JP2575521B2 - Furnace operation method of reducing atmosphere furnace - Google Patents
Furnace operation method of reducing atmosphere furnaceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、酸素分圧計を用いた還元性雰囲気炉の操炉
方法に係り、特に炉気中のカーボンポテンシャルを容易
に且つ高精度に制御することの出来る還元性雰囲気炉の
操炉方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for operating a reducing atmosphere furnace using an oxygen partial pressure gauge, and more particularly to a method for easily and highly accurately controlling a carbon potential in furnace air. The present invention relates to a method for operating a reducing atmosphere furnace.
（背景技術） 従来から、金属の化学組成や組織の変成、或いは内部
応力の除去等の目的をもって行なわれる金属処理の一種
として、還元性雰囲気での熱処理が知られている。具体
的には、炭素を鋼材表面を浸透拡散させることによって
金属表面を硬化せしめる浸炭処理や、浸炭された鋼材に
光輝処理を施す焼きなまし処理等が、それである。(Background Art) Conventionally, heat treatment in a reducing atmosphere has been known as one type of metal treatment performed for the purpose of modifying the chemical composition or structure of a metal or removing internal stress. Specifically, carburizing treatment for hardening the metal surface by permeating and diffusing carbon on the surface of the steel material, annealing treatment for giving a brightening treatment to the carburized steel material, and the like are the same.
そして、このような熱処理を行なうに際しては、通
常、還元性雰囲気炉が用いられることとなるが、かかる
炉内の雰囲気を調節、制御することは、目的とする処理
効果を有利に且つ安定して得るために、極め重要なこと
であり、例えば、浸炭炉では、目的とする炭素含有量の
鋼材を安定して得るために、その炉気中のカーボンポテ
ンシャル（CP）の高精度な制御が要求されることとな
る。When performing such a heat treatment, a reducing atmosphere furnace is usually used. However, adjusting and controlling the atmosphere in the furnace is advantageous and stable in achieving the intended processing effect. In carburizing furnaces, for example, high-precision control of carbon potential (CP) in the furnace air is required in order to stably obtain steel with the desired carbon content. Will be done.
そこで、かかる浸炭炉等では、従来から、ジルコニア
等の高温において酸素イオン伝導性のある固体電解質を
用いて、電気化学反応を利用した酸素濃淡電池の原理に
より、被測定ガス中の酸素濃度（酸素分圧）に応じた起
電力を出力するようにした、公知の酸素分圧計を用いて
炉気中のO2濃度を測定し、その測定値をもとに、炉内雰
囲気の化学平衡反応式から算出される炉気中のCP値に基
づいて、炉内雰囲気を制御することが行なわれている。
なお、炉気中のCP値は、酸素分圧計以外の計器、例えば
CO2計や露点計、抵抗式カーボンポテンシャル計等によ
っても測定することが可能であるが、それらの計器は、
酸素分圧計に比べて、保守管理が面倒で、使用条件が限
定されることがあり、また計測に時間がかかる等といっ
た不具合を有するために、余り用いられていないのが現
状である。Therefore, in such carburizing furnaces and the like, conventionally, a solid electrolyte having oxygen ion conductivity at high temperature such as zirconia is used, and the oxygen concentration (oxygen concentration) in the gas to be measured is determined by the principle of an oxygen concentration cell utilizing an electrochemical reaction. and to output an electromotive force corresponding to a partial pressure), to measure the O 2 concentration in the Loki using a known oxygen partial pressure gauge, based on the measured value, the furnace atmosphere chemical equilibrium reaction formula The furnace atmosphere is controlled based on the CP value in the furnace air calculated from the following equation.
In addition, the CP value in the furnace air is an instrument other than the oxygen partial pressure gauge, for example,
It can also be measured by a CO 2 meter, dew point meter, resistance carbon potential meter, etc., but those instruments are
Compared with the oxygen partial pressure gauge, maintenance management is troublesome, use conditions are sometimes limited, and there is a problem that measurement takes a long time.
ところが、かかる酸素分圧計による測定値からのCP値
の算出は、実際には化学平衡状態に達していない炉内雰
囲気中で測定された測定値を用いて、化学平衡条件下に
成立する演算式に基づいて行なわれるところから、その
ような手法にて得られるCP値は、当然に、大きな誤差を
内在している。However, the calculation of the CP value from the value measured by such an oxygen partial pressure gauge uses a measurement value measured in a furnace atmosphere that has not actually reached a chemical equilibrium state, and an arithmetic expression that is established under chemical equilibrium conditions Therefore, the CP value obtained by such a method naturally has a large error.
そこで、従来では、例えば、酸素分圧計の測定値から
算出されるCP値と、炉内雰囲気中の真のCP値との関係
（差）を予め求めておき、実際の炉気測定結果から算出
されたCP値を、かかる関係に基づいて補正することが、
行なわれている。Therefore, conventionally, for example, the relationship (difference) between the CP value calculated from the measurement value of the oxygen partial pressure gauge and the true CP value in the furnace atmosphere is previously determined, and the relationship is calculated from the actual furnace gas measurement result. The corrected CP value can be corrected based on the relationship,
Is being done.
しかしながら、このような手法にてCP値を補正するに
際しては、炉内雰囲気の温度によって、炉壁による炉気
の平衡条件やセンサ（酸素分圧計）個体の電極活性度が
変化することに伴い、CP値に対する補正量も変化してく
ることから、酸素分圧計の測定値から算出されるCP値の
真のCP値との関係を、炉内雰囲気の温度が異なる多数の
ケースについて各々求めておけなければならず、その作
業が極めて面倒であったのである。また、それに加え
て、それら酸素分圧計の測定値から算出されるCP値と真
のCP値との関係は、酸素分圧計の経時的変化や計器間の
誤差によっても異なるために、所定時間経過時や計器交
換時には、それらの関係を、各温度毎に再測しなくては
ならず、多大な時間と労力を要することとなり、実用的
ではなかったのである。However, when the CP value is corrected by such a method, the equilibrium condition of the furnace gas by the furnace wall and the electrode activity of the sensor (oxygen partial pressure gauge) individual change depending on the temperature of the furnace atmosphere. Since the correction amount for the CP value also changes, determine the relationship between the CP value calculated from the measured value of the oxygen partial pressure gauge and the true CP value for each of the many cases where the temperature of the furnace atmosphere is different. And the task was extremely cumbersome. In addition, the relationship between the CP value calculated from the measured values of these oxygen partial pressure gauges and the true CP value also varies depending on the change over time of the oxygen partial pressure gauge and errors between instruments. At the time of instrument replacement or instrument replacement, these relationships must be re-measured for each temperature, which requires a great deal of time and effort, and is not practical.
（解決課題） ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景とし
て為されたものであって、その解決課題とするところ
は、酸素分圧計の出力値に内在する誤差の除去が、簡略
な操作にて有利に為され得、それによって還元性雰囲気
炉における炉気中のカーボンポテンシャンの制御を、容
易に且つ高精度に行なうことの出来る還元性雰囲気炉の
操炉方法を提供することにある。(Problem to be Solved) Here, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the problem to be solved is to remove errors inherent in the output value of the oxygen partial pressure gauge by a simple method. It is an object of the present invention to provide a method of operating a reducing atmosphere furnace, which can be advantageously performed by operation, whereby the control of the carbon potential in the furnace air in the reducing atmosphere furnace can be easily and accurately performed. is there.
（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明におい
ては、酸素濃淡電池の原理により生ずる起電力に基づい
て酸素分圧を検出する酸素分圧計を用いて、炉気中のカ
ーボンポテンシャンを制御する還元性雰囲気炉の操炉方
法であって、（イ）少なくとも一つの酸素分圧計を用
い、複数の温度条件下においてそれぞれ複数の特性既知
の標本炉気を測定することにより、該酸素分圧計から実
際に出力される起電力を出力EMFとして計測すると共
に、各炉気特性から理論的に算出される該酸素分圧計の
起電力を理論EMFとして求め、それら出力EMFおよび理論
EMFを下記（１）式 に代入せしめて、Ｆ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の値を算出
し、得られた結果に基づいて、該Ｆ〔ｔ〕およびＧ
〔ｔ〕を、それぞれ、温度変数項を有する関数として決
定することにより、上記（１）式を、酸素分圧計におけ
る出力EMFと理論EMFとの関係を示す基本関係式として完
成せしめる工程と、（ロ）前記還元性雰囲気炉における
炉気中のカーボンポテンシャルの制御に実際に使用され
る酸素分圧計を用い、少なくとも一つの特性既知の標本
炉気を少なくとも一つの温度下に測定することにより、
該酸素分圧計から実際に出力される起電力を出力EMFと
して計測すると共に、炉気特性から理論的に算出される
該酸素分圧計の起電力を理論EMFとして求め、それら出
力EMFおよび理論EMFを下記（２）式 に代入せしめて、それら出力EMFと理論EMFとの関係を満
足せめるＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢの求
めることにより、上記（２）式を、該実際に使用させる
酸素分圧計における出力EMFと理論EMFとの関係を示す補
正関係式として完成せしめる工程と、（ハ）かかる実際
に使用される酸素分圧計を用い、前記還元性雰囲気炉の
操炉に際して、炉内の炉気を測定することにより得られ
る起電力を実測EMFとして計測すると共に、該実測EMFを
出力EMFとして、前記補正関係式を用いて理論EMFに換算
することにより、補正量を加味した補正EMFを求め、更
に該補正EMFから理論演算により炉内の炉気特性を求め
て、目標とする炉気特性と比較するか、或いは該補正EM
Fと、該目標とする炉気特性から理論演算により求めら
れる理論EMFとを比較する工程とを含み、かかる比較結
果に基づいて、炉気中のカーボンポテシャルを制御する
ようにした還元性雰囲気炉の操炉方法を、その特徴とす
るものである。(Solution) In order to solve such a problem, in the present invention, a carbon potentiometer in a furnace gas is used by using an oxygen partial pressure gauge which detects an oxygen partial pressure based on an electromotive force generated by the principle of an oxygen concentration cell. (B) measuring a plurality of sample furnace gases having known characteristics under a plurality of temperature conditions using at least one oxygen partial pressure gauge. The electromotive force actually output from the oxygen partial pressure gauge is measured as the output EMF, and the electromotive force of the oxygen partial pressure gauge theoretically calculated from each furnace gas characteristic is obtained as the theoretical EMF.
EMF is given by the following formula (1) , The values of F [t] and G [t] are calculated, and based on the obtained results, the values of F [t] and G [t] are calculated.
Determining [t] as a function having a temperature variable term, thereby completing the above equation (1) as a basic relational expression indicating the relationship between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure gauge; B) by using an oxygen partial pressure gauge actually used for controlling the carbon potential in the furnace gas in the reducing atmosphere furnace, and measuring at least one sample furnace gas having a known property at at least one temperature,
While measuring the electromotive force actually output from the oxygen partial pressure gauge as the output EMF, the electromotive force of the oxygen partial pressure gauge theoretically calculated from the furnace characteristics is obtained as the theoretical EMF, and the output EMF and the theoretical EMF are calculated. Equation (2) below To obtain the coefficients A and B of F [t] and G [t] that satisfy the relationship between the output EMF and the theoretical EMF, the above equation (2) is obtained. (C) using an oxygen partial pressure gauge that is actually used in the operation of the reducing atmosphere furnace to complete the correction as a correction relational expression indicating the relationship between the output EMF and the theoretical EMF in the pressure gauge. The measured EMF is measured as the measured EMF, and the measured EMF is used as the output EMF.The corrected EMF is converted to the theoretical EMF using the correction relational expression, thereby obtaining a corrected EMF that takes into account the correction amount. Further, a furnace air characteristic in the furnace is obtained by theoretical calculation from the corrected EMF and compared with a target furnace air characteristic, or the corrected EM
F, and a step of comparing the theoretical EMF obtained by theoretical calculation from the target furnace gas characteristics, based on the comparison result, a reducing atmosphere configured to control the carbon potential in the furnace gas. It is characterized by a furnace operating method.
また、かかる本発明手法に従う還元性雰囲気炉の操炉
方法において、前記基本関係式におけるＦ〔ｔ〕および
Ｇ〔ｔ〕は、好ましくは、それぞれ、温度変数の二次関
数に近似されることにより、二次近似式として決定され
ることとなる。Further, in the furnace operating method for a reducing atmosphere furnace according to the method of the present invention, F [t] and G [t] in the basic relational expression are preferably approximated by quadratic functions of temperature variables, respectively. , As a quadratic approximation.
更にまた、本発明手法に従う還元性雰囲気炉の操炉方
法において、前記補正関係式におけるＦ〔ｔ〕およびＧ
〔ｔ〕の係数ＡおよびＢは、例えば、該Ｆ〔ｔ〕の係数
Ａが定数として、またＧ〔ｔ〕の係数Ｂが温度変数の一
次関数として、それぞれ求められることとなる。Furthermore, in the furnace operation method for a reducing atmosphere furnace according to the method of the present invention, it is preferable that F [t] and G
For the coefficients A and B of [t], for example, the coefficient A of F [t] is obtained as a constant, and the coefficient B of G [t] is obtained as a linear function of a temperature variable.
（具体的構成・作用） このような本発明は、前述の如き問題点に鑑み、本発
明者らが、酸素分圧計を用いての炉気測定の実験を、各
種条件下に繰り返し行ない、酸素分圧計から出力される
起電力（出力EMF）を測定する一方、実際の炉気特性か
ら理論的に算出される酸素分圧計にて出力されるべき起
電力（理論EMF）を求めて、それらを詳細に比較、検討
した結果、出力EMFと理論EMFとの関係を、温度変数項を
有する関係式にて表すことが出来ること、更に、それら
の出力EMFと理論EMFとの関係を表す一つのベースとなる
基本関係式を予め決定しておいて、かかる基本関係式
を、操炉条件や使用する酸素分圧計個体に応じてシフト
させることによって、操炉条件や酸素分圧計個体に応じ
た補正関係式を容易に且つ充分な精度をもって得ること
が可能であることを見い出し得たことに基づいて、完成
されるに至ったものである。(Specific configuration and operation) In view of the above-described problems, the present invention repeatedly performs experiments of furnace gas measurement using an oxygen partial pressure gauge under various conditions, While measuring the electromotive force (output EMF) output from the partial pressure gauge, the electromotive force (theoretical EMF) to be output by the oxygen partial pressure gauge, which is theoretically calculated from the actual furnace gas characteristics, is obtained, and these are calculated. As a result of detailed comparison and examination, the relationship between the output EMF and the theoretical EMF can be expressed by a relational expression having a temperature variable term, and furthermore, one base representing the relationship between the output EMF and the theoretical EMF Is determined in advance, and the basic relational expression is shifted in accordance with the furnace operating conditions and the individual oxygen partial pressure gauge to be used. Equations can be obtained easily and with sufficient accuracy It was completed based on finding something.
より具体的には、本発明手法に従い、所定の還元性雰
囲気炉を操炉するには、先ず、下記（１）式 にて表される、酸素分圧計における出力EMFと理論EMFと
の関係を表すベースとなる、一つの基本関係式を決定す
る。More specifically, in order to operate a predetermined reducing atmosphere furnace according to the method of the present invention, first, the following equation (1) is used. , One basic relational expression, which is a base representing the relation between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure gauge, is determined.
すなわち、かかる基本関係式の決定に際しては、少な
くとも一つの酸素分圧計を用い、複数の温度条件下にお
いて、それぞれ複数の特性既知の標本炉気を測定するこ
とにより、各ケースについて、該酸素分圧計から実際に
出力される起電力（出力EMF）を計測する一方、各標本
炉気の既知特性から酸素分圧計にて出力されるべき起電
力（理論EMF）を逆算する。That is, at the time of determining such a basic relational expression, at least one oxygen partial pressure gauge is used, and under a plurality of temperature conditions, a plurality of sample furnace gases each having a known characteristic are measured. While the electromotive force (output EMF) actually output from is measured, the electromotive force (theoretical EMF) to be output by the oxygen partial pressure gauge is calculated from the known characteristics of each sample furnace gas.
そして、これらの得られた出力EMFと理論EMFとを、上
記基本関係式に代入せしめて、各同一温度条件下におけ
るＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の値を算出する。Then, the values of F [t] and G [t] under the same temperature condition are calculated by substituting the obtained output EMF and theoretical EMF into the above basic relational expression.
さらに、こうして得られた、互いに異なる複数の温度
条件下におけるＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の値から、これ
らＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕を、温度変数項を有する関数
として決定することにより、上記（１）式が、酸素分圧
計における出力EMFと理論EMFとの関係を表すベースとな
る一つの基本関係式として完成されることとなるのであ
る。Further, from the obtained values of F [t] and G [t] under a plurality of different temperature conditions, these F [t] and G [t] are determined as functions having a temperature variable term. As a result, the above equation (1) is completed as one basic relational expression that is a base representing the relation between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure gauge.
なお、そこにおいて、決定される基本関係式の適用範
囲およびその精度を有利に確保するためには、複数個の
酸素分圧計を用いて、上述の如き、出力EMFの計測を実
施することが望ましく、それら複数個の酸素分圧計によ
って得られる複数のデータを母集団として、それらの平
均値を採ることにより、前記Ｆ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕を
決定することが望ましい。Note that, in order to advantageously secure the applicable range and accuracy of the determined basic relational expression, it is preferable to perform the measurement of the output EMF as described above using a plurality of oxygen partial pressure gauges. It is desirable to determine the F [t] and G [t] by taking a plurality of data obtained by the plurality of oxygen partial pressure gauges as a population and taking an average value thereof.
また、前記標本炉気としては、酸素分圧計による測定
時における特性、即ちCP値が既知のものが用いられる
が、例えば、かかる標本炉気として、通常の操業時にお
ける炉気が採用され、酸素分圧計による測定と同時に、
炉気中のCP値を該酸素分圧計よりも正確に測定し得る別
の測定器、例えばピアノ線識ホットワイヤカーボンポテ
ンシャル計や赤外線式CO2濃度計、露点温度計などを用
いて、或いは鋼箔による実測CP分析によって、かかる炉
気中のCP値を直接的乃至は間接的に測定することによ
り、その特性が既知とされることとなる。Further, as the sample furnace gas, a property at the time of measurement by an oxygen partial pressure gauge, that is, a material having a known CP value is used.For example, as the sample furnace gas, furnace gas during normal operation is used, and Simultaneously with the measurement by the partial pressure gauge,
Another instrument that can accurately measure than the acid oxygen partial pressure gauge a CP value in the Loki, eg piano wire identification hot wire carbon potential meter or infrared CO 2 concentration meter, by using a dew-point thermometer, or steel By directly or indirectly measuring the CP value in the furnace air by actual measurement CP analysis using a foil, the characteristics thereof are known.
更にまた、かかる標本炉気における既知特性、即ちCP
値からの、該標本炉気を酸素分圧計にて測定した場合に
理論上で出力されるべき起電（理論EMF）の算出は、一
般に、下記に示される公知の化学反応平衡式（ｉ）およ
びネルンストの式（ii）に基づいて、為されることとな
る。Furthermore, the known properties of such sample furnace air, namely CP
The calculation of the electromotive force (theoretical EMF) to be theoretically output when the sample furnace gas is measured by an oxygen partial pressure gauge from the value is generally calculated by a known chemical reaction equilibrium equation (i) shown below. And Nernst's equation (ii).
但し、 CP ：炉気中のカーボンポテンシャル F(T) ：ガス温度によって定まる関数 Pco ：炉気中のCO分圧 Po2 ：炉気中のO2分圧 但し、 Ｅ ：酸素分圧計から出力される起電力 Ｒ ：気体定数 Ｔ ：絶対温度 ｎ ：イオン数 Ｆ ：ファラダー常数 Po2 A:基準エア中のO2分圧 Po2 S:炉気中のO2分圧 また、このようにして温度変数項を有する関数として
決定されるＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕は、それぞれ、温度
変数に関する二次関数にて有利に近似され得、例えば、
二次近似式として決定されることとなる。尤も、これら
Ｆ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕は、二次関数以外への近似も可
能であって、例えば、温度変数に関する一次関数や、或
いは所定の温度間で温度変数に対する係数が異なり、そ
のグラフが折れ線状となる関数として決定することも出
来るのであり、上述の如き計測および計算によって得ら
れた値やそのデータ数、或いは求められる精度や後述す
る補正関係式における係数項の決定手法等い応じて、適
宜選択され得るものである。 However, CP: carbon potential F in Loki (T): determined by gas temperature function Pco: CO partial pressure in the Loki Po 2: O 2 partial pressure in the Loki E: electromotive force output from oxygen partial pressure gauge R: gas constant T: absolute temperature n: number of ions F: farader constant Po 2 A : O 2 partial pressure in reference air Po 2 S : O in furnace air 2 partial pressure also, F [t] and G [t], which is determined as a function having a temperature variable term in this way, respectively, resulting advantageously be approximated by a quadratic function relating temperature variables, for example,
It will be determined as a quadratic approximation. However, these F [t] and G [t] can be approximated to a function other than a quadratic function. For example, a linear function related to a temperature variable, or a coefficient for a temperature variable differs between predetermined temperatures, It is also possible to determine the function as a function that makes the graph a polygonal line, such as the value obtained by the measurement and calculation as described above, the number of data thereof, the required accuracy, the method of determining the coefficient term in the correction relational expression described later, and the like. It can be appropriately selected depending on the situation.
次いで、かかる基本関係式の決定後、該基本関係式を
ベースとして、そのＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の係数を変
化させ、該基本関係式をシフトさせることによって、還
元性雰囲気炉における炉気中のCP値の制御に実際に使用
される特定の酸素分圧計における出力特性を表す、下記
（２）式 にて示される補正関係式を決定する。Next, after the basic relational expression is determined, the coefficients of F [t] and G [t] are changed based on the basic relational expression, and the basic relational expression is shifted, whereby the furnace in the reducing atmosphere furnace is changed. The following equation (2), which represents the output characteristics of a specific oxygen partial pressure gauge actually used for controlling the CP value in the air Is determined.
ここにおいて、かかる補正関係式（２）におけるKhお
よびEb、即ちＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢ
を、使用する酸素分圧計個体に対応したものに決定する
には、実際に使用する酸素分圧計を用い、少なくとも一
つの特性既知の標本炉気を、少なくとも一つの温度条件
下において測定し、補正関係式（２）をかかる測定結果
に近似的に対応させることによって行なうことが可能で
あり、且つそれによって、実用上、充分な精度が確保さ
れ得るのである。Here, Kh and Eb in the correction relational expression (2), that is, coefficients A and B of F [t] and G [t].
In order to determine the one corresponding to the individual oxygen partial pressure gauge to be used, using an oxygen partial pressure gauge actually used, at least one sample furnace gas with known properties is measured under at least one temperature condition, and corrected. This can be performed by making the relational expression (2) approximately correspond to the measurement result, and sufficient accuracy can be ensured in practical use.
また、本発明者らの検討結果によれは、前述の如く、
Ｆ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕を二次近似式や一次近似式、或
いは折れ線近似として決定した場合には、かかる補正関
係式（２）におけるＦ〔ｔ〕の係数Ａを定数として、ま
たＧ〔ｔ〕の係数Ｂを温度変数の一次関数として、それ
ぞれ、決定することにより、実際に使用する酸素分圧計
個体に対応した補正関係式が有利に得られることとな
る。Further, according to the results of the study by the present inventors, as described above,
When F [t] and G [t] are determined as a second-order approximation, a first-order approximation, or a polygonal-line approximation, the coefficient A of F [t] in the correction relational expression (2) is used as a constant, By determining the coefficient B of [t] as a linear function of the temperature variable, a correction relational expression corresponding to the individual oxygen partial pressure gauge actually used can be advantageously obtained.
より詳細には、上記補正関係式（２）におけるＦ
〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢを、実際に使用
する酸素分圧計を用い、一つの特性既知の標本炉気を一
つの温度条件下に測定した結果に基づいて決定するに
は、例えば、上記補正関係式（２）におけるＦ〔ｔ〕の
係数Ａを１とすると共に、Ｇ〔ｔ〕の係数Ｂを温度変数
の一次関数であって定数項が０の関数とすることによっ
て得られる、下記（２−１）式 で示される、未知数がKbの一つである補正関係式を採用
する。More specifically, F in the correction relational expression (2)
To determine the coefficients A and B of [t] and G [t] based on the results of measuring one sample furnace gas of known characteristics under one temperature condition using an actually used oxygen partial pressure gauge For example, by setting the coefficient A of F [t] in the correction relational expression (2) to 1 and setting the coefficient B of G [t] to be a linear function of a temperature variable and a function having a constant term of 0, The following formula (2-1) obtained Is adopted, the unknown relation is one of Kb.
そして、実際に使用する酸素分圧計を用いて、標本炉
気を測定することによって得られた起電力（出力EMF）
と、かかる標本炉気の炉気特性から理論的に算出された
酸素分圧計の起電力（理論EMF）とを、それぞれ、上記
補正関係式（２−１）に代入して、Kbを算出することに
より、かかる酸素分圧計個体に対応した補正関数式が完
成され得るのである。The electromotive force (output EMF) obtained by measuring the sample furnace air using the oxygen partial pressure gauge actually used
Kb is calculated by substituting the electromotive force (theoretical EMF) of the oxygen partial pressure gauge theoretically calculated from the furnace characteristics of the sample furnace gas into the correction relational expression (2-1). Thus, the correction function formula corresponding to the individual oxygen partial pressure gauge can be completed.
また、前記補正関係式（２）におけるＦ〔ｔ〕および
Ｇ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢを、実際に使用する酸素分圧
計を用い、二つの特性既知の標本炉気を、同一の温度条
件下にそれぞれ測定した結果に基づいて決定するには、
例えば、前記補正関係式（２）におけるＦ〔ｔ〕の係数
Ａを定数とすると共に、Ｇ〔ｔ〕の係数Ｂを温度変数に
関する一次関数であって定数項が０の関数とすることに
よって得られる、下記（２−２）式 で示される、未知数がKa,Kbの二つである補正関係式を
採用する。Further, the coefficients A and B of F [t] and G [t] in the correction relational expression (2) were determined by using an actually used oxygen partial pressure gauge, To make decisions based on the results measured below,
For example, the coefficient A of F [t] in the correction relational expression (2) is a constant, and the coefficient B of G [t] is a linear function relating to a temperature variable, and the constant term is a function of 0. Equation (2-2) below Is adopted, the unknowns are two of Ka and Kb.
そして、実際に使用する酸素分圧計を用いて、二つの
標本炉気を測定することによってそれぞれ得られた起電
力（出力EMF）と、かかる標本炉気の炉気特性からそれ
ぞれ理論的に算出された酸素分圧計の起電力（理論EM
F）とを、それぞれ、上記補正関係式（２−２）に代入
することによって得られる連立方程式を解き、Kaおよび
Kbを算出することにより、かかる酸素分圧計個体に対応
した補正関係式が完成され得るのである。The electromotive force (output EMF) obtained by measuring each of the two sample furnaces using the oxygen partial pressure gauge actually used and the furnace characteristics of the sample furnaces are calculated theoretically. Electromotive force of the oxygen partial pressure gauge (theoretical EM
F) are solved into the above-described correction relational expression (2-2) to solve the simultaneous equations obtained, and Ka and
By calculating Kb, a correction relational expression corresponding to such an individual oxygen partial pressure gauge can be completed.
更にまた、前記補正関係式（２）におけるＦ〔ｔ〕お
よびＧ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢを、実際に使用する酸素
分圧計を用い、互いに異なる温度条件下に二つの特性既
知の標本炉気をそれぞれ測定した結果に基づいて決定す
るには、例えば、前記補正関係式（２）におけるＦ
〔ｔ〕の係数Ａを１とすると共に、Ｇ〔ｔ〕の係数Ｂを
温度変数に関する一次関数とすることによって得られ
る、下記（２−３）式 で示される、未知数がKb,Gbの二つである補正関係式を
採用する。Furthermore, the coefficients A and B of F [t] and G [t] in the above-mentioned correction relational expression (2) can be measured by using an actually used oxygen partial pressure gauge under two different temperature conditions. In order to determine the values based on the results of the respective measurements, for example, F
The following equation (2-3) is obtained by setting the coefficient A of [t] to 1 and the coefficient B of G [t] as a linear function related to a temperature variable. Is adopted, the unknowns are Kb and Gb.
そして、実際に使用する酸素分圧計を用いて、二つの
標本炉気を各温度条件下に測定することによってそれぞ
れ得られた起電力（出力EMF）と、かかる標本炉気の炉
気特性からそれぞれ理論的に算出された酸素分圧計の起
電力（理論EMF）とを、それぞれ、上記補正関係式（２
−３）に代入することによって得られる連立方程式を解
き、KbおよびGbを算出することにより、かかる酸素分圧
計個体に対応した補正関数式が完成され得るのである。The electromotive force (output EMF) obtained by measuring the two sample furnace air under each temperature condition using an oxygen partial pressure gauge actually used, and the furnace gas characteristics of the sample furnace gas, respectively, were used. The theoretically calculated electromotive force of the oxygen partial pressure gauge (theoretical EMF) is calculated using the above-described correction relational expression (2).
By solving the simultaneous equations obtained by substituting into -3) and calculating Kb and Gb, a correction function formula corresponding to the individual oxygen partial pressure gauge can be completed.
なお、このような補正関係式（２−１），（２−２）
および（２−３）の決定に際して使用される標本炉気と
しては、前述の基本関係式の決定に際して使用される標
本炉気と同様、通常は、Rxガスや通常の操業時における
炉気が採用され、ピアノ線式ホットワイヤカーボンポテ
ンシャル計や赤外線式CO2濃度計、露点温度計などを用
いて、或いは鋼箔による実測CP分析によって、その特性
が既知とされると共に、かかる標本炉気の既知特性か
ら、前述の如き、化学平衡式およびネルンストの式に基
づいて、理論EMFが算出されることとなる。Note that such correction relational expressions (2-1) and (2-2)
As the sample furnace gas used in the determination of (2-3) and the sample furnace gas used in the determination of the above-described basic relational expression, Rx gas or the furnace gas during normal operation is normally used. The characteristics are known by using a piano wire hot wire carbon potential meter, infrared CO 2 concentration meter, dew point thermometer, etc., or by actual CP analysis using steel foil, and the sample furnace air is known. From the characteristics, the theoretical EMF is calculated based on the chemical equilibrium equation and the Nernst equation as described above.
すなわち、このようにして得られた補正関係式は、ベ
ースとなる基本関係式を、操炉制御に際し実際に使用さ
れる酸素分圧計個体に対応させることによって得られ
た、該酸素分圧計における出力特性を表す補正式であ
り、それ故、実際の炉の操業時において、予め求めた、
この補正関係式を用いて、酸素分圧計から出力される起
電力（実測EMF）を、目標とする炉気特性と比較し、そ
の比較結果に基づいて、炉気中のカーボンポテンシャル
を制御することとすれば、かかる実測EMFに内在する誤
差が有利に除去され得、以て容易な且つ高精度な炉気の
制御が可能となるのである。That is, the correction relational expression obtained in this manner is an output of the oxygen partial pressure gauge obtained by associating the basic relational expression serving as a base with an individual oxygen partial pressure gauge actually used in furnace operation control. It is a correction formula that expresses the characteristics, and therefore, was determined in advance during actual operation of the furnace,
Using this correction relational expression, the electromotive force (actually measured EMF) output from the oxygen partial pressure gauge is compared with target furnace gas characteristics, and the carbon potential in the furnace gas is controlled based on the comparison result. In this case, the error inherent in the actual measurement EMF can be advantageously removed, and thus, easy and highly accurate control of the furnace gas can be performed.
また、そこにおいて、特に、かかる本発明手法に従え
ば、少なくとも一つの標本炉気を少なくとも一つの温度
条件下に測定することによって、広範は温度条件下に適
用され得る補正関係式を容易に得ることが出来るのであ
り、且つこのようにして得られた補正関係式にあって
は、温度変数項を有しており、炉内雰囲気の温度に応じ
た炉壁により炉気の平衡条件やセンサ個体の電極活性度
の変化に起因する出力変化も、有効に補正され得るので
ある。Also, there is particularly provided, in accordance with such a method of the invention, easily measuring the at least one sample furnace air under at least one temperature condition to easily obtain a correction relation which can be broadly applied under temperature conditions. The correction relation obtained in this manner has a temperature variable term, and the furnace wall according to the temperature of the furnace atmosphere has a furnace wall equilibrium condition and a sensor individual element. The output change caused by the change in the electrode activity can be effectively corrected.
そして、それ故、従来のように、各種温度下にそれぞ
れ補正式を求めるような煩わしさがなく、炉の制御が極
めて容易に実施され得るのであり、炉内雰囲気の温度が
変化した場合にも、極めて迅速に対応することか出来る
ことは勿論、酸素分圧計の出力特性の経時的変化や交換
等によって補正式を変更する場合でも、ベースとなる基
本関係式は変更する必要がなく、少なくとも一つの標本
炉気を少なくとも一つの温度条件下に測定し、シフト量
だけを求めることによって、新たな補正関係式を得るこ
とが出来ることから、迅速な対処が可能で、保守に関し
て必要とされる時間や費用が、極めて有効に削減され得
ることとなるのである。Therefore, unlike the related art, the furnace control can be performed very easily without the trouble of finding the correction formulas at various temperatures, and even when the temperature of the furnace atmosphere changes. Of course, it is possible to respond very quickly, and even when the correction formula is changed due to a change over time in the output characteristic of the oxygen partial pressure gauge or replacement, there is no need to change the basic basic relational expression. By measuring two sample furnace air under at least one temperature condition and calculating only the shift amount, a new correction relation can be obtained, so that prompt measures can be taken and the time required for maintenance is required. And costs can be reduced very effectively.
なお、上述の如き補正関係式を用いての、実測EMFと
目標とする炉気特性との比較操作としては、例えばかか
る補正関係式により、実測EMFを前記出力EMFとして理論
EMFに換算することによって、補正量を加味した補正EMF
を求めた後、該補正EMFから、公知の手法に従い、前記
ネルンストの式および化学平衡反応式に基づいて、O2分
圧、更にカーボンポテンシャル（測定CP）を算出し、そ
して、この測定CPを、目標とする炉気のカーボンポテン
シャル（目標CP）と比較することによって、CP値の直接
的な比較操作として行なわれることとなる。或いはま
た、かかる実測EMFと目標とする炉気特性との比較操作
は、例えば、前記補正関係式により、実測EMFから補正E
MFを求める一方、目標CPから、前記化学平衡反応式およ
びネルンストの式に基づいて、O2分圧、更に理論EMFを
求め、そして、これら補正EMFと理論EMFとを比較するこ
とによって、起電力（EMF）値の比較操作として行なわ
れることとなる。In addition, as an operation of comparing the actually measured EMF with the target furnace air characteristics using the above-described correction relational expression, for example, the correction relational expression uses the actual measurement EMF as the output EMF theoretically.
Converted to EMF, corrected EMF taking into account the amount of correction
Is calculated from the corrected EMF, and according to a known method, based on the Nernst equation and the chemical equilibrium reaction equation, the O 2 partial pressure and the carbon potential (measurement CP) are calculated. By comparing with the target furnace carbon potential (target CP), the operation is performed as a direct comparison operation of the CP value. Alternatively, the comparison operation between the actually measured EMF and the target furnace air characteristics may be performed, for example, by correcting the actually measured EMF using the correction E
While seeking MF, from the target CP, based on the chemical equilibrium schemes and Nernst equation, O 2 partial pressure, further obtains the theoretical EMF, and, by comparing these correction EMF and theoretical EMF, electromotive force (EMF) value comparison operation.
（実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明手法に従う、浸炭炉の操炉方法の実際について、そ
の具体的実施例を示しつつ、説明を加えることとする
が、本発明は、以下の実施例、更には前記構成の具体的
説明の記載によって、何等限定して解釈されるものでは
ないことが、理解されるべきであり、例えば、基本関係
式を、実際使用する酸素分圧計の出力特性に、近似的に
対応させることによって、該酸素分圧計個体の補正関係
式を得る方法、具体的には、前記（２−１），（２−
２）および（２−３）式に示される如き、補正関係式に
おけるＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕における係数ＡおよびＢ
の決定方法は、例示の手法に限定されるものでは決して
ない。(Examples) Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, the actual operation of a carburizing furnace operation method according to the method of the present invention will be described with reference to specific examples. It should be understood that the present invention is not to be construed as being limited in any way by the following examples and further by the description of the above-described configuration. A method of obtaining a correction relational expression of the individual oxygen partial pressure gauge by approximately corresponding to the output characteristic of the oxygen partial pressure gauge to be used, specifically, the above (2-1), (2-
Coefficients A and B in F [t] and G [t] in the correction relational expression as shown in equations 2) and (2-3)
Is not limited to the illustrated method.
実施例 １ 先ず、10個の酸素分圧計を用い、850℃、890℃および
900℃の三つの異なる温度条件下、それぞれ三つ〜五つ
の標本炉気を測定することにより、下記（１′）式 に示す如き、基本関係式を決定した。Example 1 First, 850 ° C., 890 ° C. and 10 oxygen partial pressure gauges were used.
By measuring three to five sample furnace gases under three different temperature conditions of 900 ° C., the following equation (1 ′) is obtained. The basic relational expression was determined as shown in FIG.
次いで、実際に使用する酸素分圧計を用い、一つの標
本炉気（CO濃度:18.9％，温度:930℃,CP値:1.09％Ｃ）
を測定して実際に出力される起電力（出力EMF）を計測
し、それを前記補正関係式（２−１）に代入してKbを求
めることにより、下記（２−１′）式 に示される如き、補正関係式を得た。Next, using the oxygen partial pressure gauge actually used, one sample furnace gas (CO concentration: 18.9%, temperature: 930 ° C, CP value: 1.09% C)
Is measured, and the electromotive force (output EMF) actually output is measured, and it is substituted into the correction relational expression (2-1) to obtain Kb, whereby the following expression (2-1 ′) is obtained. As a result, a correction relational expression was obtained.
そして、このような補正関係式（２−１′）を与える
酸素分圧計を用いて、操炉時における炉気を測定し、該
酸素分圧計から出力される実測EMFを出力EMFとして、か
かる補正関係式（２−１′）を用いて理論EMFに換算す
ることにより、補正量を加味した補正EMFを求め、更に
かかる補正EMFからカーボンポテンシャル（測定CP）を
算出する一方、炉内に配した鋼箔から炉気中の真のカー
ボンポテンシャル（鋼箔分析CP）を求め、それら測定CP
と鋼箔分析CPとの間の誤差の大きさを調べたところ、下
記第１表に示す如き結果を得た。Then, by using an oxygen partial pressure gauge giving such a correction relational expression (2-1 '), the furnace air during furnace operation is measured, and the actually measured EMF output from the oxygen partial pressure gauge is used as an output EMF to perform such correction. By converting to a theoretical EMF using the relational expression (2-1 ′), a corrected EMF in which a correction amount is added is obtained, and a carbon potential (measurement CP) is further calculated from the corrected EMF, and disposed in the furnace. Determine the true carbon potential in the furnace air from steel foil (steel foil analysis CP) and measure them.
When the magnitude of the error between the and the steel foil analysis CP was examined, the results shown in Table 1 below were obtained.
実施例 ２ 先ず、基本関係式としては、前記実施例１に示されて
いる（１′）式を採用した。 Embodiment 2 First, as the basic relational expression, the expression (1 ′) shown in the above-mentioned Embodiment 1 was adopted.
次いで、実際に使用する酸素分圧計を用い、第一の標
本炉気（CO濃度:17.2％，温度:850℃,CP値:0.84％Ｃ）
および第二の標本炉気（CO濃度:18.2％，温度:850℃,CP
値:0.61％Ｃ）を、それぞれ測定して実際に出力される
起電力（出力EMF）を計測し、それらを前記補正関係式
（２−２）に代入してKaおよびKbを求めることにより、
下記（２−２′）式 に示される如き、補正関係式を得た。Then, using the oxygen partial pressure gauge actually used, the first sample furnace gas (CO concentration: 17.2%, temperature: 850 ° C, CP value: 0.84% C)
And the second sample furnace (CO concentration: 18.2%, temperature: 850 ℃, CP
Value: 0.61% C) by measuring the electromotive force (output EMF) actually output and substituting them into the correction relational expression (2-2) to obtain Ka and Kb.
The following equation (2-2 ') As a result, a correction relational expression was obtained.
そして、このような補正関係式（２−２′）を与える
酸素分圧計を用いて、前記実施例１と同様、操炉時にお
ける炉気の出力EMFを計測し、かかる補正関係式（２−
２′）を用いて得られた補正EMFからカーボンポテンシ
ャル（測定CP）を算出する一方、炉内に鋼箔から炉気中
の真のカーボンポテンシャル（鋼箔分析CP）を求め、そ
れら測定CPと鋼箔分析CPとの間の誤差の大きさを調べた
ところ、下記第２表に示す如き結果を得た。Then, similarly to the first embodiment, the output EMF of the furnace gas at the time of furnace operation is measured using an oxygen partial pressure gauge giving such a correction relational expression (2-2 '), and the correction relational expression (2--2) is obtained.
2 ′), the carbon potential (measured CP) is calculated from the corrected EMF obtained, and the true carbon potential in the furnace air (steel foil analysis CP) is determined from the steel foil in the furnace. When the magnitude of the error between the steel foil analysis CP and the steel foil analysis CP was examined, the results shown in Table 2 below were obtained.
実施例 ３ 先ず、基本関係式としては、前記実施例１に示されて
いる（１′）式を採用した。 Embodiment 3 First, as the basic relational expression, the expression (1 ′) shown in the above-mentioned Embodiment 1 was adopted.
次いで、実際に使用する酸素分圧計を用い、第一の標
本炉気（CO濃度:18.7％，温度:930℃、CP値:1.09％Ｃ）
および第二の標本炉気（CO濃度:18.2％，温度:850℃,CP
値:0.61％Ｃ）を、それぞれ測定して実際に出力される
起電力（出力EMF）を計測し、それらを前記補正関係式
（２−３）に代入してKbおよびGbを求めることにより、
下記（２−３′）式 に示される如き、補正関係式を得た。Then, using the oxygen partial pressure gauge actually used, the first sample furnace gas (CO concentration: 18.7%, temperature: 930 ° C, CP value: 1.09% C)
And the second sample furnace (CO concentration: 18.2%, temperature: 850 ℃, CP
Value: 0.61% C) by measuring the electromotive force (output EMF) actually output, and substituting them into the correction relational expression (2-3) to obtain Kb and Gb.
The following equation (2-3 ') As a result, a correction relational expression was obtained.
そして、このような補正関係式（２−３′）を与える
酸素分圧計を用いて、前記実施例１と同様、操炉時にお
ける炉気の出力EMFを計測し、かかる補正関係式（２−
３′）を用いて得られた補正EMFからカーボンポテンシ
ャル（測定CP）を算出する一方、炉内に配した鋼箔から
炉気中の真のカーボンポテンシャル（鋼箔分析CP）を求
め、それら測定CPと鋼箔分析CPとの間の誤差の大きさを
調べたところ、下記第３表に示す如き結果を得た。Then, similarly to the first embodiment, the output EMF of the furnace gas at the time of the furnace operation was measured using an oxygen partial pressure gauge giving such a correction relational expression (2-3 ′), and the correction relational expression (2--3) was obtained.
The carbon potential (measurement CP) is calculated from the corrected EMF obtained using 3 '), while the true carbon potential in the furnace air (steel foil analysis CP) is determined from the steel foil placed in the furnace, and these measurements are performed. When the magnitude of the error between the CP and the steel foil analysis CP was examined, the results shown in Table 3 below were obtained.
すなわち、上記実施例1,実施例２および実施例３の結
果からも、本発明に従って得られた補正関係式によれ
ば、出力EMF中に含まれる誤差が有利に補正され得、広
い炉気温度の範囲に亘って、各種の特性の炉気中におけ
るCP値を高い精度をもって計測することが出来ること、
そして、それ故、そのようにして得られたCP値を指標と
することによって、各種温度条件下における炉気中のカ
ーボンポテンシャルの制御が高精度に実施され得ること
が、容易に理解されるところである。 That is, from the results of Examples 1, 2 and 3, according to the correction relation obtained according to the present invention, the error included in the output EMF can be corrected advantageously, and It is possible to measure the CP value in the furnace air of various characteristics with high accuracy over the range of
Therefore, it can be easily understood that the control of the carbon potential in the furnace air under various temperature conditions can be performed with high accuracy by using the CP value thus obtained as an index. is there.
因みに、一般的な浸炭炉の操業に際してのカーボンポ
テンシャル値の制御誤差は、通常、0.05％Ｃ以下であれ
ば何等問題がないとされており、それに対して、前記実
施例１〜３においては、測定CP中に内在する誤差が、何
れも0.03％Ｃ以下に抑えられていることからも、本発明
手法による操炉方法の優れた制御効果が、認められると
ころである。Incidentally, the control error of the carbon potential value during the operation of a general carburizing furnace is generally considered to be no problem as long as it is 0.05% C or less. In contrast, in Examples 1 to 3, The excellent control effect of the furnace operating method according to the method of the present invention can be recognized from the fact that the errors inherent in the measurement CP are all suppressed to 0.03% C or less.
（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明手法に従え
ば、炉気の特性を酸素分圧計を用いて計測するに際し、
該酸素分圧計の検出値（実測EMF）に含まれる誤差の除
去が、一つの補正関係式を用いて、広い炉気温度範囲に
亘って容易に且つ高精度に為され得るのであり、更に、
酸素分圧計の出力特性を経時的変化や交換等によって、
かかる補正関係式の変更を要する場合でも、ベースとな
る基本関係式は変更する必要がなく、実際に使用する酸
素分圧計を用いて、少なくとも一つの標本炉気を少なく
とも一つの温度条件下に測定し、シフト量だけを求める
ことによって、新たな補正関係式を容易に得ることが出
来ることから、迅速な対処が可能で、保守に関して必要
とされる時間や費用が、極めて有効に削減され得ること
となるのである。(Effect of the Invention) As is clear from the above description, according to the method of the present invention, when measuring the characteristics of the furnace gas using the oxygen partial pressure gauge,
The removal of the error included in the detection value (actually measured EMF) of the oxygen partial pressure gauge can be easily and accurately performed over a wide furnace temperature range by using one correction relational expression.
The output characteristics of the oxygen partial pressure gauge can be
Even when such correction relations need to be changed, there is no need to change the base basic relations, and at least one sample furnace gas is measured under at least one temperature condition using an oxygen partial pressure gauge actually used. However, by obtaining only the shift amount, a new correction relational expression can be easily obtained, so that prompt measures can be taken, and the time and cost required for maintenance can be extremely effectively reduced. It becomes.
Claims (3)
基づいて酸素分圧を検出する酸素分圧計を用いて、炉気
中のカーボンポテンシャルを制御する還元性雰囲気炉の
操炉方法であって、 少なくとも一つの酸素分圧計を用い、複数の温度条件下
においてそれぞれ複数の特性既知の標本炉気を測定する
ことにより、該酸素分圧計から実際に出力される起電力
を出力EMFとして計測すると共に、各炉気特性から理論
的に算出される該酸素分圧計の超電力を理論EMFとして
求め、それら出力EMFおよび理論EMFを下記（１）式： 理論EMF＝Ｆ〔ｔ〕×出力EMF ＋（１−Ｆ〔ｔ〕×Ｇ〔ｔ〕 ……（１） に代入せしめて、Ｆ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の値を算出
し、得られた結果に基づいて、該Ｆ〔ｔ〕およびＧ
〔ｔ〕を、それぞれ、温度変数項を有する関数として決
定することにより、上記（１）式を、酸素分圧計におけ
る出力EMFと理論EMFとの関係を示す基本関係式として完
成せしめる工程と、 前記還元性雰囲気炉における炉気中のカーボンポテンシ
ャルの制御に実際に使用される酸素分圧計を用い、少な
くとも一つの特性既知の標本炉気を少なくとも一つの温
度下に測定することにより、該酸素分圧計から実際に出
力される起電圧を出力EMFとして計測すると共に、炉気
特性から理論的に算出される該酸素分圧計の起電力を理
論EMFとして求め、それら出力EMFおよび理論EMFを下記
（２）式： 理論EMF＝Kh×出力EMF＋（１−Kh）×Eb ……（２） 但し、 Kh＝Ａ×Ｆ〔ｔ〕,Eb＝Ｂ×Ｇ〔ｔ〕 に代入せしめて、それら出力EMFと理論EMFとの関係を満
足せしめるＦ〔ｔ〕およびＧ〔ｔ〕の係数ＡおよびＢを
求めることにより、上記（２）式を、該実際に使用され
る酸素分圧計における出力EMFと理論EMFとの関係を示す
補正関係式として完成せしめる工程と、 かかる実際に使用される酸素分圧計を用い、前記還元性
雰囲気炉の操炉に際して、炉内の炉気を測定することに
より得られる起電力を実測EMFとして計測すると共に、
該実測EMFを出力EMFとして、前記補正関係式を用いて理
論EMFに換算することにより、補正量を加味した補正EMF
を求め、更に該補正EMFから理論演算により炉内の炉気
特性を求めて、目標とする炉気特性と比較するか、或い
は該補正EMFと、該目標とする炉気特性から理論演算に
より求められる理論EMFとを比較する工程とを 含み、かかる比較結果に基づいて、炉気中のカーボンポ
テンシャルを制御することを特徴とする還元性雰囲気炉
の操炉方法。1. A method for operating a reducing atmosphere furnace in which a carbon potential in a furnace is controlled by using an oxygen partial pressure gauge which detects an oxygen partial pressure based on an electromotive force generated by the principle of an oxygen concentration cell. By using at least one oxygen partial pressure gauge, by measuring a plurality of sample furnace gas of known characteristics under a plurality of temperature conditions, to measure the electromotive force actually output from the oxygen partial pressure gauge as output EMF The superpower of the oxygen partial pressure gauge theoretically calculated from each furnace gas characteristic is obtained as a theoretical EMF, and the output EMF and the theoretical EMF are calculated by the following equation (1): theoretical EMF = F [t] × output EMF + ( 1−F [t] × G [t] (1), and the values of F [t] and G [t] are calculated. Based on the obtained results, the values of F [t] and G [t] are calculated. G
Determining [t] as a function having a temperature variable term, thereby completing the above equation (1) as a basic relational expression indicating the relationship between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure gauge; By using an oxygen partial pressure gauge actually used for controlling the carbon potential in the furnace air in a reducing atmosphere furnace, by measuring at least one sample furnace gas having known characteristics at at least one temperature, the oxygen partial pressure gauge is measured. Is measured as the output EMF, the electromotive force of the oxygen partial pressure gauge theoretically calculated from the furnace characteristics is obtained as the theoretical EMF, and the output EMF and the theoretical EMF are calculated as follows (2). Formula: Theoretical EMF = Kh × Output EMF + (1−Kh) × Eb (2) where Kh = A × F [t], Eb = B × G [t] F [t] that satisfies the relationship with EMF And calculating the coefficients A and B of G [t] to complete the above equation (2) as a correction relational expression showing the relation between the output EMF and the theoretical EMF in the actually used oxygen partial pressure gauge. Using such an actually used oxygen partial pressure gauge, when operating the reducing atmosphere furnace, while measuring the electromotive force obtained by measuring the furnace air in the furnace as an actual measurement EMF,
The measured EMF is used as the output EMF, and is converted into the theoretical EMF using the correction relational expression.
Further, the furnace air characteristics in the furnace are obtained by theoretical calculation from the corrected EMF, and compared with the target furnace air characteristics, or obtained by theoretical calculation from the corrected EMF and the target furnace air characteristics. Comparing the theoretical EMF with the theoretical EMF, and controlling the carbon potential in the furnace air based on the comparison result.
〔ｔ〕が、それそれ、温度変数の二次関数に近似される
ことにより、二次近似式として決定される請求項（１）
記載の還元性雰囲気炉の操炉方法。2. F [t] and G in said basic relational expression
(T) is determined as a quadratic approximation by approximating a quadratic function of the temperature variable, respectively.
A method for operating a reducing atmosphere furnace as described in the above.
が定数として求められる一方、Ｇ〔ｔ〕の係数Ｂが温度
変数の一次関数として求められる請求項（１）又は
（２）に記載の還元性雰囲気炉の操炉方法。3. The coefficient A of F [t] in the correction relational expression.
Is determined as a constant, while the coefficient B of G [t] is determined as a linear function of a temperature variable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136414A JP2575521B2 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Furnace operation method of reducing atmosphere furnace |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2136414A JP2575521B2 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Furnace operation method of reducing atmosphere furnace |
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|---|---|
| JPH0428819A JPH0428819A (en) | 1992-01-31 |
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