JP2629392B2 - 誘導加熱炉の溶湯測温装置 - Google Patents

誘導加熱炉の溶湯測温装置

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、みぞ形誘導炉、無鉄心誘導炉等の誘導加
熱炉で金属等の被加熱物を溶解したり、溶解した溶湯を
保温する誘導加熱炉の溶湯測温装置に関し、特に連日24
時間操業したり、夜間電力を使用して主として夜間操業
して昼間は操業率を低下させたり、昼間は次の操業に備
えて溶湯を凝固させない程度に保温したりするために、
連続測温のできる誘導加熱炉の溶湯測温装置に係る。
〔従来の技術〕
誘導加熱炉の溶湯測温装置における従来の技術に関
し、第4図は従来例1の断面図、第5図は従来例2及び
従来例3の断面図である。
第4図において、炉体43中の溶湯1の温度を計測する
ために、ホルダ44b付の先端感温部44aを備えた温度計44
を測温の都度、手動又は機械的にスラグ1aの下の溶湯1
に前記先端感温部44aを浸潰させて測温するもので、測
温は連続的でないので温度計の連続耐熱性の必要はな
い。
第5図中の従来例2は誘導加熱コイルを備えた炉体53
の上蓋55にセラミック系保護管54b付の熱電対からなる
温度計54を固定可能とし、先端感温部54aを常時又は必
要時にスラグ1aの下の溶湯1に差し込んで連続的に測温
可能とするもので、長期に使用するとスラグ1aで保護管
55bが浸食され、温度計がいつ破損するか判らず、定期
交換が必要で、長期の連続測温の耐久性に劣る。
第5図中の従来例3は前記炉体53の炉底53aの耐火物5
6の中に前述と同様な温度計57を差し込み、10〜20mmの
耐火物厚さを介して連続的に溶湯の測温をするもので、
温度計の耐久性は向上するが測温応答性が時間的に極め
て悪く、溶湯との温度勾配があって測温誤差が生じる。
図示しないが従来例4として放射温度計で連続測温す
る方法があるが、スラグや溶解中の材料が溶湯面上にあ
る時には真の温度が測温できず、湯面上のガスで放射率
が変化して測温誤差が生じやすく、測温面のガスパージ
を必要とすることもある。
〔発明が解決しようとする課題〕
この発明の目的は前記の従来の技術を総覧したうえ
で、特に連日24時間操業したり、夜間電力を使用して主
として夜間操業して昼間は操業率を低下させたり、昼間
は次の操業に備えて溶湯を凝固させない程度に保温した
りするために、連続測温のできる誘導加熱炉の溶湯測温
装置を提供することにあり、具体的な課題は次の各項で
ある。
(a)鋳鉄等の溶湯温度を連続的に長期間(例えば6ケ
月以上)安定的に測温できること。
(b)溶湯面のスラグに温度計保護管が接触しないこ
と。
(c)温度計保護管が大気に露出しないこと(炉運転
中)。
(d)溶湯温度をより正確に測定し、しかも応答速度が
早いこと。
(e)温度計の交換は、炉内に溶湯を保持したままで容
易にかつ短時間で行えること。
〔課題を解決するための手段〕
この発明1の誘導加熱炉の溶湯測温装置は、 炉体を外部から貫通する温度計の先端感温部を前記炉
体の炉底付近に露出させ、着脱自在な液密装置を使用し
て前記温度計を前記炉体の外部から前記炉体に固定する
ようにした誘導加熱炉の溶湯測温装置であって、前記液
密装置が、前記炉体に対して内側開口と外側開口とを持
って前記炉体に形成される挿入孔と、この挿入孔と前記
温度計との間に充填される粉末状耐火物とからなり、か
つ、前記粉末状耐火物が、前記挿入孔の内側開口近傍の
硬化形耐火物と、この硬化形耐火物より前記挿入孔の外
側開口側の非硬化形耐火物とからなるものである。
発明2の誘導加熱炉の溶湯測温装置は、発明1におい
て、 前記挿入孔は、前記炉体と別個に形成される耐火ブロ
ックに開口形成されるとともに、この耐火ブロックの外
周は炉体内側で小さく炉体外側で大きい形状を持って前
記炉体に固着されるものである。
〔作用〕
発明1は、炉体から溶湯を次工程のために注湯した
り、新たな溶湯の受湯又は新たな材料の投入があったり
して炉内の溶湯量が変化しても、炉底に多少の溶湯を確
保するように操業すれば、温度計の先端感温部は常時、
例えば連日24時間でも溶湯中に浸潰されることになり、
先端感温部はスラグや大気に曝されることがなくて耐久
性が向上し、測温が正確で応答性が良い(課題の項目
(a)〜(d)に対応)。また温度計は、液密装置とし
て、炉体の挿入孔と温度計との間に充填した粉末状耐火
物によって着脱自在であるので、溶湯が多少ある場合で
も炉体を傾けて温度計のある部分の溶湯を傾けて温度計
の交換が容易である(課題の項目(e)に対応)。ま
た、挿入孔の内側開口近傍の耐火物は硬化形で溶湯の液
密を保ち、その外側開口側の耐火物は非硬化形であるの
で、液密性が良く、掻き出し、充填が更に容易になる
他、熱膨張によって挿入孔が収縮しても、硬化形耐火物
を充填した部分だけが温度計を挟持するので、温度計が
抜取り易くなる(同(e)に対応)。発明2は、発明1
の作用に加え、挿入孔は耐火ブロックで炉体とは別個に
形成されるので、挿入孔の形状、材質を適切なものとす
ることができ、耐火ブロックは炉体とテーパ等の形で固
着され、必要により炉外からの交換ができる。この時、
溶湯が多少ある時は炉を傾動して耐火ブロック部分には
溶湯がない状態で行うとよい(同(e)に対応)。
〔実施例〕
第1図は実施例の断面図、第2図は第1図のものを使
用した炉の縦断面図、第3図は第2図の平面図である。
これらの図において、温度計4は、溶湯1を保持する
ための湯室2を形成する炉体3の炉底3a付近に耐火ブロ
ック5を介して装着され、溶湯1の上のスラグ1aに接し
ない高さに位置する。耐火ブロック5の外周は炉体内側
で小さく炉体外側で大きい例えばテーパ状の形状を持っ
て前記炉体3に固着される。
耐火ブロック5の内側の温度計4を貫通させる挿入孔
6の内側開口は温度計4の先端感温度4aの外形よりわず
かに大きく、外側開口は前記内側開口より大きくされ、
挿入孔6は例えばテーパ状となっている。
温度計4と挿入孔6との間で前記内側開口近傍には、
例えば75〜85%アルミナ質の湿式スタンプ材とバインダ
等からなり粉末状の硬化形耐火物7aが、その外側開口部
には例えば高アルミナ質、マグネシア質又は両者の混合
質からなり粉末状の非硬化形耐火物7bが充填される。耐
火物7aは溶湯に対する液密を高め、耐火物7bは掻き出
し、充填が容易になる。
温度計4の先端感温部4aは耐火ブロック5から炉内に
露出し、この露出する先端感温部4aの炉体3(3a)には
炉内に開く凹部8が形成されるが、耐火ブロック5の先
端が炉体3(3a)の内壁まで延長され、耐火ブロック5
に凹部8を設けてもよい。凹部8は先端感温度部4aが溶
湯に常に接触して正確な測温度を確保するとともに、投
入材料が衝突することを少くして破損の保護をする。し
たがって温度計を炉底付近であって水平方向に向けると
よい。
温度計4の内部構造は特に図示しないが、溶湯が鋳鉄
の場合には底付の円筒状の高アルミナ系、例えばアルミ
ナ95%以上のセラミックスを使用し、内部先端に白金−
白金ロジウム熱電対を配置し、粉末状耐火物を充填し、
端子箱を設ける。温度計は熱電対に限らず、例えば白金
抵抗温度計でもよく、保護管材料は溶湯の温度と性質に
応じたものが使用できる。
温度計4を複数設け、万一の破損に備える。
炉体3の構造、温度計4と耐火ブロック5の固定構造
を簡単に説明すると、炉体3は出湯口3bを備え、耐火レ
ンガ20、断熱レンガ21、断熱板22、外殻23でバックアッ
プされ、スロート24を介して溝形インダクタ25が取付け
らるが、誘導加熱の方式はインダクタに限らず無鉄心誘
導方式等他の誘導加熱方式が採用できる。耐火ブロック
5はフランジ26とボルト27で前記外殻23に固定され、温
度計4の根本がねじ込まれたフランジ28はボルト29でフ
ランジ26に固定される。フランジ28には粉末状の耐火物
7a、7bを充填する小孔28aが複数設けられる。温度計4
の取外しはフランジ28をフランジ26から耐火物7a、7bご
とに外す。
前記実施例の変形を説明する。
挿入孔6はテーパ以外に、内側開口が小径で短い円筒
で外側開口が大径で長い円筒又はテーパとしてもよく、
耐火ブロック5も同様である。
耐火ブロック5を使用しないで炉体3に直接に挿入孔
6を設けてもよい。
〔発明の効果〕
この発明群の誘導加熱炉の溶湯測温装置は、 炉体を外部から貫通する温度計の先端感温部を前記炉
体の炉底付近に露出させ、着脱自在な液密装置を使用し
て前記温度計を前記炉体の外部から前記炉体に固定する
ようにしたので、 温度計の先端感温部は常に溶湯中に位置させることが
でき、多少の溶湯を確保すればスラグにも大気にも接触
しないで耐久性がよく、測温値は正確で応答速度が早い
という効果があり、溶湯を炉内に保持したままでも炉体
を傾けたりして温度計の交換ができるという効果があ
る。
したがって特に連日24時間操業したり、夜間電力を使
用して主として夜間操業して昼間は操業率を低下させた
り、昼間は次の操業に備えて溶湯を凝固させない程度に
保温したりするために、連続測温のできる誘導加熱炉の
溶湯測温装置が得られる。
また、液密装置として、挿入孔の内側開口近傍に硬化
形耐火物を充填し、この硬化形耐火物より挿入孔の外側
開口側に非硬化形耐火物を充填するようにしたので、熱
膨張によって挿入孔が収縮しても、硬化形耐火物を充填
した部分だけが温度計を挟持するので、温度計が抜取り
易く、温度計の交換が容易になるという効果が得られ
る。
発明2は、耐火ブロックに温度計の挿入孔を形成する
ので、炉体に直接挿入孔を形成するものと比べて、熱影
響等により挿入孔が変形した場合に、耐火ブロック単体
を交換することにより容易に修復が可能となる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の断面図、第2図は第1図のものを使用
した炉の縦断面図、第3図は第2図の平面図であり、第
4図は従来例1の断面図、第5図は従来例2及び従来例
3の断面図である。 1……溶湯、1a……スラグ、3,43,53……炉体、3a……
炉底、4,44,54,57……温度計、4a,44a,54a……先端感温
部、5……耐火ブロック、6……挿入口、7a……硬化形
耐火物、7b……非硬化形耐火物、8……凹部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炉体を外部から貫通する温度計の先端感温
    部を前記炉体の炉底付近に露出させ、着脱自在な液密装
    置を使用して前記温度計を前記炉体の外部から前記炉体
    に固定するようにした誘導加熱炉の溶湯測温装置であっ
    て、前記液密装置が、前記炉体に対して内側開口と外側
    開口とを持って前記炉体に形成される挿入孔と、この挿
    入孔と前記温度計との間に充填される粉末状耐火物とか
    らなり、かつ、前記粉末状耐火物が、前記挿入孔の内側
    開口近傍の硬化形耐火物と、この硬化形耐火物より前記
    挿入孔の外側開口側の非硬化形耐火物とからなることを
    特徴とする誘導加熱炉の溶湯測温装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の誘導加熱炉の溶湯測温装置
    において、前記挿入孔は、前記炉体と別個に形成される
    耐火ブロックに開口形成されるとともに、この耐火ブロ
    ックの外周は炉体内側で小さく炉体外側で大きい形状を
    持って前記炉体に固着されることを特徴とする誘導加熱
    炉の溶湯測温装置。
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