JPH03135764A - 溶鋼の迅速分析方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、溶鋼組成の分析に関連し、溶鋼を冷却凝固
させた個体試料を経ることなく、溶鋼そのままの試料を
、迅速に且つ多成分を同時に、分析する方法に関する。

［従来の技術］ 製鉄の過程で品質管理のための迅速分析法として最も広
く用いられているのは、個体試料発光分光分析法である
が、この方法は、溶銑或は溶鋼（以下、溶鋼と称する）
を−旦冷却固化して個体試料とした後、気送管で分析室
まで送りここで分析が行われる。この場合、分析用の試
料採取時間も含めると結果が得られるまでに十分以上の
時間を要するので、最近の短時間化しつつある精練では
更に迅速な分析技術への要求が強い。

この要求に対し、分析試料を固化することなく溶鋼の状
態で直接分析することが検討されている、これらの試み
には、溶鋼を発光させスペクトルを解析する方法や、溶
鋼中にＡｒガスを吹き込み溶鋼を微粒子にし分析装置ま
で搬送して分析する方法等があった。溶鋼を発光させる
方法では溶鋼成分を励起するため、電極を用いて溶鋼と
電極との間にスパークを発生させたり、或は溶鋼にレー
ザービームを照射したりするが、これらの装置或はレー
ザー源及び溶ｔＲ測定面を高温の炉内でコントロールす
ることが、エンジニアリング上極めて困難で実用化され
ていない、より実用性のある方法として提案されたのが
、溶鋼を微粒子にして搬送する方法であり、分析装置と
してはプラズマ発光分光分析装置などを用いるが、搬送
される微粒子の量が少なく分析感度が不足する。

これらの方法の欠点を補う方法として考えられたのが、
ハロゲン化物搬送分析法で、この方法では、溶鋼中に塩
素や塩酸等の反応性ハロゲン化合物を吹き込んで溶鋼中
成分をハロゲン化物に変換し、これらのハロゲン化物を
キャリアーガスで分析装置まで搬送する（例えば、特開
昭６１−２９２０５５号公報〉。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ハロゲン化物搬送法では、金属成分につ
いてはハロゲン化物の生成エネルギーが大きく、蒸気圧
が大きいので搬送される量も多く有効であるが、ハロゲ
ン化物の生成エネルギーが小さい炭素や硫黄については
、生成量が少なく測定することができないと言う問題が
残されている。

この問題を解消するためにこの発明は行われたもので、
鋼中の重要成分でもある炭素や硫黄も金属成分の測定と
同様に且つ同時に分析出来る方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用コこの目的を達成
するなの手段は、溶鋼中に塩素又は塩化水素を含み且つ
酸素を含むガスを吹き込み、前記溶鋼中の成分の一部を
塩化物及び酸化物に変換し、これらの塩化物及び酸化物
を分析装置に導いてその量を測定し、前記塩化物の前記
測定された値から金属成分量を求め、この金属成分量に
基づいて、前記塩化物の前記測定された値に補正を施す
ことによって炭素及び硫黄の非金属成分量を求めること
を特徴とする溶鋼の迅速分析方法である。そして、補正
が次の（１）式によって施される溶鋼の迅速分析方法は
有効である。

分析装置で測定された値をＣｏ、金属成分量をＣ，。

補正後の測定値をＣとして、 Ｃ−＋１＋ｋ・（Ｃ，）’ｌ　・ＣＯ・・・（１）但し
、ｋ、ｓは定数 鋼中にはＡＪやＭｎ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属
成分と、炭素や硫黄等の非金属成分が主成分のＦｅに混
じているが、これらの成分の化学的性質を整理すると、
金属成分は１６００℃前後の溶鋼温度で塩素或は塩化水
素と容易に反応し、生成された塩化物の蒸気圧が大きい
、したがって、これら金属成分をその塩化物として取り
出して分析することはやり易いが、一方、金属成分の酸
化物は溶鋼温度ではその蒸気圧が小さく、これらの成分
を取り出してその量を測定することは極めて困難である
。これに対して、炭素及び硫黄は溶鋼温度では塩化物を
殆ど生成しないが酸化物を生成し、これら酸化物の蒸気
圧は大きくその酸化物は取り出して分析し易い。

このような、各々の化学的性質に起因して、溶鋼に塩素
或は塩化水素を含み且つ酸素を含むガスを吹き込むと、
溶鋼中の金属成分は塩化物として十分な量が得られ、炭
素と硫黄とは酸化物として十分な量が得られる。これら
の化合物を含んだガスを分析装置に導き測定すると、各
々の測定値が得られる。得られた測定値から、金属成分
については、既に知られている前述したハロゲン化物搬
送法によって、金属成分量を算出すれば分析値が得られ
る。

しかしながら、非金属成分については、この測定値と鋼
中の成分量とが必ずしも一義的に対応しない、第１図に
炭素の鋼中含有率と測定値との関係を示すが、この両者
の関係は共存するＡ１の量によって異なってくる０図で
グラフａはＡ（が０．０２％共存する場合、ｂとＣは各
々０．０８％、０．１０％共存する場合で、Ａｌｌの共
存量が増えると鋼中の炭素含有率が同じでも測定値は低
くなる。しかし、鋼中の炭素含有率と測定値との関係は
あくまでも原点を通る直線関係にある。このことから、
測定値をＡｌ量で補正してやれば良いことが判る０以上
、炭素とＡｇの場合で説明したが、他の成分についても
程度は異なるが同様の関係にあり、硫黄の場合も金属成
分量で補正してやる必要がある。そして補正の方法とし
ては、（１）式を用いると有効である。一般には、求め
られた補正後の測定値をＣから検量線を用いて成分量が
求められる。

［実施例コ アルゴンガスに塩素ガスと酸素とを混ぜて溶鋼中に吹き
込み、生成した酸化物及び塩化物を高周波誘導結合プラ
ズマ発光分光分析装置へ送り、鋼中の炭素、硫黄、及び
数種の金属成分を分析した。用いた装置を第２図に示す
０図で、１は反応管で３０は分析装置である０反応管１
を溶＃１５に挿入すると吸入口２から溶鋼が侵入し溶鋼
試料５ａが採取される。これにボンベ２０から吹き込み
管３を通してガスを吹き込んだ、ガスは塩素１％及び酸
素０．１％を含むアルゴンガスで、吹き込み量は毎分３
００ｄであった。溶鋼試料５ａと反応させたガスを排気
通路４がら搬送管３２を通して分析装置３０へ送り、測
定を行った１分析装置１ｎ３０に導かれたガス中の元素
は、高周波コイル３３によって発生したプラズマ炎３４
を通過するとき励起され発光する。この光は分光器３５
によってスペクトルに分けられ各々の発光量が測定され
、一定時間蓄積された発光量が発光強度として強度換算
器３６に捉えられる。金属成分については、この発光強
度とん内部標準となるＦｅの発光強度との比（以下、強
度比と称す）を検量線を用いて成分量に換算した。炭素
及び硫黄については、発光強度比をＡｇ量で補正した後
、検量線を用いて鋼中成分量に換算した。これらの演算
は演算器３７を用いて行った。なお、補正は（１）式に
よって行い、定数は各々、 炭素の場合、ｋ＝−５，２，ｓ＝１．０゜硫黄の場合、
ｋ＝−３，２，ｓ＝１．０゜であった。

この分析に要した時間は、ガスを吹き込み始めてから３
０秒以内であった。

以上に行った分析結果を、補正を行わなかった場合の比
較例と、又従来のハロゲン化物搬送法と比較して第１表
に示す。

実施例では、ＭＮ、Ｓｉ、Ａ、＆の金属成分と同様、Ｃ
，Ｓの非金属成分についても真値と同じか非常に近い分
析値かえられた。これに対して、比較例では金属成分に
ついては正確な分析値が得られていたが、非金属成分に
ついてはＡ１含有量の高い試料では真値と分析値との間
にの隔たりが見られた。従来例では金属成分については
良い分析値が得られたが、非金属成分は同時分析が出来
なかった。

又、池の実施例では、酸素０．０５％及び塩酸ガス０．
５％を含むアルゴンガスを溶鋼に吹き込み同様にして分
析を行い、同様の結果を得た。

第　　１　　表 ［発明の効果］ 以上のように、この発明では酸素と塩素或は塩酸を含ん
だガスを溶鋼に吹き込み、金属成分と共に炭素や硫黄の
非金属成分も酸化物として同時に分析装置に送り込むの
で、これら主要成分の同時分析が極めて短時間に行える
。これにくわえて、これら非金属成分に与える共存元素
の影響を的確に把握しこれの補正を行っているので、分
析値の精度が高い、このように、迅速且つ高精度の溶鋼
分析を可能としたこの発明の製鉄技術の向上に与える効
果は甚大である。

３５・・・分光器、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶鋼中に塩素又は塩化水素を含み、且つ、酸素を
   含むガスを吹き込み前記溶鋼中の成分の一部を塩化物及
   び酸化物に変換し、これらの塩化物及び酸化物を分析装
   置に導いてその量を測定し、前記塩化物の前記測定され
   た値から金属成分量を求め、この金属成分量に基づいて
   、前記酸化物の前記測定された値に補正を施すことによ
   って、炭素及び硫黄の非金属成分量を求めることを特徴
   とする溶鋼の迅速分析方法。
2. （２）補正が（１）式によって施される請求項１記載の
   溶鋼の迅速分析方法。 分析装置で測定された値をＣ＿０、金属成分量をＣ＿ｍ
   、補正後の測定値をＣとして、 Ｃ＝｛１＋ｋ・（Ｃ＿ｍ）＾ｓ｝・Ｃ＿０…（１）