JPH0954078A - 鋼中CaO量の測定方法 - Google Patents

鋼中CaO量の測定方法

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JPH0954078A
JPH0954078A JP7204737A JP20473795A JPH0954078A JP H0954078 A JPH0954078 A JP H0954078A JP 7204737 A JP7204737 A JP 7204737A JP 20473795 A JP20473795 A JP 20473795A JP H0954078 A JPH0954078 A JP H0954078A
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JP
Japan
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steel
cao
sample
amount
oxygen
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JP7204737A
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English (en)
Inventor
Hirofumi Kuraho
浩文 蔵保
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 黒鉛ルツボに鋼試料を入れ(S1)、この鋼
試料を不活性ガス雰囲気中で加熱・融解し(S2)、昇
温させながらCOまたはCO2 として抽出された酸素量
を測定し(S3)、鋼中CaO由来の酸素に起因する分
析ピークと、CaO以外の鋼中酸化物由来の酸素に起因
する分析ピークとを分離し、鋼中CaO由来の酸素量を
測定することにより鋼中CaO量を求める(S4)鋼中
CaO量の測定方法。 【効果】 酸化物の分解・還元温度がこれらの構成成分
ごとに略一定であるため、S3において各温度ごとに抽
出されたCOまたはCO2 の酸素量を測定すると、S4
において所定の抽出温度に基づいてCaO由来の酸素量
を分離することができ、この特定した酸素量に基づいて
CaO量を迅速かつ確実に求めることができ、この値を
製造工程に適時フィードバックすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋼中CaO(酸化カ
ルシウム)量の測定方法に関し、より詳細には、溶鋼に
Ca(カルシウム)処理を施して耐HIC(Hydrogen I
nduced Cracking:水素誘起割れ)ラインパイプ用鋼を製
造する場合、鋼中に生成され易く、かつ鋼の耐HIC性
能を劣化させるCaOの濃度を簡便に求めることができ
る鋼中CaO量の測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶鋼中にはS(硫黄)が存在しており、
この溶鋼にCaを添加すると下記の化1式に示した反応
が右方に進行し、CaSが生成される。
【0003】
【化1】 S+Ca→CaS すると圧延時に延伸され易く、かつ割れの原因となるM
nSの生成が阻止され、鋼の割れが防止される。
【0004】また溶鋼中には酸化物としてのAl23
(アルミナ)が存在しており、Caを添加すると化1式
の反応と同時に下記の化2式に示した反応が右方に進行
し、複合酸化物としてのmCaO・nAl23 や、あ
るいは酸化物としてのCaOが生成される。
【0005】
【化2】
【0006】このCaOは鋼の耐HIC性能に悪影響を
及ぼし易いので、Ca処理の際、CaOの生成の有無を
確認しながらCaの添加量を制御する必要がある。しか
し従来、鋼中のCaOを定量する方法については報告例
がほとんどなく、ハロゲン有機溶媒抽出法を利用して大
気を遮断した雰囲気中でmCaO・nAl23 及びA
23 を抽出・分離・定量した後、全鋼中酸素量とm
CaO・nAl23及びAl23 における酸素量と
の差からCaOを求める方法(特開平6−174716
号公報)が僅かにみられるだけである。
【0007】ところで、各種試料中の酸化物における酸
素の抽出方法として不活性ガス融解法が知られており、
これはHe等の不活性ガス気流中、試料が装入された黒
鉛ルツボに電流を通して前記試料を加熱・融解し、該試
料中の酸化物と黒鉛ルツボを構成する炭素とを還元反応
させ、COまたはCO2 として抽出する方法である。不
活性ガス融解法においては、一般的に黒鉛ルツボに一定
の電流(電力)を流しているが、最近では段階的に電流
(電力)を増加させつつ供給し得る装置も市販されはじ
めている。このようにして抽出されたCOまたはCO2
は赤外線吸収法(以下、A法と記す)により、あるいは
ガスクロマトグラフィーで分離した後、熱伝導度検出器
を用いて検出する方法(以下、B法と記す)により、あ
るいはCO2 に酸化した後、アルカリ溶液に吸収させ、
電気伝導度の変化により検出する方法(以下、C法と記
す)により測定される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の鋼中C
aOを定量する方法においては、分析時間が長く掛かり
易いという課題があった。
【0009】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、CaO濃度を比較的短時間に定量することが
でき、CaO濃度に関する品質情報を適時に解析・フィ
ードバックして製造工程の改善を図ることができる鋼中
CaO量の測定方法を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するため、本発明に係る鋼中CaO量の測定方法
は、黒鉛ルツボに鋼試料を入れ、該鋼試料を不活性ガス
雰囲気中で加熱・融解し、COまたはCO2 として抽出
された酸素量を測定する不活性ガス融解法を利用し、昇
温させながら前記抽出を行なうことにより、鋼中CaO
由来の酸素に起因する分析ピークと、前記CaO以外の
鋼中酸化物由来の酸素に起因する分析ピークとを分離
し、前記鋼中CaO由来の酸素量を測定することにより
鋼中CaO量を求めることを特徴としている。
【0011】上記鋼中CaO量の測定方法によれば、鋼
中に所定の複合酸化物や酸化物が共存している場合、前
記複合酸化物の分解・還元温度や前記酸化物の還元温度
がこれらの構成成分ごとに略一定であるため、各温度ご
とに抽出されたCOまたはCO2 の酸素量を測定する
と、この中から前記所定の抽出温度に基づいて前記Ca
O由来の酸素量を分離・特定することができ、該分離・
特定した酸素量に基づいてCaO量を迅速かつ確実に求
めることができる。この結果、CaO濃度に関する品質
情報を適時に解析・フィードバックして製造工程の改善
を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る鋼中CaO量
の測定方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1は実施の形態に係る鋼中CaO量の測定方法の手順
を概略的に示したフローチャートであり、まずS(ステ
ップ)1において所定量のブロック状鋼試料を黒鉛ルツ
ボ(図示せず)に装入する。次に市販の不活性ガス融解
装置(図示せず)を用い、不活性雰囲気中で電力を供給
し、黒鉛ルツボを昇温して試料を融解させ、試料中に含
まれる複合酸化物を分解し、この分解した酸化物や試料
中に含まれる酸化物と黒鉛ルツボを構成する炭素とを反
応させ、COまたはCO2 ガスを発生させる(S2)。
昇温はステップ状に行なっても、所定の昇温曲線にした
がって行なってもよい。そして上記したA法、B法また
はC法のいずれかの方法により、所定の各温度(印加電
力)で発生したこれらのガスごとに酸素量を測定する
(S3)。次にS4において、所定温度(印加電力)で
発生したガスをCaOが還元されたものとみなし、この
ガスの酸素量に基づいて換算するとCaO量が求められ
る。
【0013】上記説明から明らかなように、実施の形態
に係る鋼中CaO量の測定方法では、鋼中に所定の複合
酸化物や酸化物が共存している場合、前記複合酸化物の
分解・還元温度や前記酸化物の還元温度がこれらの構成
成分ごとに略一定であるため、S3において各温度ごと
に抽出されたCOまたはCO2 の酸素量を測定すると、
S4においてこの中から所定の抽出温度に基づいてCa
O由来の酸素量を分離・特定することができ、この分離
・特定した酸素量に基づいてCaO量を迅速かつ確実に
求めることができる。この結果、CaO濃度に関する品
質情報を適時に解析・フィードバックして製造工程の改
善を図ることができる。
【0014】
【実施例及び比較例】以下に実施例1に係る鋼中CaO
量の測定方法を用い、CaO量が比較的多い試料と少な
い試料とをそれぞれ分析した結果について図面に基づき
説明する。試料には酸化物として主にAl23 、Ca
O及びmCaO・nAl23 が含まれている鋼を用
い、かつCaO量が比較的多い試料(以下、試料Dと記
す)として、含有される全酸素量が約10ppmである
と共に、そのうちのCaOにおける酸素量が約4ppm
であることが予め分かっている鋼を選んだ。またCaO
量が比較的少ない試料(以下、試料Eと記す)として、
含有される全酸素量が約15ppmであると共に、その
うちのCaOにおける酸素量が約1ppm未満であるこ
とが予め分かっている鋼を選んだ。また黒鉛ルツボへの
試料の装入量は、いずれの場合も約0.9gに設定し
た。また昇温条件としての黒鉛ルツボへの印加電力及び
時間は、最初に約1kWを約20秒間印加した後、約
0.5kWずつ上昇させ、このときの各ステップの保持
時間は約30秒間に設定した。また各ステップごとに抽
出されたガスの酸素量は、A法(赤外線吸収法)により
それぞれ測定を行なった。
【0015】図2は印加電力(破線)及び赤外線吸収法
により測定して得られた酸素量の信号強度(実線)と、
時間との関係を示した図であり、(a)は試料Dの場
合、(b)は試料Eの場合を示している。図2から明ら
かなように、試料Eでは約1.5〜約3.0kWまでの
各ステップにおいて明瞭な分析ピ−ク21〜24が認め
られた(a)。一方、試料Dでは約1.5〜約3.5k
Wまでの各ステップにおいて明瞭な分析ピ−ク11〜1
5が認められ、特に分析ピーク15の強度が大きく表わ
れていた(b)。そして試料Dに認められた最も高温側
(印加電力が約3.5kW)における分析ピ−ク15の
面積は、分析ピ−ク11〜15の総面積の約45%であ
り、この値は試料DのCaO中の酸素量に対応してい
た。
【0016】これらの結果から明らかなように、実施例
1に係る鋼中CaO量の測定方法では、鋼中酸化物が主
としてAl23 、CaO及びmCaO・nAl23
の場合、印加電力が約3.5kW(最も高温側)におい
て測定された酸素量がCaO由来の酸素量であり、した
がってAl23 、mCaO・nAl23 由来の酸化
量からこれを分離・特定することができる。
【0017】なお、実施例1では、酸化物として主にA
23 、CaO及びmCaO・nAl23 が含まれ
ている鋼を測定した場合について説明したが、酸化物と
しては何らこれらに限定されるものではなく、SiO
2 、MnO等が含まれていてもよい。
【0018】以下に実施例2に係る鋼中CaO量の測定
方法を用い、溶鋼にCa処理を施している途中、試料中
のCaO由来の酸素量を4回にわたって測定した結果に
ついて説明する。Ca処理はインジェクション法を用
い、Ca−Si合金粉末を溶鋼中に添加することにより
行なった。なお比較例として、大気を遮断した状態で臭
素メタノール抽出を行う従来の鋼中CaOの定量方法を
選んだ。測定結果を下記の表1に示した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、実施例2に係る
鋼中CaO量の測定方法では、比較例に係る方法の場合
と同様の測定値を得ることができ、Ca処理の進行につ
れて鋼中のCaO由来の酸素量が増加するのを確実に確
認することができる。また比較例の場合は測定に数日間
を要するのに対し、実施例2の場合、1回当たり数分間
で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る鋼中CaO量の測定
方法の手順を概略的に示したフローチャートである。
【図2】実施例1に係る鋼中CaO量の測定方法によ
り、印加電力(破線)ごとに抽出されたガスの酸素量強
度(実線)を測定した結果を示した図であり、(a)は
CaO量が比較的多い試料の場合、(b)はCaO量が
比較的少ない試料の場合を示している。
【符号の説明】
15 CaO由来の酸素量分析ピーク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黒鉛ルツボに鋼試料を入れ、該鋼試料を
    不活性ガス雰囲気中で加熱・融解し、COまたはCO2
    として抽出された酸素量を測定する不活性ガス融解法を
    利用し、昇温させながら前記抽出を行なうことにより、
    鋼中CaO由来の酸素に起因する分析ピークと、前記C
    aO以外の鋼中酸化物由来の酸素に起因する分析ピーク
    とを分離し、前記鋼中CaO由来の酸素量を測定するこ
    とにより鋼中CaO量を求めることを特徴とする鋼中C
    aO量の測定方法。
JP7204737A 1995-08-10 1995-08-10 鋼中CaO量の測定方法 Pending JPH0954078A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010061277A (ko) * 1999-12-28 2001-07-07 이 창 세 기체투과막을 이용한 전도도 측정법에 의한 실리콘웨이퍼의 산소 농도 측정 장치 및 그 장치에 의한 측정방법
KR101439547B1 (ko) * 2007-12-27 2014-09-11 주식회사 포스코 강의 개재물 산소 측정 방법
JP2015078974A (ja) * 2013-09-12 2015-04-23 新日鐵住金株式会社 フッ素の鉱物種別定量分析方法、フッ素の鉱物種別定量分析システム、フッ素含有鉱物を含む無機酸化物材料の分別方法、および、無機酸化物系加工材料の製造方法
CN112697826A (zh) * 2020-12-07 2021-04-23 武汉科技大学 一种CaO-Al2O3系氧化物熔体的自由基测定方法

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