JPS6042644A - 精錬容器内溶湯の成分連続分析法 - Google Patents
精錬容器内溶湯の成分連続分析法Info
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- JPS6042644A JPS6042644A JP15007783A JP15007783A JPS6042644A JP S6042644 A JPS6042644 A JP S6042644A JP 15007783 A JP15007783 A JP 15007783A JP 15007783 A JP15007783 A JP 15007783A JP S6042644 A JPS6042644 A JP S6042644A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
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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】
本発明は製鋼部門において、転炉、ＡＯＤ 。
ＶＯＤ 、ＲＨ等のように容器内で各種化学反応を起さ
せ、選択的に不純物元素を除去する場合の精錬時の溶湯
成分の変化を迅速にかつ連続的に測定する方法に関する
。
せ、選択的に不純物元素を除去する場合の精錬時の溶湯
成分の変化を迅速にかつ連続的に測定する方法に関する
。
周知のように、鋼の品質に対する要求はまずます厳しく
なっており、特に鋼中不純物を可能な限り低濃度まで低
減することに、多大の努力が注がれている。不純物の少
ない清浄鋼を得る手段として、溶銑処理容器内での脱Ｓ
・脱Ｐ、転炉内での脱Ｓｉ・脱Ｐ・説Ｓ・脱Ｃ，ＲＨ脱
ガス装置内での脱Ｈｅ脱Ｃ・説′０が行なわれており、
またステンレス鋼中高合金鋼等の溶製時には、ＡＯＤ
。
なっており、特に鋼中不純物を可能な限り低濃度まで低
減することに、多大の努力が注がれている。不純物の少
ない清浄鋼を得る手段として、溶銑処理容器内での脱Ｓ
・脱Ｐ、転炉内での脱Ｓｉ・脱Ｐ・説Ｓ・脱Ｃ，ＲＨ脱
ガス装置内での脱Ｈｅ脱Ｃ・説′０が行なわれており、
またステンレス鋼中高合金鋼等の溶製時には、ＡＯＤ
。
ＶＯＤ内での脱Ｃ・脱Ｓ等、それぞれ目的に適合した多
種類の反応容器が用いられ、各種の精錬方法が実施され
ている。
種類の反応容器が用いられ、各種の精錬方法が実施され
ている。
上述のような精錬時において、目的とする成分濃度まで
不純物の除去ができたか否かの判定は、転炉ではサブラ
ンス使用による０９度の推定によって行われているが、
それ以外の処理容器では溶湯から試料を採取し凝固させ
た後それぞれ適した分析法により分析する方法によって
行われている。製鋼工程で通常用いられている分析方法
は、まず溶湯の一部をサンプリングし、冷却後試料の一
部を切断、研摩し、発光分光分析法により、６望する成
分濃度め情報を得る方法である。精錬中の溶湯の分析値
を知り、操業に対し適ＩＥなフィードバックをするため
には、迅速性が要求され、現在の進歩した製鋼工場では
、サンプリングから分析値の報告゛まで２〜４分の短時
間で終了できるように改善されている（鋼中ガス成分の
分析は５分以」−必要）。
不純物の除去ができたか否かの判定は、転炉ではサブラ
ンス使用による０９度の推定によって行われているが、
それ以外の処理容器では溶湯から試料を採取し凝固させ
た後それぞれ適した分析法により分析する方法によって
行われている。製鋼工程で通常用いられている分析方法
は、まず溶湯の一部をサンプリングし、冷却後試料の一
部を切断、研摩し、発光分光分析法により、６望する成
分濃度め情報を得る方法である。精錬中の溶湯の分析値
を知り、操業に対し適ＩＥなフィードバックをするため
には、迅速性が要求され、現在の進歩した製鋼工場では
、サンプリングから分析値の報告゛まで２〜４分の短時
間で終了できるように改善されている（鋼中ガス成分の
分析は５分以」−必要）。
しかし、例えば転炉精錬のように全精錬時間が１５〜２
０分という短時間のプロセスでは、精錬中の溶湯の分析
値を知って操業にフィードバックできるのは、−に述し
たサブランス使用によるＣ濃度のみである。他の主要な
成分のＳｉ、Ｍｎ。
０分という短時間のプロセスでは、精錬中の溶湯の分析
値を知って操業にフィードバックできるのは、−に述し
たサブランス使用によるＣ濃度のみである。他の主要な
成分のＳｉ、Ｍｎ。
Ｐ、Ｓについては主原料・副原料・吹錬酸素ｔ゛等を用
いた物質収支と、温度会吹錬酸素量る溶銑成分等を用い
た熱収支とから得られる基本式に経験式を加味して推定
し、実際の分析値情報を得すに出鋼する方法が用いられ
ている。また、精錬の中途で吹錬を中１ヒし、上述のサ
ンプリング分析を行い分析値情報が得られるまで待機す
る場合もあるが、生産性の低下や転炉内耐火物の溶損等
の不利益の原因となっていた。
いた物質収支と、温度会吹錬酸素量る溶銑成分等を用い
た熱収支とから得られる基本式に経験式を加味して推定
し、実際の分析値情報を得すに出鋼する方法が用いられ
ている。また、精錬の中途で吹錬を中１ヒし、上述のサ
ンプリング分析を行い分析値情報が得られるまで待機す
る場合もあるが、生産性の低下や転炉内耐火物の溶損等
の不利益の原因となっていた。
１−記不利益を改りした精錬中の溶湯の直接分析装置と
して溶湯表面ヘランス状の測定端を」二方から降下し、
溶湯にレーザー光を照射し発光分光分析する装置が提案
されている。（例えば特開昭５７−１１９２４１） このような従来に置では、精錬中の溶湯浴面から発生す
るスプラッシュ、フユームにより測定端が短期間で使用
不能になること、溶湯浴面上のスラグにより測定が不可
能な場合が生ずること、測定端を転炉炉内へ下降する時
間や炉内から上Ａさせる時間が必要で迅速な処理を要す
る転炉吹錬に必ずしも適当でないことなどの欠点を有し
ていた。
して溶湯表面ヘランス状の測定端を」二方から降下し、
溶湯にレーザー光を照射し発光分光分析する装置が提案
されている。（例えば特開昭５７−１１９２４１） このような従来に置では、精錬中の溶湯浴面から発生す
るスプラッシュ、フユームにより測定端が短期間で使用
不能になること、溶湯浴面上のスラグにより測定が不可
能な場合が生ずること、測定端を転炉炉内へ下降する時
間や炉内から上Ａさせる時間が必要で迅速な処理を要す
る転炉吹錬に必ずしも適当でないことなどの欠点を有し
ていた。
本発明は上記欠点を解消し、スプラッシュやスラグ等に
妨げられることなく、溶融金属の成分を連続的に分析す
る方法を提供することを目的とする。すなわち本発明は
精錬容器内で精錬中の溶湯成分を測定する方法において
、該精錬容器の底部または側壁部に溶湯中に開［１する
ノズルを設け、該ノズルより該溶湯と化学反応を起こさ
ないガスを連続的に溶湯中に吹き込み、同時にこのノズ
ルを通して溶湯に向けてレーザー光を発射し、発光分光
分析法によって該溶湯成分の測定を行うことを特徴とす
るものである。
妨げられることなく、溶融金属の成分を連続的に分析す
る方法を提供することを目的とする。すなわち本発明は
精錬容器内で精錬中の溶湯成分を測定する方法において
、該精錬容器の底部または側壁部に溶湯中に開［１する
ノズルを設け、該ノズルより該溶湯と化学反応を起こさ
ないガスを連続的に溶湯中に吹き込み、同時にこのノズ
ルを通して溶湯に向けてレーザー光を発射し、発光分光
分析法によって該溶湯成分の測定を行うことを特徴とす
るものである。
精錬中の溶湯の例として転炉内溶鋼の場合につきその成
分の測定原理を第１図に示す。図中１は溶鋼、２は耐火
物れんが、３はガスを炉底から溶鋼中へ導くノズル、４
は、ガスの供給配管、５はレーザー発振部と分析すべき
発光光の受光器・分光器を装備した箱、６は操作室内に
設置された制御・分析値演算表示用計算機、７は炉底の
箱５と操作室内の計算機６とを結ぶ制御・信号用ケーブ
ルである。
分の測定原理を第１図に示す。図中１は溶鋼、２は耐火
物れんが、３はガスを炉底から溶鋼中へ導くノズル、４
は、ガスの供給配管、５はレーザー発振部と分析すべき
発光光の受光器・分光器を装備した箱、６は操作室内に
設置された制御・分析値演算表示用計算機、７は炉底の
箱５と操作室内の計算機６とを結ぶ制御・信号用ケーブ
ルである。
ガス供給配管４からノズル３へ供給されるガスは、溶鋼
中成分と反応を起さない希ガス例えばＡｒ、Ｈｅ等が望
ましい。このガスは常時流されており、溶鋼ｌがノズル
３へ侵入しないような必要最少量が流される。
中成分と反応を起さない希ガス例えばＡｒ、Ｈｅ等が望
ましい。このガスは常時流されており、溶鋼ｌがノズル
３へ侵入しないような必要最少量が流される。
分析は以下の手順で行われる。まず、箱５内のレーザー
発振部から発射されたレーザーはノズル３を通り溶鋼内
のＡ点に当りレーザーのエネルギーにより溶鋼を発光さ
せる。発光した光はノズル３内を通りレーザーと逆方向
に進み、箱５内の受光部で受光され、分光器を通る。こ
こでレーザー光は溶鋼中各成分の濃度に対応した各成分
に固有の波長の光の強度が増減するので、これを電流信
号またはデジタル信号に変換しケーブル７により計算機
６に導く。計算機６では、予め作成された検量線に基づ
き得られた光強度の信号を成分濃度に変換し必要な補正
を施した後ディスプレイに表示する。以−１−の操作は
自動的にかつ連続的に行われるので、転炉の運転者は単
に表示された成分分析値を操業に反映させるべく、各種
操業要因を変更し、目標通りの吹錬を行うだけでよい。
発振部から発射されたレーザーはノズル３を通り溶鋼内
のＡ点に当りレーザーのエネルギーにより溶鋼を発光さ
せる。発光した光はノズル３内を通りレーザーと逆方向
に進み、箱５内の受光部で受光され、分光器を通る。こ
こでレーザー光は溶鋼中各成分の濃度に対応した各成分
に固有の波長の光の強度が増減するので、これを電流信
号またはデジタル信号に変換しケーブル７により計算機
６に導く。計算機６では、予め作成された検量線に基づ
き得られた光強度の信号を成分濃度に変換し必要な補正
を施した後ディスプレイに表示する。以−１−の操作は
自動的にかつ連続的に行われるので、転炉の運転者は単
に表示された成分分析値を操業に反映させるべく、各種
操業要因を変更し、目標通りの吹錬を行うだけでよい。
さらに、人間の行う操作を経由せず、連続的に得られる
分析値を転炉自体やその周辺機器を制御している主計算
機に入力し、予め決められたプログラム、に従いＡ１算
機が操業を管理制御することも可能である。
分析値を転炉自体やその周辺機器を制御している主計算
機に入力し、予め決められたプログラム、に従いＡ１算
機が操業を管理制御することも可能である。
本発明の方法によれば、精錬容器内溶湯の成分を連続的
に分析することが０■能であり、特に］二述のように迅
速性が要求される転炉吹錬には最適である。また、本発
明法では全自動で分析ができるため、省力化が期待され
る。さらに、従来の溶湯の一部を採取して行う分析方法
では不純物成分の容器内偏在による分析値のばらつきが
不可避であり、分析値が正確に溶湯成分を代表しないこ
とによる欠陥があったが、本発明法では連続的に得られ
る多数の分析値の平均値を計算機により瞬時にめること
ができ、撹拌中の溶湯を直接分析するため容器内溶湯中
の成分偏在による誤差を避けることができ分析値の代表
性が向−卜した。
に分析することが０■能であり、特に］二述のように迅
速性が要求される転炉吹錬には最適である。また、本発
明法では全自動で分析ができるため、省力化が期待され
る。さらに、従来の溶湯の一部を採取して行う分析方法
では不純物成分の容器内偏在による分析値のばらつきが
不可避であり、分析値が正確に溶湯成分を代表しないこ
とによる欠陥があったが、本発明法では連続的に得られ
る多数の分析値の平均値を計算機により瞬時にめること
ができ、撹拌中の溶湯を直接分析するため容器内溶湯中
の成分偏在による誤差を避けることができ分析値の代表
性が向−卜した。
実施例
５トン容鼠の多目的実験転炉において、第２図に示すよ
うに、６木の炒成羽口９のうち、１本を本発明の連続分
析用のノズル３に利用し、他の５本を吹錬酸素供給用に
設定し、溶鋼ｌを精錬した。
うに、６木の炒成羽口９のうち、１本を本発明の連続分
析用のノズル３に利用し、他の５本を吹錬酸素供給用に
設定し、溶鋼ｌを精錬した。
第２図において、５は炉底のディストリビュータ８の近
辺にとりつけた箱でレーザー発振器、発光光受光分析器
を収納しており、不活性ガス供給管４からアルゴンを搬
送ガスする。１０は酸素ガス供給管、１１はプロパン供
給管、１２は小型コンピュータである。用いた溶銑の成
分はＣ−４，４２％、５ｉ＝０．５２％、Ｍ ｎ ＝
０．２７％、Ｐ＝０．１１％、Ｓ＝０．０２９％であり
、５．３トンの溶銑に対し、３００ｋｇの生石灰、５０
ｋｇの蛍石を副原料として添加した。また吹錬用酸素は
１５Ｎｍ’／ｍｉｎの速度で供給し吹錬時間は約１６分
間であった。連続分析用ノズル３として利用した羽１１
にはアルゴンを２Ｎｍ”／ｍｉｎで供給した。
辺にとりつけた箱でレーザー発振器、発光光受光分析器
を収納しており、不活性ガス供給管４からアルゴンを搬
送ガスする。１０は酸素ガス供給管、１１はプロパン供
給管、１２は小型コンピュータである。用いた溶銑の成
分はＣ−４，４２％、５ｉ＝０．５２％、Ｍ ｎ ＝
０．２７％、Ｐ＝０．１１％、Ｓ＝０．０２９％であり
、５．３トンの溶銑に対し、３００ｋｇの生石灰、５０
ｋｇの蛍石を副原料として添加した。また吹錬用酸素は
１５Ｎｍ’／ｍｉｎの速度で供給し吹錬時間は約１６分
間であった。連続分析用ノズル３として利用した羽１１
にはアルゴンを２Ｎｍ”／ｍｉｎで供給した。
第３図に本発明による鋼中成分の連続分析結果を示す。
同図の場合には信号処理に小型のコンピュータを用いた
ため、処理時間に３〜４秒必要であった。また分析間隔
は吹錬開始後１２分までは６０秒間隔、その後は３０秒
間隔とし、Ｐ濃度が０．０２５％以下となったことが判
明した時点で吹錬を停止にした。
ため、処理時間に３〜４秒必要であった。また分析間隔
は吹錬開始後１２分までは６０秒間隔、その後は３０秒
間隔とし、Ｐ濃度が０．０２５％以下となったことが判
明した時点で吹錬を停止にした。
以−にのような実験を多数回繰り返し、吹錬を停止した
時の本発明による分析法によって得られたＰ濃度とその
時に得た溶鋼サンプルの化学分析によるＰ濃度との比較
を第４図に示した。精度の高い検量線を準備していたた
め、実用ト問題ない±０．００１％の誤差内にほとんど
全ての点が入り、本発明による分析法が吹錬制御特にＰ
濃度の制御に充分使用できることが確認された。
時の本発明による分析法によって得られたＰ濃度とその
時に得た溶鋼サンプルの化学分析によるＰ濃度との比較
を第４図に示した。精度の高い検量線を準備していたた
め、実用ト問題ない±０．００１％の誤差内にほとんど
全ての点が入り、本発明による分析法が吹錬制御特にＰ
濃度の制御に充分使用できることが確認された。
第１図は本発明の溶湯成分連続分析法の原理を示す転炉
の一部断面を含む系統図、第２図は５ト、ン容量の転炉
で行った実施例の系統図、第３図は溶鋼成分の連続分析
結果のうちＣ，Ｓｔ、Ｍｎ。 Ｐ、Ｓの変化を示すグラフ、第４図は本発明によるＰ分
析結果と同時にサンプリングした溶鋼の化学分析による
Ｐ濃度分析結果との比較を示すグラフである。 ｌ・・・溶鋼 ２・・・耐火物れんが ３・・・ノズル ４・・・不活性ガス供給用配管 ５・・・レーザー発振器、発光光受光・分光器を収納し
た箱 ６・・・計算機 ７・・・信号ケーブル ８・・・ディストリビュータ ９・・・酸素供給用羽目 ｌＯ・・・酸素供給用配管 １１・・・冷却用プロパンガス供給用配管１２・・・小
型コンピュータ 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士小杉佳男 ８１図 １ ４か金杯” Ｍ １ユ警・峡ｌ
の一部断面を含む系統図、第２図は５ト、ン容量の転炉
で行った実施例の系統図、第３図は溶鋼成分の連続分析
結果のうちＣ，Ｓｔ、Ｍｎ。 Ｐ、Ｓの変化を示すグラフ、第４図は本発明によるＰ分
析結果と同時にサンプリングした溶鋼の化学分析による
Ｐ濃度分析結果との比較を示すグラフである。 ｌ・・・溶鋼 ２・・・耐火物れんが ３・・・ノズル ４・・・不活性ガス供給用配管 ５・・・レーザー発振器、発光光受光・分光器を収納し
た箱 ６・・・計算機 ７・・・信号ケーブル ８・・・ディストリビュータ ９・・・酸素供給用羽目 ｌＯ・・・酸素供給用配管 １１・・・冷却用プロパンガス供給用配管１２・・・小
型コンピュータ 出願人 川崎製鉄株式会社 代理人 弁理士小杉佳男 ８１図 １ ４か金杯” Ｍ １ユ警・峡ｌ
Claims (1)
- ｌ 精錬容器内で精錬中の溶湯成分を測定する方法にお
いて、該精錬容器の底部または側壁部に溶湯中に開口す
るノズルを設け、該ノズルより該溶湯と化学反応を起こ
さないガスを連続的に溶湯中に吹き込むと共に、このノ
ズルを通して溶湯に向けてレーザー光を発射し、発光分
光分析法によって該溶湯成分の測定を行うことを特徴と
する、精錬容器内溶湯の成分連続分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15007783A JPS6042644A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 精錬容器内溶湯の成分連続分析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15007783A JPS6042644A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 精錬容器内溶湯の成分連続分析法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6042644A true JPS6042644A (ja) | 1985-03-06 |
Family
ID=15489010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15007783A Pending JPS6042644A (ja) | 1983-08-17 | 1983-08-17 | 精錬容器内溶湯の成分連続分析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6042644A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469083A1 (en) * | 1989-04-21 | 1992-02-05 | Lehigh University | Transient spectroscopic method and apparatus for in-process analysis of molten metal |
| JP2002174631A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-06-21 | Nkk Corp | 溶融金属の成分測定装置 |
| WO2004001394A3 (en) * | 2002-06-24 | 2004-04-08 | Noranda Inc | Laser induced breakdown spectroscopy for the analysis of molten material |
| EP1452609A1 (fr) * | 2003-02-27 | 2004-09-01 | Centre de Recherches Metallurgiques - Centrum voor de Research in de Metallurgie | Procédé de contrôle dynamique du traitement d'un métal en fusion |
| WO2010081807A1 (fr) | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Centre De Recherches Metallurgiques Asbl - Centrum Voor Research In De Metallurgie Vzw | Tête de mesure de type libs pour l'analyse de composés dans un environnement poussiéreux et/ou à haute température |
| WO2019060471A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Worcester Polytechnic Institute | MIXED METAL INCLUSION TEST |
-
1983
- 1983-08-17 JP JP15007783A patent/JPS6042644A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469083A1 (en) * | 1989-04-21 | 1992-02-05 | Lehigh University | Transient spectroscopic method and apparatus for in-process analysis of molten metal |
| JP2002174631A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-06-21 | Nkk Corp | 溶融金属の成分測定装置 |
| WO2004001394A3 (en) * | 2002-06-24 | 2004-04-08 | Noranda Inc | Laser induced breakdown spectroscopy for the analysis of molten material |
| US6909505B2 (en) | 2002-06-24 | 2005-06-21 | National Research Council Of Canada | Method and apparatus for molten material analysis by laser induced breakdown spectroscopy |
| EP1452609A1 (fr) * | 2003-02-27 | 2004-09-01 | Centre de Recherches Metallurgiques - Centrum voor de Research in de Metallurgie | Procédé de contrôle dynamique du traitement d'un métal en fusion |
| BE1015392A3 (fr) * | 2003-02-27 | 2005-03-01 | Ct Rech Metallurgiques Asbl | Procede de controle dynamique du traitement d'un metal en fusion. |
| WO2010081807A1 (fr) | 2009-01-15 | 2010-07-22 | Centre De Recherches Metallurgiques Asbl - Centrum Voor Research In De Metallurgie Vzw | Tête de mesure de type libs pour l'analyse de composés dans un environnement poussiéreux et/ou à haute température |
| WO2019060471A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | Worcester Polytechnic Institute | MIXED METAL INCLUSION TEST |
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