JP2594681B2 - Inclusion sensor for molten metal - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、溶融金属の精錬において、溶融金属中の介
在物、例えば２次相粒子、スラグ滴または／および気泡
（本明細書ではこれらの不導体を便宜上「介在物」と総
称する）の含有量を検出する装置に関する。本発明が対
象とするのは、製鋼、アルミ精錬、銅精錬、チタン精
錬、マグネシウム精錬、その他の金属溶融精錬の際の溶
融金属であってその範囲は広いが、以下の説明では特に
製鋼における溶鋼を例にとる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to the refining of molten metal, which includes inclusions in the molten metal, such as secondary phase particles, slag droplets and / or air bubbles (herein, these particles are used) The present invention relates to a device for detecting the content of non-conductors for convenience. The present invention is directed to steelmaking, aluminum smelting, copper smelting, titanium smelting, magnesium smelting, and other molten metal smelting during metal smelting, and its range is wide. Take for example.
（従来の技術） 本発明に関係ある公知例として米国特許第4,555,662
号（1985年11月）がある。その内容は溶融金属純度分析
法（Liquid Metal Cleanliness Analysis、略してLiMCA
という）と呼ばれる介在物の定量的測定方法であり、そ
の原理はエレクトリックセンシングゾーン法（E.S.Z.法
と略称する）である。LiMCAは本来アルミニウム精錬に
おける非金属介在物の検出を目的として開発された方法
であるが、鉄鋼精錬への応用が検討されている。(Prior Art) As a known example related to the present invention, US Pat. No. 4,555,662
Issue (November 1985). Its content is the Liquid Metal Cleanliness Analysis (LiMCA for short).
), And the principle is the electric sensing zone method (abbreviated as ESZ method). LiMCA was originally developed for the purpose of detecting non-metallic inclusions in aluminum refining, but its application to steel refining is being studied.
ここに、E.S.Z.法の原理は、第１図（ａ）、（ｂ）に
略式で示すように、電気的に絶縁された小孔（オリフィ
ス）10内を導電性流体14とともに不導体の微小粒子12が
通過するとき、このオリフィス10内を流れる導電性流体
14の電気抵抗値が不導体微小粒子12の粒子体積に正比例
して増加するという事実である。この抵抗値の瞬間的変
化を電位差のパルスとしてとらえ、次のようにして粒子
の数と大きさを直接測定できる。Here, the principle of the ESZ method is that, as schematically shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a non-conductive fine particle is formed in an electrically insulated small hole (orifice) 10 together with a conductive fluid 14. Conductive fluid flowing through this orifice 10 when 12 passes
This is the fact that the electric resistance value of 14 increases in direct proportion to the particle volume of the nonconductive microparticles 12. The instantaneous change in the resistance value is regarded as a pulse of the potential difference, and the number and size of the particles can be directly measured as follows.
まず、第１図（ａ）に示すように、微小粒子12がオリ
フィス10を通過する際の電気抵抗値の変化ΔＲは、球形
粒子、円筒オリフィスを仮定して、 で与えられる。ここにρｅは流体の比抵抗、ｄは粒子直
径、Ｄはオリフィスの直径である。First, as shown in FIG. 1 (a), the change ΔR in the electric resistance value when the fine particles 12 pass through the orifice 10 is assumed to be spherical particles and cylindrical orifices. Given by Where ρ e is the specific resistance of the fluid, d is the particle diameter, and D is the orifice diameter.
実際には（１）式は次式（２）で表わされる補正係数
Ｆ（d/D）を必要とする。Actually, equation (1) requires a correction coefficient F (d / D) expressed by the following equation (2).
Ｆ（d/D）＝［〔１−0.8（d/D）３〕-1 ……（２） 結局ΔＲは で与えられる。オリフィス10を流れる電流値をＩとすれ
ば、直径ｄの粒子12がこのオリフィス10を通過するとき
の電位差パルスΔＶは、第１図（ｂ）に示すように、 ΔＶ＝Ｉ・ΔＲ ……（４） となる。F (d / D) = [[1−0.8 (d / D) 3 ] −1 (2) Eventually, ΔR is Given by Assuming that the current value flowing through the orifice 10 is I, the potential difference pulse ΔV when the particle 12 having the diameter d passes through the orifice 10 is, as shown in FIG. 1 (b), ΔV = I · ΔR. 4)
上記式（３）、（４）の関係式を使って、電流Ｉは一
定であるから、ΔＶを測定することによりｄ（粒子直
径）が求められる。Since the current I is constant using the above-mentioned relational expressions (3) and (4), d (particle diameter) can be obtained by measuring ΔV.
第２図は、かかる原理を応用した介在物センサーのプ
ローブの概略を示すもので、外部電極を外部に設けたタ
イプの従来装置を示す略式断面図である。必要に応じて
レベルセンサーをプローブ本体内部に装着することもあ
る。FIG. 2 schematically shows a probe of an inclusion sensor to which the above-mentioned principle is applied, and is a schematic sectional view showing a conventional device of a type in which external electrodes are provided outside. If necessary, a level sensor may be mounted inside the probe body.
第２図において水冷されたプローブヘッド15に垂下支
持されたプローブ本体16は例えば石英製の絶縁チューブ
から構成されその先端部にオリフィス17を備えている。
内部電極18はプローブヘッド15を貫通して絶縁チューブ
内に挿入されており、前記オリフィス17が設けられてい
る地点近傍にまで伸びている。プローブ本体16は例えば
ガスケット19を介してプローブヘッド15に気密に接続さ
れており、一方内部電極18も絶縁性耐熱ガスケット20に
よってプローブヘッド15に気密に取付けられている。絶
縁チューブ内部はパイプ21を経て適宜給排気系に接続さ
れており、プローブ本体を溶融金属中に浸漬したときに
オリフィス17からの絶縁チューブ内への溶融金属の流
入、流出を行わせる。図示例は外部電極方式の装置であ
って前記オリフィス17に対向した位置に外部電極22が設
けられる。In FIG. 2, a probe main body 16 suspended from a water-cooled probe head 15 is formed of, for example, an insulating tube made of quartz, and has an orifice 17 at its tip.
The internal electrode 18 penetrates the probe head 15 and is inserted into the insulating tube, and extends to near the point where the orifice 17 is provided. The probe body 16 is airtightly connected to the probe head 15 via, for example, a gasket 19, while the internal electrode 18 is also airtightly attached to the probe head 15 by an insulating heat-resistant gasket 20. The inside of the insulating tube is appropriately connected to a supply / exhaust system via a pipe 21 so that when the probe main body is immersed in the molten metal, the molten metal flows from the orifice 17 into and out of the insulating tube. The illustrated example is an external electrode type device in which an external electrode 22 is provided at a position facing the orifice 17.
溶融金属内の介在物の測定に際しては、まずプローブ
本体16を溶融金属に浸漬し、次いで排気系を作動させて
絶縁チューブ内を真空に引き、オリフィス17から溶融金
属を絶縁チューブ内に流入させる。そしてそのときの内
外電極間の電気抵抗の変化によって介在物の大きさ、量
を測定するのである。When measuring inclusions in the molten metal, the probe body 16 is first immersed in the molten metal, then the exhaust system is activated to evacuate the inside of the insulating tube, and the molten metal flows from the orifice 17 into the insulating tube. Then, the size and amount of the inclusion are measured by the change in the electric resistance between the inner and outer electrodes at that time.
これらの従来の連続測定タイプLiMCA方式は溶融アル
ミニウム中の介在物検出、粒度分布測定に実施されてい
るが、これは溶融アルミニウムの温度が約700℃と比較
的低いために、プローブの材質（耐熱ガラスまたは石
英）や電極材料（鋼線）等に問題がなかったことによ
る。These conventional continuous measurement type LiMCA methods are used for detecting inclusions in molten aluminum and measuring the particle size distribution. However, since the temperature of molten aluminum is relatively low at about 700 ° C, the material of the probe (heat resistant This is because there was no problem with the material such as glass or quartz) and the electrode material (steel wire).
しかしながら、鉄、チタンのように融点の高い金属の
場合には稼働温度が高く（1550℃以上）、プローブ、電
極の耐熱性で問題があり、実用化には至ってなかった。
但し一部の鉄−硅素合金（溶融状態での温度:1250℃）
については実験室規模の適用実績がある。However, in the case of metals having a high melting point, such as iron and titanium, the operating temperature is high (1550 ° C. or higher), there is a problem in the heat resistance of the probe and the electrode, and it has not been put to practical use.
However, some iron-silicon alloys (temperature in molten state: 1250 ° C)
Has been applied on a laboratory scale.
このような従来装置に対して、近年改良装置が例えば
米国特許第4,763,065号（Hachey）として提案されてい
る。In recent years, an improved device has been proposed, for example, as U.S. Pat. No. 4,763,065 (Hachey).
上記米国特許は、従来装置が電極分離型であったのに
対して、互いに絶縁された導電性外壁と導電性内壁とか
ら容器を構成してプローブ本体を構成していることを最
大の特徴としている。従来装置の欠点である測定に信頼
性がない点および高温強度に欠ける点を改良した装置で
ある。The above-mentioned U.S. Patent is characterized in that the conventional apparatus is an electrode-separated type, whereas the probe body is formed by forming a container from a conductive outer wall and a conductive inner wall that are insulated from each other. I have. This is an apparatus in which the disadvantages of the conventional apparatus, namely, unreliable measurement and lack of high-temperature strength, are improved.
しかしながら、その改良装置であっても溶鋼の介在物
測定用としてはまだ実用的とは言えない。例えば、上記
米国特許の装置は、溶鋼および溶融アルミニウムの介在
物測定に有効であるとしているが、上記内外壁の間の空
間にアルミナあるいは絶縁性伝熱物質を充填するとか、
空間のまま残すとか、さらには加熱要素を組み込むなど
と言っており、また該内外壁の材料を鉄、低炭素鋼とす
るなどといっており、実際上の問題として溶融アルミニ
ウムへの適用を意図したものに過ぎない。However, even the improved device is not yet practical for measuring inclusions in molten steel. For example, although the device of the above-mentioned U.S. Patent is effective for measuring inclusions in molten steel and molten aluminum, the space between the inner and outer walls is filled with alumina or an insulating heat transfer material,
It is said that the space is left as it is, or that a heating element is incorporated, and that the material of the inner and outer walls is made of iron or low-carbon steel. It's just something you did.
なお、内外壁はその間に空間を構成する必要があるか
ら両方ともプローブヘッドに至る高さをもっており、し
たがって、熱伝導による特に内壁の熱伝導によるプロー
ブヘッドの温度上昇は避けられない。Since the inner and outer walls need to form a space between them, both have a height reaching the probe head. Therefore, a rise in the temperature of the probe head due to heat conduction, particularly due to heat conduction of the inner wall, cannot be avoided.
また、全体をチューブから構成するより安価であると
してプローブ本体の底部に広口の開口部を設け、そこを
中心にオリフィスを設けた円板（disc）を挟持させて閉
じ、その円板を硼珪酸ガラス、窒化硼素、あるいは炭化
珪素から作るとしているが、構造の複雑さは免れない。In addition, a wide opening is provided at the bottom of the probe body assuming that it is cheaper than forming the whole from a tube, a disc (disc) provided with an orifice is clamped around the opening, and the disc is borosilicate. Although it is stated that it is made of glass, boron nitride or silicon carbide, the complexity of the structure is inevitable.
したがって、この装置を溶鋼における介在物測定に使
用したとすると材質的に使用に耐えないばかりか、プロ
ーブ本体の内外全面に導電性電極が設けられていること
から、プローブヘッドへの熱伝導は著しく、過度の温度
上昇は免れず、連続使用はできない。一方、プローブヘ
ッドの強水冷を行ったとすると、今度は内壁の冷却が過
度に行われる結果、溶鋼が凝固してしまい、測定不能と
なる恐れがある。Therefore, if this device is used for measuring inclusions in molten steel, not only is it unusable in terms of material, but also because conductive electrodes are provided on the entire inner and outer surfaces of the probe body, heat conduction to the probe head is remarkable. However, excessive temperature rise is inevitable, and continuous use is not possible. On the other hand, if the probe head is subjected to strong water cooling, the inner wall is excessively cooled, and as a result, the molten steel may be solidified and measurement may not be possible.
（発明が解決しようとする課題） ところで、LiMCA方式の従来技術を溶鋼等に応用しよ
うとすると下記の諸課題を解決しなければならない。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, if the conventional technology of the LiMCA method is applied to molten steel or the like, the following problems must be solved.
１）耐火物製プローブ本体の耐熱強度 溶融等の高温溶融金属（温度1500℃以上）に浸漬した
場合、絶縁性プローブ本体の温度はその材質の軟化点を
越えてしまうため、該溶融金属をプローブ内に吸引し
て、介在物の検出、測定を行う際に、プローブ本体が座
屈変形してしまい、その後の測定が不可能となる。1) Heat resistance of the probe body made of refractory When immersed in a high-temperature molten metal such as molten metal (temperature 1500 ° C or higher), the temperature of the insulating probe body exceeds the softening point of the material. When detecting and measuring inclusions by sucking into the inside, the probe main body is buckled and deformed, and subsequent measurement becomes impossible.
これに対して、BN（窒化ホウ素）のような耐高熱性の
材料を用いてプローブ本体を構成することも可能である
が、非常に高価（石英製チューブの10倍以上）であり、
実操業に用いるにはコスト的に見合わない。On the other hand, it is possible to construct the probe body using a high heat resistant material such as BN (boron nitride), but it is very expensive (more than 10 times the quartz tube),
It is not worth the cost to use for actual operation.
２）プローブ内側電極の溶損、スラグ等の付着による電
気的接触不良 従来法は鋼線（または棒鋼）、耐熱合金等の棒状電極
をプローブ内側の電極として用いている。2) Poor electrical contact due to erosion, slag, etc. of the electrode inside the probe The conventional method uses a rod-shaped electrode such as a steel wire (or steel bar) or a heat-resistant alloy as the electrode inside the probe.
介在物の測定は、通常、溶融金属の吸引、排出を繰り
返して行うが、初回の吸引時、該棒状金属電極は溶損
し、２回目以降の吸引時、該溶融金属の湯面が該棒状金
属先端になかなか到達せず、電気的接触が得られないた
め、測定不能に陥る。The measurement of inclusions is usually carried out by repeatedly sucking and discharging the molten metal. However, at the time of the first suction, the rod-shaped metal electrode is eroded, and at the time of the second and subsequent suctions, the molten metal surface becomes the rod-shaped metal. Since it does not easily reach the tip and electrical contact cannot be obtained, measurement becomes impossible.
これに対処するため、黒鉛、ZrB2（ホウ化ジルコニウ
ム）等の導電性耐火材料をプローブ内部の電極として用
いることが試みられたが、測定中に、非金属介在物に起
因するスラグ層が該銅電性耐火材料の棒状電極表面の一
部に生成し、電気的接触不良を誘引し、測定不能に陥
る。To cope with this, an attempt was made to use a conductive refractory material such as graphite or ZrB 2 (zirconium boride) as an electrode inside the probe. It is formed on a part of the surface of the rod-shaped electrode made of a copper-based refractory material, and induces poor electrical contact, resulting in measurement failure.
なお、米国特許第4,763,065号は内部電極を筒型にす
ることを提案しているが、同じ筒型外部電極と組み合わ
せてプローブ本体を構成しており、これらは導電性つま
り熱伝導性がよいため、プローブヘッドへの熱伝導は著
しく、過度の温度上昇は免れず、連続使用はできない。
一方、プローブヘッドの強水冷を行ったとすると、今度
は内部電極を構成する内壁の冷却が過度に行われる結
果、溶鋼が凝固してしまい、測定不能となる恐れがあ
る。In addition, U.S. Pat.No. 4,763,065 proposes that the internal electrode is cylindrical, but the probe body is configured in combination with the same cylindrical external electrode, and these have good conductivity, that is, good thermal conductivity. However, heat conduction to the probe head is remarkable, an excessive rise in temperature cannot be avoided, and continuous use is not possible.
On the other hand, if the probe head is subjected to strong water cooling, the inner wall constituting the internal electrode is excessively cooled, and as a result, the molten steel may be solidified and measurement may not be possible.
３）プローブヘッドとプローブ本体との間の気密性を保
持 プローブヘッドとプローブ本体との間に通常挿入され
るガスケットあるいはＯ−リングとしては耐熱性のもの
が用いられている。溶融アルミニウムの如く比較的低温
の場合は、ガスケットのシール性に問題はないが、溶鋼
等、高温溶湯の場合には、プローブヘッドを水冷構造と
してもプローブ本体よりの伝導伝熱または／および溶湯
面からの放射伝熱によりこれらガスケットまたは／およ
びＯ−リングが劣化損耗し、測定途中にプローブ内部の
気密性を保つことが不可能となる。3) Maintaining airtightness between the probe head and the probe main body A heat-resistant gasket or O-ring usually used between the probe head and the probe main body is used. In the case of a relatively low temperature such as molten aluminum, there is no problem in the sealing performance of the gasket. The gasket and / or the O-ring deteriorate and wear due to radiative heat transfer from the probe, making it impossible to maintain the airtightness inside the probe during the measurement.
この場合、溶融金属の吸引または／および排出が不可
能になることによる測定不能を起こすばかりでなく、該
溶融金属の正確な吸引量または／および排出量の把握が
困難となり、被測定粒子濃度の正確な測定が不可能とな
る。In this case, not only the measurement becomes impossible due to the inability to suck or discharge the molten metal, but also it becomes difficult to accurately grasp the suction amount and / or discharge amount of the molten metal, and the concentration of the particle to be measured is reduced. Accurate measurement becomes impossible.
４）耐火物製プローブ本体の耐溶損性 通常溶融金属表面を覆っているスラグまたは／および
フラックスにより、耐火物製プローブ本体が外側より侵
食、溶損され、該プローブ本体に穴があくと介在物等の
粒子測定は不可能となる。これを防止する目的で、プロ
ーブ本体のうち溶融金属ならびに溶融スラグまたは／お
よび溶融フラックスに浸漬される部分の全体を、耐スラ
グ性材料、例えばBN（窒化ホウ素）等で製作することが
試みられている。しかしながら、これらの耐スラグ性材
料は高価であるため、この方法ではプローブ本体の価格
が高くなり、経済的に引き合わないという欠点がある。4) Melting resistance of the refractory probe body The slag and / or flux that normally covers the surface of the molten metal causes the refractory probe body to be eroded and eroded from the outside. And the like cannot be measured. In order to prevent this, it has been attempted to manufacture the entire part of the probe body that is immersed in the molten metal and the molten slag or / and the molten flux with a slag-resistant material, for example, BN (boron nitride). I have. However, since these slag-resistant materials are expensive, this method has a disadvantage that the cost of the probe body is high and it is not economically satisfactory.
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、かかる課題を解決すべく種々検討を重
ねた結果、次のような知見を得た。(Means for Solving the Problems) The present inventors have made various studies to solve the problems and obtained the following knowledge.
１）耐火物性プローブ本体の耐熱強度 プローブ本体を構成する耐火材料が軟化しても座屈し
ないように、プローブ本体の内側に高温強度の高い（軟
化点＞溶融金属の温度）材質の筒体を挿入して、吸引時
の負圧に対する支持材とすることにより、耐熱強度が確
保できる。1) Heat resistant strength of the probe main body In order to prevent buckling even if the refractory material constituting the probe main body softens, a cylindrical body of high temperature strength (softening point> temperature of molten metal) is placed inside the probe main body. By inserting and using it as a support material against negative pressure during suction, heat resistance can be ensured.
２）プローブ内側電極の溶損、スラグ等の付着による電
気的接触不良 中空の導電性耐火材料をプローブ本体内部に挿入し、
プローブ本体の内壁を構成するとともに、内部電極とし
て作用させその溶損を可及的に防止するとともに、溶融
金属との接触面積を増大することにより電気的接触不良
を防止する。そしてその場合、プローブ本体の内壁を構
成する内部電極と該プローブ本体の内側支持材とを兼ね
ることができ、その構造は簡便化される。2) Poor electrical contact due to erosion of the probe inner electrode, adhesion of slag, etc. Insert a hollow conductive refractory material into the probe body,
In addition to forming the inner wall of the probe main body, it acts as an internal electrode to prevent erosion of the probe as much as possible, and to prevent poor electrical contact by increasing the contact area with the molten metal. In this case, the internal electrode constituting the inner wall of the probe main body and the inner support member of the probe main body can be used, and the structure is simplified.
プローブ本体を絶縁チューブから構成し、その内部に
筒型電極を設けるということから、プローブヘッド等と
の接続は絶縁チューブを介して行うことができ、プロー
ブヘッド本体への熱損傷を可及的小とすることができ、
アルミニウムなどの低融点金属の場合はもちろん溶融な
どの高融点金属への適用も可能とする。Since the probe body is composed of an insulating tube and a cylindrical electrode is provided inside, the connection with the probe head etc. can be made via the insulating tube, minimizing thermal damage to the probe head body. And can be
In addition to low melting point metals such as aluminum, it can be applied to high melting point metals such as melting.
３）プローブヘッドとプローブ本体との間の気密性保持 これについては次のような対策が有効である。3) Maintaining airtightness between the probe head and the probe main body For this, the following measures are effective.
（Ａ）プローブ本体内部に防熱板を挿入した構造とする
ことにより、プローブ本体内に流入する溶融金属からの
放射熱とガスケットまたは／およびＯ−リングのような
接続部材との間を遮断し、熱劣化を防止することができ
る。または／および （Ｂ）プローブヘッドまたは／およびプローブヘッドと
プローブ本体とを接続するカップラーを介して該プロー
ブヘッドを支持するプローブホルダーを水冷構造とする
ことにより、プローブ本体の外側からの放射熱によるガ
スケットまたは／およびＯ−リングのような接続部材へ
の熱影響を可及的に少なくすることができる。(A) By adopting a structure in which a heat insulating plate is inserted inside the probe main body, radiation heat from the molten metal flowing into the probe main body and a connection member such as a gasket or / and an O-ring are cut off, Thermal degradation can be prevented. And / or (B) a gasket due to radiant heat from the outside of the probe main body by using a water-cooled structure for the probe holder supporting the probe head via a probe head or / and a coupler connecting the probe head and the probe main body. And / or thermal effects on connecting members such as O-rings can be minimized.
４）耐火物製プローブ本体の耐溶損性 耐火物製プローブ本体の溶融スラグまたはフラックス
に接触する部位を外部から耐フラグ性材料で保護するこ
とにより、プローブ本体の外側からの溶損を効果的に防
止できる。そしてこの場合には次の２つの態様が考えら
れる。4) Melting resistance of the refractory probe body The portion of the refractory probe body that comes into contact with the molten slag or flux is protected from outside by a flag-resistant material, so that erosion from the outside of the probe body is effectively prevented. Can be prevented. In this case, the following two modes can be considered.
（Ａ）非導電性耐火物の外筒をプローブ本体に装着す
る。(A) Attach the outer cylinder of the non-conductive refractory to the probe body.
または、 （Ｂ）導電性耐火物の外筒をプローブ本体に装着する。
そして、この場合にはその外筒を外部電極として利用す
ることができ、特にこの場合にはプローブ本体の耐熱強
度の改善は著しい。Or (B) Attach the outer cylinder of the conductive refractory to the probe body.
In this case, the outer cylinder can be used as an external electrode. In this case, the heat resistance of the probe body is significantly improved.
ここに、本発明の要旨とするところは、溶融金属中に
浸漬されてエレクトリック・センシング・ゾーン法によ
り溶融金属中の介在物を検出するタイプの溶融金属介在
物センサーであって、 （ｉ）該溶融金属介在物センサーは、プローブヘッド
と、該プローブヘッドに支持されたプローブ本体から構
成され、該プローブ本体は上方端と下方端とを備えてお
り、該プローブ本体が移動して溶融金属内にその下方端
を浸漬でき、その溶融金属によって加熱され、 （ii）前記プローブ本体は、前記プローブヘッドに係合
・支持される、電気的絶縁材料から成る長く伸びた有底
の絶縁チューブから構成され、該絶縁チューブは前記プ
ローブ本体の上方端、下方端にそれぞれ対応する上方端
および下方端を備えており、かつ、該プローブ本体は、 （iii）前記絶縁チューブの下方端から上方に伸びてい
るように前記絶縁チューブの内壁に取付けられた、溶融
金属の温度よりも軟化点が高い内部電極を構成する内筒
体と、 （iv）前記プローブ本体を溶融金属内に浸漬するときに
溶融金属の上方にまで来るように、また絶縁チューブの
下方端から上方に伸びているように前記絶縁チューブの
外壁に取付けられた、耐スラグ性材料からなる導電性ま
たは非導電性の外筒体と、そして （ｖ）前記絶縁チューブと内筒体と外筒体とは、溶融金
属の金属流れの貫通用のオリフィスと、 をさらに備えており、 前記内筒体には、横方向に伸びた熱絶縁性蓋部材が上端
に設けられており、該蓋部材は絶縁チューブの上方端に
至る絶縁チューブ内の溶融金属の熱から該絶縁チューブ
の上方端を遮蔽し、 前記外筒体が導電性外筒体のとき、該外筒体が外部電極
を構成し、また非導電性外筒体のとき、別途外部電極を
備え、これらの内外筒体は、使用中に溶融金属に浸漬さ
れている前記絶縁チューブの少なくとも一部に物理的な
支持を与える、ことを特徴とする溶融金属用介在物セン
サーである。Here, the gist of the present invention is a molten metal inclusion sensor of a type that is immersed in the molten metal and detects inclusions in the molten metal by an electric sensing zone method. The molten metal inclusion sensor comprises a probe head and a probe body supported by the probe head, the probe body having an upper end and a lower end, and the probe body moves into the molten metal. Its lower end can be immersed and heated by its molten metal; (ii) the probe body is comprised of an elongated, bottomed, insulated tube of electrically insulating material engaged and supported by the probe head. The insulating tube has an upper end and a lower end respectively corresponding to an upper end and a lower end of the probe main body, and the probe main body comprises: (iii) An inner cylindrical body which is attached to an inner wall of the insulating tube so as to extend upward from a lower end of the insulating tube and forms an internal electrode having a softening point higher than a temperature of the molten metal; and (iv) the probe main body. A conductive material made of a slag-resistant material attached to the outer wall of the insulating tube so as to extend above the molten metal when immersed in the molten metal and to extend upward from the lower end of the insulating tube. And (v) the insulating tube, the inner cylinder, and the outer cylinder further include an orifice for penetrating a metal flow of a molten metal; and The body is provided with a laterally extending heat insulating lid member at the upper end, which shields the upper end of the insulating tube from the heat of the molten metal in the insulating tube reaching the upper end of the insulating tube. And the outer cylinder is In the case of an electrically conductive outer cylinder, the outer cylinder constitutes an external electrode, and in the case of a non-conductive outer cylinder, a separate external electrode is provided, and these inner and outer cylinders are immersed in molten metal during use. And providing physical support to at least a part of the insulating tube.
また、前記プローブ本体を支持するプローブヘッドを
水冷構造としてもよい。Further, the probe head supporting the probe main body may have a water cooling structure.
（作用） 次に、本発明を添付図面を参照してさらに詳細に説明
する。(Operation) Next, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
第３図は導電性の内外筒を用いた例を示すもので、図
示例の場合、プローブ本体を構成する絶縁性耐火材料製
チューブつまり有底の石英チューブ30によって内外筒、
つまり内外電極31、32が絶縁されている。石英チューブ
30の下部には第２図の場合と同様にオリフィス33が設け
られていて、溶融金属（図示せず）に浸漬するとき、こ
のオリフィス33を経て溶融金属が石英チューブ30内に吸
引される。石英チューブ30の上端はガスケット34を介し
て水冷構造のプローブヘッド35に支持されている。内外
電極31、32はそれぞれ電極棒36、37に接続されている。
内電極31を構成する内筒の蓋部分は熱遮断シールド部40
を構成している。FIG. 3 shows an example in which conductive inner and outer cylinders are used. In the case of the illustrated example, the inner and outer cylinders are formed by a tube made of an insulating refractory material constituting the probe body, that is, a bottomed quartz tube 30.
That is, the inner and outer electrodes 31, 32 are insulated. Quartz tube
An orifice 33 is provided in the lower part of 30 as in the case of FIG. 2, and when immersed in a molten metal (not shown), the molten metal is sucked into the quartz tube 30 via the orifice 33. The upper end of the quartz tube 30 is supported via a gasket 34 on a probe head 35 having a water-cooled structure. The inner and outer electrodes 31, 32 are connected to electrode rods 36, 37, respectively.
The lid of the inner cylinder that constitutes the inner electrode 31 is a heat shield 40
Is composed.
上記石英チューブ30は、上記形態以外にも、Ｏリング
を備えたカップラーを介してプローブヘッドに支持され
るようにし、一方、このプローブヘッドはカップラーを
経て水冷構造のプローブホルダーに保持されるようにし
てもよい。In addition to the above-described configuration, the quartz tube 30 is supported by the probe head via a coupler having an O-ring. On the other hand, the probe head is held by a water-cooled probe holder via the coupler. You may.
測定に際しては、まず、溶融金属の収容室を兼ねる石
英チューブ30の内部を真空吸引するとともに下部に設け
たオリフィス33を通して溶融金属を石英チューブ30内に
吸引する。このときの電気抵抗値の変化を検知して慣用
の手段で増幅して介在物の定量化を行う。At the time of measurement, first, the inside of the quartz tube 30 also serving as a chamber for accommodating the molten metal is evacuated, and the molten metal is sucked into the quartz tube 30 through an orifice 33 provided below. At this time, a change in the electric resistance value is detected, amplified by a conventional means, and the inclusion is quantified.
このオリフィスの形状は特に制限されないが、溶融金
属吸引時に乱流生成防止のために可及的に連続形状とす
べく、例えば断面丸孔で縁部を面取りするかあるいは周
縁部にテーパ面を設けるようにしてもよい。オリフィス
直径も特に制限されないが、測定対象となる介在物の大
きさに応じて適宜決めればよい。しかし、例えばオリフ
ィス直径を700μｍ以上とする場合、真空吸引を行わな
くても溶融金属の静圧だけでオリフィス孔への流入が可
能となるなどの利点が見られる。The shape of the orifice is not particularly limited, but in order to make the shape as continuous as possible to prevent turbulent flow when the molten metal is sucked, for example, the edge is chamfered with a round hole or a tapered surface is provided on the peripheral edge. You may do so. The diameter of the orifice is not particularly limited, either, but may be appropriately determined according to the size of the inclusion to be measured. However, for example, when the diameter of the orifice is 700 μm or more, there is an advantage such that the molten metal can flow into the orifice hole only by the static pressure without vacuum suction.
第３図において内電極31は例えば黒鉛製の熱遮断シー
ルド部40とともに、溶融金属吸引の際に、プローブ本体
（石英チューブ）30が軟化し、つぶれるのを防止する手
段としてばかりでなく内側電極として、プローブ本体内
の溶融金属との大きな接触面積を有して良好な電気的接
触を確保する手段として設けている。In FIG. 3, the inner electrode 31 is used not only as a means for preventing the probe body (quartz tube) 30 from softening and collapsing when the molten metal is sucked, but also as an inner electrode together with a heat shielding shield part 40 made of, for example, graphite. It has a large contact area with the molten metal in the probe main body and is provided as means for ensuring good electrical contact.
電極と溶融金属との間には良好な電気的接触が実現さ
れなければならず、そのためには電極表面がその溶融金
属によって十分にヌレる必要があり、電極表面における
酸化物皮膜あるいはガス皮膜の形成は避けなければなら
ない。溶融金属と電極材料との組み合わせには多くのも
のがあり、本発明にあって特定のものに制限されない
が、好ましい組み合わせとしては、例えば、溶融銅には
ニッケル電極、溶融アルミニウムには軟鋼電極、溶鋼に
は黒鉛、場合によってはタングステンもしくはモリブデ
ンが挙げられる。鋼であってもよい。その他、内部電極
が鋼の場合には溶融金属とのヌレ性改善のため錫めっき
を行ってもよい。Good electrical contact between the electrode and the molten metal must be achieved, for which the electrode surface must be sufficiently wetted by the molten metal and the oxide film or gas film on the electrode surface Formation must be avoided. There are many combinations of a molten metal and an electrode material, and the present invention is not limited to a specific one.As preferred combinations, for example, a nickel electrode for molten copper, a mild steel electrode for molten aluminum, The molten steel includes graphite, and in some cases, tungsten or molybdenum. It may be steel. In addition, when the internal electrode is steel, tin plating may be performed to improve wettability with molten metal.
また、熱遮断シールド部40はプローブヘッド35の中心
部分が過熱されるのを防ぎ、結果としてガスケット34の
劣化損耗あるいは焼損を防止する。このことによりプロ
ーブヘッド35とプローブ本体30との間に気密性が良好に
保たれ、溶融金属の絶縁チューブ30内へのあるいは外へ
の吸引、排出が円滑に行われる。また、プローブ本体30
の内圧力を測定することによりその溶融金属の正確な吸
引量および排出量の把握が可能となり、被測定粒子濃度
の正確な測定が可能となるのである。The heat shield 40 prevents the central portion of the probe head 35 from being overheated, and as a result, prevents the gasket 34 from being deteriorated and worn or burnt out. As a result, good airtightness is maintained between the probe head 35 and the probe body 30, and the suction and discharge of the molten metal into and out of the insulating tube 30 are performed smoothly. The probe body 30
By measuring the internal pressure of the molten metal, the exact amount of suction and discharge of the molten metal can be ascertained, and the accurate measurement of the concentration of the particles to be measured becomes possible.
第３図において電気伝導性耐火材料から構成される内
電極31は、プローブ本体30の耐熱強度向上さらにはプロ
ーブ本体の内側へのスラグ付着防止あるいは内部電極の
溶損防止の目的で用いられている。In FIG. 3, the inner electrode 31 made of an electrically conductive refractory material is used for the purpose of improving the heat resistance of the probe main body 30, preventing slag from adhering to the inside of the probe main body, and preventing erosion of the internal electrode. .
図示例からも明らかなように、プローブヘッド35への
接続はプローブ本体30を介して行われ、内電極31は熱的
にプローブヘッド35からは遮断された状態で設けられて
いる。したがって、内電極31を介して熱がプローブヘッ
ド35に伝えられることはなく、そのため特に溶鋼のよう
な高融点金属を対象とする場合にあっても熱損傷は可及
的小となり、長期間の連続使用を可能にする。このとき
の内部電極の高さはプローブヘッドから熱的に遮断され
るとともに所定の高温強度を確保するに十分であれば特
に制限はないが、通常は図示例のようにプローブ本体の
ほぼ半分の高さを占めることができれば十分であろう。As is clear from the illustrated example, the connection to the probe head 35 is performed via the probe main body 30, and the inner electrode 31 is provided in a state of being thermally disconnected from the probe head 35. Therefore, heat is not transmitted to the probe head 35 via the inner electrode 31, and therefore, even when a high-melting-point metal such as molten steel is targeted, thermal damage is as small as possible. Enables continuous use. The height of the internal electrode at this time is not particularly limited as long as it is thermally shielded from the probe head and is enough to secure a predetermined high-temperature strength. It would be enough to be able to occupy the height.
さらに、プローブヘッド35は水冷構造とされるが、こ
の水冷プローブヘッド35はプローブヘッドとプローブ本
体との気密保持性の向上の目的で用いられている。Further, the probe head 35 has a water-cooled structure, and the water-cooled probe head 35 is used for the purpose of improving the airtightness between the probe head and the probe body.
第３図の例にあって導電性耐火材料から成る外電極32
は、耐スラグ性のものであり、スラグ保護層を兼ねると
同時に、プローブ本体30と一体物の外電極32としても作
用するのであって、そのような構造は本発明にかかる介
在物センサーのコンパクト化に寄与している。The outer electrode 32 made of a conductive refractory material in the example of FIG.
Is a slag-resistant material, which also functions as a slag protection layer and at the same time acts as an external electrode 32 integral with the probe main body 30. Such a structure is a compact type of the inclusion sensor according to the present invention. Has contributed.
プローブ本体30の外筒32を非導電性材料から構成する
場合、別途外電極（図示せず）を設ける。When the outer cylinder 32 of the probe main body 30 is made of a non-conductive material, an external electrode (not shown) is separately provided.
プローブ本体を構成する絶縁チューブ30は上述のよう
に石英、好ましくは溶融石英から作られるが、その他有
底のチューブ体の形状に成形可能であればいずれの絶縁
性材料から作ってもよく、例えばBN、TiO2が例示される
が、それら高価であったり、成形が困難であったりする
ことから、現状では石英から絶縁チューブを作るのが好
ましい。The insulating tube 30 constituting the probe body is made of quartz, preferably fused quartz as described above, but may be made of any insulating material as long as it can be formed into a shape of a tube having a bottom. Although BN and TiO 2 are exemplified, at present, it is preferable to make an insulating tube from quartz because of their high cost and difficulty in molding.
あるいは本体は石英から作り、オリフィス部分のみを
そのような高価な材料で作って測定精度の向上、寿命延
長を図ってもよい。Alternatively, the main body may be made of quartz, and only the orifice portion may be made of such an expensive material to improve the measurement accuracy and extend the life.
次に、実施例によって本発明の作用効果についてさら
に具体的に説明する。Next, the working effects of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
（実施例） 本例では、第３図の構造を備えた介在物センサーを用
いて、溶融鋼中の介在物濃度の測定を行なった。(Example) In this example, the inclusion concentration in the molten steel was measured using the inclusion sensor having the structure shown in FIG.
このときの介在物センサーは、アルミニウム製プロー
ブヘッド35、鋼製の内部電極棒36、黒鉛製内電極（補強
用内筒体）31、黒鉛製外部電極32、一体化オリフィス
（直径350μｍ）付の石英製絶縁チューブ30、ならびに
耐熱ゴム製ガスケット34から構成された。At this time, the inclusion sensor includes an aluminum probe head 35, a steel internal electrode rod 36, a graphite internal electrode (reinforcing inner cylinder) 31, a graphite external electrode 32, and an integrated orifice (350 μm in diameter). It was composed of a quartz insulating tube 30 and a heat-resistant rubber gasket.
測定に際しては、プローブ本体30を1550℃の溶鋼に浸
漬し、この溶鋼中の非金属介在物濃度を測定した。該溶
鋼上には、厚さ約10mmの溶融スラグ層が存在した。第１
表には、該溶鋼中成分の組成、第２表には該溶融スラグ
の組成をそれぞれ示す。In the measurement, the probe body 30 was immersed in molten steel at 1550 ° C., and the concentration of nonmetallic inclusions in the molten steel was measured. A molten slag layer having a thickness of about 10 mm was present on the molten steel. First
The table shows the composition of the components in the molten steel, and Table 2 shows the composition of the molten slag.
その結果、本発明にかかる上記プローブを30分間以上
溶鋼中に浸漬しても全く問題なく測定を継続するととが
できることが判明した。 As a result, it was found that even if the probe according to the present invention was immersed in molten steel for 30 minutes or more, the measurement could be continued without any problem.
比較例１ 本例では、第２図に示す石英製の絶縁性チューブから
成るプローブ本体16を備えた従来タイプの介在物センサ
ーを用いて実施例１と同様にして溶鋼中介在物濃度の測
定を実施した。被測定浴は、第１表、第２表に示す溶鋼
ならびに溶融スラグから成りたっており、鋼浴温度は15
50℃であった。本例のプローブ本体16を溶鋼に浸漬し、
約３分間経過後、16.5kPa−Ｇにプローブ内部を減圧
し、該溶鋼の吸引を開始した。しかしながら、吸引開始
後、15秒後にプローブ本体は、軟化点を越える溶鋼温度
と、プローブ内負圧のため、変形し、つぶれてしまい、
測定が不能となった。プローブヘッド15は水冷構造を有
しており、ガスケット19はテスト後も健全であった。Comparative Example 1 In this example, the concentration of inclusions in molten steel was measured in the same manner as in Example 1 using a conventional inclusion sensor provided with a probe main body 16 made of an insulating tube made of quartz shown in FIG. Carried out. The bath to be measured is composed of molten steel and molten slag shown in Tables 1 and 2, and the steel bath temperature is 15 ° C.
50 ° C. Immerse the probe body 16 of this example in molten steel,
After about 3 minutes, the pressure inside the probe was reduced to 16.5 kPa-G, and suction of the molten steel was started. However, 15 seconds after the start of suction, the probe body deformed and collapsed due to the molten steel temperature exceeding the softening point and the negative pressure inside the probe,
Measurement became impossible. The probe head 15 had a water-cooled structure, and the gasket 19 was sound after the test.
比較例２ 本例では、第４図に示す介在物センサーを用いて実施
例１と同様に溶鋼中の介在物測定を行った。使用した介
在物センサーはBN（窒化ホウ素）製のプローブ本体50か
ら成り、内電極52はZrB2棒から構成した。外部電極は図
示しないが、内電極52は電極棒53に接続されている。プ
ローブ本体50はＯリング56を備えたカップラー57を介し
てプローブヘッド54に支持され、一方、このプローブヘ
ッド54はカップラー57を経て水冷構造のプローブホルダ
ー58に保持されている。参照符号59は耐熱性無機繊維材
などから構成される熱遮断性の放射シールド部を示し、
溶鋼からの熱に対してＯリング56を保護する。参照符号
60はプローブ本体50に設けられたオリフィスを示す。Comparative Example 2 In this example, inclusions in molten steel were measured in the same manner as in Example 1 using the inclusion sensor shown in FIG. The used inclusion sensor was composed of a probe body 50 made of BN (boron nitride), and the inner electrode 52 was composed of a ZrB 2 rod. Although the external electrodes are not shown, the internal electrodes 52 are connected to the electrode rods 53. The probe main body 50 is supported by a probe head 54 via a coupler 57 having an O-ring 56, while the probe head 54 is held by a water-cooled probe holder 58 via the coupler 57. Reference numeral 59 denotes a heat shielding radiation shield portion made of a heat-resistant inorganic fiber material or the like,
Protects O-ring 56 against heat from molten steel. Reference sign
Reference numeral 60 denotes an orifice provided in the probe main body 50.
被測定浴は第１表、第２表に示す溶鋼ならびに溶融ス
ラグから成り立っており、鋼浴温度は1550℃であった。
本例のプローブ本体50を溶鋼に浸漬し、約３分間経過
後、16.5kPa−Ｇにプローブ本体内部を減圧し、溶鋼の
吸引を開始した。The bath to be measured was composed of molten steel and molten slag shown in Tables 1 and 2, and the temperature of the steel bath was 1550 ° C.
The probe main body 50 of this example was immersed in molten steel, and after about 3 minutes, the inside of the probe main body was depressurized to 16.5 kPa-G, and suction of the molten steel was started.
プローブ本体内部の溶鋼レベルが、ZrB2製内部電極の
先端に到達すると同時に溶鋼中介在物の信号の検出が開
始された。As soon as the molten steel level inside the probe body reached the tip of the ZrB 2 internal electrode, detection of the signal of inclusions in the molten steel was started.
次にプローブ本体内部の溶鋼レベルが一定値に達した
後、プローブ内部の減圧を停止し、次いでArガスにより
プローブ内部を正圧にし、プローブ本体内部の溶鋼の排
出を行なった。溶鋼がプローブ内部よりほぼ排出完了し
た後、再び該プローブ本体内部に溶鋼を吸引し、２回目
の介在物信号検出を試みた。しかしながら、プローブ内
部の溶鋼レベルが内電極52に達した後も、信号検出回路
への電流の導通はきわめて不安定であり、オシロスコー
プ上のベースラインの振れは介在物信号のピーク高さを
大きく上まわり、介在物信号の検出、測定は不可能であ
った。この原因は溶鋼排出時に小径の内部電極一面に、
スラグ層ならびに介在物層が付着し、電極表面の導電性
を著しく阻害していたためであった。Next, after the molten steel level inside the probe main body reached a certain value, the depressurization inside the probe was stopped, then the inside of the probe was made positive pressure with Ar gas, and the molten steel inside the probe main body was discharged. After the molten steel was almost completely discharged from the inside of the probe, the molten steel was sucked into the probe body again, and the second detection of the inclusion signal was attempted. However, even after the molten steel level inside the probe reaches the inner electrode 52, the conduction of current to the signal detection circuit is extremely unstable, and the swing of the baseline on the oscilloscope greatly increases the peak height of the inclusion signal. It was impossible to detect and measure surrounding and inclusion signals. The cause of this is that when the molten steel is discharged,
This was because the slag layer and the inclusion layer adhered and significantly impaired the conductivity of the electrode surface.
比較例３ 本例では、実施例１を繰り返したが、本例で用いたプ
ローブ本体には外筒体を具備しておらず、外部電極を設
けた。被測定浴は第１表、第２表に示す溶鋼ならびに溶
融スラグから成り立っており、鋼浴温度は1550℃であっ
た。プローブ本体を溶鋼に浸漬し、約３分間経過後16.5
kPa−Ｇにプローブ内部を減圧し、溶鋼の吸引を開始し
た。吸引開始直後より介在物信号の検出〜測定を開始し
たが、測定開始後、５分間経過後、プローブ本体を構成
している石英製チューブの溶融スラグに接している部分
が溶損、開孔し、その後の測定が不可能となった。Comparative Example 3 In this example, Example 1 was repeated, but the probe body used in this example was not provided with an outer cylinder, but was provided with external electrodes. The bath to be measured was composed of molten steel and molten slag shown in Tables 1 and 2, and the temperature of the steel bath was 1550 ° C. Immerse the probe body in molten steel.
The pressure inside the probe was reduced to kPa-G, and suction of molten steel was started. Immediately after the start of the suction, the detection and measurement of the inclusion signal were started, but after 5 minutes from the start of the measurement, the portion of the quartz tube constituting the probe body that was in contact with the molten slag was melted and opened. , And subsequent measurements became impossible.
以上の結果をまとめ、溶鋼に対するプローブの耐用時
間とコスト（単価）とを第３表に比較して示す。本発明
は製造コストの点で特に安価という訳ではないが、耐用
時間では圧倒的に優れていることが分かる。Table 3 summarizes the above results and compares the service life and cost (unit price) of the probe to molten steel in Table 3. It can be seen that the present invention is not particularly inexpensive in terms of manufacturing cost, but is overwhelmingly excellent in service life.
（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にかかる介在物セン
サーによれば溶鋼のような高温の溶融金属の介在物の連
続測定が可能になり、しかも30分間以上継続して測定で
きるなど実用上もすぐれた介在物センサーといえる。 (Effects of the Invention) As described above, the inclusion sensor according to the present invention enables continuous measurement of high-temperature molten metal inclusions such as molten steel, and allows continuous measurement for 30 minutes or more. It can be said that it is an excellent inclusion sensor in practical use.
第１図（ａ）および同（ｂ）は、E.S.Z.法による介在物
検出の原理を示す略式説明図； 第２図は、従来の介在物センサーの略式断面図； 第３図は、本発明にかかる外部電極がプローブ本体と一
体物となった介在物センサーの略式断面図；および 第４図は、実施例において比較例として用いた従来装置
の略式断面図である。 30:プローブ本体、31:内筒（内電極） 32:外筒（外電極）、33:オリフィス 40:熱遮断シールド部1 (a) and 1 (b) are schematic explanatory views showing the principle of inclusion detection by the ESZ method; FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional inclusion sensor; FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view of an inclusion sensor in which such external electrodes are integrated with the probe body; and FIG. 4 is a schematic sectional view of a conventional device used as a comparative example in the embodiment. 30: Probe body, 31: Inner tube (inner electrode) 32: Outer tube (outer electrode), 33: Orifice 40: Heat shield
フロントページの続き (72)発明者 中島 英雅 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 ロデリック・イアン・ローレンス・ガス リー カナダ国ケベック州、モントリオール Ｈ３Ｚ ２Ｌ６、ウエストマウント、ロ ズリン・アベニュー 328番地 (56)参考文献 特開 昭61−10742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−171834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−37493（ＪＰ，Ａ)Continued on the front page (72) Inventor Hidemasa Nakajima 3rd, Kashima-cho, Kashima-gun, Ibaraki Pref. Sumitomo Metal Industries, Ltd. Kashima Works (72) Inventor Roderick Ian Lawrence Gasley Montreal, Quebec, Canada H3Z 2L6, West Mount, No. 328, Roslyn Avenue (56) References JP-A-61-10742 (JP, A) JP-A-59-171834 (JP, A)
Claims (3)
センシング・ゾーン法により溶融金属中の介在物を検出
するタイプの溶融金属介在物センサーであって、 （ｉ）該溶融金属介在物センサーは、プローブヘッド
と、該プローブヘッドに支持されたプローブ本体から構
成され、該プローブ本体は上方端と下方端とを備えてお
り、該プローブ本体が移動して溶融金属内にその下方端
を浸漬でき、その溶融金属によって加熱され、 （ii）前記プローブ本体は、前記プローブヘッドに係合
・支持される、電気的絶縁材料から成る長く伸びた有底
の絶縁チューブから構成され、該絶縁チューブは前記プ
ローブ本体の上方端、下方端にぞれぞれ対応する上方端
および下方端を備えており、かつ、該プローブ本体は、 （iii）前記絶縁チューブの下方端から上方に伸びてい
るように前記絶縁チューブの内壁に取付けられた、溶融
金属の温度よりも軟化点が高い内部電極を構成する内筒
体と、 （iv）前記プローブ本体を溶融金属内に浸漬するときに
溶融金属の上方にまで来るように、また絶縁チューブの
下方端から上方に伸びているように前記絶縁チューブの
外壁に取付けられた、耐スラグ性材料からなる導電性ま
たは非導電性の外筒体と、そして （ｖ）前記絶縁チューブと内筒体と外筒体とは、溶融金
属の金属流れの貫通用のオリフィスと、 をさらに備えており、 前記内筒体には、横方向に伸びた熱絶縁性蓋部材が上端
に設けられており、該蓋部材は絶縁チューブの上方端に
至る絶縁チューブ内の溶融金属の熱から該絶縁チューブ
の上方端を遮蔽し、 前記外筒体が導電性外筒体のとき、該外筒体が外部電極
を構成し、また非導電性外筒体のとき、別途外部電極を
備え、これらの内外筒体は、使用中に溶融金属に浸漬さ
れている前記絶縁チューブの少なくとも一部に物理的な
支持を与える、ことを特徴とする溶融金属用介在物セン
サー。An electric immersion device immersed in a molten metal.
A molten metal inclusion sensor for detecting inclusions in a molten metal by a sensing zone method, wherein (i) the molten metal inclusion sensor comprises a probe head and a probe body supported by the probe head. Wherein the probe body has an upper end and a lower end, the probe body can move and immerse its lower end in molten metal, and is heated by the molten metal; (ii) the probe body is A long and bottomed insulating tube made of an electrically insulating material engaged with and supported by the probe head, the insulating tube corresponding to an upper end and a lower end of the probe body, respectively. The probe body has an upper end and a lower end, and (iii) an inner wall of the insulating tube extends upward from a lower end of the insulating tube. Attached, an inner cylinder constituting an internal electrode having a softening point higher than the temperature of the molten metal, and (iv) so as to reach above the molten metal when the probe body is immersed in the molten metal; A conductive or non-conductive outer cylinder made of a slag-resistant material attached to an outer wall of the insulating tube so as to extend upward from a lower end of the insulating tube; The cylindrical body and the outer cylindrical body further include an orifice for penetrating the metal flow of the molten metal; The lid member shields the upper end of the insulating tube from the heat of the molten metal in the insulating tube reaching the upper end of the insulating tube. When the outer cylinder is a conductive outer cylinder, the outer cylinder is When constituting the external electrode, and when the non-conductive outer cylinder, Comprising a Togaibu electrodes, these internal and external cylinder are inclusions for sensors molten metal to at least a portion providing a physical support, that wherein the insulating tube is immersed in the molten metal during use.
ドを水冷構造とする請求項１記載のセンサー。2. The sensor according to claim 1, wherein the probe head supporting the probe body has a water cooling structure.
内外筒体が黒鉛製である請求項１または２記載のセンサ
ー。3. The sensor according to claim 1, wherein the insulating tube is made of quartz, and the inner and outer cylinders are made of graphite.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2112807A JP2594681B2 (en) | 1989-04-27 | 1990-04-27 | Inclusion sensor for molten metal |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10887289 | 1989-04-27 | ||
| JP1-108872 | 1989-04-27 | ||
| JP2112807A JP2594681B2 (en) | 1989-04-27 | 1990-04-27 | Inclusion sensor for molten metal |
Publications (2)
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| JPH0394011A JPH0394011A (en) | 1991-04-18 |
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Family
ID=26448687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2112807A Expired - Lifetime JP2594681B2 (en) | 1989-04-27 | 1990-04-27 | Inclusion sensor for molten metal |
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| JP (1) | JP2594681B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5317854B2 (en) * | 2009-06-29 | 2013-10-16 | 助川電気工業株式会社 | Conductive fluid detector |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2112807A patent/JP2594681B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0394011A (en) | 1991-04-18 |
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