JPS597257A - 溶融金属中の酸素濃度測定用センサ− - Google Patents
溶融金属中の酸素濃度測定用センサ−Info
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- JPS597257A JPS597257A JP57117306A JP11730682A JPS597257A JP S597257 A JPS597257 A JP S597257A JP 57117306 A JP57117306 A JP 57117306A JP 11730682 A JP11730682 A JP 11730682A JP S597257 A JPS597257 A JP S597257A
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本弁明は浴融金橋、就中溶鋼中の浴存酩素峡晟の測定葡
目的とするジルコニア油ハ化物向体電解負よりなる鈑累
センサーに係り、史に卦細にはアルミニウム、シリコン
、マンガン等の脱酸剤を含有する溶鋼中に於いて恰めて
起電力応答性の優れた溶融金鵬中の酸素濃度画定用セン
サーに関するものである。
目的とするジルコニア油ハ化物向体電解負よりなる鈑累
センサーに係り、史に卦細にはアルミニウム、シリコン
、マンガン等の脱酸剤を含有する溶鋼中に於いて恰めて
起電力応答性の優れた溶融金鵬中の酸素濃度画定用セン
サーに関するものである。
近年、鉄鋼業分野では転炉での終点測定、ＲＨ法、ＤＨ
法での脱酸剤投入の事前分析と脱酸剤投入処理後の溶鋼
中の溶存酸素量の確認分析、連続鋳造時のタンディシュ
での酸素量…）］定等に釡属酸化物を固体電Ｍ質として
金輪及び／又は該金属の欧化物を参照電極とする酢素濃
淡電池を利用した酸素センサーが迅速かつ安価な分析用
治具として第１」用されている。測定に当っては／、６
θθ°Ｃ前後の＾温浴中に酸素センサーを浸伯し、酸素
センサー構成？ｉ質〃・溶鋼により浸食される前に安定
した平鈎起竜力を求める必儀がある。このため迎常は′
＆漬佐ｊ〜／θ秒で安定した応答が得られる酸素センサ
ーとして部分安定化ジルコニアの如き金属酸化物の組Ｍ
、物を固体−＞ｈ％とし、Ｎｌ ／ ＮｉＯ、Ｃｒ ／
Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｏ ／ ＭｏＯ２、Ｆｅ ／ ＦｅＯ
等の混合物又は焼結体を参照、Ｌ極として構成し７た酸
素センサーが便用さ１１ている。しかしながら上記構成
の酸素センサーにあってもある神の溶鋼、例えはアルミ
脱酸鋼を合の場合には上述の酸素センサーの寿命内に安
定した平衡起電力値を観測することができず実質的に画
定不能という致命的欠陥を有する。
法での脱酸剤投入の事前分析と脱酸剤投入処理後の溶鋼
中の溶存酸素量の確認分析、連続鋳造時のタンディシュ
での酸素量…）］定等に釡属酸化物を固体電Ｍ質として
金輪及び／又は該金属の欧化物を参照電極とする酢素濃
淡電池を利用した酸素センサーが迅速かつ安価な分析用
治具として第１」用されている。測定に当っては／、６
θθ°Ｃ前後の＾温浴中に酸素センサーを浸伯し、酸素
センサー構成？ｉ質〃・溶鋼により浸食される前に安定
した平鈎起竜力を求める必儀がある。このため迎常は′
＆漬佐ｊ〜／θ秒で安定した応答が得られる酸素センサ
ーとして部分安定化ジルコニアの如き金属酸化物の組Ｍ
、物を固体−＞ｈ％とし、Ｎｌ ／ ＮｉＯ、Ｃｒ ／
Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｏ ／ ＭｏＯ２、Ｆｅ ／ ＦｅＯ
等の混合物又は焼結体を参照、Ｌ極として構成し７た酸
素センサーが便用さ１１ている。しかしながら上記構成
の酸素センサーにあってもある神の溶鋼、例えはアルミ
脱酸鋼を合の場合には上述の酸素センサーの寿命内に安
定した平衡起電力値を観測することができず実質的に画
定不能という致命的欠陥を有する。
かかる事情下において、本発明者らは脱酸剤を添加含有
した浴仙中においても極めて起筆力応答性の優れた酸素
センサーを見い出すべく鋭意倹約を行なった結果、従来
公知の酸素センサーに簡単な処理を施すことにより上記
目的を満足するｍｘセンサーとすることができることを
見い出し本発明を完成させた。
した浴仙中においても極めて起筆力応答性の優れた酸素
センサーを見い出すべく鋭意倹約を行なった結果、従来
公知の酸素センサーに簡単な処理を施すことにより上記
目的を満足するｍｘセンサーとすることができることを
見い出し本発明を完成させた。
すなわち本発明は部分安駕化ジルコニア賀酸化物向体亀
解實衣面を常温〜／θθ０°Ｃ間の平均熱膨張係数がｊ
Ｘ／θ ７°Ｃ以下で、かつ溶鋼中に１史用する脱酸剤
により生成する金族酸化物、該金典敞化物と化合物を作
る物質、或は該金属酸化物との化合物、或は脱酸剤によ
り生成する金績ば化物と親和性の殆んどない物質で被梓
したことを喘徴とする溶融金属中の酸素濃度測定用セン
サーを提供するにある。
解實衣面を常温〜／θθ０°Ｃ間の平均熱膨張係数がｊ
Ｘ／θ ７°Ｃ以下で、かつ溶鋼中に１史用する脱酸剤
により生成する金族酸化物、該金典敞化物と化合物を作
る物質、或は該金属酸化物との化合物、或は脱酸剤によ
り生成する金績ば化物と親和性の殆んどない物質で被梓
したことを喘徴とする溶融金属中の酸素濃度測定用セン
サーを提供するにある。
以下本発明の酸素センサーを更に詳細に説明する。
本発明の対象となる酸素センサーはジルコニア質酸化物
を固体電解質として金族−金属酸化物を参照電極とする
公知汎用のジルコニア質酸素センサー、例えばＹ２Ｏ３
、ＣａＯ、ＭｇＯの内の少なくとも／ Ｉｌｉとジルコ
ニア（Ｚｒ０２） とからなるＩ９ｒ脂部分安定化ジ
ルコニア質酸化物を固体電解質とし、Ｎｉ ／ ＮｉＯ
、Ｍｏ ／ ＭｏＯ２、Ｃｒ ／ Ｃｒ２Ｏ３。
を固体電解質として金族−金属酸化物を参照電極とする
公知汎用のジルコニア質酸素センサー、例えばＹ２Ｏ３
、ＣａＯ、ＭｇＯの内の少なくとも／ Ｉｌｉとジルコ
ニア（Ｚｒ０２） とからなるＩ９ｒ脂部分安定化ジ
ルコニア質酸化物を固体電解質とし、Ｎｉ ／ ＮｉＯ
、Ｍｏ ／ ＭｏＯ２、Ｃｒ ／ Ｃｒ２Ｏ３。
Ｃｕ ／ ＣｕＯ、Ｃｏ ／ Ｃｏｏ 、 Ｆｅ ／
Ｐ’ｅＯ等を奈照竜極として構成された酸素センサーで
ある。酸素センサーの形状は例えば、石英管先端に固体
電解質キャップを接層したプラグ型、固体電解質自体を
成形焼結した置型及び針状センサーのいずれにも適応可
能である。
Ｐ’ｅＯ等を奈照竜極として構成された酸素センサーで
ある。酸素センサーの形状は例えば、石英管先端に固体
電解質キャップを接層したプラグ型、固体電解質自体を
成形焼結した置型及び針状センサーのいずれにも適応可
能である。
本発明の飯素センサーは、かような公知汎用の部分安定
化ジルコニア負酸化物固体電解質をもって構成される酸
素センサーの表向に′吊湛〜／、θθθ°Ｃ間の平均熱
膨張係数と称す）か３×／θ−６／°Ｃ以下でかつ溶鋼
中に使用する脱酊剤により生成する金属酸化物、該金属
酸化物と化合物を作るもの、又は該金属酸化物との化合
物、或は脱酸剤により生成する金属酸化物と親和性のな
い物質を被覆して構成されたものであって、該物質の被
傑方法としては該物質をジルコニア’Ｊｉｌｔｓ素セン
サーの表面に被〜が可能である手段であれば特に制約さ
れることなく、例えは該被〜物質の粉末を水や壱機溶剤
や無機バインダー等の液体中に分散させ、杉分散液中に
浸漬、あるいは塗布、スプレィコート等した後乾燥、必
要により焼付けて密着せしめれはよい。
化ジルコニア負酸化物固体電解質をもって構成される酸
素センサーの表向に′吊湛〜／、θθθ°Ｃ間の平均熱
膨張係数と称す）か３×／θ−６／°Ｃ以下でかつ溶鋼
中に使用する脱酊剤により生成する金属酸化物、該金属
酸化物と化合物を作るもの、又は該金属酸化物との化合
物、或は脱酸剤により生成する金属酸化物と親和性のな
い物質を被覆して構成されたものであって、該物質の被
傑方法としては該物質をジルコニア’Ｊｉｌｔｓ素セン
サーの表面に被〜が可能である手段であれば特に制約さ
れることなく、例えは該被〜物質の粉末を水や壱機溶剤
や無機バインダー等の液体中に分散させ、杉分散液中に
浸漬、あるいは塗布、スプレィコート等した後乾燥、必
要により焼付けて密着せしめれはよい。
被覆に用いる物質はセンサーを適用する溶銅中に１更用
する脱酸剤の積石によシー義的でないが例えば脱酸剤が
アルミニウム、シリコンの場合には石英ガラス（Ｓ １
０２ ） 、チタン酸アルミ（Ｍ２ｏ３＠Ｔｉ０２）、
ムライト（届２０３−２Ｓｉ０２ ） 等が又溶鋼中
に生成する酸化物と殆んど親和性のない物鋼として、Ｔ
ａＮＸｋ４３Ｎ、 Ｓｉ３Ｎ４ 、 ＢＮ 等の窒化物
Ｉ等が好適に使用される。とれら物質の衿穏厚は下地詠
山部がなければ起電力の応答性の点で薄い方がよく、通
常／ Ｍ、以下、好ましくはθ、／餌以下が適当である
。部分安定化ジルコニア質酸化物で構成した固体電解質
表面を該物質で被扮することにより何故脱酸剤を添加、
含有する溶銅中においても起電力応答性が低下すること
なく使用し得るのかその理由は詳らかではないが、従来
の被榎物層のない酸素センサーの場合には溶銅中に存在
する酸化物あるいは溶鋼表面に浮上している酸化物が部
分的に固体電解質表面に付着し、起電力値が変動し応答
時間が遅くなるのに対し、本発明の酸素センサーの場合
にはその表面に極めて酸化物と親和性の強いか、或いは
親和性の殆んどない物質で被覆されているため、溶鋼中
に存在する酸化物の影響を受は難いか、或いは固体電解
質表面が浴中酸化物により速やかに全面被覆されるため
起電力値の変動が少ないものと思われる。また、本発明
において通用する被＆物質は熱膨張係数が３×／θ−６
／°Ｃ以下のものが必須である。熱膨張係数が該範囲を
越える場合、例えば届。０３等の場合には適用時に亀裂
を生じ起電力値が変動するので好ましくない。
する脱酸剤の積石によシー義的でないが例えば脱酸剤が
アルミニウム、シリコンの場合には石英ガラス（Ｓ １
０２ ） 、チタン酸アルミ（Ｍ２ｏ３＠Ｔｉ０２）、
ムライト（届２０３−２Ｓｉ０２ ） 等が又溶鋼中
に生成する酸化物と殆んど親和性のない物鋼として、Ｔ
ａＮＸｋ４３Ｎ、 Ｓｉ３Ｎ４ 、 ＢＮ 等の窒化物
Ｉ等が好適に使用される。とれら物質の衿穏厚は下地詠
山部がなければ起電力の応答性の点で薄い方がよく、通
常／ Ｍ、以下、好ましくはθ、／餌以下が適当である
。部分安定化ジルコニア質酸化物で構成した固体電解質
表面を該物質で被扮することにより何故脱酸剤を添加、
含有する溶銅中においても起電力応答性が低下すること
なく使用し得るのかその理由は詳らかではないが、従来
の被榎物層のない酸素センサーの場合には溶銅中に存在
する酸化物あるいは溶鋼表面に浮上している酸化物が部
分的に固体電解質表面に付着し、起電力値が変動し応答
時間が遅くなるのに対し、本発明の酸素センサーの場合
にはその表面に極めて酸化物と親和性の強いか、或いは
親和性の殆んどない物質で被覆されているため、溶鋼中
に存在する酸化物の影響を受は難いか、或いは固体電解
質表面が浴中酸化物により速やかに全面被覆されるため
起電力値の変動が少ないものと思われる。また、本発明
において通用する被＆物質は熱膨張係数が３×／θ−６
／°Ｃ以下のものが必須である。熱膨張係数が該範囲を
越える場合、例えば届。０３等の場合には適用時に亀裂
を生じ起電力値が変動するので好ましくない。
以上詳述した如く本発明の酸素センサーは従来使用され
ている部分安定化ジルコニア質酸化物固体電解質表面に
特定物質を抜機するという極めて簡単な処理により取得
される酸素センサーであって、普通鋼はもとより脱酸剤
を含む溶鋼中の酸素濃度測定用センサーとしても使用可
能なものであって、その工業的価値は頗る大である。
ている部分安定化ジルコニア質酸化物固体電解質表面に
特定物質を抜機するという極めて簡単な処理により取得
される酸素センサーであって、普通鋼はもとより脱酸剤
を含む溶鋼中の酸素濃度測定用センサーとしても使用可
能なものであって、その工業的価値は頗る大である。
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、実施
例は本発明の態様を示すものであって本発明はかかる実
施例に限定されるものではない。
例は本発明の態様を示すものであって本発明はかかる実
施例に限定されるものではない。
実施例／
固体電解質として外径！；、ｂｗｓ、内径３．６鱗、長
さ３．５ｍのＭｇＯ部分安定化ジルコニア質の一端閉塞
管に参照電極としてＭｏ ／ Ｎ１００゜とＭ。
さ３．５ｍのＭｇＯ部分安定化ジルコニア質の一端閉塞
管に参照電極としてＭｏ ／ Ｎ１００゜とＭ。
リード脚を組み入れ、開端部を無機セメントで封止した
後、■そのまま、（２）ＭｇＯ部分安定化ジルコニア質
の管表面に熱膨張係数〈／、θ×／θ ７°Ｃのチタン
酸アルミニウム（Ｍ２ｏ３φＴｉ０３）をケイ酸ソーダ
溶液に分散させ、この溶液中に該管を浸漬、乾燥させて
θ、θ−防の被接を形成して試料センサーを取得した。
後、■そのまま、（２）ＭｇＯ部分安定化ジルコニア質
の管表面に熱膨張係数〈／、θ×／θ ７°Ｃのチタン
酸アルミニウム（Ｍ２ｏ３φＴｉ０３）をケイ酸ソーダ
溶液に分散させ、この溶液中に該管を浸漬、乾燥させて
θ、θ−防の被接を形成して試料センサーを取得した。
このようにして得たα）無コート品、（２）チタン酸ア
ルミニウムコート品酸素センサーをアルミナ質るつｅｌ
で高周波溶解されたアルミ脱酸鋼浴中に浸漬し起電力の
画定を試みた。この際浴温は／６θθ°（１、浴表面は
アルゴンカス流通によシ空気からシールした。
ルミニウムコート品酸素センサーをアルミナ質るつｅｌ
で高周波溶解されたアルミ脱酸鋼浴中に浸漬し起電力の
画定を試みた。この際浴温は／６θθ°（１、浴表面は
アルゴンカス流通によシ空気からシールした。
鋼浴を変え、各種酸素センサーにょシ観測される起電力
値測定の再現性テストを行なった結果を第１表に示す。
値測定の再現性テストを行なった結果を第１表に示す。
第 ／ 弄
第１表の再現性テストのデータから本発明のチタン酸ア
ルミニウムコート品は応答時間が短かく、！； ｓｅｅ
起電力（％）も旨く起電力応答性及び安定性に優れてい
ることが明らかである０ 実施例 実施例／と同様にして取得した第−表に示すコーテイン
グ品及び無コート品酸素センサーを用い実施例／と同様
の方法で鋼浴上の酸素濃度を測定した所、結果は第−表
のとおりであった。
ルミニウムコート品は応答時間が短かく、！； ｓｅｅ
起電力（％）も旨く起電力応答性及び安定性に優れてい
ることが明らかである０ 実施例 実施例／と同様にして取得した第−表に示すコーテイン
グ品及び無コート品酸素センサーを用い実施例／と同様
の方法で鋼浴上の酸素濃度を測定した所、結果は第−表
のとおりであった。
第−表
手 続 補 正 書（方式）
昭和、５７年７７月λｇ日
特許庁長官 若杉和夫 殿 、ハ１、
事件の表示 昭和５７年 特許願第 ／／７３θ乙 号２、発明
の名称 溶融金属中の酸素濃度測定用センサー ３、 補正をする者 Ｓ、補正の対象 「ｗ曹」お上び「明ａ書」 ６、補正の内容 ＩＡ書および明細書の浄■（内容に変更なし）（２完）
事件の表示 昭和５７年 特許願第 ／／７３θ乙 号２、発明
の名称 溶融金属中の酸素濃度測定用センサー ３、 補正をする者 Ｓ、補正の対象 「ｗ曹」お上び「明ａ書」 ６、補正の内容 ＩＡ書および明細書の浄■（内容に変更なし）（２完）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ／。部分安定化ジルコニアｅｌ＆化物固体電触質表面を
常温〜／、θＷ″Ｃ間の平均熱膨張係数が３×／θ−６
／°Ｃ以下で、かつ溶鋼中に使用する脱酸剤により生成
する金属酸化物、該金属酸化物と化合物を作る物質、或
は該全極酸化物との化合物、或は脱酸剤により生成する
金橋酸化物と親第Ｕ性の殆んどない物質で被咎した事を
特徴とする浴融金栖中の屯素直度測定用センサー 一１脱ｒ１に剤により生成する金檎酸化物と新本１１性
の殆んどない物質が菫化物であることを特徴とする特許
詩才の範囲第１項記載の方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117306A JPS597257A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 溶融金属中の酸素濃度測定用センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117306A JPS597257A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 溶融金属中の酸素濃度測定用センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS597257A true JPS597257A (ja) | 1984-01-14 |
| JPH0439030B2 JPH0439030B2 (ja) | 1992-06-26 |
Family
ID=14708482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57117306A Granted JPS597257A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 溶融金属中の酸素濃度測定用センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597257A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142455A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-30 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融金属中の不純物元素の活量測定方法及び測定プロ−ブ |
| EP0696652A3 (de) * | 1994-08-13 | 1996-04-17 | Georg Prof Dr Mueller | Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Steuerung bzw. Regelung der Sauerstoffkonzentration in Siliciumschmelzen |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP57117306A patent/JPS597257A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142455A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-30 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶融金属中の不純物元素の活量測定方法及び測定プロ−ブ |
| EP0696652A3 (de) * | 1994-08-13 | 1996-04-17 | Georg Prof Dr Mueller | Verfahren und Vorrichtung zur Messung und Steuerung bzw. Regelung der Sauerstoffkonzentration in Siliciumschmelzen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0439030B2 (ja) | 1992-06-26 |
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