照極中
に入る先端部をMo線とし、試料極のリードにはスラグと
接触する先端部を白金線とし、シ゛ルコニアと白金線の接触部
がスラグ保持空間先端から5〜10mmの範囲になるように
作成したものを用いた（本発明品 プローブＡ）。比較
のため、シ゛ルコニアの先端部が5mmスラグ保持空間よりも突
出させた構造にして、シ゛ルコニアと白金線の接触部がスラク゛保
持空間先端よりも外に存在させたプローブ（比較品 プ
ローブＢ）を作成し、同様の実験を行った。測定精度を
検証するために、測定と同時に炉内スラグを採取して、
測定温度を同じにしてオフラインで測定したスラグ中酸
素活量との比を取り、各条件ごとに比較した。
【００１８】メタル量は1t、送酸速度は70Nm3/h一定とし、
底吹きガスは窒素で攪拌した。試験中のスラグ塩基度は
1.5〜2.1、FeO濃度が7〜16質量%、スラク゛量は50〜100kgの
範囲であった。
底吹きガスは窒素で攪拌した。試験中のスラグ塩基度は
1.5〜2.1、FeO濃度が7〜16質量%、スラク゛量は50〜100kgの
範囲であった。
【００１９】図２には、試験結果を示す。ここで、縦軸
は、（１ｔ試験転炉でのフ゜ローフ゛測定値／オフライン測定
値）の値である。比較フ゜ローフ゛(Ｂ)では、炭素濃度が1.5
質量％以上の範囲ではフ゜ローフ゛測定値がオフライン測定値
よりも著しく小さい。これは、試料極電極が炭素によっ
て低下するスラグメタル界面付近の酸素ポテンシャルに
影響されて実際のバルクスラグの値よりも低い酸素活量
値を示しているためである。一方、本発明品では、低炭
域から高炭域の全ての範囲で、オフライン測定値とオン
ライン測定値の値は１５％の誤差範囲内で測定できた。
は、（１ｔ試験転炉でのフ゜ローフ゛測定値／オフライン測定
値）の値である。比較フ゜ローフ゛(Ｂ)では、炭素濃度が1.5
質量％以上の範囲ではフ゜ローフ゛測定値がオフライン測定値
よりも著しく小さい。これは、試料極電極が炭素によっ
て低下するスラグメタル界面付近の酸素ポテンシャルに
影響されて実際のバルクスラグの値よりも低い酸素活量
値を示しているためである。一方、本発明品では、低炭
域から高炭域の全ての範囲で、オフライン測定値とオン
ライン測定値の値は１５％の誤差範囲内で測定できた。
【００２０】
【発明の効果】本発明によって、スラグ中の酸素活量を
オンラインでかつメタル濃度が高炭素域でも正確に測定
することが可能になり、副材投入量の決定や処理後の終
点タイミングの把握、品質管理等の面で精錬制御性に大
きな裕度を与えることが可能になる。
オンラインでかつメタル濃度が高炭素域でも正確に測定
することが可能になり、副材投入量の決定や処理後の終
点タイミングの把握、品質管理等の面で精錬制御性に大
きな裕度を与えることが可能になる。
【図１】（ａ）本発明の実施形態のプローブがスラグ上
方に配置した模式図。 （ｂ）本発明の実施形態のプローブがメタル浴中に浸漬
した模式図。
方に配置した模式図。 （ｂ）本発明の実施形態のプローブがメタル浴中に浸漬
した模式図。
【図２】オンライン測定値の精度検証試験結果。
【符号の説明】 メタル スラグ 固体電解質 参照極 参照極リード 試料極リード 熱電対 スラグ保持空間 プローブケース
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G004 CA03 2G055 AA03 BA02 CA25 DA04 DA23 EA04 FA06 4K001 AA10 DA05 GB11 4K002 AD02 AE02 AE10 AF05 AF10 CA01 4K013 FA00 FA05
Claims (5)
- 【請求項１】 酸素活量測定可能な固体電解質の片面に
参照極を配置し、該固体電解質周囲にスラグ保持空間を
設け、試料極リードにより該スラグ保持空間内の電位測
定機能を有することを特徴とするスラグ中酸素活量測定
プローブ。 - 【請求項２】 スラグ保持空間内の試料極の固体電解質
に接触したリード線を設置し、該リード線と該固体電解
質の全接触部位が該スラグ保持空間先端より内部に存在
することを特徴とする請求項１記載のスラグ中酸素活量
測定プローブ。 - 【請求項３】 スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素
濃度1.5質量％以上の範囲で、請求項１または２記載の
スラグ中酸素活量測定プローブを用いることを特徴とす
るスラグ中酸素活量測定方法。 - 【請求項４】 スラグ中の塩基度０〜3.5、溶鉄中炭素
濃度1.5質量％以上、溶鉄温度1450℃以下の範囲で、請
求項２記載のスラグ中酸素活量測定プローブを用いるこ
とを特徴とするスラグ中酸素活量測定方法。 - 【請求項５】 転炉型精錬容器内において、上吹き酸素
流量を溶鉄1tあたり10〜150Nm3/hの吹錬条件下において
測定することを特徴とする請求項３または４記載のスラ
グ中酸素活量測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325079A JP2002131272A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | スラグ中酸素活量測定プローブおよびスラグ中酸素活量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325079A JP2002131272A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | スラグ中酸素活量測定プローブおよびスラグ中酸素活量測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002131272A true JP2002131272A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18802505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325079A Withdrawn JP2002131272A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | スラグ中酸素活量測定プローブおよびスラグ中酸素活量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002131272A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206877A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬時の炭素濃度の推定方法 |
| JP2011202252A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶鋼中の燐濃度を精度よく推定する方法 |
| CN111505235A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 辽宁科技大学 | 测定冶炼高温合金过程中界面传氧速率的方法 |
| CN112964830A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种测定冶金熔渣中SiO2活度系数和活度的方法 |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325079A patent/JP2002131272A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005206877A (ja) * | 2004-01-22 | 2005-08-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転炉吹錬時の炭素濃度の推定方法 |
| JP2011202252A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Nisshin Steel Co Ltd | 溶鋼中の燐濃度を精度よく推定する方法 |
| CN111505235A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 辽宁科技大学 | 测定冶炼高温合金过程中界面传氧速率的方法 |
| CN112964830A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种测定冶金熔渣中SiO2活度系数和活度的方法 |
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