JP5753007B2 - 金属溶湯の測定及び試料採取用の測定用プローブ - Google Patents
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Description
転炉(所謂BOF転炉/塩基性酸素転炉の技術用語)ではランスを用いて金属溶湯中に吹酸する。転炉は、吹酸中のスラグや熱による腐食に耐える耐火材で最適態様下にライニングされる。溶湯を冷却し且つリン、シリコン、マンガンを除去するスクラップ金属及び石灰石(酸化カルシウム)が転炉に添加される。炭素が酸素により燃焼して一酸化炭素と二酸化炭素とを形成する。マンガン、シリコン、リンが、酸化され且つ酸化カルシウム及び酸化鉄の存在下に転換されてスラグを形成する。この酸化反応プロセスは高発熱性のため、溶湯温度制御上、プロセスを冷却する必要がある。当該冷却は吹酸中にスクラップ金属及び鉄鉱石を添加して行う。吹酸自体は、約70〜400トンであり得る転炉サイズとは無関係に約15〜20分で完了する。当該状況下においてランスの酸素流量は転炉及びまたは溶湯重量に適合される。2つの湯出しステージ間における鋼及びスラグの、温度測定及び分析用サンプル採取を含む鋼及びスラグの装脱時間は40〜60分になる。このプロセスの全体的特徴は、生産性が高くしかも鋼の異物含有量が低いことである。湯出しステージでは炉を傾倒させ、湯出し孔を通して製品を取瓶に注ぐ。当該操作中、取瓶に鉄系合金を添加して鋼組成をコントロールする。転炉床を通して、通常はアルゴンである不活性ガスを溶湯に添加して溶湯及びスラグを攪拌させるようにした点は吹酸ランス法における重要な開発事項である。これにより、相当の効率増大と、鉄及びリン含有量が減少する。更には、当該プロセスにおける熱及び質量平衡が改善され、かくしてコストが削減される。
転炉で使用する測定用プローブは、例えばDE10 2005 060 492及びDE10 2005 060 493に記載される。
電炉で使用する測定用プローブは、例えばDE28 45 566 492、DE32 03 505及びDE103 60 625に記載される。
本発明によれば、溶鋼内での測定及びサンプル採取用の測定用プローブであって、ランス上に取り付けた測定用ヘッドを有し、該測定用ヘッドが少なくとも温度センサとサンプリングチャンバとを担持し、該サンプリングチャンバが前記測定用ヘッドにより少なくとも部分的に包囲され且つ吸引ダクトを含み、該吸引ダクトが、前記測定用ヘッドを通して伸延され且つ好ましくは水晶ガラス管製であり、該水晶ガラス管製の吸引ダクトが、前記測定用ヘッド内を伸延する該水晶ガラス管内の1セクションの長さLと、該セクション内の少なくとも一カ所における該水晶ガラス管の最小径Dの二乗との比L/D2が、L/D2<0.6mm-1、好ましくは<0.45mm-1、特に好ましくは<0.3mm-1である測定用プローブが提供される。溶鋼の過熱度が低い場合は低比率、例えば、過熱が100℃以上の場合はL/D2<0.6mm-1、80℃以下の場合はL/D2<0.3mm-1であるのが有益であることが分かった。
詳しくは、比L/D2が0.6mm-1、好ましくは0.45mm-1未満であり且つその何れの場合でも測定用ヘッドの逆圧Pgが20mbar未満であることが有益である。
以下に本発明を図面を参照して詳しく説明する。
圧力測定は当初図4に示す略ダイヤグラムに従い管22内で実施され、当該管は両端が開放され且つ水晶ガラス管20内への摺動に好適に適合する外径を有する。矢印23は好ましくは空気であるガスにして、圧力ゲージ24により決定される圧力P1を有するガスの流れ方向を表す。管22の、圧力ゲージ24と水晶ガラス管20との間の長さは約2cmであり、内径は約4mmである。
3 溶鋼
4 スラグ層
5 床ノズル
6 ランス
7 浸漬ランス
8 測定用プローブ
9 測定用ヘッド
10 キャリヤ管
11 プラスチックキャップ
12 サンドボディ
13 リブ
14 連結ケーブル
15 温度センサ
16 金属キャップ
17 耐火セメント
19 サンプリングチャンバ
20 水晶ガラス管
21 サンドリブ
22 管
24 圧力ゲージ
25 金属キャップ
26 厚紙キャップ
Pg 逆圧
Claims (23)
- 溶融金属の測定及びサンプル採取用の測定用プローブであって、ランス上に取り付けた測定用ヘッドを有し、該測定用ヘッドが少なくとも温度センサ及びサンプリングチャンバを担持し、該サンプリングチャンバが前記測定用ヘッドにより少なくとも部分的に包囲され且つ該測定用ヘッドを貫いて伸延する吸引ダクトを含み、該吸引ダクトが、前記測定用ヘッド内を伸延する内側セクションを含み、該内側セクションが、長さLと、該内側セクション内の少なくとも1カ所における最小径Dとを有し、比L/D2が0.6mm-1未満である測定用プローブ。
- 前記比L/D2が0.45mm-1未満である請求項1に記載の測定用プローブ。
- 前記比L/D2が0.3mm-1未満である請求項2に記載の測定用プローブ。
- 比L/D2が0.6mm-1未満である請求項1に記載の測定用プローブ。
- 比L/D2が0.45mm-1未満である請求項1に記載の測定用プローブ。
- 比L/D2が0.3mm-1未満である請求項1に記載の測定用プローブ。
- 測定用ヘッドが、セラミック材料、セメント、鋼、鋳物砂、の群からの材料から形成される請求項1〜6の何れかに記載の測定用プローブ。
- 吸引ダクトが水晶ガラス管から形成される請求項1〜7の何れかに記載の測定用プローブ。
- サンプリングチャンバが、鋳物砂製のサンドボディにより少なくとも部分的に包囲される請求項1〜8の何れかに記載の測定用プローブ。
- サンプリングチャンバの、相互に直交する第1及び第2の各方向における長さが、該第1及び第2の各方向と直交する第3方向より長く且つ、該第3方向に直交して前記サンプリングチャンバ内に吸引ダクトが開口する請求項1〜9の何れかに記載の測定用プローブ。
- 測定用ヘッドが、少なくとも電気化学的センサをも担持する請求項1〜10の何れかに記載の測定用プローブ。
- 転炉内で製鋼用に配置した溶融金属における吹き込みプロセス中における測定及びサンプル採取のための請求項1〜11の何れかに記載の測定用プローブの使用。
- 電気炉内に配置した溶融金属内における測定及びサンプル採取のための請求項1〜11の何れかに記載の測定用プローブの使用。
- 溶融金属の測定及びサンプル採取用の測定用プローブの使用方法であって、前記測定用プローブが、ランス上に取り付けた測定用ヘッドを有し、該測定用ヘッドが少なくとも温度センサ及びサンプリングチャンバを担持し、該サンプリングチャンバが前記測定用ヘッドにより少なくとも部分的に包囲され且つ該測定用ヘッドを貫いて伸延する吸引ダクトを含み、
前記方法が、
2つの開放端を有する管に規準ガスフラックスを案内し、前記管内の圧力P1を測定し、次いで前記管の一端を測定用ヘッドの吸引ダクトに挿通して前記管に同一の規準ガスフラックスを案内し、前記管内の圧力P2を測定し、前記圧力P2から圧力P1を減算して測定用ヘッドの逆圧Pgを決定することにより、圧力測定時における前記測定用ヘッドが20mbar未満の逆圧Pgを有するようにすること、
を含む方法。 - 圧力測定時における測定用ヘッドの逆圧Pgが15mbar未満である請求項14に記載の方法。
- 圧力測定時における測定用ヘッドの逆圧Pgが20mbar未満である請求項14に記載の方法。
- 圧力測定時における測定用ヘッドの逆圧Pgが20mbar未満である請求項14に記載の方法。
- 圧力測定時における測定用ヘッドの逆圧Pgが20mbar未満である請求項14に記載の方法。
- 測定用ヘッドが、セラミック材料、セメント、鋼、鋳物砂、の群からの材料から形成される請求項14〜18の何れかに記載の方法。
- 吸引ダクトが水晶ガラス管から形成される請求項14〜19の何れかに記載の方法。
- サンプリングチャンバが、鋳物砂製のサンドボディにより少なくとも部分的に包囲される請求項14〜20の何れかに記載の方法。
- サンプリングチャンバの、相互に直交する第1及び第2の各方向における長さが、該第1及び第2の各方向と直交する第3方向より長く且つ、該第3方向に直交して前記サンプリングチャンバ内に吸引ダクトが開口する請求項14〜21の何れかに記載の方法。
- 測定用ヘッドが、少なくとも電気化学的センサをも担持する請求項14〜22の何れかに記載の方法。
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