JP2002168851A - Molten metal component measuring method and control method - Google Patents
Molten metal component measuring method and control methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融状態を保った
ままプローブによりサンプリングして溶融金属の成分を
測定する溶融金属の成分測定方法およびそれに基づいて
溶融金属の成分を制御する溶融金属の成分制御方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a molten metal component by sampling with a probe while maintaining a molten state, and a molten metal component for controlling the molten metal component based on the method. It relates to a control method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】転炉吹錬においては、上吹きまたは底吹
き酸素によって主として脱炭を目的とした酸化精錬が行
われている。近年、溶銑予備処理プロセスの発達によ
り、転炉吹錬で発生するスラグ量を飛躍的に低減させる
ことが可能となっている。これは、脱燐工程が、多くの
スラグを必要とする転炉吹錬での脱燐工程から、転炉吹
錬前の予備処理段階で実施されるようになったためであ
るが、このようなスラグが少ない転炉吹錬では、例えば
吹錬中のＭｎ鉱石の溶融還元など、大量のスラグ下では
困難であった新たな機能の付加が可能になっている。2. Description of the Related Art In converter blowing, oxidation refining mainly for decarburization is carried out by top blowing or bottom blowing oxygen. In recent years, the development of the hot metal pretreatment process has made it possible to dramatically reduce the amount of slag generated in converter blowing. This is because the dephosphorization step came to be performed in a pretreatment step before converter blowing, from a dephosphorization step in converter blowing which requires a large amount of slag. In converter blowing with a small amount of slag, it is possible to add a new function that is difficult under a large amount of slag, such as smelting reduction of Mn ore during blowing.
【０００３】Ｍｎについては、吹錬終了後に高価なＭｎ
源を添加することで調整されていたが、このような炉内
での溶融還元にてＭｎ濃度を上昇させることができれば
大きな合理化につながることはいうまでもない。[0003] Mn is expensive after completion of blowing.
Although the adjustment was performed by adding a source, it goes without saying that if the Mn concentration can be increased by smelting reduction in such a furnace, a large rationalization will be achieved.
【０００４】しかしながら、炉内還元では吹錬中の高精
度な反応挙動の把握は困難であり、反応の高効率化およ
び終点での成分把握が大きな課題となる。すなわち、反
応中の成分挙動を高精度に把握することが急務となる。[0004] However, in the furnace reduction, it is difficult to grasp the reaction behavior with high accuracy during blowing, and high efficiency of the reaction and grasping of the components at the end point are major issues. That is, it is urgently necessary to grasp the component behavior during the reaction with high accuracy.
【０００５】従来では、吹錬前の成分や吹錬条件から、
吹錬中成分挙動推定モデルにより大まかな成分推定を行
っている。しかしながら、高精度な成分推定は極めて困
難であるため、最終的には吹錬後の分析などを経て、高
価なＭｎ源による成分調整が不可欠となり、やはり高価
なＭｎ源が相当量必要であり、高価なＭｎ源の大量使用
によるコスト増をもたらすとともに分析などによる製鋼
時間の延長も避けられない。Conventionally, from the components before blowing and the blowing conditions,
Rough component estimation is performed using a component behavior estimation model during blowing. However, since highly accurate component estimation is extremely difficult, component adjustment by an expensive Mn source is ultimately indispensable through analysis after blowing and the like, and a considerable amount of an expensive Mn source is also necessary. The use of expensive Mn sources in large quantities results in an increase in cost, and inevitably prolongs the steelmaking time due to analysis and the like.
【０００６】ここで、吹錬中の溶鋼成分を適宜測定する
ことが可能となれば、吹錬終点の成分調整に向けたダイ
ナミック制御が可能となり、成分制御の大幅な高精度化
を図ることができる。そして、吹錬前後での迅速な成分
測定は製鋼時間短縮などのような高効率化にもつなが
る。Here, if it is possible to appropriately measure the molten steel component during blowing, dynamic control for adjusting the component at the end point of blowing can be performed, and the component control can be greatly improved. it can. And, quick component measurement before and after blowing leads to higher efficiency such as shortening of steel making time.
【０００７】溶鋼のような溶融金属中の成分を迅速に測
定する方法としてレーザー等を利用した非接触の測定方
法が種々提案されている。中でもレーザーを溶融金属表
面に照射し、その成分を測定するものが主流である。Various non-contact measurement methods using a laser or the like have been proposed as methods for quickly measuring components in a molten metal such as molten steel. Above all, those that irradiate a molten metal surface with a laser and measure its components are mainly used.
【０００８】例えば、特開昭６０−４２６４４号公報に
は、ガスの吹き込みを利用した発光分析による溶湯成分
測定法が開示されている。この公報に記載された測定法
は、ガスの吹き込み時に生じるガス、溶湯界面を利用し
測定を行おうとするものであるが、ガスのバブリングに
よる界面の攪乱が大きく、また、羽口近傍の鉄付着によ
る羽口閉塞などの問題点も多々あり、安定した測定面を
容易に得ることができない。また、レーザー測定法の特
性などからレーザー発光・受光部を界面近傍に設置する
必要が生じるため、継続的な使用には課題があり、レー
ザー装置、発光部・受光部の定常的な精錬用器への設置
に対する装置の耐久性などの課題がある。このように、
この技術は、いかにして安定した測定界面を容易に得ら
れるかが重要な点となる。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-42644 discloses a method for measuring a molten metal component by emission spectroscopy utilizing gas injection. The measurement method described in this publication attempts to perform measurement using the interface between the gas and the molten metal generated at the time of gas injection.However, the disturbance of the interface due to gas bubbling is large, and the adhesion of iron near the tuyere There are also many problems such as tuyere blockage, and a stable measurement surface cannot be easily obtained. In addition, due to the characteristics of the laser measurement method, it is necessary to install the laser emission / reception unit near the interface. There are problems such as the durability of the device with respect to installation in a room. in this way,
An important point of this technique is how to easily obtain a stable measurement interface.
【０００９】安定した測定面を得ようとする方法として
は、例えば、特開昭６１−１８１９４６号公報のよう
に、サブランスの消耗型プローブを利用した方法を挙げ
ることができる。この公報に開示された技術において
は、プローブ内部に溶融金属を導入し測定表面を得てい
るが、この技術では大気開放状態で溶融金属を導入して
いるため、プローブ内の湯面位置、湯面変動などの湯面
条件は溶融金属バルクの湯面状態に左右される。すなわ
ち、プローブを使用しているため溶融金属表面の攪乱の
影響をある程度防止することができるものの、バルクに
大きな乱れが存在したり湯面位置が大きく変わる場合に
は、安定かつ一定した湯面が得られず、測定には困難性
を伴う。As a method for obtaining a stable measurement surface, for example, a method using a consumable probe of a sublance as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-181946 can be cited. In the technique disclosed in this publication, a molten metal is introduced into the probe to obtain a measurement surface. However, in this technique, the molten metal is introduced in an open-to-atmosphere state. The surface condition such as surface fluctuation depends on the surface condition of the molten metal bulk. In other words, the use of a probe can prevent the influence of the disturbance of the molten metal surface to some extent, but if there is large turbulence in the bulk or the position of the liquid level changes significantly, a stable and It cannot be obtained and the measurement involves difficulty.
【００１０】このように、プローブ内に溶融金属をサン
プリングしてその成分測定を行う技術においては、いか
にして十分に安定した測定面を得ることを可能とするか
が重要な点となるが、十分に安定した測定面を得る技術
は未だ確立されていない。As described above, in the technique of sampling the molten metal in the probe and measuring its component, it is important how to obtain a sufficiently stable measurement surface. The technology for obtaining a sufficiently stable measurement surface has not yet been established.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情に
鑑みてなされたものであって、溶融金属バルク条件にか
かわらず常に安定した測定面を得ることができ、その測
定面を用いて非接触型の溶融金属成分測定装置により溶
融金属の成分測定を行うことができる溶融金属の成分測
定方法およびそれを用いた溶融金属の成分制御方法を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to always obtain a stable measurement surface regardless of the molten metal bulk conditions. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the component of a molten metal, which can measure the component of the molten metal by a molten metal component measuring device of a mold, and a method for controlling the component of the molten metal using the same.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究を行った結果、溶融金属に浸漬さ
れるプローブ本体に雰囲気圧より高い気体を導入し、溶
融金属の近傍部分でその気体を排出することによって、
強攪拌下の溶融金属または表面に大きな攪乱が存在して
いるような溶融金属においても安定な溶融金属表面を容
易に得ることができ、その溶融金属表面を測定面として
用いることにより高精度かつ迅速な溶融金属の成分測定
を実現可能なことを見出した。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, introduced a gas higher than the atmospheric pressure into the probe body immersed in the molten metal, and made a probe in the vicinity of the molten metal. By discharging that gas in the part
A stable molten metal surface can be easily obtained even with a molten metal under strong agitation or a molten metal having a large disturbance on the surface, and high precision and speed can be achieved by using the molten metal surface as a measurement surface. It has been found that the measurement of the components of the molten metal is feasible.
【００１３】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たものであり、以下の（１）〜（１５）を提供する。The present invention has been made based on such findings, and provides the following (1) to (15).
【００１４】（１）溶融金属サンプリング用のプローブ
の筒状をなすプローブ本体内に溶融金属をサンプリング
し、プローブ本体内にサンプリングされた溶融金属表面
に向けて上方から雰囲気圧より高い圧力の気体を連続的
に供給するとともに、プローブ本体の側壁から連続的に
その気体を排出することにより溶融金属表面に測定面を
形成し、その測定面を用いて非接触型の溶融金属成分測
定装置により溶融金属の所定成分を測定することを特徴
とする溶融金属の成分測定方法。(1) Molten metal is sampled in a probe body which is a cylindrical probe of a molten metal sampling probe, and a gas having a pressure higher than the atmospheric pressure is applied from above to the sampled molten metal surface in the probe body. A measuring surface is formed on the surface of the molten metal by continuously supplying the gas and continuously discharging the gas from the side wall of the probe body, and the molten metal is measured by a non-contact type molten metal component measuring device using the measuring surface. A method for measuring a component of a molten metal.
【００１５】（２）上記（１）において、前記プローブ
はサブランスの先端に取り付けられた状態で溶融金属の
サンプリングに供されることを特徴とする溶融金属の成
分測定方法。(2) The method for measuring a component of a molten metal according to the above (1), wherein the probe is used for sampling the molten metal while being attached to a tip of a sublance.
【００１６】（３）上記（１）または（２）において、
前記プローブ本体の溶融金属導入部近傍に温度測定装置
を設け、溶融金属の所定成分測定の際に溶融金属の温度
を測定することを特徴とする溶融金属の成分測定方法。(3) In the above (1) or (2),
A method for measuring a component of a molten metal, comprising: providing a temperature measuring device near a molten metal introduction portion of the probe body, and measuring a temperature of the molten metal when measuring a predetermined component of the molten metal.
【００１７】（４）上記（３）において、前記測定面を
用いて前記非接触型の溶融金属成分測定装置により溶融
金属の所定成分を測定する際、前記測定面から放射され
る輻射光を測定し、その強度と溶融金属の温度との関係
から溶融金属の測定面の形成の良否を判定することを特
徴とする成分測定方法。(4) In the above (3), when a predetermined component of the molten metal is measured by the non-contact type molten metal component measuring device using the measurement surface, the radiation emitted from the measurement surface is measured. And determining whether or not the measurement surface of the molten metal is good or not based on the relationship between the strength and the temperature of the molten metal.
【００１８】（５）上記（１）から（４）のいずれかに
おいて、前記溶融金属は溶鋼であることを特徴とする溶
融金属の成分測定方法。(5) The method for measuring a component of a molten metal according to any one of the above (1) to (4), wherein the molten metal is molten steel.
【００１９】（６）上記（１）から（５）のいずれかに
おいて、前記溶融金属成分測定装置と前記測定面との間
の一部または全部において、供給ガス流速を１０ｍ／ｓ
以上とすることを特徴とする溶融金属の成分測定方法。(6) In any one of the above (1) to (5), the flow rate of the supplied gas is 10 m / s in a part or all of the space between the molten metal component measuring device and the measurement surface.
A method for measuring a component of a molten metal, the method comprising:
【００２０】（７）上記（５）または（６）において、
前記プローブ本体にサンプリングされた溶鋼の炭素量を
測定する炭素測定装置を設け、溶鋼の所定成分を測定す
る際に溶鋼の炭素濃度を測定することを特徴とする溶融
金属の成分測定方法。(7) In the above (5) or (6),
A method for measuring a component of a molten metal, comprising: providing a carbon measuring device for measuring a carbon content of a sampled molten steel in the probe main body; and measuring a carbon concentration of the molten steel when measuring a predetermined component of the molten steel.
【００２１】（８）上記（１）から（７）のいずれかに
おいて、前記プローブにより間欠的に溶融金属をサンプ
リングして所定の成分を測定することを特徴とする溶融
金属の成分測定方法。(8) The method for measuring a component of a molten metal according to any one of the above (1) to (7), wherein the molten metal is intermittently sampled by the probe to measure a predetermined component.
【００２２】（９）筒状をなすプローブ本体内に溶融金
属をサンプリングし、プローブ本体内にサンプリングさ
れた溶融金属の表面に向けて上方から雰囲気圧より高い
圧力の気体を連続的に供給するとともに、プローブ本体
の側壁から連続的にその気体を排出することにより溶融
金属表面に測定面を形成し、その測定面を用いて非接触
型の溶融金属成分測定装置により溶融金属の成分を測定
し、その測定結果に基づいて溶融金属の成分制御を行う
ことを特徴とする溶融金属の成分制御方法。(9) The molten metal is sampled into the cylindrical probe main body, and a gas having a pressure higher than the atmospheric pressure is continuously supplied from above toward the surface of the sampled molten metal into the probe main body. , By continuously discharging the gas from the side wall of the probe body to form a measurement surface on the surface of the molten metal, using the measurement surface to measure the component of the molten metal by a non-contact type molten metal component measuring device, A method for controlling the composition of a molten metal, comprising controlling the composition of the molten metal based on the measurement result.
【００２３】（１０）上記（９）において、前記プロー
ブはサブランスの先端に取り付けられた状態で溶融金属
のサンプリングに供されることを特徴とする溶融金属の
成分制御方法。(10) The method for controlling a component of a molten metal according to the above (9), wherein the probe is used for sampling the molten metal while being attached to a tip of a sublance.
【００２４】（１１）上記（９）または（１０）におい
て、前記プローブ本体の溶融金属導入部近傍に温度測定
装置を設け、溶融金属の所定成分測定の際に溶融金属の
温度を測定することを特徴とする溶融金属の成分制御方
法。(11) In the above (9) or (10), it is preferable that a temperature measuring device is provided near the molten metal introduction portion of the probe main body to measure the temperature of the molten metal when measuring a predetermined component of the molten metal. A method for controlling the composition of a molten metal, which is a feature.
【００２５】（１２）上記（９）から（１１）のいずれ
かにおいて、前記溶融金属は溶鋼であり、吹錬における
溶鋼の成分制御を行うことを特徴とする溶融金属の成分
制御方法。(12) The method for controlling the composition of a molten metal according to any one of the above (9) to (11), wherein the molten metal is molten steel and the composition of the molten steel is controlled in blowing.
【００２６】（１３）上記（１２）において、前記プロ
ーブ本体にサンプリングされた溶鋼の炭素量を測定する
炭素測定装置を設け、溶鋼の所定成分を測定する際に溶
鋼の炭素濃度を測定することを特徴とする溶融金属の成
分制御方法。(13) In the above (12), it is preferable that the probe body is provided with a carbon measuring device for measuring the carbon content of the sampled molten steel, and the carbon concentration of the molten steel is measured when measuring a predetermined component of the molten steel. A method for controlling the composition of a molten metal, which is a feature.
【００２７】（１４）上記（１２）または（１３）にお
いて、前記吹錬における溶鋼の成分制御は、溶鋼に対す
る送酸制御、溶鋼攪拌条件制御、および副原料添加のう
ち少なくとも１種により行われることを特徴とする溶融
金属の成分制御方法。(14) In the above (12) or (13), the component control of the molten steel in the blowing is performed by at least one of acid supply control, molten steel stirring condition control, and auxiliary material addition to the molten steel. A method for controlling a component of a molten metal, comprising:
【００２８】（１５）上記（９）から（１４）のいずれ
かにおいて、前記プローブにより間欠的に溶融金属をサ
ンプリングして所定の成分を測定することを特徴とする
溶融金属の成分制御方法。(15) The method according to any one of the above (9) to (14), wherein the molten metal is intermittently sampled by the probe to measure a predetermined component.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の
一実施形態に係る溶融金属の成分測定方法を実施するた
めのプローブを模式的に示す断面図である。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a probe for performing a method for measuring a component of a molten metal according to an embodiment of the present invention.
【００３０】この溶融金属の成分測定用プローブ１は、
有底筒状のプローブ本体２を有しており、溶融金属とし
て例えば溶鋼の成分測定に用いられる。プローブ本体２
の下部側面には、溶融金属（溶鋼）をサンプリングする
サンプリング孔３が設けられている。このサンプリング
孔３の上方に気体排出孔４が設けられている。そして、
プローブ本体２の気体排出孔４より下の部分は溶融金属
がサンプリング保持されるサンプリング室５となってい
る。なお、この図では１個のサンプリング孔３と２個の
気体排出孔４が設けられているが、これらの個数はこれ
に限るものではない。また、サンプリング孔と気体排出
孔とを別個に設けているが、サンプリング孔と気体排出
孔を共通としてもよい。The probe 1 for measuring the component of the molten metal comprises:
It has a probe body 2 having a bottomed cylindrical shape, and is used as a molten metal, for example, for measuring the component of molten steel. Probe body 2
Is provided with a sampling hole 3 for sampling molten metal (molten steel). A gas discharge hole 4 is provided above the sampling hole 3. And
The portion below the gas discharge hole 4 of the probe body 2 is a sampling chamber 5 in which the molten metal is sampled and held. Although one sampling hole 3 and two gas discharge holes 4 are provided in this figure, the numbers are not limited to these. Although the sampling hole and the gas discharge hole are provided separately, the sampling hole and the gas discharge hole may be common.
【００３１】このプローブ本体２にサンプリング保持さ
れた溶融金属Ｌは溶融状態で成分測定に供される。した
がって、溶融金属を溶融状態に保つ必要があり、そのた
めにプローブ本体２の溶融金属保持部分は高断熱性材料
で構成されていることが好ましい。このような高断熱性
材料としては耐火物を挙げることができる。また、砂型
で構成されていても高い断熱性を得ることができる。ま
た、プローブ本体２を紙等の消耗材料で形成して消耗型
のプローブとすることも可能である。The molten metal L sampled and held by the probe main body 2 is subjected to component measurement in a molten state. Therefore, it is necessary to keep the molten metal in a molten state, and for that purpose, the molten metal holding portion of the probe body 2 is preferably made of a highly heat-insulating material. As such a highly heat-insulating material, there can be mentioned a refractory. Moreover, high heat insulation can be obtained even if it is constituted by a sand mold. In addition, the probe main body 2 may be formed of a consumable material such as paper to form a consumable probe.
【００３２】また、プローブ１は、プローブ本体２内に
雰囲気圧より高い圧力の気体を上方より導入する気体導
入手段（図示せず）を有している。そして、図示のよう
にプローブ本体２を溶融金属Ｌ内に浸漬させた際に、導
入された気体がプローブ本体２内に溶融金属の測定面Ｓ
が形成されるようにプローブ本体２に形成された気体排
出孔４から気体を排出する。すなわち、気体導入手段と
気体排出孔４とで測定面形成手段を構成する。なお、導
入する気体としては、Ａｒ等の不活性ガスや、Ｎ２等の
溶融金属との反応性が低いものが好ましい。The probe 1 has gas introducing means (not shown) for introducing a gas having a pressure higher than the atmospheric pressure into the probe body 2 from above. Then, when the probe main body 2 is immersed in the molten metal L as shown in the drawing, the introduced gas causes the measuring surface S of the molten metal to enter the probe main body 2.
The gas is discharged from the gas discharge hole 4 formed in the probe main body 2 so that the gas is formed. That is, the gas introduction means and the gas discharge hole 4 constitute a measurement surface forming means. As the gas to be introduced, an inert gas such as Ar or a gas having low reactivity with a molten metal such as N 2 is preferable.
【００３３】プローブ本体２の先端部７のサンプリング
室５側にはカーボンデターミネータ（ＣＤ）８が設けら
れており、溶融金属の凝固温度から溶融金属（溶鋼）の
炭素濃度を測定するようになっている。また、先端部７
の外側には溶融金属（溶鋼）の温度を測定する温度セン
サー９が設けられている。なお、ここには示していない
が、溶融金属の酸素濃度を測定する酸素センサーを設け
ることもできる。A carbon determinator (CD) 8 is provided at the tip end 7 of the probe body 2 on the sampling chamber 5 side, and measures the carbon concentration of the molten metal (molten steel) from the solidification temperature of the molten metal. ing. Also, the tip 7
A temperature sensor 9 for measuring the temperature of the molten metal (molten steel) is provided on the outside. Although not shown here, an oxygen sensor for measuring the oxygen concentration of the molten metal may be provided.
【００３４】プローブ本体２の上部には、上方からプロ
ーブホルダー１０が嵌め込まれており、プローブホルダ
ー１０内には成分測定装置の一部を構成する先端光学系
１１が設けられいる。先端光学系１１はレンズ１２を有
しており、発振レーザー光をレンズ１２を介してサンプ
リング室５内の溶融金属（溶鋼）Ｌに導く光ファイバー
１３と、サンプリング室５内の溶融金属（溶鋼）の測定
面Ｓで反射したレーザー光を測定器へ導く光ファイバー
１４とが設けられている。光ファイバー１４はレンズ１
２を通過する前に反射光を受光するようにレンズ１２を
突き抜けて設けられている。また、サンプリング室５の
溶融金属（溶鋼）Ｌの表面には溶融金属の蒸気層１５が
存在している。このように先端光学系１１をプローブホ
ルダー１０に保持させ、プローブ本体２と分離可能とす
ることにより、プローブ本体２を容易に消耗型とするこ
とができる。したがって、従来のサブランスプローブと
同様に扱うことができ、実用上有利である。A probe holder 10 is fitted into the upper part of the probe main body 2 from above, and a tip optical system 11 constituting a part of the component measuring device is provided in the probe holder 10. The tip optical system 11 has a lens 12. The optical fiber 13 guides the oscillation laser light to the molten metal (molten steel) L in the sampling chamber 5 via the lens 12, and the molten metal (molten steel) in the sampling chamber 5. An optical fiber 14 for guiding the laser light reflected by the measurement surface S to the measuring device is provided. The optical fiber 14 is the lens 1
2 so as to pass through the lens 12 so as to receive the reflected light before passing through the lens 2. On the surface of the molten metal (molten steel) L in the sampling chamber 5, there is a vapor layer 15 of the molten metal. In this way, the probe main body 2 can be easily made consumable by holding the distal end optical system 11 on the probe holder 10 and separating it from the probe main body 2. Therefore, it can be handled in the same manner as a conventional sublance probe, which is practically advantageous.
【００３５】プローブ本体２の気体排出孔４から上の先
端光学系１１までの部分は光路が形成される空間１６と
なっており、プローブ本体２のその空間１６に対応する
部分の内側には管部材１７が嵌め込まれている。管部材
１７は鉄や耐火物等の溶融金属の成分測定に影響を与え
る物質が発生しない材料で形成されており、この管部材
１７の存在により空間１６に測定光に影響を与える物質
が出現することを防止することができる。つまり、この
ような管部材１７を設けることにより、外部から空間１
６に測定光に影響を与える物質が侵入すること、および
管部材１７から空間１６に測定光に影響を与える物質が
供給されることの両方を防止することができる。特に、
プローブ本体２が紙等を用いた消耗型のものである場合
にはプローブ本体２を溶融金属に浸漬させた際に発煙に
より光路が確保されず測定に支障を来すおそれがある
が、このように管部材１７を設けることにより、このよ
うなことを回避することができる。The space from the gas discharge hole 4 of the probe body 2 to the upper end optical system 11 is a space 16 in which an optical path is formed. The member 17 is fitted. The tube member 17 is made of a material that does not generate a substance that affects the measurement of the components of the molten metal such as iron and refractory. Due to the presence of the tube member 17, a substance that affects the measurement light appears in the space 16. Can be prevented. That is, by providing such a pipe member 17, the space 1 can be externally provided.
It is possible to prevent both the intrusion of the substance affecting the measurement light into 6 and the supply of the substance affecting the measurement light from the pipe member 17 to the space 16. In particular,
When the probe main body 2 is a consumable type using paper or the like, when the probe main body 2 is immersed in molten metal, an optical path is not secured due to smoking, which may hinder the measurement. This can be avoided by providing the pipe member 17 at the bottom.
【００３６】また、溶融金属がプローブ本体２内に急激
に流入する際、または溶鋼の場合には急激な脱炭反応が
生じた際には、溶融金属（溶鋼）が飛散して測定系全体
に大きな悪影響を及ぼす場合があるが、この場合には測
定部（先端光学系１１）と溶融金属表面（測定面Ｓ）と
の間に石英等の溶融金属の成分測定に必要な光の少なく
とも一部は透過させる遮蔽板を設けることが有効であ
る。また、溶鋼の場合には、サンプリング室５等にあら
かじめＡｌ，Ｓｉ等の脱酸材を入れておくことも有効で
ある。さらに、予備実験により、導入するガス流速を部
分的にまたは全体的に１０ｍ／ｓ以上に確保すると脱炭
反応などの際の溶鋼の飛散による測定系への悪影響を著
しく軽減することができた。When the molten metal suddenly flows into the probe main body 2 or in the case of molten steel, when a rapid decarburization reaction occurs, the molten metal (molten steel) is scattered to the entire measuring system. In this case, at least a part of the light necessary for measuring the components of the molten metal such as quartz between the measurement unit (the tip optical system 11) and the surface of the molten metal (the measurement surface S). It is effective to provide a shielding plate for transmitting light. In the case of molten steel, it is also effective to put a deoxidizing material such as Al or Si in the sampling chamber 5 or the like in advance. Further, by preliminary experiments, if the gas flow velocity to be introduced is partially or entirely secured to 10 m / s or more, it is possible to remarkably reduce the adverse effect on the measurement system due to the scatter of molten steel during the decarburization reaction or the like.
【００３７】次に、以上のように構成されるプローブ１
でサンプリングした溶融金属（溶鋼）における成分測定
動作について説明する。まず、上述の気体導入手段（図
示せず）からプローブ本体２内に雰囲気圧よりも高圧の
気体（例えばＡｒ、Ｎ２）を導入し、気体排出孔４から
排出させる。Next, the probe 1 constructed as described above
The operation of measuring the components of the molten metal (molten steel) sampled in the above will be described. First, a gas (for example, Ar, N 2 ) having a pressure higher than the atmospheric pressure is introduced into the probe main body 2 from the above-described gas introduction means (not shown), and is discharged from the gas discharge hole 4.
【００３８】この状態でプローブ本体２を溶融金属（溶
鋼）Ｌに浸漬する。浸漬は気体排出孔４が完全に浸漬さ
れる深さまで行う。このようにプローブ本体２を浸漬さ
せることにより溶融金属（溶鋼）Ｌはサンプリング孔３
から侵入し、プローブ本体２内のサンプリング室５に充
填されるが、溶融金属の静圧に十分勝る圧力で気体を導
入することによって、気体は気体排出孔４より強制的に
排出・バブリングされる。この作用により、溶融金属バ
ルクの表面にいかなる攪乱が存在しても、また、いかな
る深さでプローブ本体２を浸漬させても、プローブ本体
２の気体排出孔４の直下位置に安定した溶融金属表面が
形成される。したがって、これを測定面Ｓとして使用す
ることにより、非接触型成分測定方法によって常に安定
した成分測定、例えばＭｎの測定を行うことができる。
本実施形態においては、このような安定した測定面にレ
ーザー光を照射して、原子吸光法により成分測定を行
う。すなわち、照射したレーザー光がプローブ本体２の
サンプリング室５内の溶融金属Ｌに照射された際に溶融
金属Ｌ上の蒸気層１５を通過するため、その際の光強度
の変化から特定成分の測定を行うことができる。In this state, the probe main body 2 is immersed in the molten metal (molten steel) L. The immersion is performed to a depth at which the gas discharge hole 4 is completely immersed. By immersing the probe body 2 in this way, the molten metal (molten steel) L
And the gas is filled into the sampling chamber 5 in the probe body 2. The gas is forcibly discharged and bubbled from the gas discharge hole 4 by introducing the gas at a pressure sufficiently higher than the static pressure of the molten metal. . By this action, even if any disturbance is present on the surface of the molten metal bulk or the probe main body 2 is immersed at any depth, the stable molten metal surface is located just below the gas discharge hole 4 of the probe main body 2. Is formed. Therefore, by using this as the measurement surface S, stable component measurement, for example, Mn measurement can be always performed by the non-contact type component measurement method.
In the present embodiment, such a stable measurement surface is irradiated with laser light, and the component is measured by the atomic absorption method. That is, when the irradiated laser beam is irradiated on the molten metal L in the sampling chamber 5 of the probe body 2, the laser beam passes through the vapor layer 15 on the molten metal L. It can be performed.
【００３９】プローブ本体２の浸漬深さは、気体排出孔
４の直上位置までで十分であるが、バルクの溶融金属表
面に大きな攪乱が存在するような場合には、湯面変動が
激しいため、十分余裕を持った深さまで浸漬させること
が必要となる。転炉吹錬の場合には、気体排出孔４の上
部３００〜１０００ｍｍ程度の浸漬が適当である。The immersion depth of the probe body 2 is sufficient up to the position immediately above the gas discharge hole 4, but when there is a large disturbance on the surface of the bulk molten metal, the molten metal level fluctuates greatly. It is necessary to immerse it to a sufficient depth. In the case of converter blowing, immersion of about 300 to 1000 mm above the gas discharge hole 4 is appropriate.
【００４０】ただし、バルクの溶融金属表面の攪乱が大
きく湯面変動が激しいため、例えば湯面変動で湯面が上
昇したとき溶融金属がサンプリング室５内へ導入される
が、湯面が下降したとき溶融金属がサンプリング室５へ
導入されない場合など、溶融金属のサンプリング室５へ
の導入が不十分となる場合があるときは、溶融金属表面
から放射される輻射光を測定し、その強度と、温度セン
サー９で測定した温度とを比較して、予め求めておいた
関係式から溶融金属の導入状況の良否を判定することが
できる。溶融金属のサンプリング室５への導入が不完全
な場合は、導入された溶融金属がサンプリング室５で急
激に冷却されるため、正常な湯面形成時の溶融金属の温
度で放射される輻射光強度に対して小さい値となるの
で、予め正常な湯面形成時の溶融金属温度と輻射光強度
との関係を求めておき、測定時に輻射光強度を測定して
予め求めた関係式と比較して溶融金属の導入状況すなわ
ち測定面の良否を判定することができる。However, since the surface of the bulk molten metal is greatly disturbed and the surface level fluctuates greatly, for example, when the level rises due to the level change, the molten metal is introduced into the sampling chamber 5, but the level falls. Sometimes, when the molten metal is not introduced into the sampling chamber 5, such as when the introduction of the molten metal into the sampling chamber 5 is insufficient, the radiation emitted from the molten metal surface is measured, and its intensity and By comparing the temperature measured by the temperature sensor 9 with the relational expression obtained in advance, it is possible to determine whether the state of introducing the molten metal is good or not. When the molten metal is not completely introduced into the sampling chamber 5, the introduced molten metal is rapidly cooled in the sampling chamber 5, so that radiant light radiated at the temperature of the molten metal when a normal molten metal surface is formed. Since the value is small with respect to the strength, the relationship between the molten metal temperature and the radiant light intensity at the time of forming the normal molten metal surface is obtained in advance, and the radiant light intensity is measured at the time of measurement and compared with the relational expression obtained in advance. Thus, the introduction state of the molten metal, that is, the quality of the measurement surface can be determined.
【００４１】なお、非測定時にはプローブ本体２内部へ
の気体導入は不要であるが、溶融金属飛散、粉塵などの
外乱が存在する場合には、プローブ本体２の内部への異
物侵入を防止するために、常時気体をプローブ本体２内
に導入しつつ気体排出孔４等から排出しておくことが望
ましい。It is not necessary to introduce gas into the probe main body 2 during non-measurement. However, in the case where disturbance such as scattering of molten metal or dust exists, it is necessary to prevent foreign substances from entering the probe main body 2. In addition, it is desirable that the gas is always introduced into the probe main body 2 and discharged from the gas discharge hole 4 or the like.
【００４２】また、上述のようにプローブ本体２の先端
部７に、従来のプローブと同様に、ＣＤ８および温度セ
ンサー９が設けられているので、溶融金属（溶鋼）中の
Ｍｎ等の成分を測定する他、従来と同様、溶融金属（溶
鋼）の測温およびカーボン量を測定することができ、酸
素センサーを設ければ溶融金属（溶鋼）の酸素量も測定
することができる。As described above, since the CD 8 and the temperature sensor 9 are provided at the tip 7 of the probe main body 2 in the same manner as in the conventional probe, components such as Mn in the molten metal (molten steel) are measured. In addition to the conventional method, it is possible to measure the temperature of the molten metal (molten steel) and measure the amount of carbon, and to provide an oxygen sensor to measure the oxygen amount of the molten metal (molten steel).
【００４３】上記実施形態における溶融金属の成分測定
用プローブ１は、図２に示すように、例えば転炉２０に
おける送酸のためのメインランス３０の側方に設けられ
たサブランス４０の先端にプローブホルダー１０を介し
て設けられ、転炉内の溶鋼Ｌに浸漬され、溶鋼Ｌをサン
プリングする。そして、上述したようにプローブ本体２
内に安定した測定面Ｓが形成される。この際のプローブ
本体２への気体供給は、気体供給系１８から気体導入管
１９を介して行われる。そして、レーザー発振器５０か
らレーザー光が上記光ファイバー１３を通ってプローブ
本体２内の溶鋼Ｌの測定面Ｓに照射され、その反射光が
上記光ファイバー１４を通って測定器６０に導かれ、成
分が測定される。レーザー発振器５０および測定器６０
はコントローラ７０により制御されるとともに測定器６
０の測定データがコントローラ７０により処理される。
なお、符号２１は底吹き用の羽口、２２はガス配管であ
る。As shown in FIG. 2, the probe 1 for measuring the component of the molten metal in the above-described embodiment has a probe at the tip of a sub lance 40 provided on the side of the main lance 30 for acid supply in the converter 20. It is provided via the holder 10 and is immersed in the molten steel L in the converter to sample the molten steel L. Then, as described above, the probe body 2
A stable measurement surface S is formed therein. At this time, gas is supplied to the probe main body 2 from the gas supply system 18 via the gas introduction pipe 19. Then, a laser beam is irradiated from the laser oscillator 50 onto the measurement surface S of the molten steel L in the probe main body 2 through the optical fiber 13, and the reflected light is guided to the measuring instrument 60 through the optical fiber 14, and the component is measured. Is done. Laser oscillator 50 and measuring instrument 60
Is controlled by the controller 70 and the measuring instrument 6
The measurement data of 0 is processed by the controller 70.
Reference numeral 21 denotes a tuyere for bottom blowing, and 22 denotes a gas pipe.
【００４４】このようにしてリアルタイムで溶融金属
（溶鋼）の成分測定を行うことができる。このようなプ
ローブによるサンプリングおよび成分測定は間欠的に繰
り返し行うことができ、所定の成分の経時変化を容易に
リアルタイムで把握することができる。In this way, it is possible to measure the components of the molten metal (molten steel) in real time. Sampling and component measurement using such a probe can be performed intermittently and repeatedly, and a temporal change of a predetermined component can be easily grasped in real time.
【００４５】このような測定結果を基に、所定の操作を
行うことにより溶融金属の成分を制御することができ
る。例えば、転炉吹錬における成分制御が可能となる。
転炉吹錬においては吹錬中のＭｎ鉱石還元によるＭｎ挙
動が重要である。そのため、本発明は、転炉吹錬中のＭ
ｎ測定に適用することで最大の効果を得ることができ
る。吹錬終点におけるＭｎ値は、吹錬条件、溶銑成分か
ら予め推定されるが、その精度には限界があり、さらな
る高精度化が必要となる。転炉吹錬においては、吹錬末
期にサブランスプローブにより温度測定、酸素量測定、
炭素量測定が実施されるが、その測定の際に本発明の方
法を用いることによりＭｎを高精度で測定することがで
きる。この際の制御の概要を図３に示す。上述したよう
に吹錬終点のＭｎ値は予め推定されるが、本発明の方法
によりＭｎ濃度を測定し、その測定値により再度終点Ｍ
ｎの推定を行い、送酸制御、溶鋼攪拌条件制御、および
Ｍｎ源などの副原料の添加の少なくとも１種を行う。具
体的には、その測定値が目標値よりも低い場合（図中
Ａ）にはＭｎ値を上昇させる必要があるため、さらなる
Ｍｎ鉱石の添加を実施する。または、底吹きガスの増加
もしくは送酸の希釈などの操作により、Ｍｎ還元反応を
促進させて溶鋼中Ｍｎを上昇させることも考えられる。
また、反対にＭｎ値が目標値より高い場合（図中Ｂ）に
は、送酸速度増加など酸素源の増加により溶鋼中Ｍｎの
酸化反応を促進させて目標Ｍｎ値に制御する。しかしな
がら、後者の場合には、不必要なＭｎ酸化制御を施す必
要があるため、歩留りの低下、コスト増となり、低コス
ト・高効率化のためには、前者の制御を行うことが好ま
しい。吹錬の途中にて本発明方法を適用する場合には、
一例として、従来のように溶鋼をサンプリングして凝固
後に化学分析等によるＭｎ分析を施すことなく、本発明
方法による測定値と目標Ｍｎ値から、送酸制御、溶鋼攪
拌条件制御、Ｍｎ合金源などの副原料の添加等により溶
鋼中Ｍｎを制御し、迅速に次工程につなげることが可能
となる。The components of the molten metal can be controlled by performing a predetermined operation based on the measurement results. For example, component control in converter blowing can be performed.
In converter blowing, Mn behavior due to Mn ore reduction during blowing is important. For this reason, the present invention relates to the method of M
The maximum effect can be obtained by applying to n measurement. The Mn value at the blowing end point is estimated in advance from the blowing conditions and the hot metal component, but its accuracy is limited and further improvement is required. In converter blowing, temperature measurement, oxygen measurement,
Carbon content is measured, and Mn can be measured with high accuracy by using the method of the present invention at the time of the measurement. FIG. 3 shows an outline of the control at this time. As described above, the Mn value at the end point of blowing is estimated in advance, but the Mn concentration is measured by the method of the present invention, and the end point M is measured again based on the measured value.
n is estimated, and at least one of acid supply control, molten steel stirring condition control, and addition of an auxiliary material such as a Mn source is performed. Specifically, when the measured value is lower than the target value (A in the figure), it is necessary to increase the Mn value, so that further Mn ore is added. Alternatively, it is also conceivable to increase the Mn in the molten steel by accelerating the Mn reduction reaction by an operation such as increasing the bottom blowing gas or diluting the acid supply.
On the other hand, when the Mn value is higher than the target value (B in the figure), the oxidation reaction of Mn in the molten steel is promoted by increasing the oxygen source such as an increase in the acid supply rate, and the target Mn value is controlled. However, in the latter case, it is necessary to perform unnecessary Mn oxidation control, so that the yield is reduced and the cost is increased. In order to reduce the cost and increase the efficiency, it is preferable to perform the former control. When applying the method of the present invention during blowing,
As an example, without conducting Mn analysis by chemical analysis or the like after solidification and solidification of molten steel as in the past, from the measured value and the target Mn value according to the method of the present invention, acid supply control, molten steel stirring condition control, Mn alloy source, etc. It is possible to control Mn in the molten steel by adding an auxiliary raw material, etc., and quickly connect to the next step.
【００４６】上記実施形態においては、レーザー光を照
射して、原子吸光法により成分測定を行う例を示した。
すなわち、照射したレーザー光がプローブ本体２のサン
プリング室５内の溶融金属Ｌに照射された際に溶融金属
Ｌ上の蒸気層１５を通過するため、その際の光強度の変
化から特定成分の測定を行うことができる。しかし、本
発明は、非接触の測定方法であればこのような方法に限
らず適用することができる。具体的には光源はレーザー
に限らないし、光を照射するのではなく、放射光を用い
て測定するものであってもよい。また、測定対象は溶融
金属であればその種類は問わないし、測定する成分もＭ
ｎに限らずどのようなものであってもよい。In the above embodiment, an example has been described in which the component is measured by the atomic absorption method by irradiating a laser beam.
That is, when the irradiated laser beam is irradiated on the molten metal L in the sampling chamber 5 of the probe body 2, the laser beam passes through the vapor layer 15 on the molten metal L. It can be performed. However, the present invention is not limited to such a method as long as it is a non-contact measurement method, and can be applied. Specifically, the light source is not limited to a laser, and may be a device that performs measurement using emitted light instead of irradiating light. The type of the object to be measured is not limited as long as it is a molten metal.
It is not limited to n, and may be anything.
【００４７】[0047]
【実施例】（実施例１）容量２５０トンの上底吹き複合
吹錬用転炉内に約２５０トンの溶銑を装入し、主として
脱炭吹錬を行い成分測定試験を行った。溶銑としては転
炉前工程である溶銑予備処理設備にて脱硫処理および脱
りん処理が施された予備処理溶銑を用いた。炉内にはフ
ラックスを添加して少量のスラグを生成させ、ガス供給
管および羽口からは溶湯攪拌を目的としてアルゴンまた
は窒素を毎分１０Ｎｍ３程度吹き込んだ。また、上方か
ら転炉内に装入されたランス（５孔）からの上吹き送酸
速度は吹錬初期から中期にわたって毎時６００００Ｎｍ
３、吹錬末期に毎時４００００Ｎｍ３となるように制御
した。吹錬中はＭｎ鉱石を適宜装入し、鉱石還元による
Ｍｎ濃度上昇を図った。EXAMPLES Example 1 About 250 tons of hot metal was charged into a 250 ton capacity top and bottom blown composite blowing converter, and decarburization blowing was mainly performed to conduct a component measurement test. As the hot metal, pretreated hot metal subjected to desulfurization treatment and dephosphorization treatment in a hot metal pretreatment facility, which is a process prior to the converter, was used. Flux was added into the furnace to generate a small amount of slag, and argon or nitrogen was blown at about 10 Nm 3 per minute from the gas supply pipe and the tuyere for the purpose of stirring the molten metal. Further, the upper blowing acid transfer rate from the lance (5 holes) charged into the converter from above was 60000 Nm / h from the initial stage to the middle stage of the blowing.
3. Control was performed at 40,000 Nm 3 per hour at the end of blowing. During blowing, Mn ore was appropriately charged to increase the Mn concentration by ore reduction.
【００４８】測定用のプローブとしては、転炉精錬にて
従来使用されている消耗型サブランスプローブを改造し
て製作したものを用いた。サンプリング孔（１孔）およ
び気体排出孔（２孔）をいずれも孔径１５ｍｍとし、プ
ローブ本体の内部中空部径を３０ｍｍとした。プローブ
本体内に導入する気体としてＮ２を用い、流量をプロー
ブ本体の浸漬前後で５０〜１０００ＮＬ／ｍｉｎの範囲
に制御した。As a probe for measurement, a probe manufactured by modifying a consumable sublance probe conventionally used in converter refining was used. Each of the sampling hole (1 hole) and the gas discharge hole (2 holes) had a hole diameter of 15 mm, and the inner hollow portion of the probe body had a diameter of 30 mm. The N 2 used as a gas to be introduced into the probe body, and controlling the flow rate in the range of 50~1000NL / min immersion before and after the probe body.
【００４９】成分測定には非接触型のレーザー測定装置
を用い、その先端光学系をプローブホルダー下部に設置
し、Ｍｎ濃度の測定を目的とした調整を施した。成分測
定は、吹錬末期、吹錬後の２回実施した。従来のサブラ
ンスと同様の操業にて浸漬、測定、サブランス交換など
が可能であった。成分測定は、浸漬時間１０秒程度で終
了し、測定値が司令室で確認されるまで、測定、解析、
演算を含めて約３０秒程度であった。A non-contact type laser measuring device was used for the component measurement, and its tip optical system was installed below the probe holder, and adjustments were made for the purpose of measuring the Mn concentration. The components were measured twice at the end of blowing and after blowing. Immersion, measurement, sublance replacement, etc. were possible in the same operation as the conventional sublance. The component measurement is completed after about 10 seconds of immersion, and the measurement, analysis,
It took about 30 seconds including the calculation.
【００５０】図４に本発明の方法によるＭｎの測定値
と、化学分析による分析値とを比較した結果を示す。図
４は、横軸にＭｎの化学分析値をとり、縦軸に本発明方
法によるＭｎの測定値をとり、これらの間の関係を示す
グラフである。図４から明らかなように、本発明方法に
よるＭｎの測定値は、化学分析値とほぼ同様の結果が得
られることが確認された。FIG. 4 shows the result of comparison between the measured value of Mn by the method of the present invention and the analyzed value by chemical analysis. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the chemical analysis values of Mn on the horizontal axis and the measured values of Mn by the method of the present invention on the vertical axis. As is clear from FIG. 4, it was confirmed that the measured value of Mn according to the method of the present invention could obtain almost the same result as the chemical analysis value.
【００５１】また、Ｍｎ測定時に同時に測定面からの輻
射光を測定した際の溶鋼温度と輻射光強度との関係を図
５に示す。予め求めた溶融金属温度と輻射光強度との関
係式より、輻射光強度が９０％を測定面の形成異常の判
定値としたところ、プローブの浸漬深さを浅くした場合
には、輻射光の低い異常値が測定され、このときのＭｎ
測定値も異常値となることが判明し、輻射光による測定
面の形成の良否判定に有効であった。FIG. 5 shows the relationship between the temperature of the molten steel and the intensity of the radiated light when the radiated light from the measurement surface was measured at the same time as the Mn measurement. From the relational expression between the molten metal temperature and the radiant light intensity obtained in advance, the radiant light intensity was determined to be 90% as the determination value of the formation abnormality of the measurement surface. A low outlier was measured, at which time Mn
The measured value was also found to be an abnormal value, which was effective for determining the quality of the formation of the measurement surface by the radiation.
【００５２】吹錬末期のＭｎ測定値と目標Ｍｎ値から、
送酸制御、溶鋼攪拌条件制御、Ｍｎ源などの添加等によ
り溶鋼中Ｍｎを制御した結果、吹錬後のＭｎ値はほぼ目
標値であった。From the measured Mn value at the end of blowing and the target Mn value,
As a result of controlling the Mn in the molten steel by controlling the acid supply, stirring the molten steel, controlling the addition of a Mn source, and the like, the Mn value after blowing was almost the target value.
【００５３】（実施例２）プローブのサンプリング孔、
気体排出孔、ガス流量について実施例１と同様に試験を
実施し、最適化を図った。その結果、サンプリング孔に
ついては、小径では内部に導入された溶鋼が凝固傾向に
あり、大径では測定値の乱れが大きく孔径は７−２０ｍ
ｍであれば安定した測定値が得られることがわかった。
また、気体排出孔の孔数については、多いほど安定する
傾向であったが、プローブ構造、強度の観点から２、３
孔が好ましい。ガス流量については、５０〜１０００Ｎ
Ｌ／ｍｉｎの範囲ではいずれも測定値が得られたが、４
５０ＮＬ／ｍｉｎ以上で測定系への鉄飛散による測定不
良がほとんどなかった。(Embodiment 2) Sampling hole of probe
A test was conducted on the gas discharge hole and the gas flow rate in the same manner as in Example 1 to achieve optimization. As a result, as for the sampling hole, the molten steel introduced therein has a tendency to solidify when the diameter is small, and the measured value is largely disturbed when the diameter is large.
It was found that stable measurement values could be obtained with m.
The number of gas discharge holes tended to be more stable as the number increased, but from the viewpoint of the probe structure and strength, the number of the gas discharge holes increased.
Holes are preferred. For gas flow rate, 50-1000N
In all cases, measured values were obtained in the range of L / min.
At 50 NL / min or more, there was almost no measurement failure due to iron scattering to the measurement system.
【００５４】[0054]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
筒状をなすプローブ本体内に溶融金属をサンプリング
し、プローブ本体内にサンプリングされた溶融金属表面
に向けて上方から雰囲気圧より高い圧力の気体を連続的
に供給するとともに、プローブ本体の側壁から連続的に
その気体を排出することにより溶融金属表面に測定面を
形成し、その測定面を用いて非接触型の溶融金属成分測
定装置により溶融金属の所定成分を測定するので、強攪
拌下の溶融金属、または表面に大きな攪乱が存在してい
るような溶融金属であっても安定な溶融金属測定面を容
易に得ることができ、その測定面を非接触測定方法によ
り高精度かつ迅速な溶融金属の成分測定を実施すること
ができる。また、その測定結果に基づいて溶融金属の成
分制御を行うことにより、高精度で目標値とすることが
可能となる。特に、本発明の方法を転炉のサブランスシ
ステムに適用することにより、溶鋼中のＭｎ等の濃度を
高精度で測定および制御することが可能となる。As described above, according to the present invention,
The molten metal is sampled into the cylindrical probe body, and a gas having a pressure higher than the atmospheric pressure is continuously supplied from above to the sampled molten metal surface in the probe body, and continuously from the side wall of the probe body. The gas is discharged to form a measurement surface on the surface of the molten metal, and the measurement surface is used to measure a predetermined component of the molten metal using a non-contact type molten metal component measuring device. Stable molten metal measurement surface can be easily obtained even for metal or molten metal whose surface has large disturbance. Can be measured. In addition, by controlling the component of the molten metal based on the measurement result, it is possible to set the target value with high accuracy. In particular, by applying the method of the present invention to a sublance system of a converter, it becomes possible to measure and control the concentration of Mn or the like in molten steel with high accuracy.
【図１】本発明の一実施形態に係る溶融金属の成分測定
用プローブを模式的に示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a probe for measuring a component of a molten metal according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のプローブを転炉のサブランスに適用した
状態を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state where the probe of FIG. 1 is applied to a sublance of a converter.
【図３】本発明の方法を用いた転炉吹錬における成分制
御の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of component control in converter blowing using the method of the present invention.
【図４】本発明の実施例に係るプローブを用いて非接触
測定法によりＭｎを測定した際の測定値と化学分析値と
を比較して示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a comparison between a measured value and a chemical analysis value when Mn is measured by a non-contact measurement method using a probe according to an example of the present invention.
【図５】溶鋼温度と輻射光強度との関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between molten steel temperature and radiation light intensity.
１……溶融金属の成分測定用プローブ ２……プローブ本体 ３……サンプリング孔 ４……気体排出孔 ５……サンプリング室 ７……先端部 ８……カーボンデターミネータ（ＣＤ） ９……温度センサー １０……プローブホルダー １１……先端光学系 １５……蒸気層 １６……光路が形成される空間 １７……管部材 Ｌ……溶融金属（溶鋼） Ｓ……測定面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Molten metal component measurement probe 2 ... Probe body 3 ... Sampling hole 4 ... Gas discharge hole 5 ... Sampling chamber 7 ... Tip 8 ... Carbon determinator (CD) 9 ... Temperature sensor 10 probe holder 11 tip optical system 15 vapor layer 16 space where an optical path is formed 17 tube member L molten metal S molten steel surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川畑 涼 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小平 悟史 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 吉田 和巨 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 石田 智治 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 千野 淳 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 高岡 利夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2G052 AA12 AC24 AD06 BA13 BA21 CA38 GA11 HC25 JA08 2G055 AA22 BA01 CA09 CA22 CA25 DA04 DA17 DA22 DA24 DA36 EA10 FA02 2G059 AA01 BB04 BB08 CC03 CC07 CC20 DD12 DD13 DD15 DD16 EE02 GG01 JJ17 KK01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Ryo Kawabata 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Kodaira 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun (72) Inventor Kazuhiro Yoshida 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan In-tube (72) Inventor Tomoji Ishida 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Kokan Co., Ltd. (72) Atsushi Chino Inventor, 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Kokan Co., Ltd. (72) Toshio Takaoka 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan In-house F term (reference) 2G052 AA12 AC24 AD06 BA13 BA21 CA38 GA11 HC25 JA08 2G055 AA22 BA01 CA09 CA22 CA25 DA04 DA17 DA22 DA24 DA36 EA10 FA02 2G059 AA01 BB04 BB08 CC03 CC07 CC20 DD12 DD13 DD15 DD16 EE02 GG01 JJ17 KK01
Claims (15)
状をなすプローブ本体内に溶融金属をサンプリングし、 プローブ本体内にサンプリングされた溶融金属表面に向
けて上方から雰囲気圧より高い圧力の気体を連続的に供
給するとともに、プローブ本体の側壁から連続的にその
気体を排出することにより溶融金属表面に測定面を形成
し、 その測定面を用いて非接触型の溶融金属成分測定装置に
より溶融金属の所定成分を測定することを特徴とする溶
融金属の成分測定方法。1. A molten metal sampling probe for sampling a molten metal into a cylindrical probe main body, and a gas having a pressure higher than an atmospheric pressure is continuously applied from above to a surface of the molten metal sampled in the probe main body. The gas is continuously supplied and the gas is continuously exhausted from the side wall of the probe body to form a measurement surface on the surface of the molten metal. A method for measuring a component of a molten metal, comprising measuring a predetermined component.
付けられた状態で溶融金属のサンプリングに供されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の溶融金属の成分測定方
法。2. The method for measuring a component of a molten metal according to claim 1, wherein the probe is used for sampling the molten metal while being attached to a tip of a sublance.
に温度測定装置を設け、溶融金属の所定成分測定の際に
溶融金属の温度を測定することを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の溶融金属の成分測定方法。3. The method according to claim 1, wherein a temperature measuring device is provided near the molten metal introduction portion of the probe main body, and the temperature of the molten metal is measured when measuring a predetermined component of the molten metal. The method for measuring the components of the molten metal described in the above.
金属成分測定装置により溶融金属の所定成分を測定する
際、前記測定面から放射される輻射光を測定し、その強
度と溶融金属の温度との関係から溶融金属の測定面の形
成の良否を判定することを特徴とする請求項３に記載の
成分測定方法。4. When measuring a predetermined component of the molten metal by the non-contact type molten metal component measuring device using the measurement surface, radiant light radiated from the measurement surface is measured, and the intensity and the molten metal are measured. 4. The method for measuring a component according to claim 3, wherein the quality of the formation of the measurement surface of the molten metal is determined from the relationship with the temperature of the component.
する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の溶融
金属の成分測定方法。5. The method for measuring a component of a molten metal according to claim 1, wherein the molten metal is molten steel.
との間の一部または全部において、供給ガス流速を１０
ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする請求項１から請求項
５のいずれか１項に記載の溶融金属の成分測定方法。6. In a part or all of the space between the molten metal component measuring device and the measurement surface, the supply gas flow rate is set to 10 or more.
The method for measuring a component of a molten metal according to any one of claims 1 to 5, wherein the method is at least m / s.
溶鋼の炭素量を測定する炭素測定装置を設け、溶鋼の所
定成分を測定する際に溶鋼の炭素濃度を測定することを
特徴とする請求項５または請求項６に記載の溶融金属の
成分測定方法。7. The probe body according to claim 5, wherein a carbon measuring device for measuring a carbon content of the sampled molten steel is provided, and a carbon concentration of the molten steel is measured when a predetermined component of the molten steel is measured. The method for measuring a component of a molten metal according to claim 6.
サンプリングして所定の成分を測定することを特徴とす
る請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の溶融金
属の成分測定方法。8. The method for measuring a component of a molten metal according to claim 1, wherein a predetermined component is measured by intermittently sampling the molten metal by the probe.
サンプリングし、 プローブ本体内にサンプリングされた溶融金属の表面に
向けて上方から雰囲気圧より高い圧力の気体を連続的に
供給するとともに、プローブ本体の側壁から連続的にそ
の気体を排出することにより溶融金属表面に測定面を形
成し、 その測定面を用いて非接触型の溶融金属成分測定装置に
より溶融金属の成分を測定し、 その測定結果に基づいて溶融金属の成分制御を行うこと
を特徴とする溶融金属の成分制御方法。9. A method in which a molten metal is sampled into a cylindrical probe main body, and a gas having a pressure higher than an atmospheric pressure is continuously supplied from above to a surface of the sampled molten metal in the probe main body. A measurement surface is formed on the surface of the molten metal by continuously discharging the gas from the side wall of the probe body, and the component of the molten metal is measured using a non-contact type molten metal component measuring device using the measurement surface. A method for controlling the composition of a molten metal, comprising controlling the composition of the molten metal based on a measurement result.
り付けられた状態で溶融金属のサンプリングに供される
ことを特徴とする請求項９に記載の溶融金属の成分制御
方法。10. The method according to claim 9, wherein the probe is used for sampling the molten metal while being attached to a tip of a sublance.
傍に温度測定装置を設け、溶融金属の所定成分測定の際
に溶融金属の温度を測定することを特徴とする請求項９
または請求項１０に記載の溶融金属の成分制御方法。11. A temperature measuring device is provided near the molten metal introduction portion of the probe main body, and measures the temperature of the molten metal when measuring a predetermined component of the molten metal.
Alternatively, the method for controlling a component of a molten metal according to claim 10.
ける溶鋼の成分制御を行うことを特徴とする請求項９か
ら請求項１１のいずれか１項に記載の溶融金属の成分制
御方法。12. The method for controlling the composition of a molten metal according to claim 9, wherein the molten metal is molten steel, and the composition of the molten steel in blowing is controlled.
た溶鋼の炭素量を測定する炭素測定装置を設け、溶鋼の
所定成分を測定する際に溶鋼の炭素濃度を測定すること
を特徴とする請求項１２に記載の溶融金属の成分制御方
法。13. The method according to claim 12, wherein a carbon measuring device for measuring the carbon content of the sampled molten steel is provided in the probe main body, and the carbon concentration of the molten steel is measured when a predetermined component of the molten steel is measured. The method for controlling the composition of a molten metal according to the above.
溶鋼に対する送酸制御、溶鋼攪拌条件制御、および副原
料添加のうち少なくとも１種により行われることを特徴
とする請求項１２または請求項１３に記載の溶融金属の
成分制御方法。14. The control of the composition of molten steel in the blowing is as follows:
The method according to claim 12 or 13, wherein the method is performed by at least one of acid supply control, molten steel stirring condition control, and auxiliary raw material addition to molten steel.
をサンプリングして所定の成分を測定することを特徴と
する請求項９から請求項１４のいずれか１項に記載の溶
融金属の成分制御方法。15. The method for controlling a component of a molten metal according to claim 9, wherein a predetermined component is measured by intermittently sampling the molten metal by the probe.
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| JP2001288724A JP2002168851A (en) | 2000-09-22 | 2001-09-21 | Molten metal component measuring method and control method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010008099A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Optical measuring instrument of liquid or molten material and optical measuring method |
| JP2010121937A (en) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Jfe Steel Corp | Method and device for sampling molten material |
-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001288724A patent/JP2002168851A/en active Pending
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