JP2001026809A - 溶融金属の特性測定用プローブ及び該プローブのサブランスへの装着方法 - Google Patents

溶融金属の特性測定用プローブ及び該プローブのサブランスへの装着方法

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JP2001026809A
JP2001026809A JP11202560A JP20256099A JP2001026809A JP 2001026809 A JP2001026809 A JP 2001026809A JP 11202560 A JP11202560 A JP 11202560A JP 20256099 A JP20256099 A JP 20256099A JP 2001026809 A JP2001026809 A JP 2001026809A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、地金付着防止用のスリーブを備えて
も、既存のクランプ装置を利用でき、安価で、且つ構造
が簡単な溶融金属の特性測定用プローブ及びそのサブラ
ンスへの装着方法を提供することを目的としている。 【解決手段】炉内へ昇降自在に配置したサブランスの下
端に設けた支持部材に装着して溶融金属に浸漬使用さ
れ、溶融金属の測温用センサ及び分析試料採取箱を内蔵
した紙製筒体と、該紙製筒体及びサブランスを覆う紙製
スリーブとを備えた溶融金属の特性測定用プローブであ
って、前記紙製筒体を長手方向でほぼ一定の外径を有す
る円筒状にすると共に、前記スリーブを、前記紙製筒体
の外面に摩擦力で摺動可能に装着した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属の特性測
定用プローブ及び該プローブのサブランスへの装着方法
に係わり、詳しくは、金属精錬において溶融金属へ浸漬
し、その特性測定及び/又は試料採取を行うプローブの
改良とサブランスへの装着技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、転炉製鋼を円滑に行なうため、操
業の途中で鋼浴の温度を測定したり、成分分析のため、
試料を採取することが行なわれるようになった。その場
合、鋼浴に酸素ガスを吹き込み、該鋼浴を精錬するため
に使用されるランス(メインランスともいう)とは別
に、サブランスが使用される。このサブランス1は、図
3に示すように、その先端に、内部に測温センサや試料
採取箱(いずれも図示せず)を内蔵した紙製筒体2で形
成した消耗式のプローブ3を取り付ける(サブランス1
に差し込み、係止する)と共に、内部に測温センサから
のリード線を通す通路を設けたものである。そして、該
サブランス1を転炉の上方に配置した昇降装置で炉内に
降下させ、鋼浴に該プローブ3を浸漬させて測温した
り、試料の採取をするのである。また、該プローブ3の
本体は、紙製であり、一度使用される毎に新しいものに
交換される。
【0003】ところが、酸素ガスの上吹き、あるいは底
吹き機能を備えている転炉では、プローブを鋼浴に浸漬
すると、吹き込むガス等の作用で地金やスラグの飛散が
生じ、その飛散した地金等がサブランスの下端部に付着
するという問題がある。特に、図4に示すように、サブ
ランス1の先端を覆うように取り付けたプローブ3の端
面とサブランス1との間に段差4があると、その段差4
の上方へ浸漬回数の増加につれて付着した地金、スラグ
等5が累積し、やがてプローブ3の交換時にサブランス
1の下端へプローブ3を完全な状態で容易に装着できな
くなる。これでは、測温や試料採取に時間がかかり、円
滑な転炉の操業ができない。
【0004】この段差をなくすため、例えば特開平1−
132712号公報は、プローブ3の端面外径とこれと
接続するサブランス1の下端外面の外径とを同一にする
ことを提案している。また、特開平10−147809
号公報は、プローブの最外側紙管(この場合、紙管は多
重になっている)の途中に隙間を設け、プローブをサブ
ランスへ装着する際に、この分離した紙管部分を上下に
スライドさせて前記段差を解消する技術を開示してい
る。さらに、特開平7−218155号公報は、前記段
差4をスリーブで完全に覆い隠すことで、地金等の付着
防止をする技術を開示している。それは、図5(a)に
示すように、紙製筒体2の外表面上に、摺動自在なリン
グ状のスペーサ6を上下に離隔して取り付け、それらの
上に、該紙製筒体2と同心状に紙製のスリーブ7を取り
付けたものである。このプローブ3を用いると、サブラ
ンス1の先端に取り付けたプローブ係止用の支持部材8
に該プローブ3を装着した後、図5(b)〜(c)に示
すように、前記スペーサ6及びスリーブ7を押し上げ手
段13で上方に移動し、前記サブランス1との段差4を
完全に覆うことができる。従って、プローブ3の装着部
分への地金、スラグ等5の付着は防止されることにな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サブラ
ンス1の下端とプローブ3との間の段差4をなくすため
の特開平1−132712号公報及び特開平10−14
7809号公報記載の技術を用いても、該段差を完全に
なくし、サブランス1下端への地金、スラグ等5の付着
を防止することはできなかった。また、仮にサブランス
下端への地金付着が完全に防止できたとしても、上記技
術では、下端近傍への地金付着を防止することはできな
いので、その地金が成長して前記段差4から該下端とプ
ローブと接触面間に入り込む。
【0006】一方、上記特開平7−218155号公報
記載のスリーブ付きプローブを使用すると、サブランス
下端及びその周辺への地金の付着は、完全に防止でき
る。ところが、このスリーブ付きのプローブ3は、図5
(a)〜(c)に示したように、上下にリング状スペー
サ6を備える必要があり、スリーブ7のサイズが大きく
なり過ぎてしまう。そのため、スリーブ7の材料費が嵩
んだり、プローブ3の組立てに時間を要して、該プロー
ブ3が高価になると共に、その保管場所、運送等にも種
々の問題が生じている。また、上下スペーサ7間のスリ
ーブ7の中央部分が中空になってしまうため、運送中に
この部分に何らかの外力がかかると、スリーブ7が変形
してしまい、プローブ3の装着に支障を来す恐れもあ
る。さらに、該スリーブ7を上方へずらし、サブランス
1へプローブ3を装着するには、既存のクランプ装置と
は別のスリーブの押し上げ機が必要であるという問題も
ある。
【0007】本発明は、かかる事情に鑑み、地金付着防
止用のスリーブを備えても、既存のクランプ装置を利用
でき、安価で、且つ構造が簡単な溶融金属の特性測定用
プローブ及びそのサブランスへの装着方法を提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、前記スリーブ付きプローブのリング状スペ
ーサを除去することに着眼して、プローブの改良に鋭意
努力し、その成果を本発明に具現化した。
【0009】すなわち、本発明は、炉内へ昇降自在に配
置したサブランスの下端に設けた支持部材に装着して溶
融金属に浸漬使用され、溶融金属の特性測定用センサ及
び/又は分析試料採取箱を内蔵した紙製筒体と、該紙製
筒体及びサブランスを覆う紙製スリーブとを備えた溶融
金属の特性測定用プローブにおいて、前記紙製筒体を長
手方向でほぼ一定の外径を有する円筒状にすると共に、
前記スリーブを、前記紙製筒体の外面に摩擦力で摺動可
能に装着したことを特徴とする溶融金属の特性測定用プ
ローブである。
【0010】また、本発明は、前記サブランスは、前記
支持部材の上方に連接する下端部が、前記紙製筒体の内
径より大きく、スリーブの内径と等しいか小さい外径を
有しており、前記プローブを、紙製筒体を前記スリーブ
に装着した状態で前記サブランスの下方に配置したクラ
ンプ装置で把持し、該クランプ装置を上昇させて、前記
サブランスの下端に設けた支持部に挿入して固定し、ス
リーブのみをさらに上昇させ、前記サブランスの下端側
面上を摺動させて該スリーブで該サブランスの下端側を
覆うことを特徴とする溶融金属の特性測定用プローブの
装着方法である。
【0011】本発明によれば、スペーサを用いないスリ
ーブを備えたプローブとなるので、該プローブは、スリ
ーブの大きさが従来より小さくなり、安価で、且つ構造
の簡単なものとなる。また、該プローブのサブランスへ
の装着に既存のクランプ装置が利用できるので、設備費
の増大を防止できる利点もある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0013】本発明では、プローブ3は、紙製筒体2
と、それを覆うスリーブ7とで構成される。つまり、炉
内に保持した溶融金属に浸漬され、溶融金属の特性測定
を行なうセンサ(具体的には、熱電対や酸素濃淡電池等
のセンサを一種又は二種)及び/又は分析試料を採取
し、該試料を格納する箱(図示せず)を内蔵した紙製筒
体2と、該紙製筒体2及びサブランス1を共通して覆う
ことの可能な紙製のスリーブ7とを備えている。また、
本発明では、前記紙製筒体を長手方向でほぼ一定の外径
を有する円筒形状とすると共に、前記スリーブ7の内径
を、前記細いサブランス1下端側の外径及び前記紙製筒
体2の外径に摺動可能な寸法として前記紙製筒体の外面
に装着してある点で、従来のものと異なっている。かか
る構造にすると、プローブ3に、従来のようなスペーサ
6を取り付ける必要がなく、プローブ3の大きさが小型
化できるからである。ここで、摩擦力で摺動可能とは、
スリーブ7が、サブランス1下端及び紙製筒体2から、
少なくともスリーブの自重程度の力では、容易に離脱し
ない程度の摩擦力で係止され、摺動できる寸法関係にあ
るとの意味である。
【0014】そして、スペーサ6なしでも、図1(d)
に示すように、サブランス下端に生じる紙製筒体との段
付4を完全に覆うことができるようになる。また、スペ
ーサ6の削除は、スリーブ7から前記中空部分がなくな
り、スリーブ7の強度を高めることに貢献する。
【0015】さらに、このプローブ3をサブランス1に
装着する方法を説明すると、図2に示すように、既設の
クランプ装置9をそのまま利用できる。
【0016】紙製筒体2をスリーブ7に挿入にした状態
で本発明に係るプローブ3は、格納庫10に保持されて
いる。これを溶融金属へ浸漬する直前に、サブランス1
に装着する。その際、図2に示すように、まず、炉外で
且つ前記サブランス1の下方に配置した既存のクランプ
手段11でスリーブ7を把持する。そして、該クランプ
手段11を上昇させて、スリーブ7ごと紙製筒体2を前
記サブランス1の下端に設けた支持部材8に挿入して固
定する。この場合、紙製筒体2の上端は、サブランス1
の下端に衝突して上昇できなくなるが、スリーブ7のみ
をさらに上昇させることはできる。従って、スリーブ7
は、前記サブランス1の細い下端側面上を摺動して上昇
を続け、該スリーブ7で該サブランス1の下端側1m程
度の長さを覆うようになる。つまり、地金等5の付着が
問題になる部分を完全に覆ってしまう。なお、紙製筒体
2の上端がサブランス1の下端に衝突した際には、本発
明では、スリーブ7を把持しているクランプ手段11の
把持力を弱めるのが好ましい。無理にクランプ手段11
を上昇させると、紙製筒体2の上端が破損する恐れがあ
るからである。
【0017】
【実施例】ステンレス鋼を溶製する上底吹き転炉(容量
180トン)の操業において、本発明に係るプローブで
溶鋼の測温と分析試料の採取を行なった。この測定等
は、ほぼ60分間という1チャージの溶製期間内で2回
行なわれたが、本発明の実施では、その度にプローブを
新しいものと従来のものと同等の時間で迅速に交換し、
目標とする成分範囲の溶鋼を溶製することができた。そ
の様子を、50チャージ分の平均値で表1に一括して示
す。
【0018】これに対して、スリーブを有しない従来の
プローブを使用した測定等では、表1より明らかなよう
に、サブランス下端への地金付きによるプローブの装着
不良が生じ、測定等が実施できない場合があった。従っ
て、溶製した溶鋼のCが目標値を若干はずれてしまう結
果になった。
【0019】
【表1】
【0020】また、プローブの紙製スリーブの大きさ
が、従来に比べて小さくて済み、またスペーサも製作し
ないので、材料費が従来より10%程度の上昇で済ん
だ。さらに、既存のクランプ装置が利用できるので、ス
リーブ押し上げ機を別途製作する必要もなく、安価な測
定等ができた。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、地金
付着防止用のスリーブを備えていても、既存のクランプ
装置を利用して、安価で、且つ迅速に溶融金属の特性測
定ができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプローブを示す縦断面図であり、
(a)はプローブ本体のみ、(b)サブランスにプロー
ブを装着する直前の状態、(b)は紙製筒体をサブラン
スに固定した状態、(d)はスリーブでサブランスの下
端側を覆った状態である。
【図2】既存のクランプ装置を示す縦断面図である。
【図3】従来のプローブをサブランスに装着した状態を
示す図である。
【図4】従来のサブランスにプローブを装着した際に生
じる段差と、その近傍における地金等の付着状況を示す
図である。
【図5】従来のスリーブを有するプローブを示す図であ
り、(a)は、プローブ本体、(b)は、サブランスに
紙製筒体を取り付けた状態(c)は、スリーブでサブラ
ンスを覆った状態である。
【符号の説明】
1 サブランス 2 紙製筒体 3 プローブ 4 段差 5 地金、スラグ等 6 スペーサ 7 スリーブ 8 支持部材 9 クランプ装置 10 格納庫 11 クランプ手段 12 試料採取孔 13 押し上げ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 廣 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 武 英雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Fターム(参考) 4K002 BF07 CA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉内へ昇降自在に配置したサブランスの
    下端に設けた支持部材に装着して溶融金属に浸漬使用さ
    れ、溶融金属の特性測定用センサ及び/又は分析試料採
    取箱を内蔵した紙製筒体と、該紙製筒体及びサブランス
    を覆う紙製スリーブとを備えた溶融金属の特性測定用プ
    ローブにおいて、 前記紙製筒体を長手方向でほぼ一定の外径を有する円筒
    状にすると共に、前記スリーブを、前記紙製筒体の外面
    に摩擦力で摺動可能に装着したことを特徴とする溶融金
    属の特性測定用プローブ。
  2. 【請求項2】 前記サブランスは、前記支持部材の上方
    に連接する下端部が、前記紙製筒体の内径より大きく、
    スリーブの内径と等しいか小さい外径を有しており、請
    求項1記載のプローブを、紙製筒体を前記スリーブに装
    着した状態で前記サブランスの下方に配置したクランプ
    装置で把持し、該クランプ装置を上昇させて、前記サブ
    ランスの下端に設けた支持部に挿入して固定し、スリー
    ブのみをさらに上昇させ、前記サブランスの下端側面上
    を摺動させて該スリーブで該サブランスの下端側を覆う
    ことを特徴とする溶融金属の特性測定用プローブの装着
    方法。
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