JP3993099B2 - 溶融金属液の高さを測定するスティック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属浴（molten liquid bath）の高さを測定するためのロッドに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
この種のロッドは、るつぼ内に配置された、観察するために近づくのが困難な非常に熱い材料浴（material bath）の深さを決定するために用いられる。測定は、液体浴中に一定のフローガスを注入し、下部自由端が液体浴内で開口しているロッド内部のダクトにガスを通過させ、所望の流れで注入するためにガスにかけられるべき圧力を測定することによって行われる。
【０００３】
これら測定ロッドの限界は、ガラス化に適用する場合のように浴の温度が高く、したがってロッドを作るために用いられる通常の金属材料がこれらの温度で強度を失う場合に起こる。さらに硫酸塩またはエステル、塩化物、又はモリブデンのような成分を含む浴のようないくつかの液体浴は、大いに腐食を受ける。かくしてロッドは頻繁に取り替えねばならない。
【０００４】
この発明の目的は、通常の測定ロッドにとってはあまりにも厳しい条件でもロッドが液体浴に耐えられるようにするために、これら高さ測定ロッドの構造を改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
精選された解決策は、冷却液体が流れる内部循環によってロッドを冷却することからなる。このプロセスは腐食及び強度の損失を防止する上で効果的であるが、ロッドからガスを注入することは不可能なので、ガスダクトからのアウトレットで浴が凝固するのを回避することが極めて重要である。溶融浴と、よりずっと冷却された冷却液との間の熱交換によって、ロッドの近くの溶融浴が強力に冷却される。
【０００６】
これらの要求を満足するためにこの説明で提案された高さ測定ロッドの改良された構造は、ロッドの一自由端に液体浴へのガス注入ダクトと、革新的な、冷却用液体チャンネルを取り囲むサイドケーシングと、自由端にサイドケーシングよりも厚いエンドピースと、固形物とを備えている。厚みのある固体状のエンドピースは局所的に、熱移送を減少させ、サイドケーシングの周りよりも前で浴をより高い温度に保つのを助ける。この構成によって、浴は、粘性が高過ぎることなく、エンドピースの自由端の周りで液体状態に保たれ、それ故高さを測定するためのガス注入が所望の流れに維持される。
【０００７】
好適には、ケーシングは金属から構成され、冷却用液体供給チャンネルを冷却用液体排出チャンネルから分離するケーシングと同心のスリーブを含み、エンドピースは、一の特定の実施例では３５ｍｍ、より一般的には数センチメートルに等しい適切な厚さを有し、冷却液体の流れは、エンドピースの手前で液体浴を凝固温度（例えば１０００℃）よりもわずかに大きい温度まで冷却するために調整されている。
【０００８】
我々は以下に、唯一の図を参照して本発明をより詳細に述べる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ロッド２が浸漬された溶融浴１はガラス化すべき製造物とすることができ、高温で腐食される可能性のあるものである。出願人は、るつぼを冷却し、腐食性でない浴材料の固体化した層で覆う一方で、ガラス化すべき製造物を、製造物を収容しているるつぼではなく電磁誘導現象によって加熱する冷却るつぼ技術（cold crucible technique）を開発した。本発明はこの種の冷却るつぼで頻繁に使用されるが、他の目的で用いられることを排除するものではない。
【００１０】
ロッド２は、ロッド２の自由端のエンドピース５で終端する円筒状の外部ケーシング４と、ケーシング４の中心軸線に沿って延在し、エンドピースを通過し、一のオリフィス７で終端するガス注入ダクト６と、エンドピース５から少し離れた箇所で終端する、ケーシング４とダクト６とに平行でかつその間にあるスリーブ８とを備える。エンドピース５は、（示されているように）ケーシング４の端部と係合しているか、又はケーシング４の端部への延長部である。冷却用液体供給パイプ９がスリーブ８の頂部の中へ開口しており、冷却用液体排出パイプ１０がケーシング４の中へ開口している。冷却液体は、スリーブ８を通過してエンドピース５へ向かい、エンドピース５の手前でスリーブ８から出て、スリーブとケーシング４との間を対向流となってダクト１０まで循環する。
【００１１】
ケーシング４は薄くできており、その結果ロッド２はさほど重くない。しかし、エンドピース５は固体であり、よりずっと厚くできている。エンドピース５の厚さ（すなわち高さ）は例えば３５ｍｍとすることができるが、この値は、溶融浴の温度が、浴の十分な流動性のために測定に必要なガス流を追い出すことができる程十分高いが、その上優れた機械的働きとロッド２の端部の腐食防止とを保証するのに十分な程低くなるように選ばれる。
【００１２】
溶融材料の浴が約１２００℃から１３００℃でかつロッドがインコネルのような金属材料から作られている場合、ロッドは約１メートルの半分の長さだけ浴内に浸漬され、２０℃における水の流れは、５．３ｋＷの熱出力を引き出すよう適用される。次いで浴はケーシング４に沿って、通常の浴が凝固する約６００℃まで冷却される。しかしながら、冷却噴流はエンドピース５へ向けられているが、エンドピースは、その厚さのためにより適度に冷却される。温度は、エンドピースの内部又は自由表面１１で１０００℃のオーダーであり、その結果浴１はエンドピースの箇所で液体のままであり、オリフィス７を塞ぐ危険にはさらされない。これらの温度では浴１による腐食はわずかである。もし浴１がエンドピース５の手前で液体のままであれば、エンドピース５はより冷却され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る高さ測定ロッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 浴
２ ロッド
４ サイドケーシング
５ エンドピース
６ ダクト
７ オリフィス
８ スリーブ
１１ 自由端

Claims (2)

1. 溶融液体浴（１）の高さを測定するための測定ロッド（２）であって、前記ロッドの自由端（１１）に前記液体浴にガスを注入するためのダクト（６）を備えた測定ロッドにおいて、
   冷却用液体チャンネルを取り囲むサイドケーシング（４）と、前記自由端に固体エンドピース（５）とを備え、
   前記エンドピースは前記サイドケーシングよりも厚くなっており、
   前記サイドケーシング及び前記エンドピースが、前記液体チャンネルを規定し、
   ガスを注入するための前記ダクトは、前記エンドピースのオリフィス（７）で終端し、
   前記ロッドは、浸漬される液体浴に耐えるものであることを特徴とする測定ロッド。
2. 請求項１記載の測定ロッドにおいて、
   前記測定ロッドは、
   金属から構成され、
   前記サイドケーシング（４）と同心でありかつ冷却用液体供給チャンネルを冷却用液体排出チャンネルから分離するスリーブ（８）を含む、
   ことを特徴とする測定ロッド。

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