JP4583975B2

JP4583975B2 - Probe device for temperature measurement

Info

Publication number: JP4583975B2
Application number: JP2005055056A
Authority: JP
Inventors: 定和高山
Original assignee: TYK Corp
Current assignee: TYK Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: JP2006242601A

Description

本発明は、例えば鉄等の溶湯の温度を測定するために用いられる測温用プローブ装置に関するものである。 The present invention relates to a temperature measuring probe device used for measuring the temperature of a molten metal such as iron.

一般にこの種の測温用プローブ装置は、耐熱材料で形成された保護管及びその先端部に設けられた温度検出部をもつ測温用のプローブと、保護管の外周を包囲する保護スリーブとで構成されている。この測温用プローブ装置のプローブを溶湯内に漬けることにより、温度検出部で溶湯の温度が検出されるようになっている。上記保護管は、伝熱性及び耐熱性の双方を確保するために、耐熱材料として例えばモリブデンとジルコニアとよりなるサーメット材料が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００１−２９６１８５号公報（第２頁及び第３頁） In general, this type of temperature measuring probe device includes a protective tube formed of a heat-resistant material and a temperature measuring probe having a temperature detecting portion provided at the tip thereof, and a protective sleeve surrounding the outer periphery of the protective tube. It is configured. By soaking the probe of the temperature measuring probe device in the molten metal, the temperature of the molten metal is detected by the temperature detector. The protective tube uses a cermet material made of, for example, molybdenum and zirconia as a heat resistant material in order to ensure both heat transfer and heat resistance (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-296185 (pages 2 and 3)

ところで、測温用プローブ装置の保護管は、その先端部が鉄等の金属の溶湯、スラグ等に浸漬されることから、耐溶損性が求められている。前記従来の保護管を構成するモリブデンとジルコニアとのサーメット材料は、そのような耐溶損性に対応できるものである。しかしながら、係る保護管は全体がモリブデンとジルコニアとの同一組成のサーメット材料で細長い円柱状に形成されているが、特にその基端部では強度が十分ではない。すなわち、使用時において例えば測温用プローブ装置に金属の溶湯によるスラグや地金が大量に付着して機械的に負荷がかかる場合、溶湯の流動によって測温用プローブ装置が繰り返して力を受ける場合等において特に曲げ応力が集中する基端部で保護管が損傷を受ける場合がある。 By the way, the protection tube of the temperature measuring probe device is required to be resistant to melting because its tip is immersed in a molten metal such as iron, slag, or the like. The cermet material of molybdenum and zirconia constituting the conventional protective tube can cope with such resistance to melting. However, the protective tube as a whole is formed in a long and narrow cylindrical shape with a cermet material having the same composition of molybdenum and zirconia, but the strength is not sufficient particularly at the base end portion thereof. That is, during use, for example, when a large amount of slag or metal from a molten metal adheres to the temperature measuring probe device and is mechanically loaded, or when the temperature measuring probe device repeatedly receives force due to the flow of molten metal In particular, the protective tube may be damaged at the base end where bending stress is concentrated.

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、保護管の先端部における耐溶損性を維持しつつ、基端部における強度を向上させることができる測温用プローブ装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide a temperature measuring probe device capable of improving the strength at the base end portion while maintaining the resistance to melting at the tip end portion of the protective tube.

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の測温用プローブ装置は、基端部から先端部まで耐熱材料で一体形成された保護管及び該保護管の先端部に装備された温度検出部を有する測温用のプローブと、前記保護管の先端部を露出させた状態で保護管の外周面を被覆する耐熱材料で形成された保護スリーブとより構成され、前記保護管は金属又は金属とセラミックスの複合体で形成されると共に、少なくとも基端部と先端部との組成が異なるように構成され、基端部における金属の含有量が先端部における金属の含有量より多くなるように設定されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a temperature measuring probe device according to a first aspect of the present invention is provided with a protective tube integrally formed of a heat-resistant material from a base end portion to a distal end portion, and a distal end portion of the protective tube. A temperature measuring probe having a temperature detecting unit, and a protective sleeve formed of a heat-resistant material covering the outer peripheral surface of the protective tube with the tip of the protective tube exposed. It is formed of metal or a composite of metal and ceramics, and is configured so that at least the composition of the proximal end portion and the distal end portion is different, and the metal content at the proximal end portion is greater than the metal content at the distal end portion. It is characterized by being set as follows.

請求項２に記載の発明の測温用プローブ装置は、請求項１に係る発明において、前記基端部における金属の含有量が先端部における金属の含有量より５質量％以上多くなるように設定されていることを特徴とするものである。 The temperature measuring probe device according to a second aspect of the present invention is the temperature measuring probe device according to the first aspect, wherein the metal content at the base end is set to be 5% by mass or more higher than the metal content at the tip. It is characterized by being.

請求項３に記載の発明の測温用プローブ装置は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記金属はモリブデンであり、セラミックスは酸化ジルコニウムであることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the temperature measuring probe device according to the first or second aspect, wherein the metal is molybdenum and the ceramic is zirconium oxide.

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の測温用プローブ装置は、その保護管が金属又は金属とセラミックスの複合体で形成されると共に、少なくとも基端部と先端部との組成が異なるように構成され、基端部における金属の含有量が先端部における金属の含有量より多くなるように設定されている。このため、保護管の曲げ応力を受けやすい基端部では金属の含有量が多く、強度及び靭性を向上させることができる。一方、保護管の先端部では基端部より金属の含有量が少なくなるように設定されているため、耐溶損性を維持することができる。 According to the present invention, the following effects can be exhibited.
The temperature measuring probe device of the invention according to claim 1 is configured such that the protective tube is formed of a metal or a composite of a metal and a ceramic, and at least the composition of the base end portion and the tip end portion is different. The metal content at the base end is set to be greater than the metal content at the tip. For this reason, there is much metal content in the base end part which is easy to receive the bending stress of a protective tube, and it can improve intensity | strength and toughness. On the other hand, since the metal content is set to be smaller at the distal end portion of the protective tube than at the proximal end portion, the melt resistance can be maintained.

請求項２に記載の発明の測温用プローブ装置では、基端部における金属の含有量が先端部における金属の含有量より５質量％以上多くなるように設定されていることから、請求項１に係る発明の効果を向上させることができる。 In the temperature measuring probe device according to the second aspect of the present invention, the metal content at the proximal end is set to be 5 mass% or more higher than the metal content at the distal end. The effect of the invention which concerns on can be improved.

請求項３に記載の発明の測温用プローブ装置では、金属はモリブデンであり、セラミックスは酸化ジルコニウムであって、共に高融点の物質で、かつ相溶性が良く強固に一体化される。このため、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を向上させることができる上に、耐熱性を向上させることができる。 In the temperature measuring probe device according to the third aspect of the present invention, the metal is molybdenum and the ceramic is zirconium oxide, both of which have a high melting point and are well integrated with good compatibility. For this reason, the effect of the invention according to claim 1 or claim 2 can be improved and the heat resistance can be improved.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施形態の測温用プローブ装置１０を模式的に示す断面図である。同図に示すように、測温用プローブ装置１０の支持金具１１を構成する円板状の支持板１２の中心には、支持板１２に直交して延びる支持軸１３が一体的に設けられている。該支持軸１３の上端部には端子ボックス１４が接続されている。支持軸１３の下端には雌ねじ穴１５が設けられると共に、有蓋円筒状の筒部１６が設けられている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a temperature measuring probe device 10 of the present embodiment. As shown in the figure, a support shaft 13 extending perpendicularly to the support plate 12 is integrally provided at the center of a disc-shaped support plate 12 constituting the support fitting 11 of the temperature measuring probe device 10. Yes. A terminal box 14 is connected to the upper end of the support shaft 13. A female screw hole 15 is provided at the lower end of the support shaft 13, and a cylindrical portion 16 with a covered cylinder is provided.

前記雌ねじ穴１５にはプローブを構成する第１保護管１７の上端部に設けられた雄ねじ１８が螺合されている。保護スリーブ１９は円筒状をなし、第１保護管１７をその先端が露出された状態で嵌挿して前記支持金具１１の筒部１６に嵌合され、第１保護管１７の外周面を被覆する状態になっている。上記第１保護管１７は細長円柱状をなし、その先端にはプローブを構成する温度検出部２０が装備されている。 A male screw 18 provided at the upper end of the first protective tube 17 constituting the probe is screwed into the female screw hole 15. The protective sleeve 19 has a cylindrical shape, and the first protective tube 17 is fitted and inserted into the cylindrical portion 16 of the support fitting 11 with its tip exposed, and covers the outer peripheral surface of the first protective tube 17. It is in a state. The first protective tube 17 has an elongated cylindrical shape, and a temperature detection unit 20 constituting a probe is provided at the tip thereof.

ここで、温度検出部２０について説明する。図２に示すように、前記第１保護管１７の内側には有底円筒状をなすアルミナ製の第２保護管３１がその底部を第１保護管１７の内底面に接触させるようにして配設されている。第２保護管３１の内側には円柱状をなすアルミナ製の絶縁管３２が配設され、その内部の挿通孔３２ａ、３２ｂには熱電対の第１素線３３と第２素線３４とが軸線方向に貫通するように配線されている。絶縁管３２の先端部では第１素線３３及び第２素線３４が露出され、その露出部分で第１素線３３と第２素線３４とが接合され、接点３５となっている。この接点３５が測温接点となり、図示しない他方の基準接点との間の温度差に基づいて発生する起電力によって温度検出を行うようになっている。 Here, the temperature detection unit 20 will be described. As shown in FIG. 2, an alumina-made second protective tube 31 having a bottomed cylindrical shape is arranged inside the first protective tube 17 so that the bottom thereof is in contact with the inner bottom surface of the first protective tube 17. It is installed. A cylindrical insulating tube 32 made of alumina is disposed inside the second protective tube 31, and the first and second strands 33 and 34 of the thermocouple are inserted into the insertion holes 32 a and 32 b inside thereof. It is wired so as to penetrate in the axial direction. The first strand 33 and the second strand 34 are exposed at the tip of the insulating tube 32, and the first strand 33 and the second strand 34 are joined at the exposed portion to form a contact 35. The contact 35 becomes a temperature measuring contact, and temperature detection is performed by an electromotive force generated based on a temperature difference from the other reference contact (not shown).

第１保護管１７は基端部２１（図１中の上部）と先端部２２（図１中の下部）とに区分けされ、基端部２１と先端部２２とでは組成が異なるように構成されている。すなわち、第１保護管１７は耐熱材料である金属又は金属とセラミックスの複合体（サーメット）で構成され、その基端部２１における金属の含有量が先端部２２における金属の含有量より多くなるように設定されている。このように第１保護管１７の基端部２１で先端部２２より金属の含有量を多くすることにより、基端部２１での強度及び靭性を高めることができる。 The first protective tube 17 is divided into a base end part 21 (upper part in FIG. 1) and a front end part 22 (lower part in FIG. 1), and the base end part 21 and the front end part 22 are configured to have different compositions. ing. That is, the first protective tube 17 is made of a heat-resistant metal or a composite of metal and ceramics (cermet) so that the metal content at the base end 21 is greater than the metal content at the tip 22. Is set to As described above, by increasing the metal content at the proximal end portion 21 of the first protective tube 17 as compared with the distal end portion 22, the strength and toughness at the proximal end portion 21 can be increased.

第１保護管１７の基端部２１における金属の含有量は、先端部２２における金属の含有量より５質量％以上多くなるように設定することが好ましい。この含有量の差が５質量％未満の場合には、基端部２１での強度及び靭性の向上が不十分となる。第１保護管１７の全長のうち先端部２２の長さの割合は２５％程度であるが、特に限定されるものではない。 The metal content at the proximal end portion 21 of the first protective tube 17 is preferably set to be 5 mass% or more higher than the metal content at the distal end portion 22. When the difference in content is less than 5% by mass, the strength and toughness at the base end 21 are not sufficiently improved. Although the ratio of the length of the front-end | tip part 22 is about 25% among the full length of the 1st protective tube 17, it is not specifically limited.

前記金属としては、モリブデン、インコネル、ステンレス鋼等が用いられる。また、セラミックスとしては、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、アルミナ、酸化マグネシウム（マグネシア）、スピネル（酸化アルミニウムマグネシウム）、窒化珪素等が用いられる。これらのうち、金属としては融点の高いモリブデンが好ましく、セラミックスとしては融点の高い酸化ジルコニウムが好ましい。モリブデンの融点は２６２０℃であり、酸化ジルコニウムの融点は２７１５℃である。そして、モリブデンとジルコニアとは相溶性が良く、強固に一体化されたサーメットが得られる。 As the metal, molybdenum, inconel, stainless steel, or the like is used. As ceramics, zirconium oxide (zirconia), alumina, magnesium oxide (magnesia), spinel (aluminum magnesium oxide), silicon nitride, or the like is used. Of these, molybdenum having a high melting point is preferable as the metal, and zirconium oxide having a high melting point is preferable as the ceramic. Molybdenum has a melting point of 2620 ° C., and zirconium oxide has a melting point of 2715 ° C. Molybdenum and zirconia have good compatibility, and a strongly integrated cermet can be obtained.

以上のように構成された第１保護管１７は、例えば第１保護管１７を成形する金型の細長円柱状をなす成形凹部内に、先端部２２と基端部２１とで組成の異なる各原料の粉末混合物を充填し、加圧後に粉末を焼結させて一体化する方法で製造される。この場合、第１保護管１７の先端部２２と基端部２１との境界部分が明確には仕切られないが、そのような状態であっても差し支えはない。 The first protective tube 17 configured as described above has different compositions at the distal end portion 22 and the proximal end portion 21, for example, in a molding concave portion forming an elongated cylindrical shape of a mold for molding the first protective tube 17. It is manufactured by a method in which a powder mixture of raw materials is filled and the powder is sintered and integrated after pressing. In this case, the boundary portion between the distal end portion 22 and the proximal end portion 21 of the first protective tube 17 is not clearly partitioned, but there is no problem even in such a state.

具体的には、第１保護管１７の先端部２２の組成はモリブデン６５〜８０質量％及びジルコニア３５〜２０質量％で、基端部２１の組成はモリブデン７０〜１００質量％及びジルコニア３０〜０質量％であることが好ましい。更に、基端部２１の組成はモリブデン８０〜１００質量％及びジルコニア２０〜０質量％であることがより好ましい。従って、第１保護管１７の基端部２１が金属のみで構成され、先端部２２が金属とセラミックスの複合体で構成される場合がある。先端部２２の組成でモリブデンが６５質量％未満又はジルコニアが３５質量％を越える場合には、第１保護管１７の強度及び靭性が低下する傾向を示すとともに、ヒートショックにも弱くなる。一方、モリブデンが８０質量％を越える場合又はジルコニアが２０質量％未満の場合には、溶湯に対する耐溶損性が低下する傾向を示す。基端部２１の組成でモリブデンが７０質量％未満又はジルコニアが３０質量％を越える場合には、第１保護管１７の強度及び靭性が低下する傾向となる。 Specifically, the composition of the distal end portion 22 of the first protective tube 17 is 65 to 80 mass% molybdenum and 35 to 20 mass% zirconia, and the composition of the base end portion 21 is 70 to 100 mass% molybdenum and 30 to 0 zirconia. It is preferable that it is mass%. Further, the composition of the base end portion 21 is more preferably 80 to 100% by mass of molybdenum and 20 to 0% by mass of zirconia. Therefore, the base end portion 21 of the first protective tube 17 may be composed of only metal, and the distal end portion 22 may be composed of a composite of metal and ceramics. When molybdenum is less than 65 mass% or zirconia is more than 35 mass% in the composition of the tip portion 22, the strength and toughness of the first protective tube 17 tend to decrease and the heat shock is weakened. On the other hand, when molybdenum exceeds 80 mass% or when zirconia is less than 20 mass%, the melt resistance against molten metal tends to decrease. When the composition of the base end portion 21 is less than 70% by mass of molybdenum or more than 30% by mass of zirconia, the strength and toughness of the first protective tube 17 tend to decrease.

前記保護スリーブ１９は耐熱材料で形成され、根元部２３、中間部２４及び筒先部２５の３つの部分で組成が異なるように構成されている。すなわち、根元部２３は比較的大きな負荷がかかりやすいため強度の高いアルミナキャスタブルで構成されている。中間部２４は十分な耐酸化性と強度を有し、温度サイクルで損傷を受けることなく、かつ筒先部２５となじみが良く、隙間を生じないようにするためセラミックスとカーボンとの複合体で構成されている。筒先部２５は耐溶湯性と耐スラグ性を発揮させるためにセラミックスとカーボンとの複合体で構成されている。アルミナキャスタブルは、アルミナの粉末に結合剤として水硬性耐火物を添加したものである。筒先部２５を構成するセラミックスとしては、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、スピネル（酸化アルミニウムマグネシウム）等が用いられる。そして、測温用プローブ装置１０の保護スリーブ１９、第１保護管１７等が例えば鉄の溶湯２６内に漬けられて温度検出部２０でその温度が測定されるようになっている。 The protective sleeve 19 is made of a heat-resistant material, and is configured such that the composition is different in the three portions of the root portion 23, the intermediate portion 24, and the tube tip portion 25. That is, since the root portion 23 is likely to be subjected to a relatively large load, the root portion 23 is made of a high strength alumina castable. The intermediate portion 24 has a sufficient oxidation resistance and strength, is not damaged by a temperature cycle, is well-suited to the tube tip portion 25, and is composed of a composite of ceramics and carbon so as not to generate a gap. Has been. The tube tip portion 25 is composed of a composite of ceramics and carbon in order to exhibit molten metal resistance and slag resistance. Alumina castable is obtained by adding a hydraulic refractory as a binder to alumina powder. As the ceramic constituting the tube tip portion 25, alumina, zirconia, magnesia, spinel (aluminum magnesium oxide) or the like is used. Then, the protective sleeve 19, the first protective tube 17 and the like of the temperature measuring probe device 10 are immersed in, for example, a molten iron 26, and the temperature is measured by the temperature detection unit 20.

尚、第１保護管１７の先端部２２と保護スリーブ１９との間は、耐熱性を有する無機質のシール材でシールされており、第１保護管１７と保護スリーブ１９との間から溶湯２６が内部へ浸透されないようになっている。 The tip 22 of the first protective tube 17 and the protective sleeve 19 are sealed with an inorganic sealing material having heat resistance, and the molten metal 26 is inserted between the first protective tube 17 and the protective sleeve 19. It does not penetrate inside.

さて、上記の測温用プローブ装置１０を用いて鉄の溶湯２６の温度を測定する場合には、図１に示すように、測温用プローブと保護スリーブ１９とを溶湯２６中に漬ける。その状態で第１保護管１７の先端部２２に装備された温度検出部２０により溶湯２６の温度が検出される。測温用プローブ装置１０は、溶湯２６の温度を測定する際に第１保護管１７が損傷を受けることを防ぐために所要の強度が要求される。本実施形態の測温用プローブ装置１０は、第１保護管１７がモリブデン等の金属とジルコニア等のセラミックスとの複合体であるサーメットで形成されると共に、基端部２１と先端部２２との組成が異なるように構成され、基端部２１における金属の含有量が先端部２２における金属の含有量より多くなるように設定されている。このため、第１保護管１７の基端部２１では金属の含有量が先端部２２より多く、金属の性質に基づいて強度及び靭性が高められる。一方、先端部２２では基端部２１に比べてセラミックスの含有量が多くなるように設定され、セラミックスの性質に基づいて鉄の溶湯２６に対する耐溶損性が保たれる。 When the temperature of the molten iron 26 is measured using the temperature measuring probe device 10 described above, the temperature measuring probe and the protective sleeve 19 are immersed in the molten metal 26 as shown in FIG. In this state, the temperature of the molten metal 26 is detected by the temperature detector 20 provided at the tip 22 of the first protective tube 17. The temperature measuring probe device 10 is required to have a required strength in order to prevent the first protective tube 17 from being damaged when the temperature of the molten metal 26 is measured. In the temperature measuring probe device 10 of the present embodiment, the first protective tube 17 is formed of a cermet that is a composite of a metal such as molybdenum and a ceramic such as zirconia, and includes a base end portion 21 and a tip end portion 22. It is comprised so that a composition may differ, and it is set so that metal content in the base end part 21 may become larger than metal content in the front-end | tip part 22. FIG. For this reason, the metal content in the proximal end portion 21 of the first protective tube 17 is greater than that in the distal end portion 22, and the strength and toughness are enhanced based on the properties of the metal. On the other hand, the tip portion 22 is set so that the content of ceramics is larger than that of the base end portion 21, and the erosion resistance against the molten iron 26 is maintained based on the properties of the ceramics.

以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・本実施形態の測温用プローブ装置１０は、その第１保護管１７が金属又は金属とセラミックスの複合体で形成されると共に、基端部２１と先端部２２との組成が異なるように構成され、基端部２１における金属の含有量が先端部２２における金属の含有量より多くなるように設定されている。このため、曲げ応力を受けやすい基端部２１では金属の含有量が多く、その強度及び靭性を向上させることができる。従って、使用時において測温用プローブ装置１０に鉄の溶湯２６によるスラグや地金が大量に付着して機械的に負荷がかかる場合や、溶湯２６の流動によって測温用プローブ装置１０が繰り返して力を受ける場合等において、第１保護管１７が損傷を受けることを抑制することができる。しかも、第１保護管１７の先端部では、鉄の溶湯２６に対する耐溶損性を維持することができる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
The temperature measuring probe device 10 of the present embodiment is configured such that the first protective tube 17 is formed of a metal or a composite of metal and ceramic, and the composition of the proximal end portion 21 and the distal end portion 22 is different. The metal content in the base end portion 21 is set to be larger than the metal content in the distal end portion 22. For this reason, in the base end part 21 which is easy to receive bending stress, there is much metal content, and the intensity | strength and toughness can be improved. Therefore, when the slag or the metal bar due to the molten iron 26 adheres to the temperature measuring probe device 10 in a large amount during use, a mechanical load is applied, or the temperature measuring probe device 10 repeats due to the flow of the molten metal 26. It is possible to prevent the first protective tube 17 from being damaged when receiving force. In addition, at the tip portion of the first protective tube 17, the resistance to melting of the molten iron 26 can be maintained.

・第１保護管１７の基端部２１における金属の含有量が先端部２２における金属の含有量より５質量％以上多くなるように設定することにより、上記の効果を向上させることができる。更に、複合体を構成する金属を高融点のモリブデンとし、セラミックスを高融点の酸化ジルコニウムとすることにより、共に高融点の物質で、かつ相溶性が良いため強固に一体化される。従って、上記の効果を向上させることができる上に、耐熱性を向上させることができる。 The above effect can be improved by setting the metal content at the proximal end portion 21 of the first protective tube 17 to be 5 mass% or more higher than the metal content at the distal end portion 22. Furthermore, the metal constituting the composite is made of molybdenum having a high melting point and the ceramic is made of zirconium oxide having a high melting point. Therefore, the above effect can be improved and the heat resistance can be improved.

以下に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
図１に示す測温用プローブ装置１０において、第１保護管１７の先端部２２の組成をモリブデン７０質量％及びジルコニア３０質量％、基端部２１の組成をモリブデン７５質量％及びジルコニア２５質量％とした。この測温用プローブ装置１０の第１保護管１７について、曲げ強さをＪＩＳＲ１６０１に規定されている３点曲げ試験に基づいて測定したところ、常温では５２５ＭＰａ、１５７３Ｋ（１３００℃）では１３８ＭＰａであった。また、測温用プローブ装置１０を鉄の溶湯２６に浸け、溶湯２６を１０回供給して１回引き上げる操作を繰り返し、供給する溶湯２６の回数で耐久性を測定した。その結果、溶湯２６の供給回数が２１２回であった。 Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
In the temperature measuring probe device 10 shown in FIG. 1, the composition of the distal end portion 22 of the first protective tube 17 is 70 mass% molybdenum and 30 mass% zirconia, and the composition of the base end portion 21 is 75 mass% molybdenum and 25 mass% zirconia. It was. When the bending strength of the first protective tube 17 of the temperature measuring probe device 10 was measured based on the three-point bending test specified in JIS R1601, it was 525 MPa at room temperature and 138 MPa at 1573 K (1300 ° C.). It was. Further, the temperature measuring probe device 10 was immersed in the molten iron 26, the operation of supplying the molten metal 26 10 times and pulling it up once was repeated, and the durability was measured by the number of times of the supplied molten metal 26. As a result, the molten metal 26 was supplied 212 times.

（実施例２）
実施例１において、第１保護管１７の基端部２１の組成をモリブデン８０質量％及びジルコニア２０質量％とした以外は実施例１と同様の構成とした。この測温用プローブ装置１０について、曲げ強さを実施例１と同様にして測定したところ、常温では６０６ＭＰａ、１５７３Ｋ（１３００℃）では１８１ＭＰａであった。 (Example 2)
In Example 1, it was set as the structure similar to Example 1 except the composition of the base end part 21 of the 1st protective tube 17 having been 80 mass% of molybdenum and 20 mass% of zirconia. When the bending strength of the temperature measuring probe device 10 was measured in the same manner as in Example 1, it was 606 MPa at room temperature and 181 MPa at 1573 K (1300 ° C.).

（比較例１）
測温用プローブ装置として、保護管全体が均一な組成、すなわちモリブデン７０質量％及びジルコニア３０質量％のものを用いた。この測温用プローブ装置について、実施例１と同様に曲げ強さを測定したところ、常温では３９６ＭＰａ、１５７３Ｋ（１３００℃）では１３２ＭＰａであり、実施例１及び２に比べて低い結果であった。また、実施例１と同様に耐久性を測定した結果、供給する溶湯２６の回数が１５１回であり、実施例１に比べて耐久性の低い結果であった。 (Comparative Example 1)
As the probe device for temperature measurement, a protective tube having a uniform composition, that is, 70% by mass of molybdenum and 30% by mass of zirconia was used. With respect to this temperature measuring probe device, the bending strength was measured in the same manner as in Example 1. As a result, it was 396 MPa at normal temperature and 132 MPa at 1573 K (1300 ° C.), which was lower than Examples 1 and 2. Further, as a result of measuring the durability in the same manner as in Example 1, the number of times of supplying the molten metal 26 was 151, and the result was lower in durability than in Example 1.

尚、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・前記第１保護管１７の先端部２２の組成をモリブデン７５質量％及びジルコニア２５質量％とし、基端部２１の組成をモリブデン８０質量％及びジルコニア２０質量％とすることもできる。この場合、測温用プローブ装置１０の強度を一層向上させることができる。 It should be noted that the above-described embodiment can be modified as follows.
The composition of the distal end portion 22 of the first protective tube 17 may be 75 mass% molybdenum and 25 mass% zirconia, and the composition of the base end portion 21 may be 80 mass% molybdenum and 20 mass% zirconia. In this case, the strength of the temperature measuring probe device 10 can be further improved.

・第１保護管１７の先端部２２を保護スリーブ１９から露出して溶湯２６に直接接触する部分のみとすることもできる。
・第１保護管１７の基端部２１と先端部２２との間の中間部の組成が、基端部２１と先端部２２とは異なるように構成することもできる。更には、第１保護管１７を４以上の部位に分け、それらの組成が異なるように構成することもできる。 The tip portion 22 of the first protective tube 17 may be only the portion exposed from the protective sleeve 19 and in direct contact with the molten metal 26.
-The composition of the intermediate part between the base end part 21 and the front-end | tip part 22 of the 1st protective tube 17 can also be comprised so that the base end part 21 and the front-end | tip part 22 may differ. Further, the first protective tube 17 can be divided into four or more parts and the composition thereof can be different.

・第１保護管１７の組成の変化を連続的に、例えばモリブデンとジルコニアの組成を連続的に変化させることも可能である。
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。 -It is also possible to change the composition of the first protective tube 17 continuously, for example, the composition of molybdenum and zirconia continuously.
Next, the technical idea that can be grasped from the embodiment will be described below.

・前記保護管の基端部の組成は、モリブデン７０〜１００質量％及びジルコニア３０〜０質量％であることを特徴とする請求項３に記載の測温用プローブ装置。このように構成した場合、保護管の基端部における強度及び靭性を向上させることができる。 The temperature measuring probe device according to claim 3, wherein the composition of the base end portion of the protective tube is 70 to 100 mass% molybdenum and 30 to 0 mass% zirconia. When comprised in this way, the intensity | strength and toughness in the base end part of a protective tube can be improved.

・前記保護管の先端部の組成は、モリブデン６５〜８０質量％及びジルコニア３５〜２０質量％であることを特徴とする請求項３に記載の測温用プローブ装置。このように構成した場合、保護管の先端部の耐溶損性を維持しつつ、強度が高く、折れにくくすることができる。 The temperature measuring probe device according to claim 3, wherein the composition of the tip of the protective tube is 65 to 80 mass% molybdenum and 35 to 20 mass% zirconia. When comprised in this way, intensity | strength is high and it can make it hard to break, maintaining the fusing resistance of the front-end | tip part of a protective tube.

実施形態における測温用プローブ装置を示す概略の断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a temperature measuring probe device according to an embodiment. 測温用プローブ装置の温度検出部を示す断面図。Sectional drawing which shows the temperature detection part of the probe apparatus for temperature measurement.

Explanation of symbols

１０…測温用プローブ装置、１７…第１保護管、１９…保護スリーブ、２０…温度検出部、２１…基端部、２２…先端部、３１…第２保護管。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Temperature measuring probe apparatus, 17 ... 1st protection tube, 19 ... Protection sleeve, 20 ... Temperature detection part, 21 ... Base end part, 22 ... Tip part, 31 ... 2nd protection tube.

Claims

A protection tube integrally formed of a heat-resistant material from the base end portion to the distal end portion, a temperature measuring probe having a temperature detection unit equipped at the distal end portion of the protection tube, and a state in which the distal end portion of the protection tube is exposed And a protective sleeve formed of a heat-resistant material covering the outer peripheral surface of the protective tube, and the protective tube is formed of a metal or a composite of metal and ceramics, and at least a composition of a proximal end portion and a distal end portion. The temperature measuring probe device is configured so that the metal content in the base end portion is larger than the metal content in the distal end portion.

2. The probe device for temperature measurement according to claim 1, wherein the metal content at the base end portion is set to be 5 mass% or more higher than the metal content at the front end portion.

3. The temperature measuring probe device according to claim 1, wherein the metal is molybdenum and the ceramic is zirconium oxide.