JPH0249470B2 - - Google Patents
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- JPH0249470B2 JPH0249470B2 JP57126317A JP12631782A JPH0249470B2 JP H0249470 B2 JPH0249470 B2 JP H0249470B2 JP 57126317 A JP57126317 A JP 57126317A JP 12631782 A JP12631782 A JP 12631782A JP H0249470 B2 JPH0249470 B2 JP H0249470B2
- Authority
- JP
- Japan
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- solid electrolyte
- reference electrode
- electrode material
- oxygen
- molten metal
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/411—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing of liquid metals
- G01N27/4118—Means for protecting the electrolyte or the electrodes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶融金属に浸漬する際検出素子である
ジルコニア系固体電解質が溶鋼浸漬時の急激な熱
衝撃によつて破壊されるのを防止した酸素プロー
ブに関する。
ジルコニア系固体電解質が溶鋼浸漬時の急激な熱
衝撃によつて破壊されるのを防止した酸素プロー
ブに関する。
一般に金属の製錬、精製においては溶解酸素量
のコントロールが材質に著しい影響を与えるの
で、製錬工程で溶融金属中の酸素活量値の測定が
行われている。近年この酸素活量値の測定には電
解質としてジルコニア系固体電解質を用いた酸素
プローブが用いられ、溶鋼中の酸素活量値の測定
などにおいてはかなりの成果を上げている。
のコントロールが材質に著しい影響を与えるの
で、製錬工程で溶融金属中の酸素活量値の測定が
行われている。近年この酸素活量値の測定には電
解質としてジルコニア系固体電解質を用いた酸素
プローブが用いられ、溶鋼中の酸素活量値の測定
などにおいてはかなりの成果を上げている。
この酸素プローブは酸素濃淡電池の原理を利用
して基準極物質の示す酸素ポテンシヤルに対する
溶融金属中の酸素ポテンシヤルとの差を起電力で
測定するものであつて、その一般的なものは第１
図、第２図に示すように耐熱外装材１が設けられ
た支持本体ハウジング２の端面にZrO2−MgOな
どジルコニアを主成分とするジルコニア系固体電
解質３と溶融金属側電極４とを埋込み突設して、
前者の中空先端部には基準極物質５を、また基部
側には安定な耐熱性粉末６を夫々充填してあり、
溶融金属中の酸素活量値の測定は基準極物質５に
接続したリード線７と溶融金属側電極４に接続し
たリード線７ａとを記録計に導いて行うようにさ
れている。そしてその測定と同時に溶融金属温度
も測定できるようハウジング２には熱電対８が、
また浸漬測定時にスラグからセンサー部を保護す
るためにプローブ本体の端部には金属製キヤツプ
９などが通常設けられている。
して基準極物質の示す酸素ポテンシヤルに対する
溶融金属中の酸素ポテンシヤルとの差を起電力で
測定するものであつて、その一般的なものは第１
図、第２図に示すように耐熱外装材１が設けられ
た支持本体ハウジング２の端面にZrO2−MgOな
どジルコニアを主成分とするジルコニア系固体電
解質３と溶融金属側電極４とを埋込み突設して、
前者の中空先端部には基準極物質５を、また基部
側には安定な耐熱性粉末６を夫々充填してあり、
溶融金属中の酸素活量値の測定は基準極物質５に
接続したリード線７と溶融金属側電極４に接続し
たリード線７ａとを記録計に導いて行うようにさ
れている。そしてその測定と同時に溶融金属温度
も測定できるようハウジング２には熱電対８が、
また浸漬測定時にスラグからセンサー部を保護す
るためにプローブ本体の端部には金属製キヤツプ
９などが通常設けられている。
一般にこの型の酸素プローブを用いて酸素活量
値の測定を行なう場合、酸素プローブを溶融金属
中に浸漬すると同時に固体電解質が破壊して測定
が不能になるという問題がしばしば発生してい
た。この破壊は次のような原因によると考えられ
る。
値の測定を行なう場合、酸素プローブを溶融金属
中に浸漬すると同時に固体電解質が破壊して測定
が不能になるという問題がしばしば発生してい
た。この破壊は次のような原因によると考えられ
る。
固体電解質３が溶融金属と接触すると、固体電
解質表面は溶融金属温度まで急激に熱せられる。
しかし、急激に加熱される部分はハウジング２よ
りの突出部だけであつてハウジング２に埋込まれ
た根部は耐熱セメント内に埋込まれているので急
激には加熱されない。そこで固体電解質の突出部
と根部の境界部分には大きな温度勾配が生じる。
つまり、ハウジング内根部と突出部では固体電解
質内の温度が異なるので体積の膨張度合が異な
り、その差は温度勾配の大きな境界部が著しい。
そのため、境界部には大きな歪が生じ、固体電解
質は境界部で破壊されるわけである。
解質表面は溶融金属温度まで急激に熱せられる。
しかし、急激に加熱される部分はハウジング２よ
りの突出部だけであつてハウジング２に埋込まれ
た根部は耐熱セメント内に埋込まれているので急
激には加熱されない。そこで固体電解質の突出部
と根部の境界部分には大きな温度勾配が生じる。
つまり、ハウジング内根部と突出部では固体電解
質内の温度が異なるので体積の膨張度合が異な
り、その差は温度勾配の大きな境界部が著しい。
そのため、境界部には大きな歪が生じ、固体電解
質は境界部で破壊されるわけである。
このような破壊を防止するには固体電解質３全
体を一端閉管型キヤツプで覆つたり、あるいは先
端部を除いて全体に耐熱性コーテング材を塗布し
たりして溶鋼浸漬時の熱衝撃を緩和する方法が考
えられる。
体を一端閉管型キヤツプで覆つたり、あるいは先
端部を除いて全体に耐熱性コーテング材を塗布し
たりして溶鋼浸漬時の熱衝撃を緩和する方法が考
えられる。
しかしながらこのように表面全体または大部分
を被覆してしまうと基準極が溶融金属温度と同温
度に到達するのに時間を要し、起電力の安定する
までのいわゆる応答時間が長くなり、酸素プロー
ブの浸漬許容時間内では安定な波形は得られない
ということになる。
を被覆してしまうと基準極が溶融金属温度と同温
度に到達するのに時間を要し、起電力の安定する
までのいわゆる応答時間が長くなり、酸素プロー
ブの浸漬許容時間内では安定な波形は得られない
ということになる。
また、コーテング材の塗布は製造工程上、乾燥
温度、乾燥時間に厳密な管理が必要となり、さら
にコーテング膜を損傷しないよう組立時の取扱い
には細心の注意が必要であるため工程上繁雑とな
らざるを得ない。さらに高温度、低酸素活量の溶
融金属中ではコーテング膜を形成する酸化物が溶
融金属中に解離して測定端付近を汚染する可能性
があり、測定された酸素活量値自体に問題を生ず
る危険性がある。
温度、乾燥時間に厳密な管理が必要となり、さら
にコーテング膜を損傷しないよう組立時の取扱い
には細心の注意が必要であるため工程上繁雑とな
らざるを得ない。さらに高温度、低酸素活量の溶
融金属中ではコーテング膜を形成する酸化物が溶
融金属中に解離して測定端付近を汚染する可能性
があり、測定された酸素活量値自体に問題を生ず
る危険性がある。
本発明はこれらの方法とは異なり、簡便な方法
で、溶鋼浸漬時の固体電解質の破壊を解消した酸
素プローブを提供するものである。すなわち、固
体電解質３の基準極物質５の充填部分を露出さ
せ、基準極物質５より支持本体ハウジング２側の
突設基部を金属で覆うことにより溶鋼浸漬時に根
部と突出部の境界部に生ずる急激な温度勾配を緩
和し、破壊を防止しようとするものである。
で、溶鋼浸漬時の固体電解質の破壊を解消した酸
素プローブを提供するものである。すなわち、固
体電解質３の基準極物質５の充填部分を露出さ
せ、基準極物質５より支持本体ハウジング２側の
突設基部を金属で覆うことにより溶鋼浸漬時に根
部と突出部の境界部に生ずる急激な温度勾配を緩
和し、破壊を防止しようとするものである。
第３図は本発明の最も好ましい実施例を示した
もので、固体電解質３の外径とほぼ一致する内径
の金属製円筒１０で基準極物質５の充填されてい
る部分よりハウジング２側の突設基部を覆い、基
準極物質５の充填されている部分は露出させたも
のである。第４〜６図は他の実施例を示すもの
で、第４図の場合は外形が方形の筒１１で、第５
図の場合は外形が多角形の筒１２で、第６図の場
合は開口筒１３でそれぞれ覆つた場合を示し、い
ずれの場合も筒としては金属製のものを使用して
いる。
もので、固体電解質３の外径とほぼ一致する内径
の金属製円筒１０で基準極物質５の充填されてい
る部分よりハウジング２側の突設基部を覆い、基
準極物質５の充填されている部分は露出させたも
のである。第４〜６図は他の実施例を示すもの
で、第４図の場合は外形が方形の筒１１で、第５
図の場合は外形が多角形の筒１２で、第６図の場
合は開口筒１３でそれぞれ覆つた場合を示し、い
ずれの場合も筒としては金属製のものを使用して
いる。
本発明の場合、覆う筒の材質は酸素活量測定を
行なう溶融金属と同種のものを使用するのが好ま
しいが、それより低融点の金属を用いてもよい。
行なう溶融金属と同種のものを使用するのが好ま
しいが、それより低融点の金属を用いてもよい。
以上の如く本発明は固体電解質の突設基部のみ
を金属で覆つたのであるから基準極部の熱的平衡
への到達を遅延させるものではなく、応答時間が
長くなることはない。また測定端付近の溶融金属
は汚染されることがないため正確な溶解酸素量を
測定できる。さらに製造は固体電解質の外径に見
合つた筒体を嵌合させればよいので極めて簡単で
ある。
を金属で覆つたのであるから基準極部の熱的平衡
への到達を遅延させるものではなく、応答時間が
長くなることはない。また測定端付近の溶融金属
は汚染されることがないため正確な溶解酸素量を
測定できる。さらに製造は固体電解質の外径に見
合つた筒体を嵌合させればよいので極めて簡単で
ある。
第１図は一般的な酸素プローブの断面図、第２
図はキヤツプ底面を除去した第１図の底面図であ
る。第３図〜６図は本発明の実施例要部を示すも
ので、いずれもａは底面図、ｂは中心断面図であ
る。 １……耐熱外装材、２……支持本体ハウジン
グ、３……ジルコニア系固体電解質、５……基準
極物質、１０……金属製円筒、１１……外形が方
形の筒、１２……外形が多角形の筒、１３……開
口筒。
図はキヤツプ底面を除去した第１図の底面図であ
る。第３図〜６図は本発明の実施例要部を示すも
ので、いずれもａは底面図、ｂは中心断面図であ
る。 １……耐熱外装材、２……支持本体ハウジン
グ、３……ジルコニア系固体電解質、５……基準
極物質、１０……金属製円筒、１１……外形が方
形の筒、１２……外形が多角形の筒、１３……開
口筒。
Claims (1)
- １ 先端側に基準極物質が充填された一端閉管形
ジルコニア系固体電解質を支持本体ハウジング端
面より突設した構造の酸素プローブにおいて、前
記固体電解質の基準極物質充填部分を露出させ、
基準極物質より支持本体ハウジング側の突設基部
を金属で覆つたことを特徴とする酸素プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126317A JPS5917148A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 酸素プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57126317A JPS5917148A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 酸素プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5917148A JPS5917148A (ja) | 1984-01-28 |
| JPH0249470B2 true JPH0249470B2 (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=14932190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57126317A Granted JPS5917148A (ja) | 1982-07-20 | 1982-07-20 | 酸素プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5917148A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117952A (ja) * | 1984-07-05 | 1986-01-25 | Nisshin Steel Co Ltd | 酸素プロ−ブ |
| JPS6179156A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 | Yamazato Erekutoronaito Kk | ニ−ドル型酸素濃度検出素子 |
| JPH0715449B2 (ja) * | 1989-10-17 | 1995-02-22 | 山里エレクトロナイト株式会社 | スラグ中の酸素活量測定方法及びその装置並びに該装置に用いる消耗型ルツボ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145187A (en) * | 1978-04-06 | 1979-11-13 | Electro Nite | Oxygen detector |
-
1982
- 1982-07-20 JP JP57126317A patent/JPS5917148A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54145187A (en) * | 1978-04-06 | 1979-11-13 | Electro Nite | Oxygen detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5917148A (ja) | 1984-01-28 |
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