JP4812455B2 - Protective tube for molten metal temperature measurement and molten metal thermometer - Google Patents
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Description
本発明は、溶湯測温用保護管および溶湯測温計に関する。 The present invention relates to a molten metal temperature measuring protective tube and a molten metal thermometer.
アルミニウム、亜鉛、銅などの非鉄金属やこれらの合金の溶湯温度を測定するため、熱電対などの温度検出素子を収容する保護管が従来から知られている。この溶湯測温用の保護管は、溶湯に浸漬させて用いられるため、例えば、シリカ、アルミナ、アルミナ・シリカ、ジルコニア等の金属酸化物や、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の溶湯と反応し難い耐火物粉末を、水ガラスやシリカゾル・アルミナゾルなどの水溶液中に分散させたコーティング材を鋳鉄管などの管表面に塗布し、乾燥固化することにより得られる。 In order to measure the molten metal temperature of non-ferrous metals such as aluminum, zinc, and copper, and alloys thereof, protective tubes that contain temperature detection elements such as thermocouples are conventionally known. This molten metal temperature measuring tube is used by being immersed in the molten metal. For example, it is difficult to react with a metal oxide such as silica, alumina, alumina / silica, zirconia, or molten metal such as silicon carbide or silicon nitride. It is obtained by applying a coating material obtained by dispersing a material powder in an aqueous solution such as water glass or silica sol / alumina sol to a tube surface such as a cast iron tube and drying and solidifying it.
ところが、このような保護管は、取り扱い時の衝撃や、測温中に鋳鉄管との間に生じる熱膨張差などによって、コーティング材に亀裂や剥離を生じるおそれがあり、或いは、コーティング材に付着した溶湯酸化物を除去清掃する際に、コーティング材の剥離や欠損を引き起こすおそれがあった。このため、例えば、アルミニウムダイカストにおける溶解炉や保持炉の溶湯温度の測定に用いられる場合、約1週間毎にコーティング材の再塗布が必要になるため作業が面倒なだけでなく、塗布後の乾燥処理が必要になることから操業に支障が無いように予備品を用意しておかなければならず、コスト面での問題も有していた。 However, such a protective tube may cause cracking or peeling in the coating material due to an impact during handling or a difference in thermal expansion between the cast iron tube during temperature measurement, or may adhere to the coating material. When removing and cleaning the molten oxide, the coating material may be peeled off or lost. For this reason, for example, when used for measuring the temperature of a melting furnace or holding furnace in aluminum die casting, the coating material needs to be reapplied approximately every one week, which is not only cumbersome but also drying after application. Since processing is required, spare parts must be prepared so as not to hinder the operation, and there is a problem in terms of cost.
温度検出素子の保護管としては、上述した以外に、窒化ケイ素などのセラミック製保護管も知られている(例えば、特許文献1)。セラミック製保護管は、溶湯に浸漬させたまま長期間使用することができるため、メンテナンス上の問題は解消されるが、製造コストが高くなるだけでなく、機械的な衝撃に弱いという問題があり、溶解炉や保持炉への取り付け作業や付着した溶湯酸化物の除去作業などにおいて破損を生じるおそれがあった。
そこで、本発明は、耐久性および耐衝撃性に優れる溶湯測温用保護管および溶湯測温計の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a molten metal temperature measuring protective tube and a molten metal thermometer excellent in durability and impact resistance.
本発明の前記目的は、溶湯温度を測定する温度検出素子を収容可能な溶湯測温用保護管であって両端に開口を有する管本体と、前記管本体の一端側を閉塞するセラミック製のキャップと、前記管本体および前記キャップを被覆する補強材とを備え、前記補強材は、ガラス繊維からなる基材シートにガラス質コーティング剤を含浸させると共に、前記基材シートの表面全体をガラス質コーティング剤の塗布膜で覆うことにより形成されている溶湯測温用保護管により達成される。 The object of the present invention is a molten metal temperature measuring protective tube capable of accommodating a temperature detecting element for measuring a molten metal temperature, a tube body having openings at both ends, and a ceramic cap for closing one end side of the tube body. And a reinforcing material that covers the tube main body and the cap, and the reinforcing material impregnates a base material sheet made of glass fiber with a glassy coating agent, and the entire surface of the base material sheet is coated with glass This is achieved by a molten metal temperature measuring protective tube formed by covering with a coating film of the agent.
この溶湯測温用保護管において、前記キャップは、前記管本体の端面と当接する段部を内周面に備えることが好ましい。また、前記キャップの前記管本体への装着は、前記管本体の外周面に設けられたフランジ部を介して行われていることが好ましい。更に、前記キャップは、炭化ケイ素質材料からなることが好ましい。 In warm protective tube measuring the melt, the cap preferably includes an end surface abutting step portion of the tube body on the inner peripheral surface. In addition, it is preferable that the cap is attached to the pipe body via a flange portion provided on the outer peripheral surface of the pipe body. Further, the cap is preferably made of a silicon carbide material.
また、本発明の前記目的は、上述した各溶湯測温用保護管に、温度検出素子が収容された溶湯測温計により達成される。 The object of the present invention is achieved by a molten metal thermometer in which a temperature detecting element is accommodated in each of the above-described molten metal temperature measuring protective tubes.
本発明によれば、耐久性および耐衝撃性に優れる溶湯測温用保護管および溶湯測温計を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the protective tube for molten metal temperature measurement and the molten metal thermometer which are excellent in durability and impact resistance can be provided.
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる溶湯測温用保護管を一部断面で示す側面図である。 Hereinafter, actual forms of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a side view showing a partial section of a molten metal temperature measuring protective tube according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、溶湯測温用保護管1は、管本体10と、管本体10の一端側を閉塞するキャップ20と、管本体10及びキャップ20を被覆する補強材30とを備えている。
As shown in FIG. 1, the molten metal temperature measuring
管本体10は、普通鋼、ステンレス、鋳鉄などの金属材料からなり、両端に開口部を有している。管本体10は、一端側にキャップ20が取り付けられ、他端側から熱電対、測温抵抗体、サーミスタなどの温度検出素子(図示せず)が挿入される。
The
キャップ20は、図2に拡大図で示すように、内周面にリング状の段部22を有しており、管本体10の端面が段部22に当接している。キャップ20は、温度検出素子の測温部を収納保護するものであることから、溶湯の温度を迅速に伝えるため熱応答性に優れることが要求される。このため、キャップ20は、セラミック製であることが好ましく、特に、炭化ケイ素(SiC)質材料は、強度、耐熱性、耐食性、耐酸化性、熱伝導性、入手性などに優れた性質を有するため好適である。キャップ20を構成するセラミックは、必ずしも高密度で緻密なものは要求されず、低コストの原料を用いて低い焼結温度で製造することができる。キャップ20の高さは、特に限定されないが、例えば、20〜100mmである。キャップ20への管本体10の挿入部の周囲には、パッチング材やキャスタブル材のような軟性の糊状耐火材を供給する等して、管本体10及びキャップ20内への溶湯の浸入を確実に防止することが好ましい。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
補強材30は、図1及び図2に示すように、管本体10及びキャップ20の外周面を被覆するように筒状に形成された基材シート32と、基材シート32の表面を覆う塗布膜34とを備えている。本実施形態においては、補強材30によるキャップ20の被覆は、熱伝導性を良好にするためキャップ20の先端面が露出するように行われているが、キャップ20の全体を被覆してもよい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the reinforcing
基材シート32は、ガラススリーブ、ガラス織布、ガラス不織布などのガラス繊維からなり、ガラス繊維のガラス組成は、Eガラス、Sガラス(Tガラス)などを好ましく例示することができる。基材シート32は、内径が管本体10の外径と同程度か若干小さく設定されており、管本体10への装着後に管本体10の外表面と密着する。
The
基材シート32におけるガラス繊維の隙間には、耐熱性を有するガラス質コーティング剤が、管本体10への装着前に塗布や浸漬などによって予め含浸されている。耐熱性のガラス質コーティング剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、アルミナ・シリカ、ジルコニア等の金属酸化物や、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の溶湯と反応し難い耐火物粉末を、水ガラス(アルカリ金属ケイ酸塩)やシリカゾル・アルミナゾルなどの水溶液中に分散させたものを用いることができる。上述した耐火物粉末は、コーティング材の被覆強度を高めるため、繊維状の素材を粉砕して得られたものが好ましい。
The glass fiber gaps in the
基材シート32表面への塗布膜34の形成は、耐熱性を有するガラス質コーティング剤の塗布により行われる。耐熱性のガラス質コーティング剤の塗布は、基材シート32の表面全体に均一に行うことが好ましく、粘度を適宜調整して複数回繰り返し行うことが好ましい。こうして得られる塗布膜34の基材シート32表面からの厚みは、0.2〜1.0mm程度が好ましい。基材シート32の表面に塗布するガラス質コーティング剤も、基材シート32に含浸させるガラス質コーティング剤と同様のものを例示することができる。
The
上記の構成を有する溶湯測温用保護管1は、図3に示すように、温度検出素子40を挿入して測温部42がキャップ20内に位置するように収容することにより、溶湯測温計2が得られる。管本体10及びキャップ20の内部における温度検出素子40の周囲には、酸化マグネシウム粉末など良好な熱伝導性及び絶縁性を有する充填材を充填してもよい。
As shown in FIG. 3, the molten metal temperature-measurement
温度検出素子40は、本実施形態では熱電対を使用し、多数に分割した絶縁パイプで熱電対素線を被覆したものを使用しているが、ステンレスパイプで被覆された汎用のシース熱電対などを使用することもでき、更には、測温抵抗体やサーミスタなどの他の温度検出素子を使用することもできる。
The
本実施形態の溶湯測温用保護管1によれば、管本体10を被覆する補強材30が、耐熱性のガラス質コーティング剤を含浸したガラス繊維からなる基材シート32と、基材シート32の表面に形成した耐熱性のガラス質コーティング剤の塗布膜34とを備えているので、管本体10への溶湯の浸透による溶損劣化を防止できると共に、基材シート32の弾性によって、衝撃や熱膨張に伴うコーティング剤の剥離、亀裂を防止することができ、更には、付着した溶湯酸化物を除去する際のコーティング剤の剥離、欠損を防止することができる。この結果、耐久性および耐衝撃性が向上し、長期間の連続使用を行うことができる。
According to the molten metal temperature measuring
また、温度検出素子40において特に保護が必要な測温部42の近傍が、セラミック製のキャップ20及び補強材30により覆われているので、溶湯に常時浸漬される部分の耐久性をより確実に高めることができる。
In addition, since the vicinity of the
また、キャップ20の内周面には段部22が形成されており、この段部22に管本体10の端面が当接しているので、管本体10とキャップ20との接合部を密着させることができ、キャップ20内への溶湯の浸入を確実に防止することができる。また、キャップ20への管本体10の挿入長さを一定にすることができるので、溶湯測温用保護管1の寸法精度を高めることができる。
Further, a
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態の溶湯測温用保護管1は、キャップ20の内周面に段部22を形成し、この段部22に管本体10の端面が当接した構成を有しているが、図4に示すようにキャップ20の内周面が先細のテーパ部24となるように形成し、管本体10をキャップ20に押し込んだ際に、キャップ20の外縁全体が管本体10の内周面と密着するように構成することもできる。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, the molten metal temperature measuring
また、本実施形態の溶湯測温用保護管1は、管本体10における一方の開口端にセラミック製のキャップ20を装着しているが、一方端が閉塞された有底状の管本体を使用することにより、キャップ20を有しない構成にすることも可能である。この場合は、管本体を閉塞する底部も含めて補強材30により被覆することが好ましい。
Further, the molten metal temperature measuring
また、本実施形態の溶湯測温用保護管1において、管本体10とキャップ20との装着は、図5に示すように、管本体10の一方端近傍における外周面に設けられたフランジ部18を介して行うこともでき、これによって、キャップ20の装着を確実に行うことができる。フランジ部18は、図5においては、端部に向けて延びるリング状の保持部18aを外周縁に有しており、保持部18aによってキャップ20の外周面を保持するように構成されているが、保持部18aを有しないリング状の構成であってもよい。フランジ部18がキャップ20の端面と当接するように構成すれば、段部22を設けなくてもキャップ20への管本体10の挿入長さを一定にすることができ、溶湯測温用保護管1の長さに関する製品毎のばらつきを低減することができる。
Further, in the molten metal temperature measuring
1 溶湯測温用保護管
2 溶湯測温計
10 管本体
20 キャップ
22 段部
30 補強材
32 基材シート
34 塗布膜
40 温度検出素子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
両端に開口を有する管本体と、前記管本体の一端側を閉塞するセラミック製のキャップと、前記管本体および前記キャップを被覆する補強材とを備え、
前記補強材は、ガラス繊維からなる基材シートにガラス質コーティング剤を含浸させると共に、前記基材シートの表面全体をガラス質コーティング剤の塗布膜で覆うことにより形成されている溶湯測温用保護管。 A temperature measuring protective tube that can accommodate a temperature detecting element for measuring the temperature of the molten metal,
A tube body having openings at both ends, a ceramic cap that closes one end side of the tube body, and a reinforcing material that covers the tube body and the cap ,
The reinforcing material is formed by impregnating a glassy coating material into a base material sheet made of glass fiber and covering the entire surface of the base material sheet with a coating film of the glassy coating material for temperature measurement protection tube.
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