JPH01110226A - 溶融金属の温度測定用温度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は吹錬中の溶鋼や鋳造中の溶鋼の温度を連続して
測定することができる溶融金属の温度測定用温度計に関
するものである。

（従来の技術とその問題点） 例えば、鋼の連続鋳造では鋳造中の溶鋼温度と鋳片の品
質および操業性との間には大きな関係がある。鋳造中の
溶鋼温度が低い場合には、介在物の浮上分離が悪くなっ
て鋳片の清浄化が低下したり、ノズル詰まりが生じ易く
なる。一方、溶鋼温度が高い場合には、中心偏析が多く
なったりブレークアウトが発生し易くなる。このため鋳
造作業中は定期的に溶鋼温度を測定しては、その結果を
もとに操業管理を行っている。即ち、溶鋼温度に応じて
鋳造速度や冷却水量等を制御したり或いは加熱装置を備
えたタンデイツシュでは加熱量を制御して溶鋼温度を一
定に維持して鋳片の品質を確保したり操業の安定化を図
っている。

ところで、従来、溶鋼温度の測定には、熱電対を紙管で
覆った所謂イマージョンタイプの温度計が用いられてい
る。イマージョンタイプの温度計の欠点は、連続して溶
鋼温度を測定することができないことである。第４図は
鋳造開始から終了までの１チヤージ内における溶鋼温度
の変化を経時的に見たものである。溶鋼温度は鋳造開始
直後と終了前とで低く、その間は高い温度パターンを示
すと言われている。しかしイマージョンタイプの温度計
は、耐食性に劣り連続して溶＠温度を測定することがで
きないため、緻密な操業管理をすることができない。現
状では１チヤージ内で２〜３回スポット的に温度計を溶
鋼に挿入して測温しているが、測定時毎に測定者がし一
ドル上に登っては温度計を’１８１８に挿入しなければ
ならず、人手と多くの測定作業時間を要する欠点もある
。

一方、近年イマージョンタイプの温度計にかわる温度計
として、ＢＮ、　ＺｒＢｚ、ＡＱｚｏ３等の熱伝導率の
高い耐火物製の保護管で熱電対等を覆ったものが開発さ
れている。この温度計は、前記イマージョンタイプの温
度計よりは連続して溶鋼温度を測定することが可能であ
るが、保護管の肉厚が厚いことから応答性が悪い。応答
性が悪いと溶鋼温度の変化をすばやくとらえることがで
きず、溶鋼温度の変化に追従した操業管理ができない。

通常溶鋼表面の浮遊スラグ中やその近傍（溶鋼界面付近
）は最も酸化速度が速く、溶損が激しい。

このため、該温度計はこの部分での耐食性をもたせるた
めに保護管の肉厚を１０〜２５＋ｎｍ程度に厚くしてい
る。又、一般にＢＮ、　ＺｒＢｚの耐火物は高価である
から保護管の肉厚が厚くなれば、それだけ耐火物の使用
量が増加して温度計のコストを上げる結果となる。

さらには、このような耐火物は加工が難しくて長尺の保
護管を作ることができない。このため温度計は溶鋼表面
の温度を測定するものしかできず、且つ、その測定点も
１点のみである。第５図は、タンデイツシュ内における
溶鋼深さ方向の温度分布を見たものである。溶鋼温度は
深い側（タンデイツシュ低部側）より浅い側（溶鋼表面
側）になるほど高い温度分布を示すと言われている。こ
のようなことから溶鋼表面の１点のみの測定温度をもっ
て溶鋼温度とすることは正確な操業管理を行ううえで問
題である。

本発明の目的は、溶融金属表面近傍から深部に至るまで
の溶融金属の温度を連続して測定することができ、さら
に応答性にすぐれた安価な溶融金属の温度測定用温度計
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） ここに本発明の要旨とするところは、上部に冷却媒体の
装入管を有する内管、同じく上部に冷却媒体の排出管を
有する外管および外管表面を覆う熱伝導率の低い耐火物
製の保護管とからなる耐火物柱と、該耐火物柱の上端に
設けられたコネクタとターミナルを有する端子ボックス
と、前記内管伝導率の高い耐火物製の熱電対保護管で覆
われた熱電対とからなり、前記の熱電対保護管は一定間
隔をもって保護管の側面に複数取り付けられていること
を特徴とする溶融金属の温度測定用温度計にある。

（作用） 次に、本発明を添付図面を参照しながら、さらに詳細に
説明する。

第１図は、本発明にかかる溶融金属の温度測定用温度計
の概略側面図、第２図はその一部詳細断面図である。

図示例の溶融金属の温度測定用温度計では、温度計１を
構成する耐火物柱２のそのほぼ中間部より下方の側面に
一定間隔をもって４つの熱電対保護管３を取り付けた例
を示すものであるが、熱電対保護管３の取り付は位置お
よび個数は特に限定するものではない。例えばタンデイ
ツシュの大きさ等を考慮して、溶鋼表面から深部まで測
温できるような温度計となるように、その取り付は位置
および個数を適宜決めればよい。

温度計１の基体となる前記耐火物柱２は、内管４と、外
管５と、この外管５表面を被った熱伝導率の低い耐火物
製の保護管６とからなる。

内管４は、その上部に冷却ガスや空気等の冷却媒体を供
給するための装入管７を有し、下端は開口している。そ
してその内部には複数本の熱電対８が挿入されている。

外管５は、同じく上部に冷却媒体の排出管９を有し、下
端は密閉されている。

したがって、装入管７より供給された冷却媒体は、内管
４内を通りその下端から内管４と外管５との間を抜けて
耐火物柱２を冷却した後排出管９から排出される。　外
管５の表面を被う保護管６は、熱伝導率の低い、例えば
１０　Ｋｃａ　ＩＬ／ｍ−ｈ・”Ｃ以下の熱伝導率のハ
イアルミナ等の耐火物で作られている。したがって、前
記の耐火物柱２はこの保護管６の材質上の効果とその内
部の冷却効果とで耐食性は飛躍的に向上する。だが保護
管６の上部はどうしても酸化速度の速い溶鋼界面と触れ
溶損は進行するが、保護管６の肉厚を厚くとれば数時間
の連続測定にも十分耐えることができる。例えば、前記
のハイアルミナで４０ｍｍ厚の保護管６をもった温度計
を作れば、３０時間連続して溶鋼温度を測定することが
できる。

また、このような耐火物は比較的安価であるとともに加
工も容易であるから、溶鋼の容器の底までとどくような
長尺の保護管６をも作ることができる。このため、溶鋼
表面から底部までの任意の位置の温度を測定することが
できる温度計の作成も可能となる。

前記、内管４内の複数本の熱電対８は、後端は耐火物柱
２の上端に設けられた端子ボックス１０内のターミナル
１１と接続しており、先端部（溶鋼温度測定部）は、内
管４および外管５に一定間隔であけられた貫通孔１２を
介して耐火物柱２の側面に取り付けられた熱伝導率の高
い、例えば１３Ｋｃａｊ！／ｍ−ｈ・℃以上の熱伝導率
のアルミナグラファイト ト、ボロンナイトランド等の耐火物製の熱電対保護管３
に覆われている。

熱電対保護管３を熱伝導率の高い耐火物製とすることで
応答性がよくなる。この熱伝導率が高いということは、
時定数が短いということであり、応答性がよいことであ
る。したがって、溶鋼温度が熱電対保護管３から熱電対
８に伝わるのが速いから溶鋼温度の変動に追従した操業
管理をすることができる。さらにこの熱電対保護管３の
厚みを薄くすれば応答性は向上する。例えば、アルミナ
グラファイトでは厚さ５ｍｍの差で時定数（応答性）は
約３０秒異なる。

熱電対保護管３の厚みを薄くすれば、応答性は向上する
がその分耐久性は低下する。しかし、熱電対保護管３の
取り付ける位置を溶鋼界面付近より下となるように考慮
すれば、厚みを薄＜シても十分耐久性はある。前述した
ように溶鋼界面付近は酸化速度が速くて溶損が著しいが
、これより下の溶鋼中は溶損の原因となるスラグ等がな
いから酸化速度は比較的遅い。例えば、３〜５ｍｍ厚の
熱電対保護管でも１０〜２５ｍｍ厚の保護管で覆った従
来の温度計と同等の耐食性がある。

なお、熱電対８の後端を接続したターミナル１１は、コ
ネクタ１３と接続している。

第３図は、本発明の温度計を連続鋳造のタンデイツシュ
に取り付けて溶鋼温度を測定したときの測定方法を示す
概略図である。

図中符号１４はタンデイツシュ、１５は溶鋼、１６は溶
鋼の注入孔、１７は上蓋、１８は注出孔、１９は信号処
理装置、２０はケーブルである。

本発明の温度計１をタンデイツシュ１４内に予め設置し
ておく。温度計１はタンデイツシュ１４内壁付近を避け
て中央側に位置するように設置するのが好ましい。タン
デイツシュ１４内壁付近では溶鋼１５が冷却されており
、この部分では真の溶鋼温度を測定することができず誤
った値を測定することになる。

溶Ｗａ１５を注入孔１６からタンデインシュエイ内に注
入して鋳造作業を開始する。この鋳造作業を開始する前
にターミナル１１にケーブル２０を接続する。

溶鋼温度は、熱電対保護管３で覆われた熱電対８先端部
で測定されてターミナル１１に送られ、コネクタ１３を
介してケーブル２ｏで信号処理装置１９に送られる。こ
の溶鋼温度測定時は、装入管７より冷却ガス等の冷却媒
体を供給して温度計の溶損を抑制する。

信号処理装置１９では、各熱電対で測定された温度を平
均化して溶鋼温度を求めるか或いはタンデイツシュ加熱
を行うような場合は、第５図に示すような溶鋼深さ方向
の温度分布を求めてタンデイツシュ全体の熱容量を求め
、冷却水量や鋳造速度を制御したり、タンデイツシュ加
熱量を制御する等の操業管理にフィードバックされる。

鋳造作業が終わればケーブル２０をターミナル１３から
切り離す。

したがって、本発明の温度計では鋳造作業開始前のケー
ブルの接続と終了後のケーブル量線作業のみで、長時間
連続して溶鋼温度を測定することがでるから測定作業に
人手と多くの時間を必要としない。

以上では本発明の温度計を溶鋼温度の測定について説明
してきたが、本発明の温度計は全ての溶融金属の温度測
定に利用できることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の温度計は熱伝導率の低い
耐火物製の保護管で覆われた耐火物柱に熱伝導率の高い
耐火物製の熱電対保護管で覆われた熱電対を溶鋼深さ方
向に複数個取り付けた温度計であるから、溶融金属の深
さ方向を数点連続して測温することができ、且つ温度計
は応答性にもすぐれているため、高い精度で操業管理を
行うことができる。又、本発明の温度計は熱伝導率の高
い高価な耐火物は熱電対保護管のみに使用し、基体を安
価な耐火物で作成しているから温度計は耐久性にすぐれ
るとともに安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる溶融金属の温度測定用温度計
の概略側面図、 第２図は、その一部詳細断面図、 第３図は、本発明の温度計を連続鋳造のタンデイツシュ
に取り付けて溶鋼温度を測定したときの測定方法を示す
概略図、 第４図は、叢半Ｍ鋼の鋳造開始から終了までの１チヤー
ジ内における溶鋼温度の変化を経時的に示した図、およ
び 第５図は、タンデイツシュ内における溶鋼深さ方向の温
度分布を概略的に示した図である１：　温度計　　　　
　　２＝耐火物柱３：　熱電対保護管　　　４：内　管 ５：　外　管　　　　　　６：保護管 ７：　冷却媒体の装入管　８：熱電対 ９：　冷却媒体の排出管　１０：端子ポ・ノクス１１：
　　ターミナル　　　　１２二貫通孔１３：　　コネク
タ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上部に冷却媒体の装入管を有する内管、同じく上部に
   冷却媒体の排出管を有する外管および外管表面を覆う熱
   伝導率の低い耐火物製の保護管とからなる耐火物柱と、
   該耐火物柱の上端に設けられたコネクタとターミナルを
   有する端子ボックスと、前記内管内に挿入され後端が前
   記ターミナルと接続しており、先端部が前記耐火物柱の
   側面に取り付けられた熱伝導率の高い耐火物製の熱電対
   保護管で覆われた熱電対とからなり、該熱電対保護管は
   一定間隔をもって保護管の側面に複数取り付けられてい
   ることを特徴とする溶融金属の温度測定用温度計。