JPS58144729A - 溶融金属中のガス定量方法 - 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】 本発明は溶融金属中のガス凝［を測定者の熟練度や手腕
によらず安定して迅速かつｎ度良く連続的に測定するた
めのガス定量方法に関する。

金属材料中に存在するガス、例えば水素はその金属の特
性に大きな影響を及ぼす。中でも鍛鋼材料中に？＃３濃
度の水素が含有されると、鍛造後の冷却によって白点や
ヘヤラインクラック等重大欠陥発生の主原因となる。

一方、鋼塊を適当な烏温度に保持することにより、鋼塊
中の水素を拡散除去することは可能である。しかし、こ
のためＫはかなり長時間の加熱処理が必要とされ、とく
に大型鋼塊に関しては実用的な方法でない。鋼中ガスの
主体をなす残りの酸素、ｉ！素についてもその存在によ
り低温脆化鍮向が顕著になる等、材料自体に与える影響
が大である。

そこで、これら金属材料の製造に際してはその溶製段階
において浴融金属中のガス０挙ａｔ−！ｆ！！握し、必
要に応じて脱ガス処理を施すなどしてガス官有■の管理
を適正に行なうことが極めて重要な昧題となっている。

この適正管理のためにはまず溶融金属中のガスｆａ度を
精度良く定量することが不可欠である。

このような理由から、これまで種々の金属中ガス定量方
法が検討されている。最近、溶鋼中の版木及び窒素につ
いては固体電解質を用いたセンサーが開発さｎ、これら
ガスｌ１１１度を連続的に測定して品質管理の穐々の工
程制御に用いられつつるる。

しかし、水素ガスについては高温度で適用可能な固体電
解物質が発見さｆておらず、従ってこの種水素センサー
も開発されていない。このため、現状でに対象とする鋼
浴中より少量の試料を採取してガス分析し、全体を代表
させる方法が一般的である。

一方、Ｉ＠融金輌中の水素ｆＩｋ度全測定する方法とし
て、ａｌｌ金属全体をチャンバ内に収納しチャンバ内に
アルゴンガスを通人することによって水素ガスを放出さ
せ、この放出ガスを定量する方法（例えば法華津弘通氏
；４１１ＦＩｉ！昭５０−２３２９６　）が知られてい
る。この方法はチャンバ内での水素の拡散放出時間を十
分に確保することによって溶融金属中の水素のはソ全量
を測定できるため原理的に精度も良く、確実な値が期待
できる。しかし、この方法は工場の生産現場を想定した
大容量の溶融金属への適用には次の二つの点で問題かめ
る。

一つは溶融金属の容量に対応した大きさの機密性の良い
チャンバ及び加熱装置を準備する必要があり、経済的峯
情から実現は難しい。他の一つは溶融金属の容量が増す
につれて水素の拡散放出に必要な時間が極端に長くなり
実用的でない。

本発−明はこうした事情に着目してなされたもので、そ
の目的は溶融金属中のガスを不活性ガスの吹付けにより
迅速に拡散放出させてこのガスを吸引、採取して測定し
、溶融金属の容量の大小によらずそのガス濃度を安定し
て精度良く、かつ連続的に定量することにある。

本発明は不活性ガスの吹付けによって溶融金属中に含ま
れ九ガスか雰囲気中に拡散放出され、為速噴射ノズルに
よるｌＷ融金属中への不活性ガス吹込みの併用によって
ガス放出速度が着しく向上し、さらに、拡散放出される
ガスの量と溶融金属中のガスｍｗとの間には良い相関間
作のあることを実験によって確認し、この結果より、放
出ガスの測定により溶融金属中のガス濃度全定量するよ
うにならしめたものである。

次に本発明のｌ！！施例によって説明する。第１図は本
発明の一実施例で、溶鋼中の水素８度測定を目的とした
ものであり、特に複合管先端部分の断面構造図を示す。

外周に不活性ガスを下に向けて噴射するリング状ノズル
３ｔ−有し、内部には周辺のガスを捕集するための吸引
管４を備え、さらに、極部的に不活性ガスを鋼浴中に吹
込むための高速噴射ノズル５を配置して、これらの部位
は支持具によってそれぞれ所定の位置に固定されている
。

次に、実際の測定にめ九つでの作動は次のようである。

リング状ノズル３及び高速噴射ノズル５より不活性ガス
を噴射して、複合管を鋼浴表面に近づける。通常、鋼浴
１の上面にはスラグ層２が存在しており、ガス噴流によ
ってまずこれを部分的に除去する。この操作により、鋼
浴表面か不活性ガス雰囲気に［Ｗ＃さらされ、鋼浴内部
に含まれる水素ガスが雰囲気中に拡散放出される。高速
噴射ノズル５に、よる極部的な不活性ガスの吹込みによ
って鋼浴からの拡散放出はさらに促進される。鋼浴より
放出されたガスを含む周辺のガスを吸引管４全通して系
外に送り、ガス中の水素量を定量する。

このとき、測定時における鋼浴表面と豪合管との間隔が
重要なポイントであり、所定寸法の位置に精度良く保持
する必要がめる。

ｗ４２図は本発明による溶鋼中の水素濃度定量のための
一実施例によるブロック図を＊す。鋼浴中に吹込まれた
Ａ、ガス及び鋼浴から放出されたガスとの混合ガスを吸
引管４を通して、一定圧に調整したポンプにより排気す
る。この混合ガスを分離管によって水素を分離して定量
し、この水素量に対応して鋼中の水素濃度を同定する。

上記実施例では高速噴射ノズルを併用する方法を示した
。しかし、ガス分析の精度を上げることによって、リン
グ状ノズルのみでも溶融金属中のガス定量が可能でるる
。

本発明によｎ、げ、浴融金属表面に不活性ガスを吹付け
ることにより次の効果を得ることができる。

すなわち、測定対象とする浴融金属の容量によらず常に
一足の装置を用いて溶融金属中のガスｌ１１１度金、測
足者の熟韓度や手腕によらず非接触状態のま＼、安定し
てｆｆ度良く連続的に定量できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による溶融金属中ガス濃度定量のための
襟台管の断面構造図、第２図は本発明によるガス＊ｉ定
貴のためのブロック図を示す。 １・・・Ａ、ガスンース、２・・・ガス捕集容器、３・
・・Ａ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記の工ｔＦＭを含むことをｔ＃欽とする溶融金属
   中のガス定量方法 （イ）す／り状を有し、リング先端部分に不活性ガス噴
   射ロケ有し、さらに前記リング中心部にガス吸引管を有
   する複合管を前記リング先端を下にして溶融金属表面に
   近づける工程 仲）前記複合管の不活性ガス噴射口より不活性カスを噴
   射して、溶融金属表面に浮上するスラグ層を部分的に除
   去する工程 ヒ慢　心配リング状ノズル中心直下位＃に滞留するガス
   倉前記ガス吸引管ｔ”通して採取し、ガス分析する工程 ２、特許請求の範囲第１項においてリング状不活性ガス
   噴射口の内側に不活性ガス高速噴射ノズルｋｇ＋設し、
   前記高速噴射ノズルより不活性カスを噴射したことを％
   敵とする溶融金属中のガス定量方法。