JPH0428819A - Method for operating reducing atmospheric furnace - Google Patents
Method for operating reducing atmospheric furnaceInfo
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Abstract
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。[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to a method for operating a reducing atmosphere furnace using an oxygen partial pressure meter, and in particular to a method for easily and highly accurately controlling the carbon potential in the furnace air. This article 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、炭素を綱材表面に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、浸炭された綱材に光
輝処理を施す焼きなまし処理等が、それである。(Background Art) Heat treatment in a reducing atmosphere has been known as a type of metal treatment performed for the purpose of altering the chemical composition or structure of a metal, or removing internal stress. Specifically, these include carburizing, which hardens the metal surface by penetrating and diffusing carbon into the surface of the wire, and annealing, which brightens the carburized wire.
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、極めて重要なことで
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 heat treatment, usually
A reducing atmosphere furnace will be used, and it is extremely important to adjust and control the atmosphere within such a furnace in order to advantageously and stably obtain the desired treatment effect. For example, In a carburizing furnace, highly accurate control of the carbon potential (CP) in the furnace air is required in order to stably obtain a steel material with a target carbon content.
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界質を用
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）に応した起電
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０□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Ｃｏ１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, the oxygen concentration in the gas to be measured ( The 0□ concentration in the reactor air is measured using a known oxygen partial pressure meter that outputs an electromotive force corresponding to the oxygen partial pressure (oxygen partial pressure), and based on the measured value, the chemical equilibrium reaction of the reactor atmosphere is calculated. The atmosphere inside the furnace is controlled based on the CP value in the furnace air calculated from the formula. Note that the CP value in the reactor air can also be measured with instruments other than oxygen partial pressure meters, such as Co1 meters, dew point meters, and resistance-type carbon potential meters. In comparison, it is currently not used much because it has disadvantages such as troublesome maintenance, limited usage conditions, and time-consuming measurements.
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 measured value by such an oxygen partial pressure meter is based on an arithmetic formula that holds true under chemical equilibrium conditions using measured values measured in the furnace atmosphere, which has not actually reached a chemical equilibrium state. CP values obtained by such a method naturally contain 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、ががる関係に基づいて補正することが
、行なわれている。Therefore, in the past, for example, the relationship (difference) between the CP value calculated from the measured value of an oxygen partial pressure meter and the true CP value in the furnace atmosphere was determined in advance, and the relationship (difference) was calculated from the actual furnace air measurement results. The calculated CP value is corrected based on the deviating relationship.
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
値と真の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かなければならず、
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 correcting the CP value using such a method, the balance condition of the furnace air due to the furnace wall and the electrode activity of the individual sensor (oxygen partial pressure meter) change depending on the temperature of the furnace atmosphere. Since the amount of correction for the CP value also changes, the CP calculated from the measured value of the oxygen partial pressure meter
The relationship between the value and the true CP value must be determined for each case in which the temperature of the furnace atmosphere differs.
The work was extremely tedious. In addition, CP calculated from the measured values of those oxygen partial pressure meters
The relationship between the value and the true CP value varies depending on changes in the oxygen partial pressure meter over time and errors between the meters, so these relationships should be re-measured at each temperature after a specified period of time or when replacing the meter. This required a great deal of time and effort, making it impractical.
（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ルの制御を、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 against the background of the above-mentioned circumstances, and the problem to be solved is:
To advantageously eliminate errors inherent in the output value of an oxygen partial pressure meter through simple operations, thereby easily and highly accurately controlling the carbon potential in the furnace air in a reducing atmosphere furnace. An object of the present invention is to provide a method for operating a reducing atmosphere furnace that allows the following.
（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
ボンポテンシャル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％式％
に代入せしめて、Ｆ 〔ｔ〕およびｃ（Ｈ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（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
％式％
に代入せしめて、
それら出力ＥＭＦと理論ＥＭＦ
との関係を満足せしめるＦ〔ｔ〕およびＣ〔ｔ〕の係数
ＡおよびＢを求めることにより、上記（２）式を、該酸
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
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Ｅ
ＭＦとして、前記補正関係式を用いて目標とする炉気特
性と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 Means) In order to solve this problem, in the present invention, the carbon potential in the reactor air is A method of operating a reducing atmosphere furnace for controlling
By measuring a plurality of sample reactor air with known characteristics under a plurality of temperature conditions, the electromotive force actually output from the oxygen partial pressure meter is measured as the output EMF,
The electromotive force of the oxygen partial pressure meter, which is theoretically calculated from each reactor air characteristic, is determined as the theoretical EMF, and these output EMF and theoretical EMF are substituted into the following formula (1), formula %, and F [t] and c (Calculate the value of H, and based on the obtained results, calculate the values of F [t] and G [t
] as a function having a temperature variable term, thereby completing the above equation (1) as a basic relational equation showing the relationship between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure meter, and (b) Using an oxygen partial pressure meter used to control the carbon potential in the reactor air in the reducing atmosphere reactor, the oxygen content can be determined by measuring at least one sample reactor air with known characteristics at a small temperature (both at one temperature). The electromotive force actually output from the pressure gauge is measured as the output EMF, and the electromotive force of the oxygen partial pressure gauge, which is theoretically calculated from the reactor air characteristics, is determined as the theoretical EMF, and these output EMF and theoretical EMF are calculated as follows (2 ) Formula % By substituting into the formula % and finding the coefficients A and B of F[t] and C[t] that satisfy the relationship between the output EMF and the theoretical EMF, the above equation (2) can be transformed into A step of completing a correction relational expression showing the relationship between the output EMF in the partial pressure meter and the theoretical EMF, and (c) measuring the furnace air in the furnace when operating the reducing atmosphere furnace using the oxygen partial pressure meter. The electromotive force obtained by this is measured as an actual EMF, and the actual EMF is output as
The operation of a reducing atmosphere reactor includes a step of comparing target reactor air characteristics using the correction relational expression as MF, and controls the carbon potential in the reactor air based on the comparison result. The method is its characteristic feature.
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。In addition, in the method of operating a reducing atmosphere furnace according to the method of the present invention, F[t] and G in the basic relational expression
[t] is preferably determined as a quadratic approximation formula by being approximated to a quadratic function of the temperature variable.
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ＧＣ
ｔ］の係数ＡおよびＢは、例えば、該Ｆ Ｃｔ）の係数
Ａが定数として、またＧｌ’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 method of operating a reducing atmosphere furnace according to the method of the present invention, F[t] and GC in the correction relational expression
For example, the coefficients A and B of the F Ct) are determined as a constant, and the coefficient B of the Gl't) is determined as a linear function of the 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
、それら出力ＥＭＦと理論ＥＭＦとの関係を表す一つの
ヘ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
し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-mentioned problems, the present inventors repeatedly conducted experiments on reactor air measurement using an oxygen partial pressure meter under various conditions, and the present invention was developed by While measuring the electromotive force (output EMF) output from the partial pressure meter, we also calculate the electromotive force (theoretical EMF) that should be output by the oxygen partial pressure meter, which is theoretically calculated from the actual reactor air characteristics, and calculate them. As a result of detailed comparisons and studies, we found that the relationship between the output EMF and the theoretical EMF can be expressed by a relational expression with a temperature variable term, and furthermore, we have found that the relationship between the output EMF and the theoretical EMF can be expressed by a Haesian expression that expresses the relationship between the output EMF and the theoretical EMF. By determining in advance a basic relational expression, and shifting this basic relational expression according to the operating conditions and the individual oxygen partial pressure meter used, a correction relationship corresponding to the operating conditions and the individual oxygen partial pressure meter can be created. This work was completed based on the discovery that the formula can be easily obtained with sufficient accuracy.
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
（１）式
理論ＥＭＦ＝Ｆ 〔ｔ〕Ｘ出力ＥＭＦ
＋ （１−Ｆ ［’ｔ） ） ｘＧ 〔ｔ〕にて
表される、酸素分圧計における出力ＥＭＦと理論ＥＭＦ
との関係を表すヘースとなる、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 formula (1), theoretical EMF=F [t]X output EMF + (1-F ['t) ) xG The output EMF and theoretical EMF in the oxygen partial pressure meter, expressed as [t]
Determine one basic relational expression that represents the relationship between
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。In other words, when determining such a basic relational expression, at least one oxygen partial pressure meter is used to measure a plurality of sample reactor air with known characteristics under a plurality of temperature conditions. While measuring the electromotive force (output EMF) actually output from the reactor, the electromotive force (theoretical EMF) to be output by the oxygen partial pressure meter is calculated from the known characteristics of each sample reactor air.
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, these obtained output EMF and theoretical EMF are substituted into the above basic relational expression to calculate the values of F[t] and G(t) under each same temperature condition.
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Ｃ〔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との関係を表すヘ
ースとなるーっの基本関係式として完成されることとな
るのである。Furthermore, from the values of F[t] and G(t:] obtained in this way under a plurality of mutually different temperature conditions, these F[t] and C[t] are determined as a function having a temperature variable term. As a result, the above equation (1) is completed as a basic relational equation representing the relationship between the output EMF in the oxygen partial pressure meter and the theoretical EMF.
なお、そこにおいて、決定される基本関係式の通用範囲
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ｃ（ｔ〕を
決定することが望ましい。In this case, in order to advantageously ensure the applicable range and accuracy of the determined basic relational expression, it is desirable to measure the output EMF as described above using a plurality of oxygen partial pressure meters. It is desirable to determine the F[t] and c(t) by taking the average value of a plurality of data obtained by the plurality of oxygen partial pressure meters as a population.
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（Ｉｉ！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、例えばピアノ線式ホントワイヤカーボ
ンポテンシャル計や赤外線式ＣＯ□濃度計、露点温度計
などを用いて、或いは訓箔による実測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 reactor air, one whose characteristics at the time of measurement with an oxygen partial pressure meter, that is, CP (Ii!) is known, is used. For example, the reactor air during normal operation is used as the sample reactor air. , At the same time as the measurement using the oxygen partial pressure meter, another measuring device that can measure the CP value in the furnace air more accurately than the oxygen partial pressure meter, such as a piano wire type real wire carbon potential meter, an infrared type CO□ concentration meter, a dew point meter, etc. By directly or indirectly measuring the CP value in the reactor air using a thermometer or by actually measuring CP analysis using a hot foil, its characteristics can be 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力（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Ｐｃ。Furthermore, the known characteristics in such sample reactor air, namely CP
Calculation of the electromotive force (theoretical EMF) that should theoretically be output when the sample reactor air is measured with an oxygen partial pressure meter is generally calculated using the known chemical reaction equilibrium equation (i) shown below.
and Nernst's Pc.
ＣＰ
＝Ｆ（丁）
（Ｐ ０２） ””
但し、
ＣＰ ：炉気中のカーボンポテンシャルＦ（丁）：ガス
温度によって定まる関数Ｐｃｏ ：炉気中の００分圧
Ｐｏｚ ：炉気中の０２分圧
Ｔ
Ｐｏｚ＾
、Ｉｎ （） −−−−−（ｉｉ）
Ｆ
ＰＯ□Ｓ
但し、
：酸素分圧計から出力される起電カ
ニ気体定数
：絶対温度
：イオン数
：ファラデー常数
二基率エア中の０２分圧
：炉気中の０□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ｃ（Ｌ］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ｃ（Ｂ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に応して、適宜
選択され得るものである。CP = F (di) (P 02) ”” However, CP: Carbon potential in the furnace air F (di): Function determined by gas temperature Pco: 00 partial pressure in the furnace air Poz: 02 partial pressure in the furnace air T Poz^, In () -------(ii) F PO□S However, : Electromotive crab gas constant output from the oxygen partial pressure meter: Absolute temperature: Number of ions: Faraday constant two-base ratio in air 02 partial pressure: 0□ partial pressure in the reactor air Also, F [t) and c(L], which are thus determined as a function having a temperature variable term, are each advantageously quadratic functions with respect to the temperature variable. For example,
It will be determined as a quadratic approximation formula. Of course, these F[t] and c(B can also be approximated to something other than a quadratic function, for example, a linear function related to a temperature variable, or a graph in which the coefficients for the temperature variable differ between predetermined temperatures. can also be determined as a polygonal function, depending on the values obtained by the above-mentioned measurements and calculations, the number of data, the required accuracy, and the method of determining the coefficient term in the correction relational expression described later. It can be selected as appropriate.
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Ｆａｔ）およびＧ［ｔｌ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（２）式
理論ＥＭＦ＝ＫｈＸ出力ＥＭＦ
＋ （１−Ｋｈ）ｘＥｂ
但し、
Ｋｈ＝ＡｘＦ 〔ｔ〕、Ｅｂ＝ＢｘＧ ［ｔ）にて
示される補正関係式を決定する。Next, after determining the basic relational expression, based on the basic relational expression, the coefficients of Fat) and G[tl are changed and the basic relational expression is shifted, thereby reducing the The following formula (2) represents the output characteristics of a specific oxygen partial pressure meter actually used to control the CP value.Theoretical EMF = KhX output EMF + (1-Kh)xEb However, Kh = AxF [t ], Eb=BxG [t).
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［ｔｌおよびｃ（Ｈ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, F[tl and c (coefficients A and B of H
To determine the value that corresponds to the individual oxygen partial pressure meter used, measure a sample reactor air with known characteristics under at least one temperature condition using the oxygen partial pressure meter actually used, and make corrections. This can be done by making the relational expression (2) approximately correspond to such measurement results, and thereby sufficient accuracy can be ensured for practical use.
また、本発明者らの検討結果によれば、前述の如く、Ｆ
ａｔ）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Ｃ〔ｔ〕の係ＦＸＢ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。Furthermore, according to the study results of the present inventors, as mentioned above, F
at) and G[t] are determined as a quadratic approximation expression, a linear approximation expression, or a polygonal line approximation, the coefficient A of F[t] in the correction relational expression (2) is set as a constant, and C[t] ] By determining the coefficient FXB as a linear function of the temperature variable, a correction relational expression corresponding to the individual oxygen partial pressure meter actually used can be advantageously obtained.
より詳細には、上記補正関係式（２）におけるＦａｔ）
およびＧ〔ｔｌ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 Ｃｔ）の係数Ａ
を１とすると共に、Ｇ（ｔ、：ｌの係数Ｂを温度変数の
一次関数であって定数項がＯの関数とすることによって
得られる、下記（２−１）式
％式％）
Ｋｂ：定数
ｔ ：測定時の炉内雰囲気温度
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, Fat) in the above correction relational expression (2)
To determine the coefficients A and B of G[tl based on the results of measuring one sample reactor air with known characteristics under one temperature condition using an oxygen partial pressure meter actually used, for example, Coefficient A of F Ct) in correction relational expression (2)
is set to 1, and the coefficient B of G(t,:l is a linear function of the temperature variable and the constant term is a function of O), which is obtained by the following formula (2-1) Kb: Constant t: A correction relational expression in which Kb is one of the unknowns, which is indicated by the furnace atmosphere temperature at the time of measurement, is adopted.
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（２１）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係式が
完成され得るのである。Then, the electromotive force (output EMF) obtained by measuring the sample reactor air using the oxygen partial pressure meter actually used
By substituting the electromotive force (theoretical EMF) of the oxygen partial pressure meter theoretically calculated from the reactor air characteristics of the sample reactor air into the above correction relational expression (21), Kb is calculated. , a correction relational expression corresponding to such an individual oxygen partial pressure meter 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、Ｇｅｔ）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
（２−２）式
理論ＥＭＦ＝ＫｈＸ出力ＥＭＦ
＋ （１−Ｋｈ）ｘＥｂ
但し、
Ｋｈ＝ＫａＸＦ ［ｔ）
Ｅｂ＝Ｋｂ −ｔｘＧ 〔ｔ〕
Ｋａ：定数
Ｋｂ：定数
ｔ ：測定時の炉内雰囲気温度
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。In addition, the coefficients A and B of F [t] and G [t] in the correction relational expression (2) are calculated using an oxygen partial pressure meter that is actually used, and two sample reactor airs with known characteristics are measured under the same temperature conditions. To decide based on the results measured respectively below,
For example, it can be obtained by setting the coefficient A of F [t] in the correction relational expression (2) as a constant, and setting the coefficient B of Get) as a linear function related to the temperature variable and a function with a constant term of 0. (2-2) Formula (2-2) Theoretical EMF = KhX Output EMF + (1-Kh)xEb However, Kh = KaXF [t] Eb = Kb -txG [t] Ka: constant Kb: constant t: A correction relational expression is adopted in which the two unknowns are Ka and Kb, which are indicated by the furnace atmosphere temperature at the time of measurement.
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、かが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
することにょ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。Then, the electromotive force (output EMF) obtained by measuring two sample reactor air using an oxygen partial pressure meter that is actually used, and the reactor air characteristics of the sample reactor air are theoretically calculated. The calculated electromotive force of the oxygen partial pressure meter (theoretical EM
By solving the simultaneous equations obtained by substituting F) into the correction relational expression (2-2), respectively, and calculating Ka and Kb, a correction relational expression corresponding to the individual oxygen partial pressure meter is obtained. can be completed.
更にまた、前記補正関係式（２）におけるＦ〔Ｌ］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、ｃ（Ｈ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
（２−３）式
理論ＥＭＦ＝ＫｈＸ出力ＥＭＦ
＋ （１−Ｋｈ）ｘＥｂ
但し、
Ｋｈ＝Ｆ 〔ｔ〕
Ｅｂ−（Ｋｂ −ｔ＋Ｇｂ）ＸＧ 〔ｔ〕Ｋｂ：定数
ｔ ：測定時の炉内雰囲気温度
Ｇｂ：定数
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[L] and G[t] in the above-mentioned correction relational expression (2) can be calculated using an actually used oxygen partial pressure meter in two sample reactors with known characteristics under mutually different temperature conditions. In order to make a determination based on the results of measuring each Qi, for example, F [t
) is set to 1, and the coefficient B of c(H is a linear function with respect to the temperature variable.) The following equation (2-3) is obtained: Theoretical EMF=Kh 1-Kh) x Eb However, Kh = F [t] Eb - (Kb - t + Gb) A correction relational expression is adopted.
そして、実際に使用する酸素分圧計を用いて、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Ｅ Ｍ Ｆ ）と、かかる標本炉気
の炉気特性が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ｃｂを算出することにより、かが
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。Then, the electromotive force (output E M F ) obtained by measuring two sample reactor air under each temperature condition using the oxygen partial pressure meter actually used and the reactor air characteristics of the sample reactor air are calculated. Calculating Kb and cb by solving the simultaneous equations obtained by substituting the theoretically calculated electromotive force (theoretical EMF) of the oxygen partial pressure meter into the above correction relational expressions (2 to 3). Thus, a correction relational expression corresponding to the individual oxygen partial pressure meter can be completed.
なお、このような補正関係式（２−１）、（２２）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、Ｒχ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Ｃ○２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 the sample reactor air used in determining such correction relational expressions (2-1), (22), and (2-3) is the same as the sample reactor air used in determining the basic relational expressions described above. Similarly, Rχ gas or reactor air during normal operation is usually used, and actual CP measured using a piano wire hot wire carbon potential meter, infrared C○2 concentration meter, dew point thermometer, etc., or using steel foil. Through the analysis, the characteristics are known, and the theoretical EMF is calculated from the known characteristics of the sample reactor air based on the chemical equilibrium equation and Nernst's 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、操炉制御に際して実際に使用さ
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。In other words, the correction relational expression obtained in this way is based on the output of the oxygen partial pressure meter obtained by matching the base basic relational expression to the individual oxygen partial pressure meter actually used for reactor operation control. It is a correction formula representing the characteristics,
Therefore, during actual furnace operation, the electromotive force (actually measured EMF) output from the oxygen partial pressure meter is compared with the target reactor air characteristics using this correction relational expression determined in advance, and the comparison is made. If the carbon potential in the reactor air is controlled based on the results, the errors inherent in the actually measured EMF can be advantageously removed, making it possible to easily and precisely control the reactor air. be.
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、広範な温度条件下に適用
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した炉
壁による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
。Further, in particular, according to the method of the present invention, a correction relational expression that can be applied under a wide range of temperature conditions can be easily obtained by measuring at least one sample reactor air under at least one temperature condition. In the correction relational expression obtained in this way,
Since it has a temperature variable term, output changes caused by changes in the equilibrium condition of the furnace air due to the furnace wall depending on the temperature of the furnace atmosphere and changes in the electrode activity of the sensor individual can also 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が出来るこ
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 in the past, there is no need to find correction formulas for each temperature, and the furnace can be controlled extremely easily, even when the temperature of the furnace atmosphere changes. , it is possible to respond extremely quickly, and even if the correction formula is changed due to changes in the output characteristics of the oxygen partial pressure meter over time or due to replacement, etc., there is no need to change the basic relational formula that is the base, and at least one By measuring two sample reactor air under at least one temperature condition and determining only the shift amount, a new correction relational expression can be obtained, which allows for quick response and reduces the time required for maintenance. This means that costs and costs can be reduced extremely 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、０□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ＥＭＦ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、０２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）値の比較操作とじて行なわれるこ
ととなる。In addition, as a comparison operation between the actually measured EMF and the target reactor air characteristics using the above-mentioned correction relational expression, for example, by converting the actually measured EMF into the theoretical EMF as the output EMF using the correction relational expression, After calculating the corrected EMF with the correction amount taken into account, from the corrected EMF, according to a known method, 0□ partial pressure and further carbon potential (measured CP) are calculated based on the Nernst equation and chemical equilibrium reaction equation. Then, by comparing this measured CP with the target carbon potential of the reactor air (target CP), a direct comparison operation of the CP value is performed. Alternatively, the comparison operation between the actually measured EMF and the target reactor air characteristics can be performed, for example, by calculating the corrected EMF from the actually measured EMF using the correction relational expression, and by calculating the chemical equilibrium reaction equation and Nernst's equation from the target CP. Based on this, calculate the 02 partial pressure and the theoretical EMF, and
By comparing these corrected EMF and the theoretical EMF, an electromotive force (EMF) value comparison operation is performed.
（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
ことか、理解されるべきであり、例えば、基本関係式を
、実際に使用する酸素分圧計の出力特性に、近催的に対
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）弐に示される如き、補正関係式における
Ｆ［：ｔ）およびＣ〔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
。(Example) In order to clarify the present invention more specifically, the actual method of operating a carburizing furnace according to the method of the present invention will be explained below by showing a concrete example thereof. ,
It should be understood that the present invention is not to be construed as being limited in any way by the following examples or the specific description of the configuration. A method of obtaining a correction relational expression for an individual oxygen partial pressure meter by making it correspond to the output characteristics of the oxygen partial pressure meter used, specifically, the above-mentioned (2-1), (2-2) and ( 2-3) The method of determining the coefficients A and B in F[:t) and C[t] in the correction relational expression as shown in 2 is by no means limited to the illustrated method.
実施例 ｌ
先ず、１０個の酸素分圧計を用い、８５０°Ｃ１８９０
°Ｃおよび９００°Ｃ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
（１’
理論ＥＭＦ＝Ｆ ｌ：ｔ：ｌ ｘ出力ＥＭＦ＋ （１−
Ｆ 〔ｔ〕）ＸＧ 〔ｔ〕但し、
Ｆ （ｔ ） ＝ １．．１２ｘ１ｏ−５・ｔ２２．
７０ＸＩＯ−２・ｔ ＋ １３．５Ｇ Ｃｔ ） ＝
３．６８Ｘ１０−３・ｔ”＋６．９７ｔに示す如き、
基本関係式を決定した。Example l First, using 10 oxygen partial pressure meters, the temperature was set at 850°C1890
By measuring three to five sample reactor air under three different temperature conditions of °C and 900 °C, the following formula (1°) (1' Theoretical EMF=F l:t:l x Output EMF + (1-
F [t])XG [t] However, F (t) = 1. ．． 12x1o-5・t22.
70XIO-2・t + 13.5G Ct) =
As shown in 3.68X10-3・t"+6.97t,
The basic relational expression was determined.
次いで、実際に使用する酸素分圧計を用い、つの標本炉
気（Ｃｏ濃度：１８．９％、温度：９３０″ｃ、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“
）弐
（２−１“）弐
理論ＥＭＦ＝ＫｈＸ出力ＥＭＦ
＋（１−Ｋｈ）ＸＥｂ
但し、
Ｋｈ＝Ｆ 〔ｔ〕
Ｅ ｂ ＝１．０９Ｘ１０−３・ｔ Ｘ Ｇ （ｔ ）
ｔ：測定時の炉内雰囲気温度
に示される如き、補正関係式を得た。Next, we measured two sample reactor air (Co concentration: 18.9%, temperature: 930″C, cp value: 1.09%C) using an oxygen partial pressure meter that would actually be used, and calculated the actual output. Electric power (
output EMF), and calculate it using the correction relational expression (2-1
) to calculate Kb, the following (2-1"
)2 (2-1")2 Theory EMF = KhX Output EMF + (1-Kh)XEb However, Kh = F [t] E b = 1.09X10-3・t
t: A correction relational expression was obtained as shown by the furnace atmosphere temperature at the time of measurement.
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（２１１）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表に示す如き実施例 ２
先ず、基本関係式としては、前記実ＴＩＥ 例Ｉ Ｃニ
ー 示されている（１°）式を採用した。Then, using an oxygen partial pressure meter that provides such a correction relational expression (2-1'), measure the reactor air during reactor operation, and use the actually measured EMF output from the oxygen partial pressure meter as the output EMF to perform such correction. By converting to the theoretical EMF using the relational expression (211), a corrected EMF that takes into account the correction amount is obtained, and the carbon potential (measured CP) is calculated from the corrected EMF. Determine the true carbon potential in the reactor air (steel foil analysis CP),
When the magnitude of the error between the measured CP and the steel foil analysis CP was investigated, the results were as shown in Table 1 below. (1°) formula 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％、温度二８５０°ｃ、ｃｐ
値： ０．８４％Ｃ）および第二ノ標本炉気（Ｃｏ濃度
：１Ｂ、２％、温度：８５０″ＣＣＰ値７０．６１％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（２−２°）式
理論ＥＭＦ＝ＫｈＸ出力ＥＭＦ
＋ （１−Ｋｈ）ＸＥｂ
但し、
Ｋｈ＝０．９４６ ｘＦ （ｔ ）
Ｅ ｂ ＝０．００１１９ ｘｔｏ−’ −ｔ ｘ Ｇ
（ｔ 〕ｔ ：測定時の炉内雰囲気温度
に示される如き、
補正関係式を得た。Next, the first sample reactor air (Co concentration: 17.2%, temperature 2850°C, cp
Value: 0.84%C) and second sample reactor air (Co concentration: 1B, 2%, temperature: 850''CCP value 70.61%C
), the actually output electromotive force (output EMF) is measured, and these are calculated using the above correction relational expression (2-2).
By substituting into and finding Ka and Kb, the following (
2-2°) Equation (2-2°) Equation Theory EMF = KhX Output EMF + (1-Kh)XEb However, Kh = 0.946 xF (t) E b = 0.00119 xto-' -t
(t]t: A correction relational expression was obtained as shown by the furnace atmosphere temperature at the time of measurement.
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、かがる補正関係式（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、炉内に配した鋼箔
が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Ｍ７５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, as in Example 1, the output EMF of the reactor air during reactor operation is measured using an oxygen partial pressure meter that provides such a correction relational expression (2-2°), and the corrected relational expression (2-2°) is calculated. 2-
The carbon potential (measured CP) is calculated from the corrected EMF obtained using
), and the magnitude of the error between the measured CP and the M75 analysis CP was investigated, and 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。Example 3 First, as the basic relational expression, the equation (1'') shown in Example 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°Ｃ，ＣＰ
値：１．０９％Ｃ）および第二の標本炉気（Ｃｏ濃度：
１８．２％、温度二８５０°Ｃ，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ｃｂを求めることにより、下記
（２−３“）式％式％）
［］
ｔ ：測定時の炉内雰囲気温度
に示される如き、補正関係式を得た。Next, the first sample reactor air (Co concentration: 18.7%, temperature = 930°C, CP
value: 1.09%C) and the second sample reactor air (Co concentration:
18.2%, temperature 2850°C, CP value: 0.61%
C), the actually output electromotive force (output EMF) is measured, and these are calculated according to the correction relational expression (2-3
) to obtain Kb and cb, a correction relational expression was obtained as shown in the following formula (2-3") (% formula %) [] t: Furnace atmosphere temperature at the time of measurement.
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、炉内に配した銅箔
から炉気中の真のカーボンポテンシャル（銅箔分析ＣＰ
）を求め、それら測定ＣＰとｉ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, using an oxygen partial pressure meter that provides such a correction relational expression (2-3°), the output EMF of the reactor air during reactor operation is measured as in Example 1, and such correction relational expression (2-3°) is used.
The carbon potential (measured CP) is calculated from the corrected EMF obtained using
), and the magnitude of the error between the measured CP and the i-foil analysis CP was investigated, and 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, the above Example 1. The results of Examples 2 and 3 also show that according to the correction relational expression obtained according to the present invention, errors included in the output EMF can be advantageously corrected, and that various It is possible to measure with high precision the CP value in the reactor air with the characteristics of It is easily understood that control of carbon potential can be performed with high precision.
因みに、−船釣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, it is generally said that there is no problem with the control error of the carbon potential value when operating a carburizing furnace by boat, as long as it is 0.05%C or less. The excellent control effect of the furnace operation method according to the present invention can be recognized from the fact that the errors inherent in the measured CP were 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の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 explanation, if the method of the present invention is followed,
When measuring the characteristics of the reactor air using an oxygen partial pressure meter, the error included in the detected value (actually measured EMF) of the oxygen partial pressure meter can be removed over a wide range of reactor air temperature using one correction relational expression. Furthermore, even if it is necessary to change the correction relational expression due to changes in the output characteristics of the oxygen partial pressure meter over time or replacement, etc., the basic relational equation that is the base is changed. A new correction relational expression can be easily obtained by measuring at least one sample reactor air under at least one temperature condition using an oxygen partial pressure meter that is actually used, and determining only the shift amount. This makes it possible to take prompt action, and the time and costs required for maintenance can be extremely effectively reduced.
Claims (3)
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： 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Ｅ
ＭＦ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目標とする
炉気特性と比較する工程とを 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 the carbon potential in the furnace air is controlled using an oxygen partial pressure meter that detects the oxygen partial pressure based on the electromotive force generated by the principle of an oxygen concentration battery, which comprises at least By measuring a plurality of sample reactor air with known characteristics under a plurality of temperature conditions using one oxygen partial pressure meter, the electromotive force actually output from the oxygen partial pressure meter is measured as the output EMF, and each The electromotive force of the oxygen partial pressure meter, which is theoretically calculated from the reactor air characteristics, is determined as the theoretical EMF, and these output EMF and theoretical EMF are expressed as follows (
1) Formula: Theoretical EMF = F [t] x Output EMF + (1 - F [t]) x G [t] ・・・・・・・・・・・・
(1), calculate the values of F[t] and G[t], and based on the obtained results, calculate the values of F[t] and G[t].
[t] is determined as a function having a temperature variable term, thereby completing the above equation (1) as a basic relational equation showing the relationship between the output EMF and the theoretical EMF in the oxygen partial pressure meter; Using an oxygen partial pressure meter used to control the carbon potential in the reactor air in a reducing atmosphere reactor, by measuring a sample reactor air with at least one characteristic known under at least one temperature, the actual carbon potential can be determined from the oxygen partial pressure meter. The electromotive force output from the oxygen partial pressure meter is measured as the output EMF, and the electromotive force of the oxygen partial pressure meter is calculated theoretically from the reactor air characteristics as the theoretical EMF.
MF, and calculate the output EMF and theoretical EMF using the following formula (2): Theoretical EMF = Kh x Output EMF + (1-Kh) x Eb (2) However, Kh = By substituting A×F[t] and Eb=B×G[t] into coefficients A and B of F[t] and G[t] that satisfy the relationship between the output EMF and the theoretical EMF. , a step of completing the above equation (2) as a corrected relational equation showing the relationship between the output EMF in the oxygen partial pressure meter and the theoretical EMF, and using the oxygen partial pressure meter to operate the reducing atmosphere furnace. measuring the electromotive force obtained by measuring the reactor air in the reactor as an actual EMF, and comparing the actually measured EMF with the target reactor air characteristics using the correction relational expression as an output EMF, A method for operating a reducing atmosphere furnace, characterized in that the carbon potential in the furnace air is controlled based on such comparison results.
が、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請求項（１）記載の
還元性雰囲気炉の操炉方法。(2) F[t] and G[t] in the above basic relational expression
2. The method of operating a reducing atmosphere furnace according to claim 1, wherein: is determined as a quadratic approximation formula by being approximated to a quadratic function of a temperature variable.
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 obtained as a constant, while the coefficient B of G[t] is obtained as a linear function of a temperature variable. How to operate a reducing atmosphere furnace.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JPH0428819A true JPH0428819A (en) | 1992-01-31 |
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| JP (1) | JP2575521B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003073798A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Toho Gas Co Ltd | Method for controlling carburization atmosphere |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4919980A (en) * | 1972-04-18 | 1974-02-21 | ||
| JPS5797266U (en) * | 1980-12-05 | 1982-06-15 | ||
| JPS59231389A (en) * | 1983-06-10 | 1984-12-26 | 東京熱処理工業株式会社 | Method of controlling atmosphere in furnace |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2136414A patent/JP2575521B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
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| JPS4919980A (en) * | 1972-04-18 | 1974-02-21 | ||
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|---|---|---|---|---|
| JP2003073798A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Toho Gas Co Ltd | Method for controlling carburization atmosphere |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2575521B2 (en) | 1997-01-29 |
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