JPH04132950A - 混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブ - Google Patents
混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブInfo
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- JPH04132950A JPH04132950A JP2254133A JP25413390A JPH04132950A JP H04132950 A JPH04132950 A JP H04132950A JP 2254133 A JP2254133 A JP 2254133A JP 25413390 A JP25413390 A JP 25413390A JP H04132950 A JPH04132950 A JP H04132950A
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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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〕
この発明は、溶鉄等の溶融金属中に含まれる溶質元素（
Ｙ）の活量、特に炭素、窒素、硫黄、燐の活量を測定す
るための溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブに
関する。
Ｙ）の活量、特に炭素、窒素、硫黄、燐の活量を測定す
るための溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブに
関する。
近年、金属製品は多品種・高品質化が進み、溶質元素の
管理が重要になっているが、分析用試料を採取し、発光
分光器等の機器分析によって濃度を測定する場合がほと
んどであり、迅速性に欠けるという問題があった。
管理が重要になっているが、分析用試料を採取し、発光
分光器等の機器分析によって濃度を測定する場合がほと
んどであり、迅速性に欠けるという問題があった。
そこで、迅速に溶融金属中の溶質元素の濃度（活量）を
測定する方法として、特開昭６１−１４２４５５号を始
めとした一連の提案がなされている（特開昭６１−２６
０１５５号、特開昭６３−１９１０５６号、特開昭６３
−２８６７６０号、特開昭６３−２７３０５５号、特開
昭６３−３０９８４９号、特開平１−２６３５５６号、
特開平２−７３１４８号、特開平２−７３１４８号、特
開平２−８２１５３号、実開昭６３−１０９６４３号、
実開昭６３−１４８８６７号他）、これらの従来の方法
は、基本的には溶質元素（Ｙ）の酸化物（ＹＯａ）又は
それを含む複合酸化物からなる被覆層を酸素イオン導電
性を有する固体電解質の外周に形成して成るプローブを
、溶融金属中に浸漬し、溶質元素（Ｙ）とその酸化物（
ＹＯａ）との平衡反応に係る酸素分圧を酸素濃淡電池の
原理により測定し、溶質元素（Ｙ）の活量を求めるもの
であった。
測定する方法として、特開昭６１−１４２４５５号を始
めとした一連の提案がなされている（特開昭６１−２６
０１５５号、特開昭６３−１９１０５６号、特開昭６３
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特開平２−７３１４８号、特開平２−７３１４８号、特
開平２−８２１５３号、実開昭６３−１０９６４３号、
実開昭６３−１４８８６７号他）、これらの従来の方法
は、基本的には溶質元素（Ｙ）の酸化物（ＹＯａ）又は
それを含む複合酸化物からなる被覆層を酸素イオン導電
性を有する固体電解質の外周に形成して成るプローブを
、溶融金属中に浸漬し、溶質元素（Ｙ）とその酸化物（
ＹＯａ）との平衡反応に係る酸素分圧を酸素濃淡電池の
原理により測定し、溶質元素（Ｙ）の活量を求めるもの
であった。
しかしながら、上記の方法の問題点として、酸化物（Ｙ
Ｏａ）が常温にて気体となる場合（例ｃｏ、ｃｏ□、
Ｎｏ２． Ｓｏ□）被覆できないという問題があり、又
、測定温度にて酸化物（ＹＯａ）が気体となる場合（例
Ｐ２０ｇ）測定時に被覆がなくなるといった問題がある
。これに対しその解決策の一つとして複合酸化物（例Ｃ
ａ５（ＰＯ４）ｚ 。
Ｏａ）が常温にて気体となる場合（例ｃｏ、ｃｏ□、
Ｎｏ２． Ｓｏ□）被覆できないという問題があり、又
、測定温度にて酸化物（ＹＯａ）が気体となる場合（例
Ｐ２０ｇ）測定時に被覆がなくなるといった問題がある
。これに対しその解決策の一つとして複合酸化物（例Ｃ
ａ５（ＰＯ４）ｚ 。
ＣａＣ０，、Ｃａ５Ｏ４）を使用する考え方がある。と
ころが、この複合酸化物を利用する方法でも、窒素セン
サに利用される硝酸塩に適当な物質がないうえに、炭素
センサに利用される炭酸塩や硫黄センサに利用される硫
酸塩で高温まで安定な物質がない。例えば、製鋼にて利
用する場合は少なくとも１６００℃まで固体又は固体で
安定している酸化物又は複合酸化物が必要である。
ころが、この複合酸化物を利用する方法でも、窒素セン
サに利用される硝酸塩に適当な物質がないうえに、炭素
センサに利用される炭酸塩や硫黄センサに利用される硫
酸塩で高温まで安定な物質がない。例えば、製鋼にて利
用する場合は少なくとも１６００℃まで固体又は固体で
安定している酸化物又は複合酸化物が必要である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高
温で安定な酸化物又は複合酸化物がない溶質元素の活量
を測定するプローブを提供することを目的とする。
温で安定な酸化物又は複合酸化物がない溶質元素の活量
を測定するプローブを提供することを目的とする。
この発明に係る溶融金属中の溶質元素の活量測定用プロ
ーブは、測定対象となる溶質元素（Ｙ）の酸化物以外の
化合物（ＭＹｘ）と、この化合物（ＭＹｘ）を形成でき
る溶質元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）
との混合物から成り立つ副電極（以下混合副電極と呼ぶ
）を、従来の酸素ゼンサで利用している固体電解質の外
表面に被覆することを基本的特徴としている。
ーブは、測定対象となる溶質元素（Ｙ）の酸化物以外の
化合物（ＭＹｘ）と、この化合物（ＭＹｘ）を形成でき
る溶質元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）
との混合物から成り立つ副電極（以下混合副電極と呼ぶ
）を、従来の酸素ゼンサで利用している固体電解質の外
表面に被覆することを基本的特徴としている。
以下にこのプローブによる測定の原理を説明する。
今、酸素を０、測定対象となる溶質元素をＹ。
このＹと化合物を形成する元素を阿、Ｙと阿の化合物を
ＭＹｘｌＭの酸化物をＭＯｚとする。
ＭＹｘｌＭの酸化物をＭＯｚとする。
ここで、添字ｘ、ｚは、阿に対するＹ及び阿に対するＯ
の化学量論比である。
の化学量論比である。
ＭＹｘとＭＯｚを含む混合副電極を有するプローブを測
定すべき溶融金属中に浸漬すると、混合副電極と溶融金
属の共存領域では、以下の局部平衡が成立する。
定すべき溶融金属中に浸漬すると、混合副電極と溶融金
属の共存領域では、以下の局部平衡が成立する。
阿＋ｘＹ ＝ ＭＹｘ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■阿＋ｚ／
２０□＝ ＭＯｚ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・■■及び０式から阿を消去す
ると、 ｘＹ＋ＭＯｚ＝ＭＹｘ＋Ｚ／２０□ ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・■■式の平衡定数をＫとすると、 これにより、従来の方式では溶鉄温度領域において固体
あるいは液体の副電極（被覆）を得ることができず測定
不可能であった炭素や窒素等が、本発明の混合副電極を
利用することにより測定可能となる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■阿＋ｚ／
２０□＝ ＭＯｚ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・■■及び０式から阿を消去す
ると、 ｘＹ＋ＭＯｚ＝ＭＹｘ＋Ｚ／２０□ ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・■■式の平衡定数をＫとすると、 これにより、従来の方式では溶鉄温度領域において固体
あるいは液体の副電極（被覆）を得ることができず測定
不可能であった炭素や窒素等が、本発明の混合副電極を
利用することにより測定可能となる。
ここで、混合副電極に使用する物質について述べると下
表のものが考えられる。但し、該表に示す混合副電極物
質に限定されるわけではなく、混合副電極物質を形成す
る２つの物質が使用温度にて固体又は固体状態であり、
その活量の比が一定となる組合せでｌればよい。又、第
三添加物を加えてもよい。
表のものが考えられる。但し、該表に示す混合副電極物
質に限定されるわけではなく、混合副電極物質を形成す
る２つの物質が使用温度にて固体又は固体状態であり、
その活量の比が一定となる組合せでｌればよい。又、第
三添加物を加えてもよい。
となる、ここでＫは平衡定数であるので温度のみの関数
である。今、ＭＹｘの活量ａ ＭＹｘ及びＭＯｚの活量
ａ ＭＯｚを一定に保っておくと、Ｏの分圧Ｐａ、と温
度を測定することにより、Ｙの活量ａＹを知ることがで
きる。
である。今、ＭＹｘの活量ａ ＭＹｘ及びＭＯｚの活量
ａ ＭＯｚを一定に保っておくと、Ｏの分圧Ｐａ、と温
度を測定することにより、Ｙの活量ａＹを知ることがで
きる。
この混合副電極（１）は、第１図に示されるように酸素
センサを構成することのできる固体電解質（２）の表面
全体に、或いは第２図に示されるように一部に塗布する
か、第３図に示されるように点在付着されるか、第４図
に示されるように固体電解質（２）中に混在させるかの
いずれかの方法で形成すればよい。これらの図面におい
て、（３）は標準極物質、（４）は標準極リードである
。そしてこれらの図面に示される構成により、測定すべ
き溶融金属中で混合副電極（１）と溶融金属の共存領域
を形成し局部平衡を形成する。
センサを構成することのできる固体電解質（２）の表面
全体に、或いは第２図に示されるように一部に塗布する
か、第３図に示されるように点在付着されるか、第４図
に示されるように固体電解質（２）中に混在させるかの
いずれかの方法で形成すればよい。これらの図面におい
て、（３）は標準極物質、（４）は標準極リードである
。そしてこれらの図面に示される構成により、測定すべ
き溶融金属中で混合副電極（１）と溶融金属の共存領域
を形成し局部平衡を形成する。
次に第５図及び第６図を用いて、本発明構成を有するプ
ローブの一例について説明する。
ローブの一例について説明する。
第５図において、（６）は対極、（５）は標準電極、（
７）は電位差計である。標準電極（５）は固体電解質（
２）と標準極物質（３）と標準極リード（４）と被覆層
として形成された混合副電極（１）から構成されており
、基本的には従来の酸素センサに被覆層としての混合副
電極（１）が付加されたものと同じ構成である。この固
体電解質（２）は、高温で酸素イオン導電性を有し従来
の酸素センサに用いることのできるものであればなんで
もよい。図の例では固体電解質（２）は筒状に形成され
、この中に標準極物質（３）が挿入接触せしめられてい
る。従来技術では、この固体電解質（２）の外面に測定
対象となる溶質元素（Ｙ）の酸化物（ＹＯａ）又はそれ
を含む複合酸化物からなる被覆層を形成して、溶融金属
中に浸漬し溶質元素（Ｙ）と酸化物（ＹＯａ）との平衡
反応に係る酸素分圧を、酸素濃淡電池の原理により測定
し、溶質元素（Ｙ）の活量を求めようとしたが、本発明
ではこの被覆層を、測定対象となる溶質元素（Ｙ）を含
有する酸化物以外の化合物（ＭＹｘ）と、この化合物（
ＭＹｘ）を構成する溶質元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の
酸化物（ＭＯｚ）との混合物から成り立っている混合副
電極（１）で形成し、溶融金属中に浸漬し溶質元素（Ｙ
）と混合副電極（１）との平衡反応に係る酸素分圧を酸
素濃淡電池の原理により測定し。
７）は電位差計である。標準電極（５）は固体電解質（
２）と標準極物質（３）と標準極リード（４）と被覆層
として形成された混合副電極（１）から構成されており
、基本的には従来の酸素センサに被覆層としての混合副
電極（１）が付加されたものと同じ構成である。この固
体電解質（２）は、高温で酸素イオン導電性を有し従来
の酸素センサに用いることのできるものであればなんで
もよい。図の例では固体電解質（２）は筒状に形成され
、この中に標準極物質（３）が挿入接触せしめられてい
る。従来技術では、この固体電解質（２）の外面に測定
対象となる溶質元素（Ｙ）の酸化物（ＹＯａ）又はそれ
を含む複合酸化物からなる被覆層を形成して、溶融金属
中に浸漬し溶質元素（Ｙ）と酸化物（ＹＯａ）との平衡
反応に係る酸素分圧を、酸素濃淡電池の原理により測定
し、溶質元素（Ｙ）の活量を求めようとしたが、本発明
ではこの被覆層を、測定対象となる溶質元素（Ｙ）を含
有する酸化物以外の化合物（ＭＹｘ）と、この化合物（
ＭＹｘ）を構成する溶質元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の
酸化物（ＭＯｚ）との混合物から成り立っている混合副
電極（１）で形成し、溶融金属中に浸漬し溶質元素（Ｙ
）と混合副電極（１）との平衡反応に係る酸素分圧を酸
素濃淡電池の原理により測定し。
溶質元素（Ｙ）の活量を求めることになる。この時、電
位差計（７）に現れる起電力ＥＭＦは次式■で示される
。
位差計（７）に現れる起電力ＥＭＦは次式■で示される
。
但し、Ｆ ：ファラデ一定数
Ｒ：ガス定数
Ｔ ：溶融金属の絶対温度
Ｐｏ、 （１） ：標準極物質の酸素分圧Ｐｏ、 （１
） ：局部平衡層内の酸素分圧Ｐｅ’ ：部分電子
伝導性パラメータこの０式において、ＰＯ□（＋）及び
Ｐｅ’ は温度の関数であるため、ＥＭＦとＴを測定す
ることによりＰＯ□（１）を知ることができる。このＰ
ｏ。
） ：局部平衡層内の酸素分圧Ｐｅ’ ：部分電子
伝導性パラメータこの０式において、ＰＯ□（＋）及び
Ｐｅ’ は温度の関数であるため、ＥＭＦとＴを測定す
ることによりＰＯ□（１）を知ることができる。このＰ
ｏ。
（１）を前記０式に代入することにより、目的の測定対
象となる溶質元素（Ｙ）の活量を知ることができる。
象となる溶質元素（Ｙ）の活量を知ることができる。
第６図において、この対極（６）と標準電極（５）は熱
電対（８）を入れた石英管（９）と共にハウジング（１
０）内に固定され、コネクタ（１１）を介して前記電位
差計（７）に接続するようになっている。
電対（８）を入れた石英管（９）と共にハウジング（１
０）内に固定され、コネクタ（１１）を介して前記電位
差計（７）に接続するようになっている。
又、ハウジング（１０）は保護管（１２）に装着され、
更に標準電極（５）側がキャップ（１３）で覆われて実
際のプローブ完成品となる。
更に標準電極（５）側がキャップ（１３）で覆われて実
際のプローブ完成品となる。
〔実施例１〕
溶鋼中の炭素活量を測定するために、本発明構成を有す
る炭素センサにて測定した。使用したプローブの仕様及
び溶鋼条件は以下の通りである。
る炭素センサにて測定した。使用したプローブの仕様及
び溶鋼条件は以下の通りである。
混合副電極の材質
溶質元素（Ｙ）の化合物（ＭＹｘ）をＳｉＣとし、溶質
元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）をＳｉ
Ｏ□としたこれらの混合物固体電解質の材質 ＺｒＯ，＋ＭｇＯ（８ｗ＋ｏＱ％） 標準極物質の材質 Ｃｒ＋Ｃｒ、Ｏ，（２ｗｔ％） 混合副電極の被覆方法 ＳｉＣとＳｉｎ、の１対１（鳳。皇）の混合物に水及び
有機物を加えてスラリーを形 成し、そのスラリー中に上記固体電解 質をとぶづけし、自然乾燥させて被覆 層とする。
元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）をＳｉ
Ｏ□としたこれらの混合物固体電解質の材質 ＺｒＯ，＋ＭｇＯ（８ｗ＋ｏＱ％） 標準極物質の材質 Ｃｒ＋Ｃｒ、Ｏ，（２ｗｔ％） 混合副電極の被覆方法 ＳｉＣとＳｉｎ、の１対１（鳳。皇）の混合物に水及び
有機物を加えてスラリーを形 成し、そのスラリー中に上記固体電解 質をとぶづけし、自然乾燥させて被覆 層とする。
測定温度
１６００℃
溶鋼成分範囲
％Ｃ＝ｏ、ｏｔ〜１．０
％５ｉ＝０．１以下
％Ｍｎ＝０．１以下
第７図に上記炭素センサにて測定したＥＭＦ（起電力）
とサンプル分析より求めた炭素濃度〔％Ｃ〕の関係を示
す。
とサンプル分析より求めた炭素濃度〔％Ｃ〕の関係を示
す。
同図に示されるように、本センサで測定されるＥＭＦ
（起電力）と、サンプル分析から求まる炭素濃度〔％Ｃ
〕間に良好な相関関係が得られている。
（起電力）と、サンプル分析から求まる炭素濃度〔％Ｃ
〕間に良好な相関関係が得られている。
そして本炭素センサにて測定されるＥＭＦと温度から溶
鋼中の炭素濃度を計算する方法は次の通りである。
鋼中の炭素濃度を計算する方法は次の通りである。
本炭素センサを溶鋼中に浸漬すると、混合副電極（Ｓｉ
ＣとＳｉｎ、 ）と溶鋼の界面に前記■式に相当する次
の局部平衡関係が成立する。
ＣとＳｉｎ、 ）と溶鋼の界面に前記■式に相当する次
の局部平衡関係が成立する。
Ｃ＋５ｉＯ２＝ＳｉＣ＋Ｏ□ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・ ■この０式の平衡定数Ｋ（
７）は次の０式で与えられる。
・・・・・・・・・・・・ ■この０式の平衡定数Ｋ（
７）は次の０式で与えられる。
更に、この０式のに、７、は温度の関数として次式〇で
与えられており、 ＳｉＣと５ｉｎ２は純粋の固体であ
るため、それぞれの活量ａ ＳｉＣとａ Ｓｉｎ、は１
と見做せ、Ｐａ２（Ｉｔ）を測定することにより炭素活
量ａＣが計算できる。
与えられており、 ＳｉＣと５ｉｎ２は純粋の固体であ
るため、それぞれの活量ａ ＳｉＣとａ Ｓｉｎ、は１
と見做せ、Ｐａ２（Ｉｔ）を測定することにより炭素活
量ａＣが計算できる。
炭素活量ａＣを計算したのちに、次式〇の炭素の活量係
数ｆｃで除すことにより、炭素濃度が求まる。
数ｆｃで除すことにより、炭素濃度が求まる。
わｇ ｆｃ＝ｏ、２４３Ｘ （炭素濃度〕 ・・・・・
・・・・■又、上記ＰＯ□（曹）は、本センサで測定さ
れるＥＭＦと温度より次の［相］式により求まる。
・・・・■又、上記ＰＯ□（曹）は、本センサで測定さ
れるＥＭＦと温度より次の［相］式により求まる。
？’Ｐｏ、（Ｉ）＝′−＋Ｐｅ’−’−但し、ＥＭＦ
Ｃ本センサで測定される起電力 （Ｖ）Ｔ 二本セ
ンサで測定される温度 （Ｋ）Ｆ ：ファラデ一定
数 ２．３０５２１ Ｘ １０’（ｃａト Ｖ−’ ・ｍｏ
ｆｆｉ−１）Ｒ：ガス定数 １．９８６４８ （ｃａトｄｅｇ−”ｍｏｆｆｉ−”
）Ｐｏ、（１）：標準極物質Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｏ，で規定さ
れる酸素分圧 Ｐｏ、（１）＝ｅｘｐ （１８，６３６−８６３８４／
Ｔ）Ｐｇ’ ：部分電子伝導性パラメータｐｅｔ＝
１０（ｚ４．ａｘ−ｔｏ３ｔｏ／Ｔ’ＩＰｏｔ （ｇ）
：局部平衡層内の酸素分圧〔実施例２〕 溶鋼中の窒素活量を測定するために、本発明構成を有す
る窒素センサにて測定した。使用したプローブの仕様及
び溶鋼条件は以下の通りである。
Ｃ本センサで測定される起電力 （Ｖ）Ｔ 二本セ
ンサで測定される温度 （Ｋ）Ｆ ：ファラデ一定
数 ２．３０５２１ Ｘ １０’（ｃａト Ｖ−’ ・ｍｏ
ｆｆｉ−１）Ｒ：ガス定数 １．９８６４８ （ｃａトｄｅｇ−”ｍｏｆｆｉ−”
）Ｐｏ、（１）：標準極物質Ｃｒ＋Ｃｒ２Ｏ，で規定さ
れる酸素分圧 Ｐｏ、（１）＝ｅｘｐ （１８，６３６−８６３８４／
Ｔ）Ｐｇ’ ：部分電子伝導性パラメータｐｅｔ＝
１０（ｚ４．ａｘ−ｔｏ３ｔｏ／Ｔ’ＩＰｏｔ （ｇ）
：局部平衡層内の酸素分圧〔実施例２〕 溶鋼中の窒素活量を測定するために、本発明構成を有す
る窒素センサにて測定した。使用したプローブの仕様及
び溶鋼条件は以下の通りである。
混合副電極の材質
酸化物以外の化合物（ＭＹｘ）をＳｉ、Ｎ４とし、溶質
元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）をＳｉ
Ｏ□としたこれらの混合物固体電解質の材質 ＺｒＯ，＋ＭｇＯ（８ｍａｉ１％） 標準極物質の材質 Ｃｒ＋Ｃｒ２０３（２ｗｔ％） 混合副電極の被覆方法 Ｓｉ３Ｎ４と５ｉｎ２の１対３（ｍｏＡ）の混合物に水
及び有機物を加えてスラリーを 形成し、そのスラリー中に上記固体電 解質をとぶづけし、自然乾燥させて被 覆層とする。
元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物（ＭＯｚ）をＳｉ
Ｏ□としたこれらの混合物固体電解質の材質 ＺｒＯ，＋ＭｇＯ（８ｍａｉ１％） 標準極物質の材質 Ｃｒ＋Ｃｒ２０３（２ｗｔ％） 混合副電極の被覆方法 Ｓｉ３Ｎ４と５ｉｎ２の１対３（ｍｏＡ）の混合物に水
及び有機物を加えてスラリーを 形成し、そのスラリー中に上記固体電 解質をとぶづけし、自然乾燥させて被 覆層とする。
測定温度
１６００℃
溶鋼成分範囲
％Ｎ ＝０．００１〜０．０２
％５ｉ＝０．１以下
％Ｍｎ＝０．１以下
第８図に上記窒素センサにて測定したＥＭＦ（起電力）
とサンプル分析より求めた窒素濃度〔％Ｎ〕の関係を示
す。
とサンプル分析より求めた窒素濃度〔％Ｎ〕の関係を示
す。
同図しこ示されるようしこ１本センサで測定されるＥＭ
Ｆ （起電力）と、サンプル分析から求まる窒素濃度〔
％Ｎ〕との間に良好な相関関係が得られている。
Ｆ （起電力）と、サンプル分析から求まる窒素濃度〔
％Ｎ〕との間に良好な相関関係が得られている。
尚、本窒素センサにて測定されるＥＭＦと温度から溶鋼
中の窒素濃度を計算する方法は実施例１と同様であり、
０〜０式をそれぞれ０〜［株］式に変換して求めれば良
い。
中の窒素濃度を計算する方法は実施例１と同様であり、
０〜０式をそれぞれ０〜［株］式に変換して求めれば良
い。
即ち、前記０式は次式のように、
４／３Ｎ＋５ｉ０２＝１／３Ｓｉ３０４＋０２ ・
・・・・・・・・ ０前記■式は次式■のように、 又、前記０式は次式■のように、 更に、前記０式は次式［株］のように。
・・・・・・・・ ０前記■式は次式■のように、 又、前記０式は次式■のように、 更に、前記０式は次式［株］のように。
活量係数ｆｕ＝１ ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・［相］夫装置き換えることになる
。
・・・・・・・・・・［相］夫装置き換えることになる
。
以上詳述したように本発明構成を有するプローブによれ
ば、溶融金属中に含まれる溶質元素のうち、高温で安定
な酸化物又は複合酸化物がない溶質元素の活量を測定す
ることができることになる。
ば、溶融金属中に含まれる溶質元素のうち、高温で安定
な酸化物又は複合酸化物がない溶質元素の活量を測定す
ることができることになる。
第１図は本発明のプローブ構成中標準電極の素子構成の
一例を示す断面図、第２図は同じく標準電極の素子構成
の他の例を示す断面図、第３図は同じく標準電極の素子
構成の更に他の例を示す断面図、第４図は同じく標準電
極の素子構成の別の例を示す断面図、第５図は本発明構
成を有するプローブによる測定方法の原理説明図、第６
図は本発明構成を有するプローブ全体の概要を示す説明
図、第７図は本発明の実施例に係る炭素センサの測定結
果とサンプリングによる分析結果との相関状態を示すグ
ラフ図、第８図は同じく本発明の実施例に係る窒素セン
サの測定結果とサンプリングによる分析結果の相関状態
を示すグラフ図である。 図中、（１）は混合副電極、（２）は固体電解質、（３
）は標準極物質、（４）は標準極り−ド、（５）は標準
電極、（６）は対極、（７）は電位差計、（８）は熱電
対、（９）は石英管、（１０）はハウジング、 （１１
）はコネクタ、（１２）は保護管、（１３）はキャップ
を各示す。 第１図 第２図 第３図 第４図
一例を示す断面図、第２図は同じく標準電極の素子構成
の他の例を示す断面図、第３図は同じく標準電極の素子
構成の更に他の例を示す断面図、第４図は同じく標準電
極の素子構成の別の例を示す断面図、第５図は本発明構
成を有するプローブによる測定方法の原理説明図、第６
図は本発明構成を有するプローブ全体の概要を示す説明
図、第７図は本発明の実施例に係る炭素センサの測定結
果とサンプリングによる分析結果との相関状態を示すグ
ラフ図、第８図は同じく本発明の実施例に係る窒素セン
サの測定結果とサンプリングによる分析結果の相関状態
を示すグラフ図である。 図中、（１）は混合副電極、（２）は固体電解質、（３
）は標準極物質、（４）は標準極り−ド、（５）は標準
電極、（６）は対極、（７）は電位差計、（８）は熱電
対、（９）は石英管、（１０）はハウジング、 （１１
）はコネクタ、（１２）は保護管、（１３）はキャップ
を各示す。 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）溶融金属中の溶質元素（Ｙ）の活量を測定するプ
ローブにおいて、該溶質元素（Ｙ）の酸化物以外の化合
物（ＭＹｘ）と、この化合物（ＭＹｘ）を形成できる測
定対象となる溶質元素（Ｙ）以外の元素（Ｍ）の酸化物
（ＭＯｚ）との混合物から成る混合副電極を、酸素イオ
ン導電性を有する固体電解質の外表面に被覆して、対極
と対になる標準電極用素子を構成することを特徴とする
混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用
プローブ。 - （２）溶融金属中の溶質元素（Ｙ）が炭素、窒素、硫黄
、燐のいずれかであることを特徴とする請求項第１項記
載の混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測
定用プローブ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254133A JPH04132950A (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブ |
| KR1019910016065A KR960007787B1 (ko) | 1990-09-26 | 1991-09-14 | 혼합부전극을 사용한 용철중의 탄소활량 측정용 프로브 |
| DE69107753T DE69107753T2 (de) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Sonde mit gemischter Sub-Elektrode zur Bestimmung der Kohlenstoff-Aktivität von Eisenschmelzen. |
| EP91116236A EP0477859B1 (en) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Probe using a mixed sub-electrode for measuring the activity of carbon in molten iron |
| CA002052163A CA2052163C (en) | 1990-09-26 | 1991-09-24 | Probe using a mixed sub-electrode for measuring the activity of carbon in molten iron |
| US08/067,417 US5393403A (en) | 1990-09-26 | 1993-05-25 | Probe using a mixed sub-electrode for measuring the activity of carbon in molton iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254133A JPH04132950A (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04132950A true JPH04132950A (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=17260678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254133A Pending JPH04132950A (ja) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | 混合副電極を用いた溶融金属中の溶質元素の活量測定用プローブ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5393403A (ja) |
| EP (1) | EP0477859B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04132950A (ja) |
| KR (1) | KR960007787B1 (ja) |
| CA (1) | CA2052163C (ja) |
| DE (1) | DE69107753T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068856A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Heraeus Electro Nite Japan Ltd | 炭素活量測定用プローブ |
| JP2015187577A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属中の硫黄測定センサー |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6612154B1 (en) * | 1998-12-22 | 2003-09-02 | Furnace Control Corp. | Systems and methods for monitoring or controlling the ratio of hydrogen to water vapor in metal heat treating atmospheres |
| US6591215B1 (en) | 1999-02-18 | 2003-07-08 | Furnace Control Corp. | Systems and methods for controlling the activity of carbon in heat treating atmospheres |
| KR100594841B1 (ko) | 2004-12-21 | 2006-06-30 | 한국원자력연구소 | 고온 용융염용 기준전극 및 그 제조 방법 |
| US20080187850A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-07 | Xerox Corporation | Tunable electrophotographic imaging member and method of making same |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1252215A (ja) * | 1969-06-13 | 1971-11-03 | ||
| US3652427A (en) * | 1969-12-22 | 1972-03-28 | Little Inc A | Method for monitoring the oxygen and carbon contents in a molten metal |
| DE2010056A1 (de) * | 1970-03-04 | 1971-09-23 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung von chemL· sehen Kohlenstoff- und/oder Stickstoffaktivitäten in flüssigen Metallen |
| US4065371A (en) * | 1975-09-26 | 1977-12-27 | General Electric Company | Electrochemical carbon meter |
| US4428770A (en) * | 1982-02-23 | 1984-01-31 | University Patents, Inc. | Methods of manufacturing metal from a melt, determination of sulfur and carbon therein, sensors therefor and solid electrolyte compositions for said sensors |
| JPS63286760A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Osaka Oxygen Ind Ltd | 溶融鉄中の不純物元素の濃度測定用複合プロ−ブ |
| JPH0778485B2 (ja) * | 1987-06-11 | 1995-08-23 | 大阪酸素工業株式会社 | 溶融金属中の不純物元素濃度測定プロ−ブ |
| US5192404A (en) * | 1988-10-06 | 1993-03-09 | Mineral Industry Research Organisation | Method for measuring a minor element in a molten metal |
-
1990
- 1990-09-26 JP JP2254133A patent/JPH04132950A/ja active Pending
-
1991
- 1991-09-14 KR KR1019910016065A patent/KR960007787B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-09-24 CA CA002052163A patent/CA2052163C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-24 DE DE69107753T patent/DE69107753T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-24 EP EP91116236A patent/EP0477859B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-25 US US08/067,417 patent/US5393403A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009068856A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-04-02 | Heraeus Electro Nite Japan Ltd | 炭素活量測定用プローブ |
| JP2015187577A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | 新日鐵住金株式会社 | 溶融金属中の硫黄測定センサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2052163A1 (en) | 1992-03-27 |
| EP0477859B1 (en) | 1995-03-01 |
| CA2052163C (en) | 1997-12-09 |
| KR920006739A (ko) | 1992-04-28 |
| KR960007787B1 (ko) | 1996-06-12 |
| EP0477859A1 (en) | 1992-04-01 |
| DE69107753T2 (de) | 1995-11-02 |
| US5393403A (en) | 1995-02-28 |
| DE69107753D1 (de) | 1995-04-06 |
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