JPH02242141A - プラズマ照射溶鋼直接分析方法 - Google Patents
プラズマ照射溶鋼直接分析方法Info
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- JPH02242141A JPH02242141A JP6278789A JP6278789A JPH02242141A JP H02242141 A JPH02242141 A JP H02242141A JP 6278789 A JP6278789 A JP 6278789A JP 6278789 A JP6278789 A JP 6278789A JP H02242141 A JPH02242141 A JP H02242141A
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Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、製鋼プロセスの操業管理をより綿密に行うた
めに必要な、溶鋼中含有成分の分析に関し、特に、溶鋼
表面に原子発光を励起して原子発光スペクトルを分光分
析装置で分析することにより溶鋼中成分を測定する方法
に関する。
めに必要な、溶鋼中含有成分の分析に関し、特に、溶鋼
表面に原子発光を励起して原子発光スペクトルを分光分
析装置で分析することにより溶鋼中成分を測定する方法
に関する。
溶鋼の含有成分の分析は１通常、溶鋼試料をサンプラー
で採取して得たブロック試料を対象に分析する方法が一
般的であるが、溶鋼採取から分析結果を得るまでに人手
と時間がかかる。
で採取して得たブロック試料を対象に分析する方法が一
般的であるが、溶鋼採取から分析結果を得るまでに人手
と時間がかかる。
これを改善するため、溶鋼表面にレーザを照射して溶鋼
表面に原子発光を励起して、レーザ照射点（火点）の光
を光ファイバで分光分析装置に導入して、ｙＫ子発光ス
ペクトルを分光分析して溶鋼中成分を、溶鋼サンプルの
採取をすることなく、すアルタイムで測定する方法が提
案されている（特願昭５７−１９１０８７号）。
表面に原子発光を励起して、レーザ照射点（火点）の光
を光ファイバで分光分析装置に導入して、ｙＫ子発光ス
ペクトルを分光分析して溶鋼中成分を、溶鋼サンプルの
採取をすることなく、すアルタイムで測定する方法が提
案されている（特願昭５７−１９１０８７号）。
〔発明が解決しようとするａ１Ｍ］
測定対象の溶鋼が存在する場所は、熱、煙、ダスト、振
動等が存在し、レーザ機器を設置する環境には適してい
ない。したがってレーザ発振器は溶鋼からかなり離れた
所に設置し、レーザ発振器から溶鋼表面までにレーザを
伝播するなどの方法をとるが、この光学系の光路長が長
く、光学系の保守および光学系をきれいに維持するため
のガスパージ系などの付加手段が多くその設置と維持が
むつかしいという問題がある。また、レーザ光による原
子の発光強度は弱いが、更に光路長が長いため、レーザ
パワーを特に大きくしなければならず、高パワーレーザ
装置は高価格となり、設備コストが高い。
動等が存在し、レーザ機器を設置する環境には適してい
ない。したがってレーザ発振器は溶鋼からかなり離れた
所に設置し、レーザ発振器から溶鋼表面までにレーザを
伝播するなどの方法をとるが、この光学系の光路長が長
く、光学系の保守および光学系をきれいに維持するため
のガスパージ系などの付加手段が多くその設置と維持が
むつかしいという問題がある。また、レーザ光による原
子の発光強度は弱いが、更に光路長が長いため、レーザ
パワーを特に大きくしなければならず、高パワーレーザ
装置は高価格となり、設備コストが高い。
本発明は、又元素の発光強度出力を高めて分析感度・精
度を向上すること、および設備コストおよび維持コスト
を低減し、かつ保守を簡単にすることを目的とする。
度を向上すること、および設備コストおよび維持コスト
を低減し、かつ保守を簡単にすることを目的とする。
本発明では、プラズマ照射により溶鋼表面にレーザ照射
等に比べてより以上強い原子発光を励起する。プラズマ
照射法によって溶鋼成分を原子発光する場合に特に問題
になるのは、第１は溶鋼表面上のスラグを励起しないた
めにそのスラグの排除であり、第２は、溶鋼湯面レベル
変動による発光スペクトルの集光のための光軸の変動に
伴う分析精度の低下を防ぐことにあると言える。そこで
本発明では、下端が開口した耐火物筒の内部にプラズマ
トーチと受光端が該プラズマトーチの火点に指向した光
ファイバを支持したプローブを、溶鋼中にその下端開口
部を浸漬し、前記プラズマトーチによりプラズマを溶鋼
表面に照射して溶鋼含有成分を原子化して原子発光スペ
クトルを前記光ファイバを介して分光分析装置に導入し
て分光分析により溶鋼中成分を測定する新規な方法を提
案するものである。すなわち、溶鋼面に対してプラズマ
を照射する際に大気開放状態でなく、耐火円筒を用いて
、その先端に鉄製キャップをし、なお。
等に比べてより以上強い原子発光を励起する。プラズマ
照射法によって溶鋼成分を原子発光する場合に特に問題
になるのは、第１は溶鋼表面上のスラグを励起しないた
めにそのスラグの排除であり、第２は、溶鋼湯面レベル
変動による発光スペクトルの集光のための光軸の変動に
伴う分析精度の低下を防ぐことにあると言える。そこで
本発明では、下端が開口した耐火物筒の内部にプラズマ
トーチと受光端が該プラズマトーチの火点に指向した光
ファイバを支持したプローブを、溶鋼中にその下端開口
部を浸漬し、前記プラズマトーチによりプラズマを溶鋼
表面に照射して溶鋼含有成分を原子化して原子発光スペ
クトルを前記光ファイバを介して分光分析装置に導入し
て分光分析により溶鋼中成分を測定する新規な方法を提
案するものである。すなわち、溶鋼面に対してプラズマ
を照射する際に大気開放状態でなく、耐火円筒を用いて
、その先端に鉄製キャップをし、なお。
不活性ガスを排出しなからスラグ層を通過して溶鋼中に
浸漬してスラグ対策を実施し、次に耐火円筒内のプラズ
マ用ガスによる加圧でその円筒底面位置に湯面レベルを
保持することを可能にしたものである。
浸漬してスラグ対策を実施し、次に耐火円筒内のプラズ
マ用ガスによる加圧でその円筒底面位置に湯面レベルを
保持することを可能にしたものである。
プラズマトーチは、それよりプラズマを噴射するときに
は、センターガスおよびシールドガスをトーチ先端より
噴射するので、プローブが溶鋼中にガスを噴射すること
になり、このガスによりプローブ内が自動的にガスパー
ジされる。プローブ外においてガスパージを行なう必要
はないので、付加設備を格別に要しない。
は、センターガスおよびシールドガスをトーチ先端より
噴射するので、プローブが溶鋼中にガスを噴射すること
になり、このガスによりプローブ内が自動的にガスパー
ジされる。プローブ外においてガスパージを行なう必要
はないので、付加設備を格別に要しない。
プラズマトーチは小形であって、それにはセンターガス
供給管、シールドガス供給管およびプラズマトーチ電源
線を接続すればよいので、溶鋼に浸漬するプローブ内に
容易に装置しうる。しかして、プラズマトーチの構造は
単純であるので、保守２点検および取り替えが容易であ
る。
供給管、シールドガス供給管およびプラズマトーチ電源
線を接続すればよいので、溶鋼に浸漬するプローブ内に
容易に装置しうる。しかして、プラズマトーチの構造は
単純であるので、保守２点検および取り替えが容易であ
る。
本発明の他の目的および特徴は１図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。
実施例の説明より明らかになろう。
第１図に９本発明を一態様で実施する装置樋成を示す。
測定プローブｌの、下端が開口した釣り鐘形の耐火物筒
２の内部には、ベース材３でプラズマトーチ４および光
ファイバ５が支持されている。プラズマ用ガスの噴出に
より耐火物筒２の底面６からガスは排出され、ここに溶
鋼の場面が形成され、この底面６の位置から、プラズマ
トーチ４の設計対物距！！（最適プラズマ長）分高い位
置にプラズマトーチ４のプラズマ噴射口が位置する。
２の内部には、ベース材３でプラズマトーチ４および光
ファイバ５が支持されている。プラズマ用ガスの噴出に
より耐火物筒２の底面６からガスは排出され、ここに溶
鋼の場面が形成され、この底面６の位置から、プラズマ
トーチ４の設計対物距！！（最適プラズマ長）分高い位
置にプラズマトーチ４のプラズマ噴射口が位置する。
光ファイバ５の集光端は、プラズマトーチ４の中心電極
の垂直降下線と、耐火筒の底面６を横切る水平面との交
点を指向している。
の垂直降下線と、耐火筒の底面６を横切る水平面との交
点を指向している。
測定プローブＩは、支持具７に着脱自在に装着されてい
る。支持具７は、昇降装ｆ１８で上下駆動され、測定を
しない間は、昇降装置８で支持具７を上退避位置に駆動
しておく。すなわち測定プローブｌを溶＃Ｉ１９より引
き上げて、上方に退避させておく。
る。支持具７は、昇降装ｆ１８で上下駆動され、測定を
しない間は、昇降装置８で支持具７を上退避位置に駆動
しておく。すなわち測定プローブｌを溶＃Ｉ１９より引
き上げて、上方に退避させておく。
プラズマトーチ４には、センターガス管１０を通してセ
ンターガスが供給され、また、シールドガス管を通して
シールドガスが供給される。プラズマトーチ４には、プ
ラズマ電源袋［１２がプラズマ電力を供給する。
ンターガスが供給され、また、シールドガス管を通して
シールドガスが供給される。プラズマトーチ４には、プ
ラズマ電源袋［１２がプラズマ電力を供給する。
溶鋼中成分の測定を行なうときには、流量調節弁１３で
センターガス供給量を所定値に設定し。
センターガス供給量を所定値に設定し。
流量調節弁１４を所要流量のシールドガスを供給する開
度に調節し、かつ流量肩部弁１５は、所要流量のパージ
ガスを供給する開度に調節しておく。
度に調節し、かつ流量肩部弁１５は、所要流量のパージ
ガスを供給する開度に調節しておく。
切換弁１６は、！１−１５接続に設定して、圧力計１７
の指示値を児ながら、昇降装置８で支持具７を降下させ
る。
の指示値を児ながら、昇降装置８で支持具７を降下させ
る。
切換弁１６が１１−１５接続であるので、パージガスボ
ンベ２０のパージガスボンベのガスがプラズマトーチ４
の下端から耐火物ＷＪ２内に出て。
ンベ２０のパージガスボンベのガスがプラズマトーチ４
の下端から耐火物ＷＪ２内に出て。
筒２の下開口から下方に噴出する。これにより、支持具
７が降下して鉄製のキャップをかぶせたプローブ１がス
ラグ層を通過し、溶鋼面に達すると鉄製キャップは溶解
するか、Ａｒ等不活性ガスが一般的であるパージガスが
溶鋼中に噴出し、スラブの浸入を防止すると共に溶鋼湯
面レベルをプローブ底面６の位置に保持する。プローブ
１の下端が溶鋼中に入ると、噴射ガスはプローブ底面６
から出るようになるので、その背圧により圧力計１７の
指示値が急激に高くなる。プローブ１が更に降下して、
溶鋼面レベルにプローブ底面６が到達すると、溶鋼によ
りプローブ底面６が閉じられるので、そこで圧力計１７
の圧力が更に高くなる。
７が降下して鉄製のキャップをかぶせたプローブ１がス
ラグ層を通過し、溶鋼面に達すると鉄製キャップは溶解
するか、Ａｒ等不活性ガスが一般的であるパージガスが
溶鋼中に噴出し、スラブの浸入を防止すると共に溶鋼湯
面レベルをプローブ底面６の位置に保持する。プローブ
１の下端が溶鋼中に入ると、噴射ガスはプローブ底面６
から出るようになるので、その背圧により圧力計１７の
指示値が急激に高くなる。プローブ１が更に降下して、
溶鋼面レベルにプローブ底面６が到達すると、溶鋼によ
りプローブ底面６が閉じられるので、そこで圧力計１７
の圧力が更に高くなる。
そこを起点に、圧力計１７の圧力が所定値上昇した時点
に、又は、該起点からプローブ１の降下量を監視して、
それから所定深さになったときに、昇降袋［８の降下駆
動を停止する。すなわち、プローブ底面６が溶鋼上面よ
り所定深さになった時に、プローブ１の降下を止める。
に、又は、該起点からプローブ１の降下量を監視して、
それから所定深さになったときに、昇降袋［８の降下駆
動を停止する。すなわち、プローブ底面６が溶鋼上面よ
り所定深さになった時に、プローブ１の降下を止める。
次に切換弁１６を１１−１４接続に切換えて。
プラズマトーチ４にシールドガスを供給し、プラズマ電
源装置１２でプラズマトーチ４を起動してプラズマ噴射
を開始する。これによりプラズマがトーチ４より、プロ
ーブ内溶鋼上面に噴射され該溶鋼上面に火点（Ｉ子発光
点）が形成されるが。
源装置１２でプラズマトーチ４を起動してプラズマ噴射
を開始する。これによりプラズマがトーチ４より、プロ
ーブ内溶鋼上面に噴射され該溶鋼上面に火点（Ｉ子発光
点）が形成されるが。
トーチ４より噴射されたセンターガスおよびシールドガ
スが溶鋼面を押し下げてプローブ底面６からプローブｌ
の外方に出るので、溶鋼面はプローブ底面６の位置とな
っている。すなわちプローブ１内で溶鋼面は設計対物距
離（最適プラズマ長）にあり、光ファイバ５の集光端が
、この溶鋼面上の、プラズマ衝突位置を指向している。
スが溶鋼面を押し下げてプローブ底面６からプローブｌ
の外方に出るので、溶鋼面はプローブ底面６の位置とな
っている。すなわちプローブ１内で溶鋼面は設計対物距
離（最適プラズマ長）にあり、光ファイバ５の集光端が
、この溶鋼面上の、プラズマ衝突位置を指向している。
したがって、溶鋼面で発生した原子発光が光ファイバ５
に集光されて分光分析装置２Ｉに導入される。そこで分
光分析装置２１で成分分析を行なう。
に集光されて分光分析装置２Ｉに導入される。そこで分
光分析装置２１で成分分析を行なう。
所要の分析を終了すると、プラズマ電源をオフにして、
ガスは噴出したまま降昇装置８でプローブ１を低速で上
昇させる。その後比較的に高速でプローブ１を引き上げ
て退避位置まで上昇駆動し。
ガスは噴出したまま降昇装置８でプローブ１を低速で上
昇させる。その後比較的に高速でプローブ１を引き上げ
て退避位置まで上昇駆動し。
そして昇降装置！！８を停止する。
なお、図示は省略したが、プローブ１内において、トー
チ４にシールドガスを供給する管路より小管路が分岐し
てこの小管路が光ファイバ５の集光端部にパージガスを
供給する。プローブ１を支持具７に装着している間は、
光ファイバ５の集光端が汚れるのを防ぐために、所要流
量で、シールドガス又はパージガスがトーチ４に供給さ
れる。
チ４にシールドガスを供給する管路より小管路が分岐し
てこの小管路が光ファイバ５の集光端部にパージガスを
供給する。プローブ１を支持具７に装着している間は、
光ファイバ５の集光端が汚れるのを防ぐために、所要流
量で、シールドガス又はパージガスがトーチ４に供給さ
れる。
溶鋼中のＭｎ濃度を本発明によって分析した結果を従来
の溶鋼を採取してスパーク発光分析で分析した値との相
関を調べるためにＭｎ定量用検量線例を第２図に示した
が、従来法とよく一致した結果が得られた。
の溶鋼を採取してスパーク発光分析で分析した値との相
関を調べるためにＭｎ定量用検量線例を第２図に示した
が、従来法とよく一致した結果が得られた。
以上のように、本発明によれば、プラズマ噴射により溶
鋼表面に原子発光を励起して、これを光ファイバで分光
分析装置に導入して１分光分析装置で、原子発光スペク
トルを分析して溶鋼中成分を、溶鋼サンプルの採取をす
ることなく、リアルタイムで測定することができる。
鋼表面に原子発光を励起して、これを光ファイバで分光
分析装置に導入して１分光分析装置で、原子発光スペク
トルを分析して溶鋼中成分を、溶鋼サンプルの採取をす
ることなく、リアルタイムで測定することができる。
プラズマトーチは、それよりプラズマを噴射するときに
は、センターガスおよびシールドガスをトーチ先端より
噴射するので、プローブが溶鋼中にガスを噴射すること
になり、このガスによりプローブ内が自動的にガスパー
ジされる。プローブ外においてガスバージを行なう必要
はないので、付加設備を格別に要しない。
は、センターガスおよびシールドガスをトーチ先端より
噴射するので、プローブが溶鋼中にガスを噴射すること
になり、このガスによりプローブ内が自動的にガスパー
ジされる。プローブ外においてガスバージを行なう必要
はないので、付加設備を格別に要しない。
プラズマトーチは小形であって、それにはセンターガス
供給管、シールドガス供給管およびプラズマトーチ電源
線を接続すればよいので、溶鋼に浸漬するプローブ内に
容易に装備しろる。しかして、プラズマトーチの構造は
単純であるので、保守２点検および取り替えが容易であ
って、しかも比較的に似価格であり、これまでのレーザ
等の励起源と比べても有利である。
供給管、シールドガス供給管およびプラズマトーチ電源
線を接続すればよいので、溶鋼に浸漬するプローブ内に
容易に装備しろる。しかして、プラズマトーチの構造は
単純であるので、保守２点検および取り替えが容易であ
って、しかも比較的に似価格であり、これまでのレーザ
等の励起源と比べても有利である。
第１図は１本発明を一態様で実施する装置構成の概観ブ
ロックとと、主要部の拡大縦断面を示す図面である。 第２図は１本発明実施例による溶鋼中Ｍｎ定量用の検量
線作成例である。 】：測定プローブ ２：耐火物筒３：ベー
ス材 ４：プラズマトーチ５：光ファ
イバ ６：耐火物筒底面７：支持具
８：昇降装置９：溶鋼 １１：シールドガス管 １６：切換弁 １０：センターガス管 １３〜１５：流量調節弁 １７：圧力計
ロックとと、主要部の拡大縦断面を示す図面である。 第２図は１本発明実施例による溶鋼中Ｍｎ定量用の検量
線作成例である。 】：測定プローブ ２：耐火物筒３：ベー
ス材 ４：プラズマトーチ５：光ファ
イバ ６：耐火物筒底面７：支持具
８：昇降装置９：溶鋼 １１：シールドガス管 １６：切換弁 １０：センターガス管 １３〜１５：流量調節弁 １７：圧力計
Claims (2)
- （１）下端が開口した耐火物筒の内部にプラズマトーチ
と受光端が該プラズマトーチの火点に指向した光ファイ
バを支持したプローブを、溶鋼中にその下端開口部を浸
漬し、前記プラズマトーチによりプラズマを溶鋼表面に
照射して溶鋼含有成分を原子化して原子発光スペクトル
を前記光ファイバを介して分光分析装置に導入して分光
分析により溶鋼中成分を測定する、プラズマ照射溶鋼直
接分析方法。 - （２）下端が開口した耐火物筒の内部にプラズマトーチ
と受光端が該プラズマトーチの火点に指向した光ファイ
バを支持したプローブを、下端開口からガスを噴出しつ
つその下端開口部を浸漬して溶鋼湯面レベルを一定位置
に保持し、前記プラズマトーチによりプラズマを溶鋼表
面に照射して溶鋼含有成分を原子化して原子発光スペク
トルを前記光ファイバを介して分光分析装置に導入して
分光分析により溶鋼中成分を測定する、プラズマ照射溶
鋼直接分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278789A JP2706129B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | プラズマ照射溶鋼直接分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6278789A JP2706129B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | プラズマ照射溶鋼直接分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02242141A true JPH02242141A (ja) | 1990-09-26 |
| JP2706129B2 JP2706129B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=13210409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6278789A Expired - Fee Related JP2706129B2 (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | プラズマ照射溶鋼直接分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706129B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010025911A (ko) * | 1999-09-01 | 2001-04-06 | 이구택 | 용강 내의 불순물 측정방법 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP6278789A patent/JP2706129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010025911A (ko) * | 1999-09-01 | 2001-04-06 | 이구택 | 용강 내의 불순물 측정방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2706129B2 (ja) | 1998-01-28 |
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