JPH0554999U

JPH0554999U - 容器内における金属溶湯のレベルセンサ

Info

Publication number: JPH0554999U
Application number: JP10794591U
Authority: JP
Inventors: 繁美谷本; 義昭江口; 美子島原
Original assignee: 昭和アルミニウム株式会社
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-23
Anticipated expiration: 2006-12-27
Also published as: JP2582156Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】正確に金属溶湯面を検出する。容器内に繰返
し金属溶湯を入れるさいの検出作業を簡単にする。【構成】金属溶湯サンプリング装置の貯留タンク８の
頂蓋15に形成された貫通孔に、管状体42を上下動自在で
かつ下方に落下しないように通す。管状体４２の下端部
に、耐熱材料からなりかつ金属溶湯に浮かぶフロート41
を取付ける。頂蓋における貫通孔の周囲の部分に、透光
性を有する材料からなりかつ上端が閉鎖されるとともに
下端が開口した垂直状目盛付き管43を固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、たとえば金属溶湯のサンプリング装置に用いられる容器内における金属溶湯のレベルセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、アルミニウム（アルミニウム合金も含む。以下同じ）溶湯中には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ａｌ₂ＭｇＯ₄等の金属酸化物からなる介在物や、炉材耐火物の破片からなる介在物が含まれているので、アルミニウム溶湯に、これらの介在物を除去する種々の処理が施されている。そして、介在物除去処理の効果を評価するために、通常、処理後のアルミニウム溶湯からサンプリングしてその分析を行っている。

【０００３】金属溶湯サンプリング装置としては、金属溶湯中に浸漬される中空状吸込体と、吸込体に連通状に接続されかつ吸込体が金属溶湯中に浸漬されたさいに溶湯面の上方に来るようになされた金属溶湯貯留タンクと、貯留タンクに接続された真空引き装置とを備えており、吸込体に金属溶湯吸込口が形成されるとともにこの吸込口に介在物捕集フィルタが着脱自在に取付けられたものが知られている（特公昭５９−２８８３２号公報参照）。

【０００４】このサンプリング装置では、吸込体を金属溶湯中に浸漬し、真空引き装置により、吸込体の吸込口から金属溶湯貯留タンク内に所定量の金属溶湯を吸込み、そのさいにフィルタで介在物を捕集し、吸込体を溶湯中から引き上げてその内部の金属溶湯を凝固させた後、フィルタを取り外して介在物の数、種類、大きさ等を分析するようになっている。

【０００５】ところで、このようなサンプリング装置においては、貯留タンク内に吸込まれた金属溶湯の量を知るために、貯留タンクに、金属溶湯の溶湯面を検出するレベルセンサを設けておく必要がある。そして、従来、このような金属溶湯のレベルセンサとしては、貯留タンクの頂壁に貫通状に配置されたステンレス鋼製電極を備えており、電極が金属溶湯に接したさいに形成される電流回路により、金属溶湯のレベルを検出するようになされたものが広く用いられていた。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のレベルセンサでは、金属溶湯が電極に接した後、貯留タンク内の溶湯面のレベルが下がった場合、金属が電極の下端につらら状に凝固し、再度貯留タンク内に金属溶湯を吸込んだ場合には、この凝固金属の下端が溶湯に接したときに電流回路が形成されるので、溶湯面の検出を正確に行うことができないという問題があった。したがって、１度貯留タンク内に金属溶湯を吸込んで排出した後には、電極に付着した凝固金属を除去しなければならず、手間がかかり、作業能率が悪いという問題があった。特に、金属溶湯中の介在物は不均一に存在するので、介在物の分析の精度を高めるためには、多くの金属溶湯を吸込むために、サンプリング回数を多くしなければならい。その結果、サンプリングの度毎に上記のような除去作業が必要となって極めて面倒である。

【０００７】この考案の目的は、上記問題を解決した容器内における金属溶湯のレベルセンサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案による容器内における金属溶湯のレベルセンサは、容器の頂壁に形成された貫通孔に、棒状体が上下動自在でかつ下方に落下しないように通され、棒状体の下端部に、耐熱材料からなりかつ金属溶湯に浮かぶフロートが取付けられ、容器の頂壁上面における棒状体が通された貫通孔の周囲の部分に、透光性を有する材料からなりかつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した垂直状目盛付き管が固定されているものである。

【０００９】

【作用】容器の頂壁に形成された貫通孔に、棒状体が上下動自在でかつ下方に落下しないように通され、棒状体の下端部に、耐熱材料からなりかつ金属溶湯に浮かぶフロートが取付けられ、容器の頂壁上面における棒状体が通された貫通孔の周囲の部分に、透光性を有する材料からなりかつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した垂直状目盛付き管が固定されているので、金属溶湯が容器内に入れられたさいにフロートおよび棒状体が持ち上げられ、このときに棒状体の一定点が達した部分の目盛付き管の目盛を読むことによって、容器内の金属溶湯量を知ることができる。したがって、金属溶湯がフロートに接した後、容器内の溶湯面のレベルが下がって金属がフロートにつらら状に凝固したとしても、再度容器内に金属溶湯を入れた場合には、この金属溶湯面がフロートに接するまでは、フロートおよび棒状体が上昇しないので、溶湯面の検出を正確に行うことができる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の実施例を、図面を参照して説明する。この実施例は、この考案によるレベルセンサを、金属溶湯のサンプリング装置の金属溶湯貯留タンクに適用したものである。なお、以下の説明において、上下、左右は、それぞれ図１の上下、左右をいうものとする。

【００１１】図１および図２において、金属溶湯のサンプリング装置は、内部が溶湯通路(1 a)となされた黒鉛製またはセラミックス製の中空状吸込体(1) を備えている。溶湯通路(1a)の右端部は吸込体(1) の右端面に開口している。この開口を(2) で示す。吸込体(1) の周壁の上側部分には、左側から真空引き口(3) および金属溶湯吸込口(4) が形成されている。吸込口(4) の右側には、溶湯通路(1a)を含むように、上下方向にのびる貫通孔(5) が形成されている。そして、溶湯通路(1a)の右端開口(2) および貫通孔(5) が金属溶湯排出口となっている。

【００１２】真空引き口(3) に上下方向にのびる吸上げ管(7) を介して金属溶湯貯留タンク (8) （容器）が連通状に接続されている。吸上げ管(7) は、高温強度が大きく、金属溶湯との接触によってコンタミネーションを発生することなく、しかも加工性に優れた材料からなる本体(9) の内周面が、金属溶湯との非濡れ性、断熱性および耐久性に優れた耐熱性被覆材(11)で被覆されたものである。金属溶湯がアルミニウム溶湯の場合、本体(9) としては、たとえば黒鉛からなるものが用いられる。また、同じく金属溶湯がアルミニウム溶湯の場合、被覆材(11)としては、たとえばＳｉＯ₂３０〜６０重量％とＣａＯ２０〜５０重量％を含み、残部不可避不純物からなるＳｉＯ₂−ＣａＯ系セラミックス、またはこれに最大限で４０重量％のＡｌ₂Ｏ₃が含有せしめられたＳｉＯ₂−ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系セラミックスの焼成体からなるものが用いられる。この被覆材(11)の厚さは４ｍｍ以上であることが好ましい。図示は省略したが、本体(9) の外周面の下端部に形成されたおねじが、真空引き口(3) の周面に形成されためねじにねじ嵌められることによって、吸上げ管(7) の下端部が吸込体(1) に固定されている。

【００１３】金属溶湯貯留タンク(8) は、たとえばステンレス鋼製本体(12)の内周面が、金属溶湯との非濡れ性、断熱性および耐久性に優れた耐熱性被覆材(13)で被覆されたものである。金属溶湯がアルミニウム溶湯の場合、被覆材(13)としては、吸上げ管(7) の被覆材(11)と同様に、たとえばＳｉＯ₂３０〜６０重量％とＣａＯ２０〜５０重量％を含み、残部不可避不純物からなるＳｉＯ₂−ＣａＯ系セラミックス、またはこれに最大限で４０重量％のＡｌ₂Ｏ₃が含有せしめられたＳｉＯ₂ −ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系セラミックスの焼成体からなるものが用いられる。この被覆材(13)の厚さは５ｍｍ以上であることが好ましい。図示は省略したが、本体(12)の下端部に設けられた下方突出小径部(12a) の内周面に形成されためねじが、吸上げ管(7) の本体(9) の外周面の上端部に形成されたおねじにねじ嵌められることによって、貯留タンク(8) の下端部が吸上げ管(7) に固定されている。貯留タンク(8) の下端面と吸上げ管(7) の上端面との間には、たとえばセラミックス繊維ペーパからなるパッキン(14)が介在させられている。

【００１４】貯留タンク(8) の頂蓋(15)（頂壁）に、真空引き装置(16)が接続されている。真空引き装置は、真空引き管(17)と、真空引き管(17)の先端に取り付けられた真空ポンプ（図示略）とからなる。真空引き管(17)の途中には貯留タンク(8) 側から真空計(18)、真空バルブ(19)およびリークバルブ(21)が設けられている。

【００１５】金属溶湯貯留タンク(8) は、タンク(8) 内の金属溶湯の湯面を検出するレベルセンサ(40)を備えている。レベルセンサ(40)は、貯留タンク(8) 内に配置され、かつ比重が金属溶湯の比重よりも小さな材料からなるフロート(41)を備えている。金属溶湯がアルミニウム溶湯の場合、フロート(41)としては、たとえばＳｉＯ₂ ３０〜６０重量％とＣａＯ２０〜５０重量％を含み、残部不可避不純物からなるＳｉＯ₂−ＣａＯ系セラミックス、またはこれに最大限で４０重量％のＡｌ₂ Ｏ₃が含有せしめられたＳｉＯ₂−ＣａＯ−Ａｌ₂Ｏ₃系セラミックスの焼成体や、比重１．５以下でかつアルミニウム溶湯との非濡れ性および断熱性に優れたセラミックス繊維布からなるものが用いられる。フロート(41)は、貯留タンク(8 ) の頂蓋(15)を摺動自在に貫通した管状体(42)（棒状体）の下端に固定される。管状体(42)は、アルミナや、ステンレス鋼で形成される。図示は省略したが、管状体(2) には、貯留タンク(8) 内に金属溶湯が存在しない場合に、貯留タンク(8 ) の頂蓋(15)上面における管状体(42)が貫通した孔の周囲の部分に係合して管状体(42)の落下を防止するストッパが設けられている。頂蓋(15)上面における管状体(42)が貫通した孔の周囲の部分には、透光性を有する材料からなり、かつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口した垂直状目盛付き管(43)が固定されている。目盛付き管(43)の上端は、貯留タンク(8) 内の溶湯面が最高位置まで上昇したさいの管状体(42)の上端の高さ位置よりも高くなっている。そして、貯留タンク(8 ) 内に金属溶湯が吸込まれたさいにフロート(41)が持ち上げられ、管状体(42)に設けられた一定点、たとえば上端が達した位置における目盛付き管(43)の目盛りを読むことによって貯留タンク(8) 内の溶湯面が検出されるようになっている。

【００１６】吸込体(1) の金属溶湯吸込口(4) には、外周面に全長にわたっておねじが形成された黒鉛製またはセラミックス製の円筒状フィルタ受け部材(25)がねじ止めされている。フィルタ受け部材(25)の上部は、吸込口(4) よりも上方に突出しており、その上面に多孔質黒鉛または多孔質セラミックスからなるフィルタ(26)が、セラミックス繊維製パッキン(29)を介して載せられている。そして、フィルタ受け部材(25)の上方突出部分にねじ嵌め被せられた黒鉛製またはセラミックス製のフィルタ押え部材(27)によりフィルタ(26)が固定されている。フィルタ押え部材 (27)は袋ナット状で、その頂壁(27a) の中央部に貫通孔(28)が形成されている。頂壁(27a) とフィルタ(6) との間にもセラミックス繊維製パッキン(30)が介在させられている。そして、フィルタ(26)は、受け部材(25)の上端面と押え部材(27) の頂壁(27a) とによって挟着されている。また、押え部材(27)の周壁の下端部と、吸込体(1) の上面との間にもセラミックス繊維製パッキン(31)が介在させられている。

【００１７】金属溶湯吸込体(1) の上下の貫通孔(5) には黒鉛製またはセラミックス製の止め栓(32)（閉鎖部材）が密に差し込まれている。この止め栓(32)により溶湯通路 (1a)の右端開口(2) も閉鎖される。止め栓(32)には上方にのびた棒状の操作部材 (33)が一体に形成されている。操作部材(33)の上部は、吸込体(1) を金属溶湯中に浸漬したさいに溶湯面よりも上方に突出する。

【００１８】次に、上記サンプリング装置を用いて溶湯保持層中のアルミニウム溶湯(M) をサンプリングし介在物を分析する方法について説明する。まず、吸込体(1) をアルミニウム溶湯(M) 中に、フィルタ(26)がアルミニウム溶湯(M) 中に完全に没するまで浸漬し、吸込体(1) の温度が６８０℃以上になるまで予熱する。浸漬深さは、フィルタ(26)の部分で４０ｍｍ以上とするのがよい。また、このとき、アルミニウム溶湯面(L) は、吸上げ管(7) の長さの中間部に来るとともに、操作部材 (33)の上部が溶湯面(L) よりも上方に来る。なお、吸込体(1) をアルミニウム溶湯(M) 中に浸漬する直前に、溶湯面(L) のアルミニウム酸化物を除去しておく。

【００１９】ついで、リークバルブ(21)を閉じるとともに真空バルブ(19)を開き、真空ポンプにより装置内部を減圧する。すると、吸込口(4) を通してアルミニウム溶湯(M ) が吸込体(1) の溶湯通路(1a)内に吸込まれ、介在物はフィルタ(26)により濾別されて捕集される。アルミニウム溶湯(M) は、さらに吸上げ管(7) を介して貯留タンク(8) 内に吸込まれる。なお、溶湯吸込速度は７００ｇ／分程度が好ましい。レベルセンサ(40)により、貯留タンク(8) 内の溶湯量が所定量に達したことが検出されると、真空バルブ(19)を閉じるとともに真空ポンプを停止させる。こうして、アルミニウム溶湯(M) の採取作業が終了する。

【００２０】採取作業終了後、操作部材(33)を上方に引張ることにより止め栓(32)を貫通孔 (5) から抜き、貫通孔(5) および溶湯通路(1a)の右端開口(2) を開くとともに、真空バルブ(19)およびリークバルブ(21)を開く。すると、貯留タンク(8) 内のアルミニウム溶湯(M) は、吸上げ管(7) および溶湯通路(1a)を通って貫通孔(5) および溶湯通路(1a)の右端開口(2) から外部に排出され、サンプリング装置内の溶湯面が外部のアルミニウム溶湯(M) の溶湯面(L) と等しい高さになる。その後、サンプリング装置全体をアルミニウム溶湯(M) 中から引上げ、貫通孔(5) および溶湯通路(1a)の右端開口(2) から残りの全てのアルミニウム溶湯(M) を排出する。このさい、フロート(41)も下降し、図示しないストッパにより規制される下降位置に至る。また、貯留タンク(8) および吸上げ管(7) の本体(12)(9) の内周面が、上述したような被覆材(13)(11)で被覆されているので、貯留タンク(8) および吸上げ管(7) 内に溶湯(M) が残留して凝固するのが防止される。ついで、フィルタ押え部材(27)を取り外してフィルタ(26)を取り外した後、フィルタ(26)を切断する。最後に、切断面を研摩した後、光学顕微鏡による観察、ＥＰＭＡ分析により、フィルタ(26)に捕集された介在物の量、サイズ、種類等を分析する。こうして、アルミニウム溶湯(M) の評価が行われる。フィルタ(26)と、フィルタ受け部材(25)およびフィルタ押え部材(27)との間にパッキン(29)(30)が介在させられているとともに、フィルタ押え部材(27)と吸込体(1) との間にパッキン(31)が介在させられているので、フィルタ(26)と、フィルタ受け部材(25)およびフィルタ押え部材(27)との間に、凝固金属が存在することが防止され、フィルタ(26)の取り外しを簡単に行うことができる。

【００２１】サンプリング量を多くするためには、上記採取作業終了後、引き続いて採取作業を行う。この場合には、上述のようにして、まずサンプリング装置内の溶湯面が保持槽のアルミニウム溶湯(M) の溶湯面(L) と等しい高さとなるまで、装置内のアルミニウム溶湯(M) を外部に排出する。このとき、フロート(41)下面には凝固したアルミニウムが若干付着している。また、サンプリング装置内に残留したアルミニウム溶湯(M) は、外部のアルミニウム溶湯(M) の熱により凝固することなく液体状態に保持される。

【００２２】ついで、操作部材(33)により止め栓(32)を貫通孔(5) に差し込み、貫通孔(5) および溶湯通路(1a)の右端開口(2) を閉鎖するとともに、リークバルブ(21)を閉じて上記と同様な採取作業を行う。貯留タンク(8) 内にアルミニウム溶湯(M) が吸込まれたさいには、アルミニウム溶湯(M) がフロート(41)に直接接した場合にフロート(41)が上昇を開始し、これにより溶湯面が検出される。そして、棒状体 (42)に設けられた上記一定点が目盛付き管(43)の所定の目盛りに達したことにより、貯留タンク(8) 内の溶湯(M) の量が所定量に達したことが判る。したがって、真空ポンプを停止させて採取作業を終了する。

【００２３】必要量のサンプリングが終了すれば、上記と同様にして、サンプリング装置内のアルミニウム溶湯(M) を全て排出し、フィルタ(26)に捕集された介在物の量、サイズ、種類等を分析する。こうして、アルミニウム溶湯(M) の評価が行われる。

【００２４】上記実施例においては、この考案のレベルセンサが金属溶湯サンプリング装置の貯留タンクに適用された場合が示されているが、これに限定されるものではなく、この考案のレベルセンサは種々の装置の金属溶湯の溶湯面の検出に適用することができる。

【００２５】

【考案の効果】

この考案の容器内における金属溶湯のレベルセンサによれば、上述のように、棒状体の一定点が達した部分の目盛付き管の目盛を読むことによって、容器内の金属溶湯量を知ることができる。したがって、容器内に金属溶湯が繰返し入れられる場合、正確に金属溶湯面を検出することができる。しかも、従来のように、凝固金属の除去作業が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案のレベルセンサを適用した金属溶湯貯
留タンクを有する金属溶湯サンプリング装置を示す垂直
断面図である。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【符号の説明】

８金属溶湯貯留タンク（容器）１５頂蓋（頂壁）４０レベルセンサ４１フロート４２管状体（棒状体）４３目盛付き管

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】容器の頂壁に形成された貫通孔に、棒状
体が上下動自在でかつ下方に落下しないように通され、
棒状体の下端部に、耐熱材料からなりかつ金属溶湯に浮
かぶフロートが取付けられ、容器の頂壁上面における棒
状体が通された貫通孔の周囲の部分に、透光性を有する
材料からなりかつ上端が閉鎖されるとともに下端が開口
した垂直状目盛付き管が固定されている容器内における
金属溶湯のレベルセンサ。