JPS6242008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶銑等の溶融金属中に含まれる珪素
量を正確、迅速に測定し且つその結果に応じて速
やかに脱珪処理を行なうことができる技術に関す
るものである。

［従来の技術］ 溶銑中の珪素量は、例えば転炉操業に付したと
きの熱バランス、生成スラグ量、スラグ塩基度等
と密接に関連するので、溶銑中の珪素量を正確に
把握しておくことは転炉製鋼を効率良く進めるう
えで極めて重要である。また溶銑予備処理法の１
つとして、高炉鋳床等で溶銑にスケールを添加し
たり酸素を吹込んで脱珪処理を行なういわゆる予
備脱珪が行なわれているが、高炉から出湯される
溶銑中の珪素量は相当変動するので、脱珪処理前
に珪素量を測定し、脱珪剤添加必要量を正確に承
知しておく必要がある。殊に上記の様な高炉鋳床
脱珪では、出銑樋上を流れる溶銑に脱珪剤を投入
し流下途中に脱珪を行なうものであるから、溶銑
中の脱珪量を迅速に測定してそれに応じるべき必
要脱珪剤量を速やかに投入しなければならず、測
定や脱珪剤の投入に長時間がかかるとその間に当
該溶銑が下流側へ流れてしまう為に、珪素量を測
定した意味が半減乃至無意味になつてしまう。

ところで溶融金属中の珪素分析法としては、従
来重量法やモリブテン青吸光光度法等の他、螢光
Ｘ線法や発光分光分析法等の機器分析法が知られ
ており、殊に機器分析法の場合分析自体の所要時
間は１〜２分程度で、迅速性を満足するかにみえ
る。しかしこれらの機器分析法にしても、分析試
料の採取、搬送及び機器への装入等の準備時間を
含めた総所要時間が少なくとも10分間以上に及び
鋳床脱珪に必要とされる迅速性を満足するものと
は言い難い。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこうした状況のもとで、珪素量を極め
て短時間のうちに正確に測定し得るとともに該測
定結果に応じた脱珪剤量を速やかに添加し得る様
に改善された溶融金属中の脱珪処理方法を提供し
ようとするものである。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明は、珪素標準極物質及び珪素塩電解質を
内蔵する珪素量測定用素子と、該素子の溶融金属
に対する浸漬深さを判断することのできる液面検
出用素子を同期的に降下させ、珪素量測定用素子
の適切浸漬深さを得ることによつて溶融金属中の
珪素含有量を検出し、該検出値に応じて脱珪剤量
をコントロールするとことに要旨を有するもので
ある。

［作 用］ 本発明者らは以前から、珪素量を極めて短時間
のうちに正確に測定し得る様な技術を開発すべく
鋭意研究を進めてきたが、その成果の一つとして
特有の構造を有する珪素量測定用プローブを用い
て溶融金属中の珪素量を迅速に測定する方法を開
発して先に特許出願を行なつた（特開昭59―
73763号）。この先願発明では珪素量の分かつてい
る標準物質と測定試料である溶融金属の間で生ず
る起電力によつて該溶融金属中の珪素量を把握し
ており、測定に当たつては、縦長耐熱性保持管の
下端部に珪酸塩電解質を保持させるとともに、こ
れと直接々触する様にその上方に珪素標準極物質
を装入してなる測定素子を測定用プローブの下端
に固定しておく。そしてこのプローブを溶融金属
に浸漬して起電力を測定する。あとは該実測値
を、予め求めておいた珪素濃度に対応する起電力
値の検量線と対照することにより溶銑の現在珪素
量を直ちに知ることができる。この方法により測
定試料の採取・搬送等が全く不要となり、又例え
ば高炉鋳床の溶銑に前記プローブを直接浸漬する
だけで、例えば１〜２分以内という極めて短い時
間で珪素量を正確に測定できる。

しかるにその後測定精度や簡便性或は測定結果
に応じた脱珪剤量の迅速な調整等に対する要求が
一段と高まり、本発明者らもかかる見地から先の
発明を改良すべく研究を続けてきた。

その結果前記先願に係る発明の珪素量測定用プ
ローブを用いた場合の現実の測定値には相当のば
らつきが認められたが、測定に際して測定素子の
浸漬深さを適切に調節（先端から５〜35mm）して
やれば再現性が一層優れた高精度の測定値が得ら
れることを知り、ここに本発明を完成するに至つ
たものである。

以下本発明を詳細に説明する。

前述した様に先願発明に係る珪素量測定用プロ
ーブを用いて良好な測定結果を得る為には、測定
素子の浸漬深さを先端から約５〜35mmに保つ必要
があるが、測定対象である溶融金属の液面は必ず
しも一定でなく、しかも流動に伴なう波立ち等に
よりある程度の幅を持つて変動している場合が多
い。又溶銑は赤熱状態でもあるから、肉眼的に迅
速且つ正確に浸漬深さを知つてこれを調整すると
いうことは実際上困難であつた。また前述の如く
特に鋳床脱珪においては、珪素量の測定とその結
果に基づく脱珪剤添加量の調整を極めて短時間に
行なう必要があり、この為珪素量の迅速・正確な
測定を行なうことが要求されており、更にもし可
能ならばこれに迅速に応答し得る脱珪剤投入シス
テムが要求されていた。この様な状況に鑑み本発
明者らは、迅速・簡便な実用性に優れた脱珪処理
方法に関し鋭意検討を進め、その結果前記の珪素
量迅速測定用プローブ（特開昭59―73763）を、
浸漬深さ検出手段と併用することによつて溶融金
属面（以下溶湯面）を検出するという本発明の手
段に到達した。尚もつとも効果的な実施態様とし
ては、上記プローブに液面検出素子を組み込むと
ともに、これを溶湯中へ浸漬させたり抜き出した
りするための昇降装置と更には脱珪剤投入量を測
定珪素量に応じて適宜調整し得る切出し装置を設
け、これら装置と信号処理装置を組合せることに
よつて相互に連係して自動的に脱珪処理するとい
つた方法が示される。

［実施例］ 本発明の構成を具体的に説明する。

第１図は、本発明で使用する溶湯面検出用素子
を内蔵した珪素量測定用プローブを例示する先端
部の概略縦断面図であり、図中１は測定用プロー
ブ本体、２は珪素量測定素子、３ａ，３ｂ，３ｃ
はリード線、４は断熱材を夫々示す。このプロー
ブは、珪素量測定用素子２と溶湯面検出用素子３
ｂ，３ｃとが一体となつて構成されており（本発
明では同期昇降が保証される限り別体であつても
よい）、プローブを上方より溶湯面に降下させる
場合、珪素量測定素子の浸漬深さ位置を先端から
５〜35mmの範囲にコントロールし得る様に構成さ
れている。即ち、珪素量の測定に当たつては、溶
銑中で珪酸塩電解質６を挾んで標準極物質７と溶
銑の間で珪素濃淡電池が形成され、リード線３
ａ，３ｂの接点Ａ，Ｂの間で起電力が発生するの
で、これを起電力測定装置で検出し珪素濃度に換
算するが、本発明では珪素量の測定のためのリー
ド線３ａ及び３ｂとは別に湯面検出用としてリー
ド線３ｃを新たに設け湯面からの浸漬深さを検知
し得る様に構成されている。即ちリード線３ｂと
３ｃの間に電圧を掛けた状態で該プローブを溶湯
面へ降下させた場合、リード線３ｂと３ｃが共に
溶湯に漬かると両リード線の接点Ｂ，Ｃ間に電流
が流れ、これによつてBCが溶湯面に浸かつたこ
とを検知できる。尚リード線３ｂ，３ｃの先端と
測定素子２先端との寸法（図中Ｌ）は、プローブ
を降下させる装置の停止精度に応じて決定し、測
定素子先端の浸漬深さが５〜35mmの範囲におさま
るように設定する。場合によつてはリード線３
ｂ，３ｃの方を短く形成し、先に測定素子２が液
面に到達し、リード線３ｂ，３ｃが漬つた状態で
プローブの降下を停止させてもよい。尚リード線
３ｂ，３ｃの先端部は、測定素子や断熱材の等の
他の部分の寿命との兼ね合い或はプローブの必要
使用回数に応じた適度の耐熱性を有すると共に溶
銑に接して反応せず且つ良好な導電性を有する材
料を使用する必要があることは勿論であつて、代
表的な材料を例示すれば炭素や高融点金属が挙げ
られる。また上記では溶湯面検出方法として電流
の変化を把まえる方法について述べたが、要は珪
素量測定素子と同期的に昇降し浸漬深さをコント
ロールできるものであればよく、液面検出の為の
具体的な方法は何ら限定されるものではない。

以上本発明に係る液面検出用素子を備えた珪素
量測定用プローブの構成について説明したが、以
下に該プローブを使用した脱珪処理システムの具
体例を示し、本発明を総括的に説明する。

第２図の本システムの概略図を示す１１，１
１′は珪素量測定用プローブであり、１２，１
２′は該プローブを昇降させるための昇降装置で
ある。該プローブは測定に必要なときだけ溶湯面
に浸漬し、通常は溶湯面から離して熱等による検
出部の劣化を防止する。前述した様に昇降に際し
ては該プローブは自動的に溶湯面を検出し所定の
位置に停止する。１３は脱珪剤を自動的に投入し
得る装置であつて、プローブ１１で測定された溶
銑中の珪素量に応じ、予め設定された脱珪剤の必
要量を速やかに溶銑中に投入する機能を備えてい
る。プローブ１１の測定結果に基づいて脱珪剤を
添加された溶銑は、再びプローブ１１′で珪素量
の測定が行なわれ、当該測定値は切出し装置１３
にフイードバツクされて更に微妙な溶銑中の珪素
含有量のコントロールが行なわれる。これらの関
連をもう少し詳しく述べると、プロセスコンピユ
ーターａに予め溶銑中の珪素量と必要な脱珪量と
の関係を記憶させておく。必要に応じてｂ，b′に
降下を指令すると昇降制御装置ｃ，c′を介して珪
素量測定用プローブが降下し、設定位置（浸漬深
さ５〜35mm）に自動的に停止して溶銑中の珪素量
含有量を測定する。測定後該プローブは溶銑中か
ら自動的に上昇し所定の位置に停止し次の測定に
備える。脱珪処理は、測定された珪素含有量に応
じて、予め設定された条件に従いプロセスコンピ
ユーターａにより脱珪剤投入量が算出され、これ
に基づいて切出し装置１３から自動的に脱珪剤を
投入することによつて行なわれる。

本発明の脱珪処理方法の一例として、高炉鋳床
脱理の概略を示したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば溶銑鍋、トーピードカー
或は予備処理炉等で脱珪処理を行なう場合にも適
用できることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されており、溶銑等
の溶融金属中の珪素量を正確、迅速に測定でき、
且つその結果に応じて速やかに脱珪処理を行なう
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用する珪素量測定用プロー
ブを例示する先端部の縦断面略図、第２図は本発
明の溶融金属中の脱珪処理方法の一例を示すフロ
ー図である。 １…プローブ本体、２…測定素子、３ａ，３
ｂ，３ｃ…リード線、４…断熱材、５…保持管、
６…珪素電解質、７…標準極物質、８…珪素量測
定部、９…溶湯面検出部、１０…溶湯面、１１…
珪素量測定プローブ、１２…昇降装置、１３…切
出し装置、１４…滓樋、１５…溶銑、１６…脱珪
剤投入ホツパー、１７…脱珪剤ホツパー、ａ…プ
ロセスコンピユーター、ｂ，b′…珪素量信号・位
置信号｝切替装置及び昇降指令装置、ｃ，c′…昇
降制御装置、ｄ，d′…起電力・珪素量演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 珪素標準極物質及び珪酸塩電解質を内蔵する
   珪素量測定用素子と、該素子の溶融金属に対する
   浸漬深さを判断することができる液面検出用素子
   を同期的に降下させ、珪素量測定素子の適切浸漬
   深さを得ることによつて溶融金属中の珪素含有量
   を検出し、該検出値に応じて脱珪剤投入量をコン
   トロールすることを特徴とする溶融金属中の脱珪
   処理方法。