JPH0821768A - 熱電対式温度計及び出銑口の溶銑温度測定方法 - Google Patents

熱電対式温度計及び出銑口の溶銑温度測定方法

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JPH0821768A
JPH0821768A JP15477194A JP15477194A JPH0821768A JP H0821768 A JPH0821768 A JP H0821768A JP 15477194 A JP15477194 A JP 15477194A JP 15477194 A JP15477194 A JP 15477194A JP H0821768 A JPH0821768 A JP H0821768A
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protective tube
metal
tube
thermocouple
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JP15477194A
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Goji Maki
剛司 牧
Tetsuhisa Okuda
哲央 奥田
Atsushi Sato
佐藤  淳
Nobuyuki Nagai
信幸 永井
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 損傷を与えることなく熱電対式温度計をタッ
ピングマシンで出銑口に打込んでセットして、出銑口の
溶銑の温度を連続測定する。 【構成】 熱電対2,2を挿入した、表面にZrO2
の溶射皮膜4が施された耐熱衝撃性に優れたMo・Zr
2 系サーメットからなる保護管3を金属保護管5に挿
入し、さらに保護管3の内側及び保護管3と金属保護管
5との間の隙間にMgOからなる耐火物粉末6を充填す
れば、熱電対式温度計1の耐衝撃強度が向上するので、
金属棒10の温度計収容室11に収容して熱電対式温度
計1を簡単に出銑口に打込むことができ、そして金属棒
10と金属保護管5が溶損しても保護管3は耐熱性に優
れた溶射皮膜4で保護されて溶損することなく熱電対
2,2を保護するので、溶銑の温度を連続測定すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、高炉の出銑口の
溶銑温度を測定する熱電対式温度計及び熱電対式温度計
を用いて出銑口の溶銑温度測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融金属温度を連続的、かつ長時間測定
する高温測定用温度計には、ZrB2質の保護管を用い
たものが知られている。このZrB2 質の保護管を用い
た高温測定用温度計は、例えば、特開平1−32132
7号公報に開示されている。
【0003】以下、この従来例に係る高温測定用温度計
を、その保護管の断面図の図5を参照しながら説明する
と、この高温測定用温度計の保護管は、ZrB2 ;85
%、BN;10%、SiC;5%の成分組成になる密
度;4.30のZrB2 製の保護管本体1に、Zr
2 ;92%、Al2 3 ;3%、SiO2 ;3%の成
分組成になる密度;4.50のダブルコーン状のZrB
2 製のスリーブ2を外嵌し、これら保護管本体1とスリ
ーブ2との間の隙間に、ZrB2 ;95%、その他バイ
ンダー;5%の成分組成になるZrB2 製接着剤を充填
した後に、150℃で10時間乾燥したものである。
【0004】この保護管を用いた温度計での温度測定試
験の結果、温度1500〜1550℃の溶鋼に160時
間浸漬しても極く僅かに浸食されただけで、しかもZr
2製接着剤への地金の侵入や軟化も認められず、良好
な状態で使用し得ることを確認している。なお、その保
護管の断面図の図6に示すように、保護管本体1を分割
構成とすると共に、保護管本体1,1の相対する側に雄
ねじを螺刻し、さらにスリーブ2に雌ねじを螺刻した継
足し構成としたものも開示している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
に係るZrB2 製保護管はセラミックで靱性が低く、耐
衝撃性・耐熱衝撃性が劣っているため、溶鋼に浸漬して
溶鋼の温度を測定するという用途に用いることができて
も、高炉の出銑口内の溶銑温度の測定には不向きであ
る。つまり、出銑口内の溶銑温度を測定するためには、
出銑口開口用のタッピングマシンを使用し、このタッピ
ングマシンの金属棒と共に高温測定用温度計を打込む必
要があるためである。
【0006】仮に、ZrB2 製保護管を用いた高温測定
用温度計をタッピングマシンの金属棒と共に打込むと、
打込み時の機械的衝撃や曲げ力等によってZrB2 製保
護管に亀裂が発生し、その耐久寿命が極めて短くなると
いう解決すべき課題の他、充分に予熱する必要があり、
予熱にも長時間を要する。即ち、その取扱いも煩わしい
だけでなく、出銑口の溶銑温度を測定するに際してのそ
のセットに極めて長時間を要するという解決すべき課題
があった。
【0007】従って、本発明は、耐衝撃性・耐熱衝撃性
が優れると共に、取扱いの容易な熱電対式温度計及びこ
の熱電対式温度計を用いて出銑口の溶銑の温度を容易に
測定することを可能ならしめる出銑口の溶銑温度測定方
法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであって、従って本発明の請求項1に
係る熱電対式温度計の構成は、熱電対が挿入され、表面
にZrO2 系サーメットの溶射皮膜が施された有底状の
Mo・ZrO2 系サーメットからなる保護管と、該保護
管が挿入される有底状の金属保護管と、前記保護管の内
側及び該保護管と前記金属保護管の間の隙間のそれぞれ
に軽充填密度で充填される耐火物粉末とからなることを
特徴とする。
【0009】また、本発明の請求項2に係る出銑口の溶
銑温度測定方法の要旨は、タッピングマシンに着脱自在
に装着される出銑口開口用の金属棒に、長手方向に沿う
温度計収容室を設け、該金属棒の前記温度計収容室に請
求項1記載の熱電対式温度計を収容して出銑口を開口
し、出銑口の開口後に前記金属棒をそのまま出銑口に残
して、前記熱電対式温度計で出銑口の溶銑の温度を測定
することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の請求項1に係る熱電対式温度計によれ
ば、有底状のMo・ZrO2 系サーメットからなる保護
管はZrB2 製の保護管に比較して耐熱衝撃性が優れて
おり、しかも、保護管の内側及び保護管と金属保護管と
の間の隙間のそれぞれに軽充填密度で充填されている耐
火物粉末によって衝撃が吸収されるのに加えて、Mo・
ZrO2 系サーメットからなる保護管は、金属保護管に
挿入されているので、熱電対式温度計全体の耐衝撃強度
が一層向上する。さらに、Mo・ZrO2系サーメット
からなる保護管は、表面に溶射されているZrO2 系サ
ーメットの溶射皮膜により耐熱性が一層向上する。
【0011】また、本発明の請求項2に係る出銑口の溶
銑温度測定方によれば、本発明の請求項1に係る熱電対
式温度計が金属棒の温度計収容室に収容され、タッピン
グマシンの作動によりマッドで閉塞されている出銑口に
打込まれて熱電対式温度計は金属棒と共に溶銑中に残さ
れる。熱電対式温度計は打込み中を通じて衝撃を受ける
が、本発明の請求項1に係る熱電対式温度計は、上記の
とおり耐衝撃性が優れているので、従来のZrB2 製の
保護管を用いた温度計のように簡単に破損するようなこ
とがない。そして、溶銑の温度で先端棒や金属保護管が
溶損するが、この熱電対式温度計はMo・ZrO2 系サ
ーメットからなる保護管で保護されて出銑口の溶銑の温
度を測定し続けることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る熱電対式温度計
と出銑口への熱電対式温度計の打込みに用いる金属棒
を、この熱電対式温度計を収容した状態を示す金属棒の
断面図の図1(a)と、図1(a)のA−A線断面図の
図1(b)とを参照しながら説明する。
【0013】図に示す符号1は、熱電対式温度計で、こ
の熱電対式温度計1は後述するように構成されている。
即ち、インロー部でステンレス保護管3aが接続され、
表面にZrO2 系サーメットの溶射皮膜4が施されてな
る有底状のMo・ZrO2 系サーメットからなる保護管
3(外径25mm)の内側に長短2対の熱電対2,2が
挿入されている。なお、Mo・ZrO2 系サーメットか
らなる保護管3にはステンレス保護管3aが接続されて
いるが、この部位は高温に晒されることがなく、全てを
高価なMo・ZrO2 系サーメットにする必要がないか
らである。
【0014】そして、保護管3,3aは有底状の金属保
護管5に挿入されると共に、前記保護管3,3aの内側
及びこれら保護管3,3aと前記金属保護管5の間の隙
間のそれぞれには、衝撃の吸収を目的とした粒度40〜
330メッシュ程度のMgOからなる耐火物粉末6が軽
充填密度で充填されている。耐火物粉末6の充填程度
は、例えば、隙間に耐火物粉末6を入れ、軽く振動を与
える程度が良い。その理由は、耐火物粉末6の充填密度
が高すぎても、低すぎても衝撃の吸収にとって好ましく
ないからである。なお、耐火物粉末6としては、高融点
物質であれば良いので、MgOだけでなく、例えばAl
2 3 等も用いることができ、特に耐火物粉末6の材質
そのものに限定されるものではない。
【0015】従って、この熱電対式温度計1のMo・Z
rO2 系サーメットからなる保護管3は従来例のZrB
2 製の保護管に比較して耐熱衝撃性が優れ、しかも、こ
の保護管3の内側及びこの保護管3と金属保護管5との
間の隙間のそれぞれに充填されている耐火物粉末6によ
って衝撃が吸収されるのに加えて、Mo・ZrO2 系サ
ーメットからなる保護管3は、金属保護管5に挿入され
ているので、この熱電対式温度計1全体の耐衝撃強度が
一層向上すると共に、金属保護管5が溶損してMo・Z
rO2 系サーメットからなる保護管3が高温に晒されて
も、この保護管3は表面に溶射されているZrO2 系サ
ーメットの溶射皮膜で保護される。
【0016】上記熱電対式温度計1は、図示しないタッ
ピングマシンに着脱自在に装着される出銑口開口用の金
属棒10(外形50mm、長さ6m)の径方向の中心部
において、長手方向に沿いかつこの金属棒10の径方向
の中心と同心に設けられている断面が円形状の温度計収
容室11に、耐火物粉末12と共に収容されている。な
お、必ずしも耐火物粉末12である必要がなく、例えば
繊維状の耐火物であっても良く、さらに熱電対式温度計
1の外側は金属保護管5で保護されているので無くても
良い。このように、熱電対式温度計1を耐火物粉末12
と共に温度計収容室11に収容したのは、熱電対式温度
計1の衝撃による損傷をより確実に防止することを狙い
としたものである。
【0017】金属棒10の温度計収容室11に収容した
熱電対式温度計1を出銑口の溶銑温度を測定するために
出銑口にセットする場合は、タッピングマシンでマッド
で閉塞されている出銑口に金属棒10を打込み、そして
金属棒10をタッピングマシンから取外す。このような
金属棒10の打込みに際して、熱電対式温度計1は衝撃
を受けるが、この熱電対式温度計1は、上記のとおり、
耐衝撃性が優れているので、従来のZrB2 製の保護管
を用いた温度計のように簡単に破損することなく出銑口
にセットすることができた。そして、溶銑の温度で先端
棒10や金属保護管5が溶損しても、この熱電対式温度
計1はMo・ZrO2 系サーメットからなる保護管3で
保護されて出銑口の溶銑の温度を測定し続けることがで
きた。
【0018】つまり、この熱電対式温度計1は、予熱す
ることなく出銑口にセットしたのであるが、縦軸に測定
温度(℃)をとり、横軸に経過時間(h)をとって示す
測定温度説明図の図2に示すように、26時間連続して
溶銑の温度を測定し続けることができた。次いで、この
熱電対式温度計1を出銑口から取外して冷却した後に各
部品を調査した。勿論、金属棒10や金属保護管5は溶
損していたが、保護管3には殆ど損傷がなく、長期安定
して使用し得ることを確認した。但し、同図から良く理
解されるように、約10時間の過渡時間があり、応答性
を必要としない用途に限られるという問題が残された。
【0019】次に、本発明の他の実施例に係る熱電対式
温度計と出銑口への熱電対式温度計の打込みに用いる金
属棒を、この熱電対式温度計を収容した状態を示す金属
棒の外観図の図3(a)と、図3(a)のB矢視図の図
3(b)と、熱電対式温度計の断面図の図3(c)とを
参照しながら説明すると、熱電対式温度計1は、1対の
熱電対2が挿入されてなるハイアルミナ絶縁管2aが、
表面にZrO2 系サーメットの溶射皮膜4が施されてな
る有底状のMo・ZrO2 系サーメットからなる保護管
3(外形12mm)に挿入され、さらに保護管3が有底
状の金属保護管5に挿入されると共に、前記ハイアルミ
ナ管2aと保護管3の間及び保護管3と金属保護管5の
と間の隙間のそれぞれに、上記実施例と同様の粒度と材
質からなる耐火物粉末6が軽充填密度で充填されてい
る。なお、この例ではハイアルミナ絶縁管2aを用いて
いるが、これは熱電対2が細く、熱電対2が予めハイア
ルミナ絶縁管2aに挿入されてなるものをそのまま用い
たからである。
【0020】上記熱電対式温度計1は、図示しないタッ
ピングマシンに着脱自在に装着される出銑口開口用の金
属棒10(外形50mm、長さ6m)の外周の長手方向
に沿って設けられた溝状の温度計収容室11に沿わされ
てセットされており、熱電対式温度計1の金属保護管5
外周の一部は完全に露出した状態になっている。このよ
うに、金属保護管5外周の一部を露出させるようにした
のは、熱電対式温度計1の温度応答性の向上を狙いとし
たものである。
【0021】従って、上記実施例と同様に、タッピング
マシンで金属棒10を打込むことにより、損傷すること
なくこの電対式温度計1を出銑口にセットすることがで
き、そして金属保護管5が溶損しても、この熱電対式温
度計1はMo・ZrO2 系サーメットからなる保護管3
で保護されて出銑口の溶銑の温度を測定し続けることが
できた。
【0022】この熱電対式温度計1による溶銑の温度測
定結果は、縦軸に測定温度(℃)をとり、横軸に経過時
間(h)をとって示す測定温度説明図の図4に示すよう
に、過渡時間が短く、約40分程度で定常状態になるの
で、上記実施例に比較して温度応答性が極めて優れてい
る。勿論、保護管3の径が細く、薄肉厚のため、耐久性
は上記実施例に比較して劣るが、実用上十分な15時間
に及ぶ連続使用が可能であることを確認した。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る熱電対
式温度計及び出銑口の溶銑温度測定方法によれば、Zr
2 製の保護管に比較して耐熱衝撃性が優れたMo・Z
rO2系サーメットからなる保護管の使用と、保護管の
内側及び保護管と金属保護管との間の隙間のそれぞれに
充填されている耐火物粉末による衝撃の吸収と、保護管
の金属保護管への挿入とにより熱電対式温度計の耐衝撃
強度の向上が可能になる結果、予熱せずにタッピングマ
シンでこの熱電対式温度計に損傷を与えることなく打込
んで容易に出銑口にセットすることができ、さらにMo
・ZrO2 系サーメットからなる保護管の表面のZrO
2 系サーメットの溶射皮膜による耐熱性の向上によって
長期間の連続温度測定が可能になり、溶銑出口への熱電
対式温度計のセット作業時間の大幅な短縮に多大に寄与
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の実施例に係る熱電対式
温度計を収容した状態を示す金属棒の断面図、図1
(b)は図1(a)のA−A線断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る熱電対式温度計による測
定温度説明図である。
【図3】図3(a)は本発明の他の実施例に係る熱電対
式温度計を収容した状態を示す金属棒の外観図、図3
(b)は図3(a)のB矢視図、図3(c)は熱電対式
温度計の断面図である。
【図4】本発明の他の実施例に係る熱電対式温度計によ
る測定温度説明図である。
【図5】従来例に係るZrB2 製の保護管の断面図であ
る。
【図6】他の従来例に係るZrB2 製の保護管の断面図
である。
【符号の説明】
1…熱電対式温度計 2…熱電対,2a…ハイアルミナ保護管 3…Mo・ZrO2 系サーメットからなる保護管,3a
…ステンレス保護管 4…溶射皮膜 5…金属保護管 6…耐火物粉末 10…金属棒 11…温度計収容室 12…耐火物粉末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 信幸 兵庫県神戸市西区高塚台1丁目5番5号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱電対が挿入され、表面にZrO2 系サ
    ーメットの溶射皮膜が施された有底状のMo・ZrO2
    系サーメットからなる保護管と、該保護管が挿入される
    有底状の金属保護管と、前記保護管の内側及び該保護管
    と前記金属保護管の間の隙間のそれぞれに軽充填密度で
    充填される耐火物粉末とからなることを特徴とする熱電
    対式温度計。
  2. 【請求項2】 タッピングマシンに着脱自在に装着され
    る出銑口開口用の金属棒に、長手方向に沿う温度計収容
    室を設け、該金属棒の前記温度計収容室に請求項1記載
    の熱電対式温度計を収容して出銑口を開口し、出銑口の
    開口後に前記金属棒をそのまま出銑口に残して、前記熱
    電対式温度計で出銑口の溶銑の温度を測定することを特
    徴とする出銑口の溶銑温度測定方法。
JP15477194A 1994-07-06 1994-07-06 熱電対式温度計及び出銑口の溶銑温度測定方法 Withdrawn JPH0821768A (ja)

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