JPH04331364A - スラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法 - Google Patents
スラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法Info
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- JPH04331364A JPH04331364A JP3097027A JP9702791A JPH04331364A JP H04331364 A JPH04331364 A JP H04331364A JP 3097027 A JP3097027 A JP 3097027A JP 9702791 A JP9702791 A JP 9702791A JP H04331364 A JPH04331364 A JP H04331364A
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Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属精錬の操業上重要
とされるスラグ中における金属酸化物の活量を測定する
方法に関する。
とされるスラグ中における金属酸化物の活量を測定する
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、精錬スラグ中の酸化鉄の活量は
スラグの脱Ｐ、脱Ｓなどの精錬操作の支配因子の一つで
あり、精錬スラグの酸化鉄の活量が把握できれば、精錬
操作の最適制御は極めて容易になる。また、精錬スラグ
の酸化鉄の活量はスラグの酸化力を支配する因子であり
溶鋼のスラグによる酸化、いわゆる汚染現象に深く関わ
る。従って、スラグの酸化鉄の活量を迅速にその場で分
析できれば、スラグの成分分析結果のみに基ずく種々の
補正計算を行わずして容易にスラグの酸化力、すなわち
汚染力を推定でき、溶鋼の清浄化処理に大きく寄与する
ものである。
スラグの脱Ｐ、脱Ｓなどの精錬操作の支配因子の一つで
あり、精錬スラグの酸化鉄の活量が把握できれば、精錬
操作の最適制御は極めて容易になる。また、精錬スラグ
の酸化鉄の活量はスラグの酸化力を支配する因子であり
溶鋼のスラグによる酸化、いわゆる汚染現象に深く関わ
る。従って、スラグの酸化鉄の活量を迅速にその場で分
析できれば、スラグの成分分析結果のみに基ずく種々の
補正計算を行わずして容易にスラグの酸化力、すなわち
汚染力を推定でき、溶鋼の清浄化処理に大きく寄与する
ものである。
【０００３】同様に、鉄以外の金属の酸化物がスラグ中
でどのような活量であるのかを明らかにすることも工業
上重要となる。ステンレス精錬の例をあげると、ステン
レス溶鋼の脱Ｓや脱Ｐも溶鉄同様にスラグの酸化力に支
配されており、このスラグ酸化力はスラグのＣｒ酸化物
の活量で決まる。そこで、従来からスラグのＣｒ酸化物
の活量係数を求める試みがなされているが、操業へ迅速
に反映することができないのが現状である。したがって
、Ｃｒ酸化物の活量を迅速に求める手法の開発が注目さ
れてきた。
でどのような活量であるのかを明らかにすることも工業
上重要となる。ステンレス精錬の例をあげると、ステン
レス溶鋼の脱Ｓや脱Ｐも溶鉄同様にスラグの酸化力に支
配されており、このスラグ酸化力はスラグのＣｒ酸化物
の活量で決まる。そこで、従来からスラグのＣｒ酸化物
の活量係数を求める試みがなされているが、操業へ迅速
に反映することができないのが現状である。したがって
、Ｃｒ酸化物の活量を迅速に求める手法の開発が注目さ
れてきた。
【０００４】従来、金属精錬スラグの中の金属酸化物の
活量の算出は、当該スラグから直接測定するのではなく
、成分分析からの間接推定である。すなわち、実験室規
模で行われた単純なスラグ組成を対象にした長時間にわ
たる平衡実験の分析結果から得られる補正係数、いわゆ
る活量係数が複雑な成分系でも適用できるとして、成分
分析値を活量係数で修正計算している。したがって、ス
ラグの成分分析時間および演算時間を考慮すると、迅速
に活量が得られないという問題が顕在化していた。
活量の算出は、当該スラグから直接測定するのではなく
、成分分析からの間接推定である。すなわち、実験室規
模で行われた単純なスラグ組成を対象にした長時間にわ
たる平衡実験の分析結果から得られる補正係数、いわゆ
る活量係数が複雑な成分系でも適用できるとして、成分
分析値を活量係数で修正計算している。したがって、ス
ラグの成分分析時間および演算時間を考慮すると、迅速
に活量が得られないという問題が顕在化していた。
【０００５】ところが、近年、酸化鉄活量を５分以内に
迅速に測定する手法が開発されたことが文献（材料とプ
ロセス，３（１９９０）ｐ．１０８７）に紹介され、そ
の手法が容易であるために鉄鋼精錬の製造工程管理など
への活用が期待されている。この手法の実施形態を図２
に示す。鉄ルツボ１の中に銀２を挿入し、さらに測定す
るスラグ試料３を装入するとともに、鉄ルツボには起電
力測定用の鉄リード線９を接続する。この鉄ルツボ１を
非酸化性ガス雰囲気、例えばＡｒガス４の雰囲気中でシ
ールされたボックス内１０に配置し、加熱装置１１によ
り約１４００℃まで加熱する。さらに、Ｍｏ＋ＭｏＯ２
（Ｍｏ／ＭｏＯ２ ＝４／１ 重量比）の基準極５
を充填し、リード線用のＭｏ線６を挿入したジルコニア
固体電解質７を鉄ルツボ上方から内部の銀浴まで挿入し
てリード線６とリード線９との間に電池を構成し、この
間の起電力を電圧計１２にて測定して酸化鉄活量を演算
する。 酸化鉄の活量は（１）式から算出される。 Ｅ−Ｅｏ ＝−（ＲＴ／２Ｆ）ｌｎ（ａＦ
ｅＯ ） （１）ここで、Ｅは
測定された起電力、Ｅｏ は純酸化鉄の場合の起電力、
Ｒはガス定数、Ｔは温度Ｆはファラデー定数ならびにａ
ＦｅＯ は酸化鉄の活量である。
迅速に測定する手法が開発されたことが文献（材料とプ
ロセス，３（１９９０）ｐ．１０８７）に紹介され、そ
の手法が容易であるために鉄鋼精錬の製造工程管理など
への活用が期待されている。この手法の実施形態を図２
に示す。鉄ルツボ１の中に銀２を挿入し、さらに測定す
るスラグ試料３を装入するとともに、鉄ルツボには起電
力測定用の鉄リード線９を接続する。この鉄ルツボ１を
非酸化性ガス雰囲気、例えばＡｒガス４の雰囲気中でシ
ールされたボックス内１０に配置し、加熱装置１１によ
り約１４００℃まで加熱する。さらに、Ｍｏ＋ＭｏＯ２
（Ｍｏ／ＭｏＯ２ ＝４／１ 重量比）の基準極５
を充填し、リード線用のＭｏ線６を挿入したジルコニア
固体電解質７を鉄ルツボ上方から内部の銀浴まで挿入し
てリード線６とリード線９との間に電池を構成し、この
間の起電力を電圧計１２にて測定して酸化鉄活量を演算
する。 酸化鉄の活量は（１）式から算出される。 Ｅ−Ｅｏ ＝−（ＲＴ／２Ｆ）ｌｎ（ａＦ
ｅＯ ） （１）ここで、Ｅは
測定された起電力、Ｅｏ は純酸化鉄の場合の起電力、
Ｒはガス定数、Ｔは温度Ｆはファラデー定数ならびにａ
ＦｅＯ は酸化鉄の活量である。
【０００６】しかしながら、本文献に紹介された方法は
酸化鉄を対象とするのみであり、上記の例で挙げたステ
ンレス精錬で最も問題となるクロム酸化物の活量測定な
どの、鉄以外の酸化物の活量測定には適用できないとい
う問題点がある。これは以下の理由に基づく。
酸化鉄を対象とするのみであり、上記の例で挙げたステ
ンレス精錬で最も問題となるクロム酸化物の活量測定な
どの、鉄以外の酸化物の活量測定には適用できないとい
う問題点がある。これは以下の理由に基づく。
【０００７】本文献の酸化鉄活量は下記の（２）式で構
成される電池の起電力から求められる。 Ｍｏ／Ｍｏ＋ＭｏＯ２ ／ＺｒＯ２ （ＭｇＯ
）／Ｆｅ（ｓ）＋（ＦｅＯ）ｓｌａｇ ＋Ａｇ（
ｌ）／Ｆｅ
（２）ここで、この技術を踏まえ
て、酸化鉄以外の他の金属酸化物へ適用するには、鉄ル
ツボを測定対象の金属酸化物の金属元素のみで製作する
必要がある。例えば、Ｃｒ２ Ｏ３ の活量を測定する
場合には、純Ｃｒのルツボを製作すれば原理上測定可能
である。ただし、純Ｃｒのルツボなどの金属ルツボ自身
が高価でありかつ加工が難しいこと、繰り返し使用する
には酸化を抑制するための工夫が必要なこと、などが問
題となる。
成される電池の起電力から求められる。 Ｍｏ／Ｍｏ＋ＭｏＯ２ ／ＺｒＯ２ （ＭｇＯ
）／Ｆｅ（ｓ）＋（ＦｅＯ）ｓｌａｇ ＋Ａｇ（
ｌ）／Ｆｅ
（２）ここで、この技術を踏まえ
て、酸化鉄以外の他の金属酸化物へ適用するには、鉄ル
ツボを測定対象の金属酸化物の金属元素のみで製作する
必要がある。例えば、Ｃｒ２ Ｏ３ の活量を測定する
場合には、純Ｃｒのルツボを製作すれば原理上測定可能
である。ただし、純Ｃｒのルツボなどの金属ルツボ自身
が高価でありかつ加工が難しいこと、繰り返し使用する
には酸化を抑制するための工夫が必要なこと、などが問
題となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ように工業上重要な金属酸化物の活量を精度良く、安価
で迅速に測定できる方法を得ることにある。
ように工業上重要な金属酸化物の活量を精度良く、安価
で迅速に測定できる方法を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、銀およびスラ
グを装入した鉄ルツボを不活性ガス雰囲気内で銀の溶融
温度以上に昇温し、ついでＭｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／Ｍ
ｏＯ２ ＝４／１ 重量比）の基準極を充填し、リー
ド線用のＭｏ線を挿入したジルコニア固体電解質管を上
記ルツボ内に装入してスラグと溶融銀の両方に接触せし
め、鉄ルツボに接合した鉄リード線と上記Ｍｏリード線
の間の起電力を測定してスラグ中の鉄以外の金属酸化物
の活量を測定するに際し、上記鉄ルツボとして測定対象
となる金属酸化物の金属をルツボ内面に被覆したものを
使用し、上記測定された起電力を測定温度における鉄と
被覆金属との起電力で補正することを特徴とするスラグ
中金属酸化物活量の迅速測定方法を提供するものである
。ここで、測定対象となる金属酸化物の金属をルツボ内
面に被覆する方法としてはメッキや蒸着などの手法があ
る。
グを装入した鉄ルツボを不活性ガス雰囲気内で銀の溶融
温度以上に昇温し、ついでＭｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／Ｍ
ｏＯ２ ＝４／１ 重量比）の基準極を充填し、リー
ド線用のＭｏ線を挿入したジルコニア固体電解質管を上
記ルツボ内に装入してスラグと溶融銀の両方に接触せし
め、鉄ルツボに接合した鉄リード線と上記Ｍｏリード線
の間の起電力を測定してスラグ中の鉄以外の金属酸化物
の活量を測定するに際し、上記鉄ルツボとして測定対象
となる金属酸化物の金属をルツボ内面に被覆したものを
使用し、上記測定された起電力を測定温度における鉄と
被覆金属との起電力で補正することを特徴とするスラグ
中金属酸化物活量の迅速測定方法を提供するものである
。ここで、測定対象となる金属酸化物の金属をルツボ内
面に被覆する方法としてはメッキや蒸着などの手法があ
る。
【００１０】
【作用】本発明の金属酸化物の活量測定装置によれば、
Ｃｒ２ Ｏ３ ，ＳｉＯ２ ，ＭｎＯ，ＮｉＯなどの金
属酸化物のスラグ中の活量は、鉄ルツボ内面へそれぞれ
、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉをメッキなどで被覆すること
で、容易にかつ安価で迅速に精度良い測定が可能となり
、金属精錬の操業の安定化につながる。
Ｃｒ２ Ｏ３ ，ＳｉＯ２ ，ＭｎＯ，ＮｉＯなどの金
属酸化物のスラグ中の活量は、鉄ルツボ内面へそれぞれ
、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉをメッキなどで被覆すること
で、容易にかつ安価で迅速に精度良い測定が可能となり
、金属精錬の操業の安定化につながる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例をスラグ中のＣｒ２
Ｏ３ の活量測定の例に図１に則して説明する。予め内
面に測定対象となる金属酸化物の金属であるＣｒ８をメ
ッキで被覆した鉄ルツボ１の中に銀２を挿入し、さらに
測定する金属酸化物が含まれたスラグ試料３を装入する
とともに、鉄ルツボには起電力測定用の鉄リード線９を
接続する。この鉄ルツボ１を不活性ガス雰囲気、例えば
Ａｒガス４の雰囲気中でシールされたボックス内１０に
配置し、加熱装置１１により約１４００℃まで加熱する
。さらに、Ｍｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／ＭｏＯ２ ＝４／
１ 重量比）の基準極５を充填し、リード線用のＭｏ
線６を挿入したジルコニア固体電解質７を鉄ルツボ上方
から内部の銀浴まで挿入してリード線６とリード線９と
の間に電池を構成し、この間の起電力を電圧計１２によ
り測定して酸化鉄活量を測定する。電池は以下の構成と
なる。
Ｏ３ の活量測定の例に図１に則して説明する。予め内
面に測定対象となる金属酸化物の金属であるＣｒ８をメ
ッキで被覆した鉄ルツボ１の中に銀２を挿入し、さらに
測定する金属酸化物が含まれたスラグ試料３を装入する
とともに、鉄ルツボには起電力測定用の鉄リード線９を
接続する。この鉄ルツボ１を不活性ガス雰囲気、例えば
Ａｒガス４の雰囲気中でシールされたボックス内１０に
配置し、加熱装置１１により約１４００℃まで加熱する
。さらに、Ｍｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／ＭｏＯ２ ＝４／
１ 重量比）の基準極５を充填し、リード線用のＭｏ
線６を挿入したジルコニア固体電解質７を鉄ルツボ上方
から内部の銀浴まで挿入してリード線６とリード線９と
の間に電池を構成し、この間の起電力を電圧計１２によ
り測定して酸化鉄活量を測定する。電池は以下の構成と
なる。
【００１２】
Ｍｏ／Ｍｏ＋ＭｏＯ２ ／ＺｒＯ２ （ＭｇＯ
）／Ｃｒ（ｓ）＋（Ｃｒ２ Ｏ３ ） ｓｌａｇ
＋Ａｇ（ｌ）／Ｆｅ
（３）測定された起電力
から演算したＣｒ２ Ｏ３ の活量と従来測定法による
値とを比較した結果を図３に示す。両者には差があり、
この誤差要因はメッキしたＣｒと鉄との間で測定温度に
おいて起電力が生まれたためと判明し、図３に示すよう
に、鉄−Ｃｒ間の１４００℃における熱起電力を補正す
ることにより、従来のＣｒ２ Ｏ３ の活量測定結果と
本法の活量の直接の迅速測定結果とはほぼ一致すること
が確認できた。
）／Ｃｒ（ｓ）＋（Ｃｒ２ Ｏ３ ） ｓｌａｇ
＋Ａｇ（ｌ）／Ｆｅ
（３）測定された起電力
から演算したＣｒ２ Ｏ３ の活量と従来測定法による
値とを比較した結果を図３に示す。両者には差があり、
この誤差要因はメッキしたＣｒと鉄との間で測定温度に
おいて起電力が生まれたためと判明し、図３に示すよう
に、鉄−Ｃｒ間の１４００℃における熱起電力を補正す
ることにより、従来のＣｒ２ Ｏ３ の活量測定結果と
本法の活量の直接の迅速測定結果とはほぼ一致すること
が確認できた。
【００１３】なお測定対象としたスラグはＣｒ２ Ｏ３
−ＣａＯ−ＳｉＯ２ 系であり、Ｃｒ２ Ｏ３ 濃度
を変更させた。測定温度は１４００℃、本法の測定時間
は約４分であった。このように容易にかつ安価で迅速に
精度良い測定が可能で、ステンレス精錬の操業解析やＣ
ｒ歩留り向上などに寄与する情報が得られる。
−ＣａＯ−ＳｉＯ２ 系であり、Ｃｒ２ Ｏ３ 濃度
を変更させた。測定温度は１４００℃、本法の測定時間
は約４分であった。このように容易にかつ安価で迅速に
精度良い測定が可能で、ステンレス精錬の操業解析やＣ
ｒ歩留り向上などに寄与する情報が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明のよれば、種々の金属酸化物の活
量を容易に、かつ安価で迅速に精度良く測定できること
から広く金属精錬全般の操業安定化に寄与し、工業上の
価値は極めて大きい。
量を容易に、かつ安価で迅速に精度良く測定できること
から広く金属精錬全般の操業安定化に寄与し、工業上の
価値は極めて大きい。
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】従来の酸化鉄活量の測定手段を示す図。
【図３】本発明と従来法による測定結果を示すグラフ。
１ 鉄ルツボ
２ 銀
３ スラグ試料
４ Ａｒガス
５ Ｍｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／ＭｏＯ２ ＝４／
１ 重量比）の基準極 ６ Ｍｏリード線 ７ ジルコニア固体電解質管 ８ 金属酸化物の金属元素 ９ 鉄リード線 １０ シールボックス １１ 加熱装置 １２ 電圧計
１ 重量比）の基準極 ６ Ｍｏリード線 ７ ジルコニア固体電解質管 ８ 金属酸化物の金属元素 ９ 鉄リード線 １０ シールボックス １１ 加熱装置 １２ 電圧計
Claims (1)
- 【請求項１】 銀およびスラグを装入した鉄ルツボを
不活性ガス雰囲気内で銀の溶融温度以上に昇温し、つい
でＭｏ＋ＭｏＯ２ （Ｍｏ／ＭｏＯ２＝４／１重量比）
の基準極を充填し、リード線用Ｍｏ線を挿入したジルコ
ニア固体電解質管を上記ルツボ内に装入してスラグと溶
融銀の両方に接触せしめ、鉄ルツボに接合した鉄リード
線と上記Ｍｏリード線の間の起電力を測定してスラグ中
の鉄以外の金属酸化物の活量を測定するに際し、上記鉄
ルツボとして測定対象となる金属酸化物の金属をルツボ
内面に被覆したものを使用し、上記測定された起電力を
測定温度における鉄と被覆金属との起電力で補正するこ
とを特徴とするスラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097027A JPH04331364A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | スラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097027A JPH04331364A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | スラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331364A true JPH04331364A (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=14180960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097027A Withdrawn JPH04331364A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | スラグ中金属酸化物活量の迅速測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112964830A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种测定冶金熔渣中SiO2活度系数和活度的方法 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097027A patent/JPH04331364A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112964830A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 上海应用技术大学 | 一种测定冶金熔渣中SiO2活度系数和活度的方法 |
| CN112964830B (zh) * | 2021-02-01 | 2022-12-09 | 上海应用技术大学 | 一种测定冶金熔渣中SiO2活度系数和活度的方法 |
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