JPH02160149A - Heater device - Google Patents

Heater device

Info

Publication number
JPH02160149A
JPH02160149A JP31477988A JP31477988A JPH02160149A JP H02160149 A JPH02160149 A JP H02160149A JP 31477988 A JP31477988 A JP 31477988A JP 31477988 A JP31477988 A JP 31477988A JP H02160149 A JPH02160149 A JP H02160149A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer layer
inner layer
heat
heating element
layer part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP31477988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0667540B2 (en
Inventor
Yoichi Mizutani
洋一 水谷
Ikuo Harada
原田 郁男
Tadamasa Yamada
山田 忠政
Kikuo Ariga
喜久雄 有賀
Yoshinari Kato
加藤 吉成
Eizo Kojima
小島 榮蔵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Steel Corp
TYK Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
TYK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aichi Steel Corp, TYK Corp filed Critical Aichi Steel Corp
Priority to JP63314779A priority Critical patent/JPH0667540B2/en
Publication of JPH02160149A publication Critical patent/JPH02160149A/en
Publication of JPH0667540B2 publication Critical patent/JPH0667540B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To restrain heat stagnation in inner part of an exothermic body by constituting a heater device of the exothermic body formed of an outer layer part having the necessary exothermic characteristic and an inner layer part having different exothermic characteristic with that of the outer layer part and an electrode part for conducting electric current to the exothermic body. CONSTITUTION:The outer layer part 20 is formed of the exothermic material and the blending ratio of magnesia and zirconia as main components is selected so as to become high resistant value. By this method, the heat generation becomes vigorous at the position coming into contact with the molten metal, and heating efficiency is improved. Further, as the inner layer part 25 is not brought into contact with molten metal, the exothermic characteristic thereof is not necessary so much as that of the outer layer part 20, or rather in order to restrain the heat stagnation in the inner part of the exothermic body 2, it is desirable to restrain the exothermic characteristic. Further, in the case of preheating, as the inner layer part 25 is not directly brought into contact with flame of a burner, the exothermic quantity may be not secured so much as the outer layer part 20 and further, plenty of consideration to erosion resistance and oxidizing resistance, etc., is unnecessary, and degree of freedom to selection of the blending ratio can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はヒータ装置にlする。このヒータi(f&は、
例えば、金属溶湯に浸漬されて金属溶湯を加熱する際に
利用することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is applied to a heater device. This heater i(f& is
For example, it can be used when immersed in molten metal to heat the molten metal.

[従来の技術] 従来より使用されているヒータHRについて連続鋳造法
を例にとって説明する。即ら、連続鋳造方法では、とり
べから例えば1400〜1600℃程度の鉄鋼の溶湯を
タンプッシュに1次的にう番ノ、タンプッシュの吐出口
から溶湯を水冷!8型に注入して冷却固化し、冷却スプ
レー帯による冷却の後、冷却固化した部分をピンチロー
ルで引張り、所定の長さに切断し、これにJこりスラブ
やビレットなどを製造している。上記した;1続妨遣方
法では、分塊圧延法に比較して製造される鉄鋼製品の品
質は向上しており、歩留も向上している。しかし、近年
、鉄鋼製品では一層の高品質化が要求されているため、
連続鋳造方法でも鉄鋼製品の高品質化のための開発が鋭
意進められている。
[Prior Art] A conventionally used heater HR will be explained using a continuous casting method as an example. That is, in the continuous casting method, molten steel at a temperature of, for example, 1,400 to 1,600°C is first transferred from a ladle to a tongue pusher, and then the molten metal is cooled with water from the outlet of the tongue pusher. It is poured into a mold 8 and cooled and solidified, and after being cooled by a cooling spray band, the cooled and solidified portion is stretched with pinch rolls and cut into a predetermined length to produce J-shaped slabs, billets, etc. In the above-mentioned continuous barring method, the quality of the steel products manufactured is improved compared to the blooming method, and the yield is also improved. However, in recent years, steel products are required to be of even higher quality.
Continuous casting methods are also being actively developed to improve the quality of steel products.

上記した連続鋳造方法では、鉄鋼の溶湯をタンプッシュ
に1次的に受ける関係上、タンプッシュ内で鉄鋼の溶湯
の調度が低下しがちであった。特に連続鋳造する際、i
s開始から時間が例えば50〜80分間経過した鋳造末
期では、溶湯の温度が数〜数10℃程度場合によっては
それ以上低下する。ここで、タンプッシュは溶湯が凝固
する直前の最終容器であるため、タンプッシュ内の溶湯
湯度は鉄鋼製品の表層工介在物指数、炭素の中心偏析指
数に大きな影響を与え、従って、鉄鋼製品の^品質化に
大きな影響を与える。故に、タンデッシュ内の溶渇が数
〜数10℃程度低下する場合であっても、品質管理上好
ましくない。
In the continuous casting method described above, since the molten steel is primarily received in the tamp push, the consistency of the molten steel tends to decrease in the tamp push. Especially when continuous casting, i
At the end of casting, for example, when 50 to 80 minutes have elapsed since the start of s, the temperature of the molten metal drops by several to several tens of degrees Celsius, or even more in some cases. Here, since the tump push is the final container just before the molten metal solidifies, the molten metal content in the tamp push has a great effect on the surface inclusion index and the central carbon segregation index of the steel product. It has a big impact on the quality of ^. Therefore, even if the melting and drying in the tundish decreases by several to several tens of degrees Celsius, this is not preferable in terms of quality control.

そこで、近年、タンプッシュ内で鉄鋼の溶湯の温度を調
整するべく、タンプッシュ内の溶湯に炭素Ml/fAを
浸漬し、タンプッシュ内の溶湯自体に電流を直接流し、
溶湯に発生するジュール熱で溶湯自体を発熱させるヒー
タ装置が提供されている。
Therefore, in recent years, in order to adjust the temperature of the molten steel in the tumble push, carbon Ml/fA is immersed in the molten metal in the tamp push, and a current is passed directly through the molten metal itself in the tamp push.
BACKGROUND ART A heater device is provided that generates heat in the molten metal itself using Joule heat generated in the molten metal.

しかし、この場合には溶湯の電気抵抗率は小である。こ
こで、mIが発生するジュール熱は溶湯の電気抵抗値と
溶湯を流れる電流値の2乗との積であることから、前述
したように溶渇の電気抵抗率が小であると、所要のジュ
ール熱を確保するためには、1渇に流すN流としてはか
なり大きな電流ωを必要とする問題があり、更に大電流
化のため電気設備も大型化する問題がある。
However, in this case, the electrical resistivity of the molten metal is low. Here, since the Joule heat generated by mI is the product of the electrical resistance value of the molten metal and the square of the current value flowing through the molten metal, as mentioned above, if the electrical resistivity of melting and drying is small, the required In order to secure Joule heat, there is a problem in that a fairly large current ω is required for the N flow that flows every time, and there is also a problem in that the electric equipment becomes large in size due to the large current.

なお、タンプッシュ内の金a溶湯を加熱する他のヒータ
装置としては、従来より、タンプッシュ内の溶湯を誘導
加熱する誘導加熱式装置も提供されている。更にタンプ
ッシュの上方にプラズマトーチを設置して、タンプッシ
ュ内の金属溶湯をプラズマ加熱するプラズマ加熱装置も
提供されている。
In addition, as another heater device for heating the molten gold a in the tumbler push, an induction heating type device that heats the molten metal in the tumbler push by induction has been conventionally provided. Furthermore, a plasma heating device is also provided in which a plasma torch is installed above the tongue pusher to plasma-heat the molten metal inside the tongue pusher.

[発明がVN決しようと16課題] 本発明者は、溶湯に流す電流を小電流化すべく、#2意
研究を重ねた結果、発熱体と電極部とからなるヒータ装
置を用い、ヒータ!l装置の発熱体を金属mmに浸漬し
、ヒータ装置と金属溶湯との間に電圧を印加することに
よりヒータ装置の発熱体を発熱させ、以て金属msを加
熱する手段を開発した。
[16 Problems to be Solved by the Invention] As a result of repeated research on the #2 idea in order to reduce the current flowing through the molten metal, the present inventor used a heater device consisting of a heating element and an electrode part to create a heater! We have developed a means for heating the metal ms by immersing the heating element of the heater in the metal mm and applying a voltage between the heater and the molten metal to cause the heating element of the heater to generate heat.

本発明は上記したヒータ装置の開発の一環として完成さ
れたものであり、その目的は、発熱体を発熱させること
により金属溶渇等の被加熱物を加熱することができ、し
かも発熱体を外層部と内層部とで形成することにより、
発熱体を形成する発熱材料の種類、発熱材料の配合割合
を選択する際の自由度を確保するのに有利なヒータ装置
を提供することにある。
The present invention was completed as part of the development of the above-mentioned heater device, and its purpose is to heat an object to be heated, such as metal melting, by generating heat from a heating element, and to heat an object to be heated, such as metal melting, by heating a heating element. By forming the inner layer and the inner layer,
It is an object of the present invention to provide a heater device that is advantageous in ensuring flexibility in selecting the type of heat generating material forming a heat generating element and the blending ratio of the heat generating material.

[、jli題を解決するための手段] 本発明にがかるヒータ装置は、発熱材料を基材とし所要
の発熱特性をもつ外層部と外層部と異なる発熱特性をも
つ少なくとも1層の内層部とで形成された発熱体と、発
熱体に通電する電極部とで#I成されていることを特徴
とするものである。
[Means for Solving the Problems] The heater device according to the present invention includes an outer layer portion made of a heat-generating material as a base material and having required heat-generating characteristics, and at least one inner layer portion having heat-generating characteristics different from the outer layer portion. It is characterized in that #I is formed by the formed heating element and an electrode portion for supplying electricity to the heating element.

発熱体は、発熱材料を基材とし所要の発熱特性をもつ外
層部と、外層部と異なる発熱特性をもつ少なくとも1層
の内層部とで構成されている。
The heating element is composed of an outer layer portion made of a heat-generating material as a base material and having required heat generation characteristics, and at least one inner layer portion having heat generation characteristics different from those of the outer layer portion.

ここで発熱材料を基材とするとは、発熱材料のみで形成
されていても、発熱材料以外の他の充填材を含有してい
てちよいという意味である。内層部は、必要に応じて1
層でも2層でもよく、場合によってはそれ以上で6よい
。外層部の肉厚は、発熱の均一性を確保する意味で、実
質的に均一の肉厚とすることができるが、発熱材料のい
かんによっては肉厚変動部があってもよい。内li!部
についても同じである。
Here, using a heat-generating material as a base material means that even if it is formed only of a heat-generating material, it may contain other fillers other than the heat-generating material. The inner layer is 1 if necessary.
The number of layers may be two or more, and in some cases, the number of layers may be six or more. The thickness of the outer layer portion can be substantially uniform in order to ensure uniformity of heat generation, but depending on the heat generating material, there may be a portion with varying thickness. Inner li! The same goes for the department.

発熱体は筒形状、または筒形状に近似した形状にするこ
とができ、この形態では金属溶湯に浸漬するタイプとし
て使用でき、この場合には外層部および内層部の双方を
筒形状または筒形状に近似した形状とすることができる
。ここで、発熱体を筒形状、または筒形状に近似した形
状にした場合に(、龜、後述の実施例で示すように、発
熱体の長さ方向の中央部の外径を長さ方向にわたり実質
的に同一寸法とし、かつ、中央部の内径を長さ方向にわ
たり実質的に同一寸法とすることにより、発熱体の長さ
方向の中央部の肉厚を実質的に均一とすることが望まし
く、この場合、発熱体の長さ方向の中央部の外径と内径
との関係は、内径寸法は外径寸法の30〜80%とする
ことができ、殊に50−70%が望ましい。その理由は
外径に対して内径の比が小さいと、内径部の発熱団が外
1子部に対して大きくなり、その結果内径部が溶融する
心配がある。又、内径の比が大きくなると、実質的な発
p!A層の厚みが小さくなり、溶鋼による溶損の影響を
うけやすいからである。
The heating element can have a cylindrical shape or a shape similar to a cylindrical shape. In this form, it can be used as a type that is immersed in molten metal. In this case, both the outer layer and the inner layer are cylindrical or cylindrical. The shape can be approximated. Here, when the heating element is made into a cylinder shape or a shape similar to a cylinder shape, the outer diameter of the central part in the longitudinal direction of the heating element is extended in the longitudinal direction. It is desirable that the wall thickness of the central portion in the longitudinal direction of the heating element be made substantially uniform by making the dimensions substantially the same and the inner diameter of the central portion being substantially the same along the length. In this case, the relationship between the outer diameter and inner diameter of the central part in the longitudinal direction of the heating element is such that the inner diameter can be 30 to 80% of the outer diameter, and preferably 50 to 70%. The reason is that if the ratio of the inner diameter to the outer diameter is small, the exothermic group in the inner diameter will be larger than the outer diameter, and as a result, there is a risk that the inner diameter will melt.Also, if the ratio of the inner diameter is large, This is because the actual thickness of the p!A layer becomes smaller, making it more susceptible to erosion by molten steel.

本発明にかがるヒータ装置では、発熱体の外層部を形成
する発熱材料、内層部を形成する発熱材料は非金属系、
金属系のいずれで6よい。この場合、外層部を形成する
発熱材料の種類またはその配合割合は、内層部を形成す
る発熱材料の種類またはその配合割合よりも、電気抵抗
値の高いものを採用できる。このようにでれば、発熱体
の外層部に接触したり外層部に対面したりする敞加熱物
(例えば、金属溶湯等の液体、空気等の気体)に近い部
分での発熱が盛んとなり、被加熱物を効果的に加熱し加
熱効率を^めるのに有利である。
In the heater device according to the present invention, the heat generating material forming the outer layer of the heating element and the heat generating material forming the inner layer are non-metallic,
6 is good for any metal type. In this case, the type or blending ratio of the heat-generating material forming the outer layer can be one that has a higher electrical resistance value than the type or blending ratio of the heat-generating material forming the inner layer. If this occurs, heat generation will increase in areas close to the heated object (e.g., liquid such as molten metal, gas such as air) that contacts or faces the outer layer of the heating element. It is advantageous for effectively heating the object to be heated and increasing heating efficiency.

また外層部は通常、金属溶湯、空気、予熱時におGJる
バーナ火炎等に接触するために、外層部を形成する発熱
材料の種類またはその配合割合は、発熱特性の他に耐溶
損性、耐熱衝撃性、耐酸化性、耐腐蝕性、耐経年性等の
種々の要因を考慮して選択づる必要があるが、内層部は
金属溶湯、空気、バーナ火炎等に実質的に接触しないの
で、内層部を形成する発熱材料の種類またはその配合割
合を選択する場合には、そのような配慮を少なくしたり
無視したりすることができ、例えば、外層部を形成する
発熱材料よりも固有抵抗値が小さく発熱性の少ない材料
、配合割合とづることができ、従って、内層部を形成す
る発熱材料の種類またはその配合割合は、外層部を形成
する発熱材料の種類またはその配合割合に比較して選択
の自由度が増す。
In addition, since the outer layer normally comes into contact with molten metal, air, and GJ burner flame during preheating, the type of heat-generating material forming the outer layer and its blending ratio should be determined in addition to its heat-generating properties, as well as its corrosion resistance and heat resistance. It is necessary to consider various factors such as impact resistance, oxidation resistance, corrosion resistance, aging resistance, etc. when selecting the inner layer. When selecting the type of heat-generating material forming the outer layer or its blending ratio, such consideration can be reduced or ignored. It can be said that the material is small and has low heat generation property, and its blending ratio. Therefore, the type of heat generating material forming the inner layer part or its blending ratio is selected in comparison with the type of heat generating material forming the outer layer part or its blending ratio. The degree of freedom increases.

本発明にかかるヒータ装置では、発熱体を形成する前記
した金属系の発熱材料としては、例えば、ニッケルーク
ロム系合金、鉄−りOムーアルミニウム系合金、タング
ステン、モリブデン、タンタル等を必要に応じて採用で
きる。
In the heater device according to the present invention, as the above-mentioned metal-based heat-generating material forming the heating element, for example, a nickel-chromium alloy, an iron-O-Mo-aluminum alloy, tungsten, molybdenum, tantalum, etc. are used as necessary. Can be hired.

また、発熱体を形成する前記した非金属系の発熱材料と
しては、酸化物系、窒化物系、ホウ化物系等のうち使用
温度域で導電性をもつセラミックスを採用できる。導電
性をもつセラミックスとしては、被加熱物が鉄鋼の溶湯
である場合には、溶鋼の抵抗が低いために発熱体のRを
大きくする必要がある等の理由により固有抵抗値が高い
ものが望ましく、この場合、固有抵抗値は1500℃付
近で、10cm以上であることが望ましく、特に200
Ωcm以上であることが望ましく、例えば、その固有抵
抗値が360(Ωcm)程度のものを採用することがで
きる。なお、発熱体を形成する外m部、内層部の固有抵
抗値は導電性セラミックスに非導電性セラミックスまた
は難導電性セラミックスを配合し、配合割合を調節する
ことにより変えることができる。
Further, as the above-mentioned non-metallic heating material forming the heating element, ceramics having conductivity in the operating temperature range among oxide-based, nitride-based, boride-based, etc. can be used. As conductive ceramics, if the object to be heated is molten steel, it is desirable to have a high specific resistance value because the resistance of the molten steel is low, so it is necessary to increase the R of the heating element. In this case, it is desirable that the specific resistance value be 10 cm or more at around 1500°C, especially 200°C.
It is desirable that the resistivity is Ωcm or more, and for example, one having a specific resistance value of about 360 (Ωcm) can be used. Note that the specific resistance values of the outer layer and the inner layer forming the heating element can be changed by blending a non-conductive ceramic or a poorly conductive ceramic with a conductive ceramic and adjusting the blending ratio.

本発明にがかるヒータ装置では、外層部を形成する導電
性をもつセラミックスとしては、鉄鋼の溶4を加熱する
場合には、マグネシア(MGJO)、ジルコニア(Zr
O2)、ア/L/ミナ(A9.z03)、マグネシアと
ジルコニアとの混合体、マグネシアとジルコニアとアル
ミナとの混合体を使用することができる。ここで、マグ
ネシアは常温付近では、通常、導電性をもたないが、鉄
鋼の溶湯の加熱温度域である1500〜1650℃付近
では所要の導電性を帯びる。マグネシアとジルコニアと
の混合体を、外層部を形成づる導電性をもつセラミック
スとして用いる場合には、その配合ilJ合は、必要と
づる抵抗値等を考慮して適宜選択されるが、例えば、重
量%で、マグネシアが60〜100%、特に85〜95
%が好ましく、ジルコニアが0〜40%、特に5〜25
%が好ましく、アルミナが0〜40%、特に2.5〜1
5%が好ましい。
In the heater device according to the present invention, when heating molten steel 4, magnesia (MGJO) and zirconia (Zr
O2), A/L/Mina (A9.z03), a mixture of magnesia and zirconia, and a mixture of magnesia, zirconia and alumina can be used. Here, magnesia usually does not have electrical conductivity at around room temperature, but takes on the required electrical conductivity at around 1,500 to 1,650° C., which is the heating temperature range of molten steel. When a mixture of magnesia and zirconia is used as an electrically conductive ceramic to form the outer layer, its composition is appropriately selected taking into consideration the required resistance value, etc. %, magnesia is 60-100%, especially 85-95
%, preferably zirconia from 0 to 40%, especially from 5 to 25%
%, preferably 0 to 40% alumina, especially 2.5 to 1
5% is preferred.

また本発明にかがるヒータ装置では、鉄鋼の溶鋼を加熱
する場合には、内層部を形成する導電性をbつビラミッ
クスとしては、例えば、ホウ化ジルコニウム、窒化ボロ
ン、炭化珪素等を必要に応じて採用できる。また内層部
を形成する導電性を6つセラミックスとしては、外層部
と同様に、マグネシア (MQO) 、ジルコニア(Z
rOt)アルミナ(A1tO3)、7グネシアとジルコ
ニアとの混合体、マグネシアとジルコニアとアルミナと
の混合体を使用することができるが、外層部よりも発熱
量を減らづためにその配合割合を変更でき、例えばマグ
ネシアを減少させて、重W%で、マグネシア40〜70
%、ジルコニア、アルミナ、CaO,クロミア、ベリリ
ア、トリア、セリアを主成分とづる材料を181又は2
種以上、含有層で30〜60%以上配合することができ
る。更には炭素粉末、黒鉛等により炭素量として1〜5
%含有することらできる。
In addition, in the heater device according to the present invention, when heating molten steel, the conductive material forming the inner layer needs to be made of, for example, zirconium boride, boron nitride, silicon carbide, etc. Can be adopted according to the requirements. The six conductive ceramics forming the inner layer include magnesia (MQO) and zirconia (Z), as well as the outer layer.
rOt) Alumina (A1tO3), a mixture of 7 gnesia and zirconia, and a mixture of magnesia, zirconia, and alumina can be used, but the blending ratio can be changed in order to reduce the calorific value compared to the outer layer. , for example, by reducing magnesia to 40 to 70 magnesia in weight W%.
%, materials whose main components are zirconia, alumina, CaO, chromia, beryllia, thoria, and ceria are 181 or 2.
It can be blended in an amount of 30 to 60% or more in the content layer. Furthermore, the amount of carbon can be increased from 1 to 5 using carbon powder, graphite, etc.
%.

更には、金属溶湯の溶融点によっては、外層部、内層部
を形成する導電性をもつセラミックスとして、炭化けい
素(S i C) 、ランタンクロメート(LaCrO
3) 、酸化ベリリウム(Bed)、酸化トリウム(T
hig>、ケイ化モリブデン(MO8it)、更に、窒
化チタニウム(TIN>、炭化チタニウム(T i C
)等を主成分としたものも使用することができる。なお
参考として、使用温度と固有抵抗との関係を第8図、第
9図に示す。なお、鉄鋼のWI渇の場合には、前述した
ように発熱体を形成するセラミックスの固有抵抗値は、
特に外層部を形成する場合には、目標値としては使用温
度域で200Ωcm以上が望ましい。
Furthermore, depending on the melting point of the molten metal, silicon carbide (S i C), lanthanum chromate (LaCrO
3) , beryllium oxide (Bed), thorium oxide (T
hig>, molybdenum silicide (MO8it), titanium nitride (TIN>, titanium carbide (T i C
) etc. can also be used. For reference, the relationship between operating temperature and specific resistance is shown in FIGS. 8 and 9. In addition, in the case of WI drought of steel, as mentioned above, the specific resistance value of the ceramics forming the heating element is
Particularly when forming the outer layer, the target value is desirably 200 Ωcm or more in the operating temperature range.

ただし、上記した各種の発熱材料の中から金属溶場等の
被加熱物の加熱温度、更にはヒータ装置の使用場所の酸
性、還元性などの雰囲気、発熱材料の耐熱性、発熱材料
の高温における耐衝撃性、価格、更には毒性の有無等を
考慮して適宜選択するべきである。
However, among the various heat-generating materials mentioned above, the heating temperature of the object to be heated such as a metal melting field, the acidic or reducing atmosphere of the place where the heater device is used, the heat resistance of the heat-generating material, and the high temperature of the heat-generating material Appropriate selection should be made taking into consideration impact resistance, price, toxicity, etc.

なお、発熱体がジルコニアを主成分とする場合には、酸
化カルシウム(Cab) 、マグネシア(MGJO)、
酸化イツトリウム(Y t O3) 、酸化イッテルビ
ウム(Yb20z)、酸化スカンジウム(SCzO3)
を数%〜数10%程度添加し、転移を回避した安定化ジ
ルコニア、準安定ジルコニアを使用することができる。
In addition, when the heating element has zirconia as a main component, calcium oxide (Cab), magnesia (MGJO),
Yttrium oxide (YtO3), ytterbium oxide (Yb20z), scandium oxide (SCzO3)
It is possible to use stabilized zirconia or metastable zirconia in which transition is avoided by adding about several percent to several tens of percent of .

このようにすれば転移に伴う膨張を回避することができ
、発熱体の歪みを抑制するのに有利である。
In this way, expansion caused by the transition can be avoided, which is advantageous in suppressing distortion of the heating element.

発熱材料を′4電性セラミックスとした場合には、導電
性セラミックスの粒径番、を抵抗値に影響を与えること
があり、そのためその最大粒径は1〜5mm1P1度が
望ましく、特に1.5〜3mm程度が望ましい。その主
たる理由は、粒径があまり大きいと、電流が偏流化する
傾向にあるからである。なお、外層部と内層部とで粒径
を変更し、これにより外層部と内層部との発熱特性を調
整することも可能である。
When the heat-generating material is made of conductive ceramics, the particle size of the conductive ceramics may affect the resistance value. Therefore, the maximum particle size is preferably 1 to 5 mm 1 P1 degree, especially 1.5 mm. ~3 mm is desirable. The main reason for this is that if the particle size is too large, the current tends to become uneven. Note that it is also possible to change the particle size between the outer layer and the inner layer, thereby adjusting the heat generation characteristics of the outer layer and the inner layer.

発熱体を形成する外層部および内層部の発熱材料は、他
に支障がない限り、使用温度が変化しても発熱体の抵抗
値は変化しないか、あるいは、抵抗値が増大する正性を
示すものを用いることができる。このように温度の上昇
につれて発熱材料の抵抗値が増大する正性を示す場合に
は、発熱体に高温部が生じた場合に、その高温部は抵抗
値が高くなる。そのため、高温部よりも温度の低い部分
を1!流は流れ、したがって発熱体の全体にわたって均
一に発熱させるのに都合がよい。もし、発熱材料が、温
度が上昇すると抵抗値が大きく低下する大きな負性をも
つ場合には、発熱体に高温部が生じた場合に、その高r
jA部は抵抗値が低くなる。
The heat generating material of the outer layer and inner layer forming the heat generating element shows a positive property that the resistance value of the heat generating element does not change or the resistance value increases even if the operating temperature changes, unless there are other problems. can be used. In this case, when the resistance value of the heat-generating material increases as the temperature rises, when a high-temperature part is generated in the heat-generating element, the resistance value of the high-temperature part becomes high. Therefore, the part where the temperature is lower than the high temperature part is 1! The flow is advantageous for flowing and therefore for uniform heating throughout the heating element. If the heat-generating material has a large negative resistance value that decreases significantly when the temperature rises, if a high-temperature part occurs in the heat-generating element, the high r
jA section has a low resistance value.

そのため、B部品よりもm度の低い部分は、電流が流れ
にくくなり、抵抗値の低い高温部にN流は流れやすくな
る。したがって高温部は増々高潟となり1発熱体の発熱
暴走の一因となり易い。
Therefore, it is difficult for the current to flow in the part where the temperature is lower than that of the B part, and the N current is more likely to flow in the high temperature part where the resistance value is low. Therefore, the high-temperature part becomes increasingly hot and tends to become a cause of runaway heat generation of the single heating element.

発熱体を形成する外層部、内層部の全抵抗R(Ω)は、
導電性セラミックス等の発熱材料の固有抵抗値ρ(Ωa
m)と発熱体の肉厚t (am)と発熱体の面積S (
cm’ )とに影響される。このとき、外層部および内
層部を筒形状とする場合には、次の事項を考慮して発熱
体の抵抗値を選択する必要がある。即ち、発熱体の外径
が大きい稈、放熱面積を確保できるが、成形時に亀裂が
生じやすく、熱衝撃に弱くなり易い。一方、発熱体の外
径が小さい程、放熱面積は小さくなる。また、発熱体の
内径が大きい程、電極部が径大となり、電極部からの伝
熱ロスが大きい。一方、発熱体の内径が小さい程、電極
部が小径化し、電極部からの伝熱ロスが小さくなるもの
の、発熱の不均一が生じ易い。また、発熱体の肉厚が厚
い程、熱が内部に溜りやすく、発熱体内部の最高温度が
上昇して内部が溶けることがあり、発熱の安定性を維持
するのに不利である。一方、発熱体の肉厚が薄い程、熱
が発熱体の内部に溜りにくいが、必要な発熱aが得られ
ないし、発熱の翼走の一因となり易い。
The total resistance R (Ω) of the outer layer and inner layer forming the heating element is:
Specific resistance value ρ (Ωa
m), the thickness t (am) of the heating element, and the area S (
cm'). At this time, when the outer layer part and the inner layer part are made into a cylindrical shape, it is necessary to select the resistance value of the heating element in consideration of the following matters. That is, a culm with a large outer diameter of the heating element can secure a heat dissipation area, but cracks are likely to occur during molding and it is likely to be susceptible to thermal shock. On the other hand, the smaller the outer diameter of the heating element, the smaller the heat radiation area. Furthermore, the larger the inner diameter of the heating element, the larger the diameter of the electrode portion, and the greater the heat transfer loss from the electrode portion. On the other hand, the smaller the inner diameter of the heating element, the smaller the diameter of the electrode portion, and the smaller the heat transfer loss from the electrode portion, but the more uneven heat generation tends to occur. Further, the thicker the heating element, the more likely heat will accumulate inside the heating element, and the maximum temperature inside the heating element may rise, causing the inside to melt, which is disadvantageous in maintaining the stability of heat generation. On the other hand, the thinner the wall thickness of the heating element, the more difficult it is for heat to accumulate inside the heating element, but the necessary heat generation a cannot be obtained and the heating element tends to become a cause of wing running.

本発明にがかるヒータ装置では、発熱体は例えば次のよ
うに製造できる。即ら、外層部用の原料ヒラミックス粉
末をボールミル、振動ミルなどで充分に粉砕、混合して
所定の組成にall!IL、た後、原料セラミックス粉
末と水とを混合したスラリを型のキャピテイに流し込ん
で外層部用の所定形状に成形し成形体を得る成形工程を
実施し、更に外Ill ?、Is川の成形体を所定濃度
に加熱して焼結する焼結工程を実施する。焼結工程に先
立って、必要ならば養生工程、乾燥工程を実施する。な
お成形1稈では、型に振動を付与しつつ成形する振動成
形を行うことができる。同様な工程を経て内層部も形成
する。そして、外層部および内層部を組付けて一体的と
する。
In the heater device according to the present invention, the heating element can be manufactured, for example, as follows. That is, the raw material Hiramix powder for the outer layer is sufficiently ground and mixed using a ball mill, vibration mill, etc. to obtain a predetermined composition. After the molding process, a slurry of raw ceramic powder and water is poured into the cavity of the mold and molded into a predetermined shape for the outer layer to obtain a molded body. A sintering process is carried out in which the molded body of the Is river is heated to a predetermined concentration and sintered. Prior to the sintering process, a curing process and a drying process are performed if necessary. In addition, when molding one culm, vibration molding can be performed in which molding is performed while applying vibration to the mold. The inner layer portion is also formed through a similar process. Then, the outer layer part and the inner layer part are assembled into one piece.

また、発熱体は次のようにしても製造できる。Moreover, the heating element can also be manufactured as follows.

即ち、外層部用の原料セラミックス粉末をボールミル、
振動ミルなどで充分に粉砕、混合して原料セラミックス
粉末を調整する。そして、その原料セラミックス粉末を
加圧成形して外層部用の圧密体を形成する。その後、必
要な場合には乾燥工程を行ない、I11温に加熱して焼
結する。なお加圧成形は、プレス加圧法、静水圧加圧法
、ホットプレス法などの公知の手段を採用することがで
きる。
That is, the raw material ceramic powder for the outer layer is ball milled,
Prepare the raw ceramic powder by thoroughly crushing and mixing with a vibrating mill or the like. Then, the raw ceramic powder is pressure-molded to form a compacted body for the outer layer portion. Thereafter, if necessary, a drying step is performed, and sintering is performed by heating to I11 temperature. Note that for the pressure molding, known means such as a press method, an isostatic pressure method, a hot press method, etc. can be employed.

内層部についも同様な工程で形成できる。そして、外層
部および内層部を組付けて一体的とする。
The inner layer portion can also be formed in a similar process. Then, the outer layer part and the inner layer part are assembled into one piece.

本発明にがかるヒータ装置では、発熱体を形成する他の
製造方法としては、外層部と内m部とを一体的に成形し
、そのまま外層部と内層部とを体向に焼成することも可
能であり、この場合には体向であるから、外層部と内層
部との電気的接触度、熱的接触度を確保するのに有利で
ある。
In the heater device according to the present invention, another manufacturing method for forming the heating element is to integrally mold the outer layer portion and the inner layer portion, and then sinter the outer layer portion and the inner layer portion in the same direction. In this case, since it is in the horizontal direction, it is advantageous to ensure the degree of electrical contact and thermal contact between the outer layer portion and the inner layer portion.

本発明にがかるヒータ装置では、最外側の内層部と外層
部との接触度は高い方が望ましい。そのため、内層部と
外層部との間に粉粒体、液体を装入し、粉粒体、液体の
電流拡散機能、熱拡散機能を利用して内層部と外層部と
の電気的接触度、熱的接触度を向上させることもできる
。この場合、外層部と内層部との境界に隙間が生じ易い
場合であっても、あるいは、外層部と内層部との熱部張
度が異なる場合であっても、両者の電気的接触性、熱的
接触性を確保するのに右利である。なお、粉粒体として
は、発熱性をもつもの、例えば炭素粉末、黒鉛粉末、炭
化珪素粉末を採用でき、液体としては、1j電性に浸れ
かつ低融点のもの、例えばスズ、鉛、ビスマス、ナトリ
ウム等の低融点金属、場合によっては銅系金属を採用で
きる。炭素粉末は発熱性確保の観点からは細粒径の方が
好ましく、その粒径範囲は例えば10μ〜2mmなかで
も50μ〜100μとすることができる。なお、低融点
金属1b銅系金属からなる固体状の粉粒体を内層部と外
層部との間に装入すれば、使用時の温度がその融点以上
であれば固体状の粉粒体が溶けて液体となり、電気的接
触度、熱的接触度を確保するのに有利である。
In the heater device according to the present invention, it is desirable that the degree of contact between the outermost inner layer portion and the outer layer portion is high. Therefore, by charging powder or liquid between the inner layer and the outer layer, the electric contact between the inner layer and the outer layer can be adjusted by utilizing the current diffusion function and thermal diffusion function of the powder or liquid. It is also possible to improve thermal contact. In this case, even if a gap is likely to occur at the boundary between the outer layer and the inner layer, or even if the thermal tension between the outer layer and the inner layer is different, the electrical contact between the two It is useful for ensuring thermal contact. In addition, as the powder or granule, it is possible to use a material that has exothermic properties, such as carbon powder, graphite powder, or silicon carbide powder.As for the liquid, it is possible to use a material that can be immersed in 1J conductivity and has a low melting point, such as tin, lead, bismuth, Low melting point metals such as sodium, and in some cases copper metals can be used. The carbon powder preferably has a fine particle size from the viewpoint of ensuring heat generation property, and the particle size range can be, for example, 50 μ to 100 μ among 10 μ to 2 mm. In addition, if a solid powder made of low melting point metal 1b copper-based metal is charged between the inner layer and the outer layer, the solid powder will melt if the temperature during use is above its melting point. It melts into a liquid, which is advantageous for ensuring electrical contact and thermal contact.

また本発明にかかるヒータ装置では、内層部が2層以上
であり、2層以上の内層部をそれぞれ別々に形成して後
で一体的に組付ける場合には、の内層部とこれとv4設
する他の内層部との間の境界部分に、前記したような粉
粒体、液体を介在させて内層部同志の接触度を向上させ
ることもできる。
In addition, in the heater device according to the present invention, the inner layer portion has two or more layers, and when the two or more inner layer portions are formed separately and later assembled together, the inner layer portion and the v4 It is also possible to improve the degree of contact between the inner layer parts by interposing powder or liquid as described above at the boundary between the inner layer parts and other inner layer parts.

本発明にかがるヒータ装置では、模述づる実施例に例示
するように、内層部および外層部の長さ方向の先端部は
角部がないように3次元曲面形状、例えば半球状、また
は半球状に近似した形状であることが望ましい。その理
由は、角部は成形時の不均一が生じやす(、耐熱衝撃性
を確保しにくいからである。また、角部には電流が集中
しやすいため角部は発熱温度が^くなり、発熱の暴走の
原因の一つとなりやづいからである。なお、先端部を半
球状とした場合、タンデイシュ内の溶湯に浸漬するタイ
プでは、外層部の半球状の先端部の半(予は例えば30
〜100mmとすることができ、内層部の半球状の先端
部の半径は例えば20〜85 ffl m Pi!度と
することかできる。
In the heater device according to the present invention, as illustrated in the illustrated embodiment, the longitudinal ends of the inner layer and the outer layer have a three-dimensional curved shape, such as a hemispherical shape, or It is desirable that the shape approximates a hemisphere. The reason for this is that corners tend to be uneven during molding (and it is difficult to ensure thermal shock resistance. Also, current tends to concentrate at corners, so the heat generation temperature at corners increases, This is because it tends to be one of the causes of runaway heat generation.In addition, when the tip is semispherical, if the type is immersed in the molten metal in the tundish, half of the hemispherical tip of the outer layer (for example, 30
~100 mm, and the radius of the hemispherical tip of the inner layer is, for example, 20-85 ffl m Pi! It can be done as a degree.

本発明にがかるヒータ装置では、電極部は、発熱体に電
気をi1!すための−bのであり、通常、内層部に接続
される。電極部の材質は導1率、熱伝達率等を考慮して
選択する。この場合、導電率を高くし、伝熱ロスを少な
くすべく熱伝達率を小さくすることができる。但し、物
質は一般的には、導電率が高くなると、熱伝達率も高く
なる傾向にあるので、単一の材料で電極部を形成するよ
りも、導電率の高い材料と熱伝達率の小さい材料とを適
宜組合せて、電極部の所要の導電性を確保しつつ、電8
i部の見掛けの熱伝達度合を小さくづることができる。
In the heater device according to the present invention, the electrode section supplies electricity to the heating element i1! -b for connection, and is usually connected to the inner layer. The material of the electrode part is selected in consideration of conductivity, heat transfer coefficient, etc. In this case, the conductivity can be increased and the heat transfer coefficient can be decreased to reduce heat transfer loss. However, in general, as the electrical conductivity of a substance increases, the heat transfer rate also tends to increase. By appropriately combining the materials with
The apparent degree of heat transfer in part i can be reduced.

また電気抵抗の小さい導電性セラミックスで電8i部を
形成することもできる。このような場合には、11M部
と外層部と内層部とを一体的に成形し、そのまま焼成す
ることも可能である。
Further, the electrode 8i portion can also be formed of conductive ceramics with low electrical resistance. In such a case, it is also possible to integrally mold the 11M section, the outer layer section, and the inner layer section and then fire them as they are.

本発明にがかるヒータ装置では、Ii電極部らの伝熱ロ
スを少なくする意味では、電極部は細い方が望ましい。
In the heater device according to the present invention, it is desirable that the electrode portion be thinner in order to reduce heat transfer loss through the Ii electrode portion.

また電極部と発熱体との電気的接触度は高い方が望まし
い。そのため、電気的接触度を高めるべく発熱体と電極
部とを一体成形することができる。
Further, it is desirable that the degree of electrical contact between the electrode portion and the heating element be high. Therefore, the heating element and the electrode part can be integrally molded to increase the degree of electrical contact.

また、発熱体とff!44i部とを別体で形成して後で
組付ける場合には、電441部と発熱体との境界部分に
、前記したような炭素粉末や黒鉛粉末等のような粉粒体
、あるいは、スズ、鉛、ビスマス等の導電性をももかつ
低融点の液体を装入し、粉粒体、液体を利用して電極部
と発熱体との接触度を向上させることもできる。この場
合、発熱体と1!極部との照影張度が異なる場合であっ
ても、両者の電気的接触性、熱的接触性を確保するのに
有利である。
Also, the heating element and ff! When forming the 44i section separately and assembling it later, the boundary between the electric section 441 and the heating element should be filled with granular material such as carbon powder or graphite powder as described above, or tin. It is also possible to charge a conductive liquid such as lead, bismuth, etc. and have a low melting point, and use powder or liquid to improve the degree of contact between the electrode portion and the heating element. In this case, the heating element and 1! Even if the irradiation tonicity is different from that of the pole part, it is advantageous in ensuring electrical contact and thermal contact between the two.

なお本発明にかかるヒータ装置では、容器に保持した金
属溶湯を加熱するものとして使用づる場合には、溶湯の
貯溜酷を検出するT線しベル計などのセンサを配設する
とともに、センサの信号に応じて発熱体への電流を制御
する制御装置を配設づることらできる。このようにすれ
ば、容器に保持されている金属溶湯の変動醋に応じて発
熱体へ流す電源層を制御するので、溶湯の温度調整をよ
り一層精度よくできる。
In addition, when the heater device according to the present invention is used to heat molten metal held in a container, a sensor such as a T-line or bell meter is installed to detect the degree of accumulation of molten metal, and the sensor signal is A control device may be provided to control the current to the heating element according to the temperature. In this way, since the power supply layer flowing to the heating element is controlled according to the fluctuation of the molten metal held in the container, the temperature of the molten metal can be adjusted with even higher precision.

[実施例] 本発明にがかるヒータ装置の第1実施例について第1図
および第2図を幸照して説明する。
[Embodiment] A first embodiment of a heater device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施例にがかるヒータ装置1を第1図および第2図に
示す。このヒータ装置1は2層タイプであり、はぼフラ
スコ形状の発熱体2と、棒状電極部3とで構成されてい
る。発熱体2は、はぼフラスコ形状の外層部20と、は
ぼフラスコ形状の内層部25とで形成されている。外層
部20は、重φ%で、マグネシア90%、ジルコニア5
%、アルミナ5%、不可避の不純物を含有する混合セラ
ミックスで形成されている。内層部25は、重量%で、
マグネシアが60%、ジルコニアが40%、不可避の不
純物を含有する混合セラミックスで形成されている。
A heater device 1 according to this embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. This heater device 1 is of a two-layer type and is composed of a heating element 2 in the shape of a hollow flask and a rod-shaped electrode portion 3. The heating element 2 is formed of an outer layer part 20 having a hollow flask shape and an inner layer part 25 having a hollow flask shape. The outer layer part 20 is made of heavy φ%, magnesia 90%, zirconia 5
%, alumina 5%, and mixed ceramics containing unavoidable impurities. The inner layer portion 25 is in weight%,
It is made of a mixed ceramic containing 60% magnesia and 40% zirconia and unavoidable impurities.

第1図及び第2図に示すように外層部20は、径大な基
端部200と、基端部200につながる中央部210と
、中央部210につながる3次元曲面形・状つまり半球
状の先端部220とから構成されている。中央部210
の肉厚、先端部220の肉厚は実質的に均一であり、肉
厚のばらつきは±1mmV1+1である。ここで本実施
例では、外層部20の相方向の全体の長さLlが85c
m程度、中央部210の長さ[−2が65 c rn稈
度、先端部220の長さL3が5cm程度、中央部21
0の外径が12crn程度、中央部210の内径が8゜
4cm程度、先端部220の径R1が5cm程度である
。なお基端部200が径大であるのはヒータホルダに載
せるためである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer layer portion 20 has a large-diameter proximal end portion 200, a central portion 210 connected to the proximal end portion 200, and a three-dimensional curved surface shape, that is, a hemispherical shape connected to the central portion 210. It is composed of a distal end portion 220. central part 210
The thickness of the tip portion 220 and the thickness of the tip portion 220 are substantially uniform, and the variation in thickness is ±1 mmV1+1. Here, in this embodiment, the entire length Ll of the outer layer portion 20 in the phase direction is 85 cm.
m, the length of the central part 210 [-2 is 65 cm, the length L3 of the tip part 220 is approximately 5 cm, the central part 21
The outer diameter of the center part 210 is about 8.4 cm, and the diameter R1 of the tip part 220 is about 5 cm. Note that the reason why the base end portion 200 has a large diameter is to place it on a heater holder.

一方、内層部25は、基端部250と、基端部250に
つながる中央部260と、中央部260につながる3次
元曲面形状つまり美質的に半球状の先端部270とか’
341I成されている。内層部25の肉厚は実質的に均
一であり、肉厚のばらつきは±1mm程度である。ここ
で本実施例では、内層部25のうち、中央部260の外
径が8cm程度、中央部260の内径が4cm程度、先
端部270の径R2が4cm程度である。
On the other hand, the inner layer part 25 has a base end part 250, a central part 260 connected to the base end part 250, and a three-dimensional curved surface shape, that is, an aesthetically hemispherical distal end part 270 connected to the central part 260.
341I has been completed. The thickness of the inner layer portion 25 is substantially uniform, and the variation in thickness is approximately ±1 mm. In this embodiment, the outer diameter of the center portion 260 of the inner layer portion 25 is approximately 8 cm, the inner diameter of the center portion 260 is approximately 4 cm, and the diameter R2 of the tip portion 270 is approximately 4 cm.

棒状電極部3は炭素で形成されており、その外周(¥は
3.8Cmfj度、その全長が85mm程度である。 
本実施例のヒータ装置は次のように製造した。即ち、外
層部20用の原料セラミックス粉末を所定の配合割合で
調整した模、水を加えてスラリを形成する調整工程、そ
のスラリを型のキャピテイに流し込んで成形する成形工
程、成形した外層部20用の成形体を型から外した後に
養生し、更に150℃で15時間乾燥する乾燥工程、乾
燥した外層部20用の成形体を1650℃で10時間加
熱して焼結する焼結工程とを順に実施して製造した。7
なお、調整工程で使用した外層部20用の原料セラミッ
クス粉末の最大粒径は3mm8!瓜である。同様な手順
で内層部25用の型を用いて、内層部25を形成した。
The rod-shaped electrode part 3 is made of carbon, and its outer circumference (¥ is 3.8 Cmfj degrees and its total length is about 85 mm).
The heater device of this example was manufactured as follows. That is, a preparation process in which raw ceramic powder for the outer layer part 20 is adjusted to a predetermined blending ratio, an adjustment process in which water is added to form a slurry, a molding process in which the slurry is poured into a mold cavity and molded, and the molded outer layer part 20 A drying process in which the molded body for the outer layer 20 is cured after being removed from the mold and further dried at 150°C for 15 hours, and a sintering process in which the dried molded body for the outer layer part 20 is heated at 1650°C for 10 hours and sintered. It was manufactured by carrying out the steps in this order. 7
In addition, the maximum particle size of the raw material ceramic powder for the outer layer portion 20 used in the adjustment process is 3 mm8! It's a melon. The inner layer portion 25 was formed in the same manner using a mold for the inner layer portion 25.

そして、焼結した外層部20の底付近の内面に炭素粉末
をスペーサとして散らした後に、外層部20内に内層部
25を挿入して外層部20と内層部25とを互いに中ね
る。更に、外層部20と内層部25との境界部分に炭素
粉末を装入させ、外層部20と内層部25との微小隙間
を炭素粉末で充填し、これにより厚み2rnm程度の充
填層20aを形成する。このとき、必要ならば、内層部
25と外層部20とを周方向に相対回転さVつつ行うこ
とができる。なお、内層部25の内周面で区画された孔
に電極部3を装入する。電極部3と内層部25との境界
部分にも炭素粉末を装入し、厚み1mm程度の充填層2
0bを形成する。
Then, after scattering carbon powder as a spacer on the inner surface of the sintered outer layer 20 near the bottom, the inner layer 25 is inserted into the outer layer 20 and the outer layer 20 and the inner layer 25 are sandwiched together. Further, carbon powder is charged into the boundary between the outer layer part 20 and the inner layer part 25, and the minute gap between the outer layer part 20 and the inner layer part 25 is filled with the carbon powder, thereby forming a filled layer 20a with a thickness of about 2 nm. do. At this time, if necessary, the inner layer part 25 and the outer layer part 20 can be rotated relative to each other in the circumferential direction. Note that the electrode section 3 is inserted into a hole defined by the inner circumferential surface of the inner layer section 25. Carbon powder is also charged at the boundary between the electrode part 3 and the inner layer part 25 to form a filling layer 2 with a thickness of about 1 mm.
Form 0b.

前記したように製造したヒータ装置1を例えば2個用い
、各ヒータ装″a1の棒状電極部3の上端部に導線をバ
ンドで固定して電源につなぐと共に、発熱体2にバーナ
の火炎をあてて予熱する。そして、予熱した後に、第4
図に示すように2個のヒータ装[1を容器4内の鉄鋼の
溶SWに浸漬した。
Using, for example, two heater devices 1 manufactured as described above, a conductive wire is fixed with a band to the upper end of the rod-shaped electrode portion 3 of each heater device "a1" and connected to a power source, and the heating element 2 is exposed to the flame of a burner. Then, after preheating,
As shown in the figure, two heater devices [1] were immersed in molten steel SW in a container 4.

この状態で2個の電極部3と溶′6Awとの間に0〜4
40Vの電圧を印加し、周波数60H2の電流をO〜8
00A程度流す。すると、一方のヒータ装置1の発熱体
2を形成する内層部25及び外層部20が発熱すると共
に、他方のヒータ装置1の発熱体2を形成する内層部2
5及び外層部20が発熱するので溶湯Wが加熱される。
In this state, between the two electrode parts 3 and the melt '6Aw,
Apply a voltage of 40V and a current of frequency 60H2 from O to 8
Flow approximately 00A. Then, the inner layer section 25 and the outer layer section 20 forming the heating element 2 of one heater device 1 generate heat, and the inner layer section 2 forming the heating element 2 of the other heater device 1 generates heat.
5 and the outer layer part 20 generate heat, so the molten metal W is heated.

本実施例では、ヒータ3A置1の発熱体2の発熱mで溶
湯を加熱するため、従来より提供されている溶湯自体に
直接電流を流して溶湯自体に発生したジュール熱で溶湯
を発熱させる場合に比較して、必要とするilI流恐は
小であり、したがってその電気的1111 Illも行
ない易く、電気設備も小型化し1qる。
In this embodiment, in order to heat the molten metal with the heat generated by the heating element 2 of the heater 3A, the molten metal is heated by the Joule heat generated in the molten metal by directly passing a current through the molten metal itself, which is conventionally provided. Compared to the above, the required electrical current is small, and therefore the electrical equipment is easy to carry out, and the electrical equipment is also smaller and requires less than 1q.

い。stomach.

本実施例では、マグネシアとジルコニアを主要成分、抵
抗値が高くなるようにその配合割合を選択した発熱材料
で外層部20を形成しているので、溶湯Wに接触してい
る部位で発熱が盛んとなり、加熱効率が向上する。しか
も、内層部25は溶湯に接触しないので、発熱特性も外
層部20はとは必要とせず、むしろ発熱体2の内部での
「熱たまりJを抑制づべく発熱特性を抑さえた方が好ま
しく、またバーナで予熱するときバーナの火炎に内層部
25は直接接触しないので、内層部25を形成する発熱
材料の配合割合を選択するにあたり、外層部20稈の大
きな発熱量を確保せずともよく、更に耐溶損性、耐酸化
性等に大きな配慮をはられなくともよく、従って、内層
部25を形成する発熱材料の種類またはその配合割合の
選択の自由度を増し得る。
In this embodiment, the outer layer part 20 is formed of a heat-generating material whose main components are magnesia and zirconia and whose blending ratio is selected so as to increase the resistance value, so that heat generation is active at the part that is in contact with the molten metal W. As a result, heating efficiency is improved. Furthermore, since the inner layer portion 25 does not come into contact with the molten metal, the outer layer portion 20 is not required to have heat generating properties, but rather it is preferable to suppress the heat generating properties in order to suppress the “heat accumulation J” inside the heating element 2. Furthermore, when preheating with a burner, the inner layer 25 does not come into direct contact with the flame of the burner, so when selecting the blending ratio of the heat-generating material forming the inner layer 25, it is not necessary to ensure a large calorific value of the outer layer 20. Moreover, there is no need to pay much attention to erosion resistance, oxidation resistance, etc., and therefore, the degree of freedom in selecting the type of heat-generating material forming the inner layer portion 25 or the proportion thereof can be increased.

更に、本実施例では、所要の発熱量を確保すべく発熱体
2の肉厚を所要の厚みとした場合、外層部20の肉厚自
体、内層部25の肉厚自体は薄くし得るので、それだけ
外層部20、内層部25自体には、成形するとぎ、焼結
するとき、予熱するときに、亀裂が発生しにくくなる。
Furthermore, in this embodiment, when the thickness of the heating element 2 is set to the required thickness to ensure the required amount of heat generation, the thickness of the outer layer 20 and the inner layer 25 can be made thinner. Accordingly, cracks are less likely to occur in the outer layer portion 20 and the inner layer portion 25 themselves during molding, sintering, and preheating.

しかも本実施例では、第3図に示すように外層部20と
内層部25との境界部分に装入された炭素粉末からなる
充填層20a、内層部25と棒状N極部3との境界部分
に装入された炭素粉末からなる充填層20bは、電流拡
散層としての機能と、熱拡r11.層としての機能を果
1ので、外層部20と内層部25との電気的接触度を高
めると共に熱的接触度も高めるので、局部的発熱を抑え
、従って発熱体2は発熱の暴走が生じにクク、均一発熱
に41利な利点が(qられる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. The packed layer 20b made of carbon powder charged in the layer functions as a current diffusion layer and as a thermal expansion layer r11. Since it functions as a layer 1, it increases the degree of electrical contact between the outer layer part 20 and the inner layer part 25 and also increases the degree of thermal contact, suppressing local heat generation, and thus preventing the heating element 2 from generating runaway heat. There are 41 advantages in uniform heat generation.

更にまた本実施例では炭素粉末を装入して形成した充填
層20a、20t)t)光熱するので、発熱体2の所要
の発熱量を確保するにあたり、外層部20、内層部25
の肉1gをやたらと肉厚化することを排除できる。
Furthermore, in this embodiment, since the filled layers 20a, 20t) and 20t) formed by charging carbon powder are heated by light, in order to secure the required calorific value of the heating element 2, the outer layer portion 20 and the inner layer portion 25
It is possible to eliminate excessive thickening of 1 gram of meat.

更に本実施例では、発熱体2を形成する外層部20の肉
厚、内層部25の肉厚は実質的に均一であるため、電極
部3から発熱体2を通して溶湯Wへと流れる電流の偏流
化防止に有効である。
Furthermore, in this embodiment, since the thickness of the outer layer 20 and the inner layer 25 forming the heating element 2 are substantially uniform, the current flowing from the electrode part 3 through the heating element 2 to the molten metal W is not biased. It is effective in preventing oxidation.

また本実施例では、発熱体2を形成する外層部20の先
端部220、内層部25の先端部270はそれぞれ3次
元曲而形状としての半球状であり、電流が集中しやすい
角部が形成されていないので、電流の偏流化防止に一層
有利である。
Further, in this embodiment, the tip 220 of the outer layer 20 and the tip 270 of the inner layer 25 forming the heating element 2 are respectively hemispherical as a three-dimensional curved shape, and corners are formed where the current tends to concentrate. This is more advantageous in preventing current drift.

次に、本発明にかかるヒータ!fefの第2実施例につ
いて第5図および第6図を参照して説明する。
Next, the heater according to the present invention! A second embodiment of fef will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

第2実施例のヒータ装置は基本的には第1実施例と同じ
構成である。ただし、内層部は2層であり、第5図に示
すように、棒状電極部3側の第1の内層部27と第2の
内層部28とが積層されている。
The heater device of the second embodiment basically has the same configuration as the first embodiment. However, the inner layer part is two layers, and as shown in FIG. 5, the first inner layer part 27 and the second inner layer part 28 on the rod-shaped electrode part 3 side are laminated.

第1の内層部27は基端部270と中間部271と実質
的に半球状の先端部272とで形成されている。また第
2の内層部28は基端部280と中間部281と実質的
に半球状の先端部282とで形成されている。そして、
第1の内層部27と第2の内層部28との間には、炭素
粉末が装入されて充填層20aが形成されており、第1
の内層部27と第2の内層部28との闇の電気的接触度
、熱的接触度を確保している。勿論、外層部20と第2
の内層部28との境界部分には、炭素粉末からなる充填
層20 a /fi設けられており、電極部3と第1の
内層部27との境界部分にも、炭素粉末からなる充填1
120bが設けられている。
The first inner layer section 27 is formed of a proximal end 270, an intermediate section 271, and a substantially hemispherical distal end 272. Further, the second inner layer portion 28 is formed of a proximal end portion 280, an intermediate portion 281, and a substantially hemispherical distal end portion 282. and,
Carbon powder is charged between the first inner layer part 27 and the second inner layer part 28 to form a packed layer 20a.
The degree of electrical contact and the degree of thermal contact between the inner layer portion 27 and the second inner layer portion 28 are ensured. Of course, the outer layer 20 and the second
A filling layer 20a/fi made of carbon powder is provided at the boundary between the electrode portion 3 and the first inner layer 28, and a filling layer 1 made of carbon powder is also provided at the boundary between the electrode portion 3 and the first inner layer 27.
120b is provided.

第2実施例のヒータ装置においても、前記第1実施例の
場合と同じ作用、効果が得られる。
In the heater device of the second embodiment, the same functions and effects as in the first embodiment can be obtained.

また、上記した各実施例では、第1図、第5図から明ら
かなように内層部の外周面と外層部の内周面とは平滑面
状であるが1、特殊な例では、図示はしないが、内層部
の外周面にねじ部を形成し、外層部の内周面にねじ部を
形成し、そして、外層部のねじ部と内層部のねじ部とを
互いに螺合することにより、内m部と外層部とを一体的
に組付てもよく、この場合にも、両省の境界部分に炭素
粉末、溶融スズ等を装入することができる。
In addition, in each of the above embodiments, as is clear from FIGS. 1 and 5, the outer circumferential surface of the inner layer part and the inner circumferential surface of the outer layer part are smooth surfaces. However, by forming a threaded portion on the outer circumferential surface of the inner layer portion, forming a threaded portion on the inner circumferential surface of the outer layer portion, and screwing the threaded portion of the outer layer portion and the threaded portion of the inner layer portion together, The inner layer portion and the outer layer portion may be assembled integrally, and in this case as well, carbon powder, molten tin, etc. can be charged to the boundary portion between the two portions.

[適用例] 次に、上記した実施例にかがるヒータ装置を、連続鋳造
方法に適用した例について説明する。まず、連続鋳造方
法で使用する連続鋳造装置について説明する。この連続
鋳造装置は、第7図に示すように、鉄鋼溶湯を保持フる
容器としてのタンプッシュ50と、タンプッシュ50よ
りも下方に配置された水冷鋳型51と、冷却スプレー帯
52と、ビンチロール53と、整直ロール54とで構成
されている。なお、タンプッシュ50は、溶湯をit程
度保持する容量である。
[Application Example] Next, an example in which the heater device according to the above embodiment is applied to a continuous casting method will be described. First, a continuous casting apparatus used in the continuous casting method will be explained. As shown in FIG. 7, this continuous casting apparatus consists of a tongue pusher 50 serving as a container for holding molten steel, a water-cooled mold 51 disposed below the tongue pusher 50, a cooling spray zone 52, and a bin punch. It is composed of a roll 53 and a straightening roll 54. Note that the tank pusher 50 has a capacity to hold about 100 liters of molten metal.

次に連Vt鋳造する際について説明する。まず、第1図
および第2図に示すヒータ装W11を2個用い、各ヒー
タ装R1の発熱体2をバーナの火炎で加熱して800〜
1200℃程度に予熱する。
Next, continuous Vt casting will be explained. First, using two heater units W11 shown in FIGS. 1 and 2, the heating element 2 of each heater unit R1 is heated with the flame of a burner to
Preheat to about 1200℃.

このようにヒータ装置1を予熱した状態で、とりべ55
から移されてタンデイシュ50に保持されている140
0〜1600℃程度の高温の鉄鋼の19Uに2個のヒー
タ装置1を先端部220から82i1!する。とりべか
ら移されたタンデイシュ50内の溶湯は第7図に示す吐
出口50aに向けて流れ、水冷鋳型51に落下する。
With the heater device 1 preheated in this way, the ladle 55
140 transferred from and held in Tandish 50
Two heater devices 1 are installed from the tip 220 to 82i1 in 19U of high-temperature steel with a temperature of about 0 to 1600°C! do. The molten metal in the tundish 50 transferred from the ladle flows toward the discharge port 50a shown in FIG. 7 and falls into the water-cooled mold 51.

前記のように溶湯を浸漬する前にヒータ装置1を予熱す
れば、発熱体2の急熱を防止でき、発熱体2に亀裂が生
じることを極力抑制することができる。又、上記した予
熱により、発熱体2、特に、マグネシアを主要成分とす
るため高温度領域で初めて導電性を帯びる外層部20の
導N性を確保できる。
If the heater device 1 is preheated before immersing the molten metal as described above, rapid heating of the heating element 2 can be prevented, and cracks in the heating element 2 can be suppressed as much as possible. Moreover, the above-mentioned preheating makes it possible to ensure the N conductivity of the heating element 2, especially the outer layer portion 20, which has magnesia as a main component and therefore becomes conductive only in a high temperature region.

なお発熱体2に亀裂が生じた場合には、亀裂に侵入した
金属溶湯と電極部3とが直接に導通し、発熱体2の発熱
僅が小さくなり、ヒータ装置1を有効に利用できない不
具合が生じる。
If a crack occurs in the heating element 2, the molten metal that has entered the crack will be directly connected to the electrode part 3, and the amount of heat generated by the heating element 2 will be reduced, resulting in the inconvenience that the heater device 1 cannot be used effectively. arise.

本適用例では、上記のようにヒータ装置1をタンプッシ
ュ50内の溶湯に浸漬した状態で、2個の1層極部3の
端子を交流電源に接続し、端子間に100〜600vの
電圧を印加する。これによりタンプッシュ50に保持さ
れている溶湯を介してヒータ装置1の発熱体2の間で、
周波数60)1zの電流を流す。電流畿はO〜800A
程度である。
In this application example, with the heater device 1 immersed in the molten metal in the tongue pusher 50 as described above, the terminals of the two single-layer pole parts 3 are connected to an AC power source, and a voltage of 100 to 600 V is applied between the terminals. Apply. As a result, between the heating elements 2 of the heater device 1 via the molten metal held in the tongue pusher 50,
A current with a frequency of 60) 1z is applied. Current range is O~800A
That's about it.

このとき発熱体2の内層部25および外層部20はtF
[に発熱する。したがってタンプッシュ50内に保持さ
れた溶湯は、加熱されて約1〜30℃界温し、温度調節
される。
At this time, the inner layer part 25 and outer layer part 20 of the heating element 2 are tF
[I get a fever. Therefore, the molten metal held in the tongue pusher 50 is heated to an ambient temperature of about 1 to 30°C, and its temperature is controlled.

この゛ようにタンデイシュ50内で温度調整された溶油
は、タンデイシュ50の吐出口508から吐出され、水
冷鋳型51で冷却固化され、さらに冷却スプレー帯52
からの冷却水の噴出で冷却され、冷却固化したものはピ
ンチロール53で下方に引張られる。その後は切断機に
より所定の良さに切断される。
The melted oil whose temperature has been adjusted in the tundish 50 in this way is discharged from the discharge port 508 of the tundish 50, cooled and solidified in the water-cooled mold 51, and further cooled in the cooling spray zone 52.
The cooled and solidified material is pulled downward by pinch rolls 53. Thereafter, it is cut to a predetermined size using a cutting machine.

本適用例では、ヒータ装置1の発熱体2の発熱量でタン
デイシュ50内の溶渇を加熱するため、従来より提供さ
れているタンデイシュ50内に保持されている溶湯自体
に直接Wi流を流して溶湯自体に発生したジュール熱で
酒漬を発熱させる場合に比較して、必要とする電流量は
小であり、したがってその電気的制御6行ない易く、電
気設備も小型化し得、従って既存の電気設備を有効に使
用し得る。
In this application example, in order to heat the molten metal in the tundish 50 with the calorific value of the heating element 2 of the heater device 1, the Wi flow is caused to flow directly into the molten metal itself held in the tundish 50, which is conventionally provided. Compared to the case where the molten metal itself generates heat using Joule heat, the amount of electric current required is small, so it is easier to electrically control it, and the electrical equipment can be downsized, making it possible to use existing electrical equipment. can be used effectively.

上記のように本適用例では、ヒータ装W11でタンプッ
シュ50内に保持した溶渇を加熱して溶渇の温度調整で
きるので、タンプッシュ50に保持した溶湯の温度を適
切な値に維持することができ、連続鋳造方法で製造した
ブルーム、ビレットなどの製品の品質を向上するのに有
利である。
As described above, in this application example, the temperature of the molten metal held in the tongue push 50 can be adjusted by heating the molten metal held in the tongue push 50 with the heater device W11, so that the temperature of the molten metal held in the tongue push 50 is maintained at an appropriate value. This is advantageous in improving the quality of products such as blooms and billets produced by continuous casting.

[発明の効果1 本発明にかがるヒータ装置によれば、発熱体で金属酒漬
等の被加熱物を加熱することができ、したがって金属酒
漬等の被加熱物の潟fIK調整を行なうことができる。
[Effect of the invention 1] According to the heater device of the present invention, it is possible to heat the object to be heated, such as a metal pickled in sake, with the heating element, and therefore the lag fIK of the object to be heated, such as a metal pickled in sake, can be adjusted. be able to.

特に、発熱体が外層部と内層部とで形成されているので
、金属溶濶や空気等に接触しない、内層部を形成づる発
熱材料の種類、その配合割合の選択の自由度を増し得る
In particular, since the heating element is formed of an outer layer portion and an inner layer portion, it is possible to increase the degree of freedom in selecting the type of heat generating material forming the inner layer portion and the proportion thereof, which does not come into contact with metal melt, air, etc.

更に本発明にがかるヒータ装置によれば、内層部を外層
部より発熱量、性の小さい発熱材料で形成した場合には
、発熱体の内部の「熱たまり」を抑えるのに有利である
Further, according to the heater device of the present invention, when the inner layer is formed of a heat generating material having a lower calorific value and property than the outer layer, it is advantageous to suppress "heat accumulation" inside the heating element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第4図は本発明にかかる第1実施例を示し、第
1図は発熱体の断面図、第2図はヒータ装置の断面図で
ある。第3図は充填層付近の拡大断面図、第4図はヒー
タ装置6と溶湯との間で通電している状態の概略断面図
である。 第5図J3よび第6図は本発明にかかる第2実施例を示
し、第5図は発熱体の断面図、第6図tよヒータ′!装
置の断面図である。 第7図(1L連続鋳造方法で使用する装置の概略断面図
である。第8図、第9図は導電材料の使用温度と固自抵
抗との関係を示すグラフである。 図中、1はヒータ装置、2は発熱体、3は棒状電極部、
20は外層部、200は基端部、210は中央部、22
0は先端部、25は内層部、250は基端部、260は
中央部、270は先端部を示す。 特許出願人   愛知TyJ鋼株式会社同      
東京窯業株式会社 代理人    弁理士 大川 宏 !Jbt) 第1図 第2図 第5図 第6図
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a sectional view of a heating element, and FIG. 2 is a sectional view of a heater device. FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of the filled bed, and FIG. 4 is a schematic sectional view of the state where electricity is being applied between the heater device 6 and the molten metal. Fig. 5 J3 and Fig. 6 show a second embodiment of the present invention, Fig. 5 is a sectional view of the heating element, and Fig. 6 t is a heater'! FIG. 2 is a cross-sectional view of the device. FIG. 7 (This is a schematic cross-sectional view of the apparatus used in the 1L continuous casting method. FIGS. 8 and 9 are graphs showing the relationship between the operating temperature and the solid resistance of the conductive material. In the figure, 1 is a A heater device, 2 a heating element, 3 a rod-shaped electrode part,
20 is an outer layer part, 200 is a base end part, 210 is a central part, 22
0 indicates the tip, 25 indicates the inner layer, 250 indicates the base, 260 indicates the center, and 270 indicates the tip. Patent applicant: Aichi TyJ Steel Co., Ltd.
Tokyo Ceramics Co., Ltd. Agent Patent Attorney Hiroshi Okawa! Jbt) Figure 1 Figure 2 Figure 5 Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発熱材料を基材とし所要の発熱特性をもつ外層部
と前記外層部と異なる発熱特性をもつ少なくとも1層の
内層部とで形成された発熱体と、前記発熱体に通電する
電極部とで構成されているヒータ装置。
(1) A heating element made of a heat-generating material as a base material and formed of an outer layer having the required heat-generating properties and at least one inner layer having different heat-generating properties from the outer layer, and an electrode part that conducts electricity to the heat-generating element. A heater device consisting of.
JP63314779A 1988-12-13 1988-12-13 Heater device Expired - Lifetime JPH0667540B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63314779A JPH0667540B2 (en) 1988-12-13 1988-12-13 Heater device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63314779A JPH0667540B2 (en) 1988-12-13 1988-12-13 Heater device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02160149A true JPH02160149A (en) 1990-06-20
JPH0667540B2 JPH0667540B2 (en) 1994-08-31

Family

ID=18057492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63314779A Expired - Lifetime JPH0667540B2 (en) 1988-12-13 1988-12-13 Heater device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0667540B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159274A (en) * 1984-08-31 1986-03-26 Fujitsu Ltd Probing method to double-sided element mount printed circuit board

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6159274A (en) * 1984-08-31 1986-03-26 Fujitsu Ltd Probing method to double-sided element mount printed circuit board

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0667540B2 (en) 1994-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107116188A (en) Lip for continuous casting process
EP2571807B1 (en) Spherical powder and its preparation
US6872924B2 (en) Electric heater assembly
JPH0784352B2 (en) Method of manufacturing functionally graded material
JPH02160149A (en) Heater device
US5201359A (en) Rapid solidification apparatus
US4849014A (en) Molten metal heating method
JPH012768A (en) How to heat molten metal
JPH02263544A (en) Heater device for submerging into molten metal
JPS5813449A (en) Immersion nozzle for electrical heating
JPH02160150A (en) Heater device for dipping into molten metal
JPH02160148A (en) Heater device
JP2004091241A (en) Tungsten carbide type super-hard material and manufacturing method thereof
JPH0639503A (en) Method for control-heating molten steel in continuous casting process
JPH05257U (en) Heater device for immersion of molten metal
JPH0323059A (en) Molten metal supplying member
JPS59137151A (en) Heat insulating method of riser
JPH0320590A (en) Melt container
JPH012767A (en) Molten metal container with heating section
JPH0293287A (en) Melting device and melting method
JPH01255608A (en) Method for flowing down molten metal and nozzle for atomizing device
JPH07106438B2 (en) Metal melt container with heating part
KR100259560B1 (en) Self-actuated controlling ceramic glow plug having ceramic-metal composite member
JPH0667538B2 (en) Metal melt container with heating part
JPH05121148A (en) Manufacture of ceramic heater device