JPH08303964A - Leakage sensing sensor in metal melting facility - Google Patents

Leakage sensing sensor in metal melting facility

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Publication number
JPH08303964A
JPH08303964A JP13277195A JP13277195A JPH08303964A JP H08303964 A JPH08303964 A JP H08303964A JP 13277195 A JP13277195 A JP 13277195A JP 13277195 A JP13277195 A JP 13277195A JP H08303964 A JPH08303964 A JP H08303964A
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JP
Japan
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metal
molten metal
insulator
protective cap
detection sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP13277195A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuhei Sakaguchi
育平 阪口
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KAWASOU DENKI KOGYO KK
Original Assignee
KAWASOU DENKI KOGYO KK
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: To prevent an erroneous operation of an alarm by a method wherein a sensor electrode is sealingly enclosed at a protective cap made of specifically selected metal between it and molten metal so as to protect it. CONSTITUTION: A leakage sensing sensor 16 inserted into and loaded at one location or a plurality of locations in a clearance 15 between a crucible 13 storing molten metal 12 therein and an external container 14 is comprised of an insulator 17 and a metalic protection cap 20 inserted into the insulator and for sealingly enclosing a pair of electrodes 19, 19 in a non-contacted state which are projected from the insulator 17 at its extremity end. As a metal constituting raw material of the protection cap 20, it is selected from metal in which its melting point is higher than an operating temperature, although a melting point of alloy when the molten metal 12 is contacted with the cap to make alloy is set to be higher than an operating temperature. Due to this fact, the protection cap 20 is not melted during an operation of a melting furnace, but protects the electrodes 19 and in turn upon contact of it with the leaked molten metal 12, the metal is rapidly melted under the operating temperature to cause the electrodes 19 to be operated, resulting in that a stable operation and a real time sensing of leakage can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、金属溶融設備における
漏洩検知センサー装置、即ち、黒鉛坩堝等を用いた金属
溶融設備において坩堝からの溶融金属の漏洩を検知する
ためのセンサー装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a leak detecting sensor device in a metal melting facility, that is, a sensor device for detecting a leak of molten metal from a crucible in a metal melting facility using a graphite crucible or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アルミニウムやその合金、或いは
銅やその合金等の金属を溶解するための溶解炉が知られ
ている。このような溶解炉は、金属を溶解すると共に該
溶融金属を収容する黒鉛坩堝を、電気ヒータを装備した
鋼製容器内に隙間をおいて配置している。前記隙間は、
膨張差を吸収すると共に坩堝の交換を容易にするための
ものであり、該隙間内における数個所において黒鉛坩堝
と鋼製容器の両者を支持部材により保持している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a melting furnace for melting a metal such as aluminum or its alloy, or copper or its alloy has been known. In such a melting furnace, a graphite crucible for melting a metal and containing the molten metal is arranged in a steel container equipped with an electric heater with a gap. The gap is
This is for absorbing the difference in expansion and facilitating the replacement of the crucible, and the graphite crucible and the steel container are both held by a supporting member at several points in the gap.

【0003】ところで、前記坩堝は、金属を溶解するた
め、長時間、常に、高温環境下にさらされ、その結果、
寿命が8〜10カ月程度であるといわれている。
By the way, since the crucible dissolves metal, it is exposed to a high temperature environment for a long time at all times, and as a result,
It is said that the service life is about 8 to 10 months.

【0004】そこで、黒鉛坩堝は、寿命末期になると減
肉し、脆弱化され、亀裂その他の部分的な損傷個所から
溶融金属を漏洩するという問題がある。漏洩した溶融金
属は、前記隙間に流入するため、外部からは漏洩の事実
を肉眼で視認することができない。
Therefore, there is a problem that the graphite crucible is thinned and weakened at the end of its life, and molten metal leaks from cracks and other partially damaged portions. Since the leaked molten metal flows into the gap, the fact of the leak cannot be visually recognized from the outside.

【0005】然しながら、溶融金属が漏洩しているにも
拘わらず、そのまま操業を継続すると、前記隙間に滞留
した溶融金属が鋼製容器を損傷せしめ、遂には鋼製容器
を破って溶融金属が外部に流出し、大事故を招来する危
険がある。
However, even if the molten metal leaks, if the operation is continued as it is, the molten metal accumulated in the gap causes damage to the steel container, and finally the steel container is broken and the molten metal is exposed to the outside. There is a risk of spillage into and causing a serious accident.

【0006】このような事故を防止するためには、リア
ルタイムでの坩堝損傷の検知が不可欠である。蓋し、検
知が遅れると、坩堝だけでなく耐火物や鋼製容器の損傷
が既に進行しており、補修すべき交換個所が広がり過ぎ
ているため、極めて不経済となる。
In order to prevent such an accident, it is essential to detect crucible damage in real time. If the cover is closed and the detection is delayed, damage to not only the crucible but also the refractory and the steel container has already progressed, and the replacement parts to be repaired are too wide, which is extremely uneconomical.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一方、リアルタイムで
の漏洩を検知するため、炉壁や炉底部に導電性検知エレ
メントを絶縁性シートに配設して成る検知網を埋め込ん
だものや、或いは、図15及び図16に示すような漏洩
検知センサー1が提案されている。
On the other hand, in order to detect a leak in real time, a detection net formed by arranging a conductive detection element on an insulating sheet is embedded in the furnace wall or furnace bottom, or A leak detection sensor 1 as shown in FIGS. 15 and 16 has been proposed.

【0008】前記漏洩検知センサー1は、絶縁体2に挿
通された一対の導線3、3から成るエレメント4を構成
し、該エレメント4の先端に導線3、3を突出せしめた
電極5を備えている。そこで、一対のエレメント4、4
を、黒鉛坩堝6と鋼製容器7の間に形成された隙間8に
挿入し、両エレメント4、4の電極5、5を非接触状態
で隙間8に配置せしめている。尚、図15において、絶
縁体2は長尺の絶縁碍子により構成され、図16におい
て、絶縁体2は列設された多数の短尺の絶縁碍子により
構成されている。
The leak detection sensor 1 comprises an element 4 consisting of a pair of conducting wires 3 and 3 inserted through an insulator 2, and an electrode 5 having the conducting wires 3 and 3 protruding from the tip of the element 4. There is. Therefore, the pair of elements 4, 4
Is inserted into the gap 8 formed between the graphite crucible 6 and the steel container 7, and the electrodes 5, 5 of both elements 4, 4 are arranged in the gap 8 in a non-contact state. In FIG. 15, the insulator 2 is composed of a long insulator, and in FIG. 16, the insulator 2 is composed of a large number of short insulators arranged in a row.

【0009】そこで、黒鉛坩堝6が損傷し、溶融金属9
が漏洩して隙間8に流入すると、電極5、5が漏洩した
溶融金属により電気的に短絡されるので、これを検知器
10により検知することができる。
Therefore, the graphite crucible 6 is damaged and the molten metal 9
Is leaked and flows into the gap 8, the electrodes 5 and 5 are electrically short-circuited by the leaked molten metal, which can be detected by the detector 10.

【0010】然しながら、本発明者らが知見したところ
によると、このような漏洩検知センサー1は、誤動作を
生じる虞れがあり、誤動作を起こすたびに操業を停止
し、点検を行わなければならないという重大な問題があ
る。
However, according to the findings of the present inventors, there is a possibility that such a leak detection sensor 1 may malfunction, and every time a malfunction occurs, the operation must be stopped and the inspection must be performed. I have a serious problem.

【0011】即ち、前述のように、一対の電極5、5
は、隙間8内において操業雰囲気に直接さらされてお
り、これに対して、隙間8の空間には、黒鉛坩堝6から
乖離した炭素粒子が浮遊すると共に、それが酸化された
二酸化炭素或いは一酸化炭素が満たされた状態にある。
このような炭素粒子の乖離は、黒鉛坩堝6が高温環境下
に長期間さらされるに従い顕著となる。このため、溶融
金属の漏洩の事実がなくても、電極5、5に炭素粒子が
付着し堆積すると、電極5、5間における短絡状態を起
こして誤動作を生じることになる。或いは、電極5、5
が黒鉛坩堝6又は鋼製容器7の壁面の近くに配置されて
いる場合には、付着堆積して成長した炭素粒子が該壁面
に接し、該壁面を介して電極5、5が短絡し誤動作を招
来することになる。
That is, as described above, the pair of electrodes 5, 5
Is directly exposed to the operating atmosphere in the gap 8, while in the space of the gap 8, carbon particles separated from the graphite crucible 6 are suspended and carbon dioxide or monoxide is oxidized. It is full of carbon.
Such dissociation of carbon particles becomes remarkable as the graphite crucible 6 is exposed to a high temperature environment for a long period of time. For this reason, even if there is no leakage of molten metal, if carbon particles adhere to and deposit on the electrodes 5 and 5, a short-circuit state between the electrodes 5 and 5 will occur and malfunction will occur. Alternatively, the electrodes 5, 5
Is disposed near the wall surface of the graphite crucible 6 or the steel container 7, the carbon particles grown by adhesion and deposition come into contact with the wall surface, and the electrodes 5 and 5 are short-circuited via the wall surface to cause malfunction. Will be invited.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決した金属溶融設備における漏洩検知センサー装置を提
供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a leak detection sensor device in a metal melting facility which solves the above problems.

【0013】そこで、本発明が手段として構成したとこ
ろは、金属(N)を収容する坩堝を外容器に隙間をおい
て配置し、該隙間内の操業温度(Ta)を金属(N)の
融点(mpN)よりも高く維持して成る金属溶融設備に
おいて、前記隙間内に設けた漏洩検知センサーが、絶縁
体と、該絶縁体に挿通されると共に先端に絶縁体から突
出する電極を備えた導線と、前記電極を非接触状態で密
封する金属製の保護キャップとを備えて成り、前記保護
キャップの素材を構成する金属(M)は、該金属(M)
の融点(mpM)を前記操業温度(Ta)よりも高いも
のとするが、該金属(M)に前記溶融金属(N)を接触
せしめて合金化したとき、該合金(M−N)の融点(L
T)を前記操業温度(Ta)よりも低くする金属から選
ばれて成る点にある。
In view of this, the present invention is configured as a means in which a crucible for containing a metal (N) is placed in an outer container with a gap, and the operating temperature (Ta) in the gap is the melting point of the metal (N). In a metal melting facility which is maintained higher than (mpN), a leak detection sensor provided in the gap is provided with an insulator, and a conductor wire provided with an electrode inserted into the insulator and protruding from the insulator at the tip. And a metal protective cap that seals the electrodes in a non-contact state, and the metal (M) constituting the material of the protective cap is the metal (M).
The melting point (mpM) of the alloy is higher than the operating temperature (Ta), but when the molten metal (N) is brought into contact with the metal (M) to form an alloy, the melting point of the alloy (MN) (L
The point is that it is selected from the metals that make T) lower than the operating temperature (Ta).

【0014】本発明の第一の実施例において、溶融金属
の主成分がAlであるとき、前記保護キャップの金属素
材を構成する金属主成分は、Ag、Au、Cu、Ni、
Feから選ぶことができる。
In the first embodiment of the present invention, when the main component of the molten metal is Al, the main metal components constituting the metal material of the protective cap are Ag, Au, Cu, Ni,
It can be selected from Fe.

【0015】本発明の第二の実施例において、溶融金属
の主成分がCuであるとき、前記保護キャップの金属素
材を構成する金属主成分は、Ni、Ti、Feから選ぶ
ことができる。
In the second embodiment of the present invention, when the main component of the molten metal is Cu, the metal main component constituting the metal material of the protective cap can be selected from Ni, Ti and Fe.

【0016】本発明の第三の実施例において、溶融金属
の主成分がZnであるとき、前記保護キャップの金属素
材を構成する金属主成分は、Alから選ぶことができ
る。
In the third embodiment of the present invention, when the main component of the molten metal is Zn, the main metal component constituting the metal material of the protective cap can be selected from Al.

【0017】[0017]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を
詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0018】図1に示すように、金属溶融設備11は、
溶融金属(N)12を収容した坩堝13を外容器14に
隙間15をおいて配置し、該隙間15内の操業温度(T
a)を金属(N)の融点(mpN)よりも高く維持する
ものである。このような金属溶融設備11は、アルミニ
ウムやその合金、銅やその合金、亜鉛やその合金等の金
属を溶解するための溶解炉として公知のものであり、坩
堝13が黒鉛坩堝、外容器14が鋼製容器から成り、図
示しないが、外容器14には電気ヒータが装備されてい
る。尚、前記隙間15内における数個所において、坩堝
13と外容器14を相互に支持部材により保持してい
る。
As shown in FIG. 1, the metal melting equipment 11 is
The crucible 13 containing the molten metal (N) 12 is placed in the outer container 14 with a gap 15 therebetween, and the operating temperature (T
It keeps a) higher than the melting point (mpN) of the metal (N). Such a metal melting facility 11 is known as a melting furnace for melting metals such as aluminum and its alloys, copper and its alloys, zinc and its alloys, and the crucible 13 is a graphite crucible and the outer container 14 is Although not shown, the outer container 14 is equipped with an electric heater, which is made of a steel container. Note that the crucible 13 and the outer container 14 are mutually supported by a supporting member at several points in the gap 15.

【0019】本発明の漏洩検知センサー装置16は、前
記隙間15内の1個所又は複数個所に内挿し装着されて
いる。
The leak detection sensor device 16 of the present invention is inserted and installed in one or a plurality of places in the gap 15.

【0020】(第1実施態様)図1に示す第1実施態様
において、漏洩検知センサー装置16は、絶縁体17
と、該絶縁体17に挿通され先端に絶縁体17から突出
する一対の電極19、19を構成する2本の導線18
a、18bと、前記電極19、19を非接触状態で密封
する金属製の保護キャップ20とを備えている。
(First Embodiment) In the first embodiment shown in FIG. 1, the leak detection sensor device 16 includes an insulator 17
And two conductors 18 that form a pair of electrodes 19 that are inserted into the insulator 17 and project from the insulator 17 at the tip.
a and 18b and a metal protective cap 20 for sealing the electrodes 19 and 19 in a non-contact state.

【0021】このような漏洩検知センサー装置16は、
例えばシース熱電対やMIケーブル等を基本材料として
構成することが可能であり、先端部において熱電対の場
合の温接点を形成せしめないで、各素線を相互に接触し
ないように且つ絶縁体17の先端から露出するように突
出せしめることにより簡単に形成することができる。し
かも、これにより、隙間15内における溶融金属(N)
12の融点(mpN)を越える操業温度(Ta)に相当
する高温雰囲気と、過酷な炭化還元雰囲気に長期間耐え
ることができる。
Such a leak detection sensor device 16 is
For example, a sheath thermocouple, an MI cable, or the like can be used as a basic material, and a hot junction in the case of a thermocouple is not formed at the tip end so that the individual wires do not come into contact with each other and the insulator 17 It can be easily formed by projecting it so that it is exposed from the tip of the. Moreover, as a result, the molten metal (N) in the gap 15
It is possible to endure a high temperature atmosphere corresponding to an operating temperature (Ta) exceeding the melting point (mpN) of 12 and a severe carbonization reducing atmosphere for a long time.

【0022】前記保護キャップ20は、隙間15におけ
る雰囲気中の炭素粒子が電極19、19に付着すること
を防止するためのものであり、前記電極19、19に接
触しない状態で包囲するカップ形状に形成され、絶縁体
17の先端部に装着され、これにより電極19、19を
保護キャップ20内に密封する。保護キャップ20は、
隙間15内における操業温度(Ta)の下では溶融せず
電極19、19を密封せしめた状態にある。即ち、保護
キャップ20の素材を構成する金属(M)は、該金属
(M)の融点(mpM)を前記操業温度(Ta)よりも
高いものとしている。然しながら、坩堝13から溶融金
属(N)12が漏洩して保護キャップ20を構成する金
属(M)に接すると、そこで合金化することにより生成
される合金(M−N)の融点(LT)を前記操業温度
(Ta)よりも低くする結果、保護キャップ20が溶融
し、電極19、19を短絡せしめるものである。
The protective cap 20 is for preventing carbon particles in the atmosphere in the gap 15 from adhering to the electrodes 19, 19, and has a cup shape surrounding the electrodes 19, 19 without contacting them. It is formed and attached to the tip of the insulator 17, which seals the electrodes 19, 19 within the protective cap 20. The protective cap 20
Under the operating temperature (Ta) in the gap 15, the electrodes 19 and 19 are not melted and are in a sealed state. That is, the metal (M) constituting the material of the protective cap 20 has a melting point (mpM) of the metal (M) higher than the operating temperature (Ta). However, when the molten metal (N) 12 leaks from the crucible 13 and comes into contact with the metal (M) that constitutes the protective cap 20, the melting point (LT) of the alloy (MN) produced by alloying there is changed to the melting point (LT). As a result of lowering the operating temperature (Ta), the protective cap 20 melts and shorts the electrodes 19, 19.

【0023】第1実施態様に基づく第1具体例は、図4
(A)に示すように、基本的にはシース熱電対と同様の
構成であり、一対の挿通孔21、21を設けた磁器製シ
ース22により絶縁体17を構成し、前記挿通孔21、
21に挿通された導線18a、18bの先端部を相互に
離間せしめた状態でシース22から突出せしめることに
より電極19、19を構成し、保護キャップ20をシー
ス22の先端に装着している。
A first concrete example based on the first embodiment is shown in FIG.
As shown in (A), it has basically the same configuration as the sheath thermocouple, and the insulator 17 is constituted by the porcelain sheath 22 provided with the pair of insertion holes 21 and 21, and the insertion hole 21,
Electrodes 19 and 19 are formed by projecting the ends of the conductive wires 18 a and 18 b, which are inserted into the wire 21, from the sheath 22 in a state where they are separated from each other, and the protective cap 20 is attached to the distal end of the sheath 22.

【0024】第1実施態様に基づく第2具体例は、図4
(B)に示すように、耐熱性を有する金属製或いは磁器
製のパイプ材23に導線18a、18bを挿通せしめる
と共に、該パイプ材23の内部に絶縁性を有する粉末等
の充填剤24を充填したものであり、導線18a、18
bを埋入せしめた充填剤24により絶縁体17を構成し
ている。尚、パイプ材23に挿通された導線18a、1
8bの先端部は、相互に離間せしめた状態でパイプ材2
3から突出され、これにより電極19、19を構成し、
保護キャップ20をパイプ材23の先端に装着してい
る。
A second specific example based on the first embodiment is shown in FIG.
As shown in (B), the conductors 18a and 18b are inserted into the heat-resistant metal or porcelain pipe material 23, and the inside of the pipe material 23 is filled with a filler 24 such as powder having an insulating property. The conductors 18a, 18
The insulator 24 is formed by the filler 24 in which b is embedded. In addition, the conductive wires 18a, 1 inserted through the pipe member 23
The tip portions of 8b are separated from each other by the pipe material 2
3 to thereby form electrodes 19 and 19,
The protective cap 20 is attached to the tip of the pipe material 23.

【0025】第1実施態様に基づく第3具体例は、図4
(C)に示すように、耐熱性を有する金属製の有底パイ
プ材25に導線18a、18bを挿通せしめると共に、
該パイプ材25の底部26の近傍を除いて絶縁性を有す
る粉末等の充填剤27を充填したものであり、導線18
a、18bを埋入せしめた充填剤27により絶縁体17
を構成している。導線18a、18bの先端部は、相互
に離間せしめた状態で前記絶縁体17から突出され前記
底部26の内部に非接触状態で配置される。従って、こ
の第3具体例の場合、パイプ材25に一体に形成された
底部26が保護キャップ20を構成する。
A third specific example based on the first embodiment is shown in FIG.
As shown in (C), the conductors 18a and 18b are inserted into the metal bottomed pipe material 25 having heat resistance, and
The pipe material 25 is filled with a filler 27 such as powder having an insulating property except for the vicinity of the bottom portion 26 of the pipe 18.
Insulator 17 is formed by a filler 27 in which a and 18b are embedded.
Is composed. The leading ends of the conductive wires 18a and 18b are protruded from the insulator 17 in a state of being separated from each other, and are arranged inside the bottom portion 26 in a non-contact state. Therefore, in the case of the third specific example, the bottom portion 26 integrally formed with the pipe member 25 constitutes the protective cap 20.

【0026】上記第1実施態様において、溶融金属12
の漏洩は、一対の電極19、19が短絡したときに検知
される。従って、図1に示すように、一対の導線18
a、18bは、容器11の外部において短絡を検知する
ための検知器28に電気的に接続される。
In the first embodiment, the molten metal 12
Is detected when the pair of electrodes 19 and 19 are short-circuited. Therefore, as shown in FIG.
The a and 18b are electrically connected to a detector 28 for detecting a short circuit outside the container 11.

【0027】(第2実施態様)図2に示す第2実施態様
において、漏洩検知センサー装置16は、絶縁体17
と、該絶縁体17に挿通され先端に絶縁体17から突出
する1本の電極19を構成する1本の導線18と、前記
電極19を非接触状態で密封する金属製の保護キャップ
20とを備えている。
(Second Embodiment) In the second embodiment shown in FIG. 2, the leakage detection sensor device 16 includes an insulator 17
And a conductor wire 18 which is inserted into the insulator 17 and which protrudes from the insulator 17 at one end to constitute one electrode 18, and a metal protective cap 20 which seals the electrode 19 in a non-contact state. I have it.

【0028】このような第2実施態様の具体例は、図4
(D)に示すように、耐熱性を有する金属製或いは磁器
製のパイプ材29に導線18を挿通せしめると共に、該
パイプ材29の内部に絶縁性を有する粉末等の充填剤3
0を充填したものであり、導線18を埋入せしめた充填
剤30により絶縁体17を構成している。パイプ材29
に挿通された導線18の先端部は、パイプ材29から突
出されており、これにより電極19を構成する。尚、保
護キャップ20はパイプ材29の先端に装着されてい
る。
A concrete example of such a second embodiment is shown in FIG.
As shown in (D), the conductive wire 18 is inserted through a heat-resistant metal or porcelain pipe material 29, and a filler 3 such as powder having an insulating property is provided inside the pipe material 29.
Insulator 17 is formed of filler 30 in which conductor 18 is embedded. Pipe material 29
The tip end of the conductive wire 18 inserted in is protruded from the pipe material 29, and thereby constitutes the electrode 19. The protective cap 20 is attached to the tip of the pipe member 29.

【0029】第2実施態様においても、第1実施態様の
具体例として説明した図4(A)や図4(C)と同様の
構成を採用できることは勿論であり、2本の導線18
a、18bを1本の導線18に置換し、それに伴う設計
変更を適宜行えば良い。
In the second embodiment as well, it is needless to say that the same configuration as that shown in FIGS. 4 (A) and 4 (C) described as a specific example of the first embodiment can be adopted, and the two conductors 18 are provided.
It suffices to replace a and 18b with a single conductive wire 18 and appropriately change the design accordingly.

【0030】ところで、第2実施態様を実施するに際し
ては、図2に示すように、少なくとも2本以上の複数の
漏洩検知センサー装置16が隙間15に装備される。こ
れにより、溶融金属12が漏洩したとき、各保護キャッ
プ20が溶融し、複数のセンサー装置16、16間にお
いて電極19、19を短絡せしめることにより、漏洩を
検知することができる。このため、複数の漏洩検知セン
サー装置16、16から延びる導線18、18は、容器
11の外部において短絡を検知するための検知器28に
電気的に接続される。
By the way, when carrying out the second embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of leak detection sensor devices 16 of at least two or more are installed in the gap 15. Thereby, when the molten metal 12 leaks, each protection cap 20 melts and short-circuits the electrodes 19, 19 between the plurality of sensor devices 16, 16 so that the leak can be detected. Therefore, the lead wires 18, 18 extending from the plurality of leak detection sensor devices 16, 16 are electrically connected to a detector 28 for detecting a short circuit outside the container 11.

【0031】(第3実施態様)図3に示す第3実施態様
において、漏洩検知センサー装置16は、絶縁体17
と、該絶縁体17に挿通され先端に絶縁体17から突出
する1本の電極19を構成する1本の導線18と、前記
電極19を非接触状態で密封する金属製の保護キャップ
20とを備えており、前記第2実施態様と同様である。
(Third Embodiment) In the third embodiment shown in FIG. 3, the leak detection sensor device 16 includes an insulator 17
And a conductor wire 18 which is inserted into the insulator 17 and which protrudes from the insulator 17 at one end to constitute one electrode 18, and a metal protective cap 20 which seals the electrode 19 in a non-contact state. It is provided and is similar to the second embodiment.

【0032】この第3実施態様を実施するに際しては、
図3に示すように、漏洩検知センサー装置16を隙間1
5に挿入する。該漏洩検知センサー装置16から延びる
導線18が容器11の外部において検知器28に電気的
に接続されると共に、外容器14に接する短絡用導線3
0が前記検知器28に電気的に接続されている。これに
より、溶融金属12が漏洩したとき、保護キャップ20
が溶融してセンサー装置16の電極19を外容器14に
接触せしめることになるので、電極19は短絡用導線3
0との間で短絡する。
In carrying out this third embodiment,
As shown in FIG. 3, the leak detection sensor device 16 is installed in the gap 1
Insert in 5. A lead wire 18 extending from the leak detection sensor device 16 is electrically connected to a detector 28 outside the container 11, and a short-circuit lead wire 3 that contacts the outer container 14 is provided.
0 is electrically connected to the detector 28. Thus, when the molten metal 12 leaks, the protective cap 20
Is melted to bring the electrode 19 of the sensor device 16 into contact with the outer container 14, so that the electrode 19 is connected to the short-circuit conductor 3
Shorts to 0.

【0033】(保護キャップの構成)本発明において、
保護キャップ20は、操業雰囲気中では長期間の耐久性
を満足する一方、漏洩した溶融金属12が該保護キャッ
プ20に接すると、迅速に溶解するものでなければなら
ない。従って、溶融金属12に対して選ばれた材質でな
ければならない。
(Structure of Protective Cap) In the present invention,
The protective cap 20 must satisfy long-term durability in an operating atmosphere, while it must dissolve quickly when leaked molten metal 12 comes into contact with the protective cap 20. Therefore, it must be a material selected for the molten metal 12.

【0034】この点について、溶融金属12の融点より
も高い融点を有する金属素材(保護キャップ20)を該
溶融金属12で溶かすことは、特定の金属の組合せを条
件とするならば可能である。即ち、冶金学的に考察する
と、ある溶融金属にその溶融温度よりも高い融点を有す
る金属が接触すると、その界面において溶融金属が拡散
浸透され融点を低下せしめる金属の組合せが存在してい
る。これはいわゆる金属が合金化されるときの原理と同
様であり、合金化された部分の融点が低下する金属の組
合せがある。
In this respect, it is possible to melt the metal material (protective cap 20) having a melting point higher than that of the molten metal 12 with the molten metal 12 if the combination of specific metals is a condition. That is, from a metallurgical point of view, when a metal having a melting point higher than its melting temperature comes into contact with a certain molten metal, there is a combination of metals that diffuses and permeates the molten metal at the interface to lower the melting point. This is similar to the principle when so-called metals are alloyed, and there is a combination of metals that lowers the melting point of the alloyed part.

【0035】そこで、上述のように金属溶融設備11の
隙間15に漏洩検知センサー16を内挿した第1〜3実
施態様のような構成の場合、保護キャップ20は、次の
条件を満たす金属により形成される。
Therefore, in the case of the construction of the first to third embodiments in which the leak detection sensor 16 is inserted in the gap 15 of the metal melting equipment 11 as described above, the protective cap 20 is made of a metal satisfying the following conditions. It is formed.

【0036】即ち、保護キャップ20の素材を構成する
金属(M)は、それ自体の融点(mpM)を隙間15内
の操業温度(Ta)よりも高いものとするが、該金属
(M)に溶融金属(N)を接触せしめて合金化したと
き、該合金(M−N)の融点(LT)を前記操業温度
(Ta)よりも低くする金属から選ばれている。
That is, the metal (M) constituting the material of the protective cap 20 has its own melting point (mpM) higher than the operating temperature (Ta) in the gap 15, but the metal (M) is When the molten metal (N) is brought into contact with the alloy to be alloyed, the melting point (LT) of the alloy (MN) is selected to be lower than the operating temperature (Ta).

【0037】従って、mpM>Taであるから、保護キ
ャップ20は、隙間15内で常時は溶融されることなく
電極19を被い保護している。然しながら、坩堝13か
ら溶融金属12が漏洩すると、漏洩した溶融金属12は
保護キャップ20に接し、そこで保護キャップ20を構
成する金属Mを合金化することにより合金(M−N)を
生成するが、合金の融点LTは低下し、Ta>LTとな
るから、保護キャップ20は、隙間15内の操業温度
(Ta)の下で溶融される。
Therefore, since mpM> Ta, the protective cap 20 covers the electrode 19 and protects the electrode 19 without constantly melting it in the gap 15. However, when the molten metal 12 leaks from the crucible 13, the leaked molten metal 12 comes into contact with the protective cap 20, and the metal M forming the protective cap 20 is alloyed there to form an alloy (MN). Since the melting point LT of the alloy decreases and Ta> LT, the protective cap 20 is melted under the operating temperature (Ta) in the gap 15.

【0038】(溶融金属と保護キャップの組合せ実施
例)以下、前記金属の組合せ実施例について説明する。
(Example of Combination of Molten Metal and Protective Cap) Hereinafter, an example of combination of the metal will be described.

【0039】(溶融金属がアルミニウムの場合)溶融金
属12の主成分(N)がAlである場合、Alの融点
(mpN)は660度Cであるから、例えば溶解炉の操
業温度(Ta)を約800度Cとしたとき、保護キャッ
プ20の金属素材を構成する金属主成分(M)は、A
g、Au、Cu、Ni、Feの一つ又は複数から選ぶこ
とができる。
(When the molten metal is aluminum) When the main component (N) of the molten metal 12 is Al, the melting point (mpN) of Al is 660 ° C. Therefore, for example, the operating temperature (Ta) of the melting furnace is set to When the temperature is set to about 800 ° C., the metal main component (M) constituting the metal material of the protective cap 20 is A
It can be selected from one or more of g, Au, Cu, Ni and Fe.

【0040】即ち、このような金属(M)であれば、下
記の表1及び図5ないし9に示す通り、溶融アルミニウ
ムの漏洩を検知するに際し、本発明の目的を達する保護
キャップ20を提供できる。
That is, with such a metal (M), as shown in Table 1 below and FIGS. 5 to 9, it is possible to provide the protective cap 20 which can attain the object of the present invention when detecting leakage of molten aluminum. .

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】(溶融金属が銅の場合)溶融金属12の主
成分(N)がCuである場合、Cuの融点(mpN)は
1083度Cであるから、例えば溶解炉の操業温度(T
a)を約1300度Cとしたとき、保護キャップ20の
金属素材を構成する金属主成分(M)は、Ni、Ti、
Feの一つ又は複数から選ぶことができる。
(When the molten metal is copper) When the main component (N) of the molten metal 12 is Cu, the melting point (mpN) of Cu is 1083 degrees C. Therefore, for example, the operating temperature (T
When a) is about 1300 ° C., the metal main component (M) constituting the metal material of the protective cap 20 is Ni, Ti,
It can be selected from one or more of Fe.

【0043】即ち、このような金属(M)であれば、下
記の表2及び図10ないし13に示す通り、溶融銅の漏
洩を検知するに際し、本発明の目的を達する保護キャッ
プ20を提供できる。
That is, with such a metal (M), as shown in the following Table 2 and FIGS. 10 to 13, it is possible to provide the protective cap 20 which achieves the object of the present invention when detecting leakage of molten copper. .

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】(溶融金属が亜鉛の場合)溶融金属12の
主成分(N)がZnである場合、Znの融点(mpN)
は419度Cであるから、例えば溶解炉の操業温度(T
a)を約500度Cとしたとき、保護キャップ20の金
属素材を構成する金属主成分(M)は、Alから選ぶこ
とができる。
(When the molten metal is zinc) When the main component (N) of the molten metal 12 is Zn, the melting point of Zn (mpN)
Is 419 degrees C. Therefore, for example, the operating temperature (T
When a) is about 500 ° C., the metal main component (M) constituting the metal material of the protective cap 20 can be selected from Al.

【0046】即ち、このような金属(M)であれば、下
記の表3及び図14に示す通り、溶融亜鉛の漏洩を検知
するに際し、本発明の目的を達する保護キャップ20を
提供できる。
That is, with such a metal (M), as shown in Table 3 and FIG. 14 below, it is possible to provide the protective cap 20 that achieves the object of the present invention when detecting leakage of molten zinc.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば、電極19が保護キャッ
プ20に密封され保護されているので、黒鉛坩堝等に見
られるような炭素粒子やその他の塵芥が電極19に付着
堆積して短絡せしめ、溶融金属の漏洩の事実がないのに
警報を発する等の誤動作を生じることはない。
According to the present invention, since the electrode 19 is sealed and protected by the protective cap 20, the carbon particles and other dusts found in the graphite crucible and the like adhere to the electrode 19 to cause a short circuit. However, there is no malfunction such as issuing an alarm even though there is no fact of leakage of molten metal.

【0049】特に、本発明によれば、保護キャップ20
は、溶融金属(N)12との間において特定の選ばれた
金属(M)から成り、該金属(M)は、それ自体の融点
(mpM)を操業温度(Ta)よりも高いものとする
が、該金属(M)に漏洩した溶融金属(N)が接して合
金化すると、該合金(M−N)の融点(LT)を前記操
業温度(Ta)よりも低くする金属から選ばれている。
このため、保護キャップ20は、溶解炉の操業中には溶
融されることなく電極19を保護する反面、漏洩した溶
融金属12との接触を受けると操業温度の下で迅速に溶
融し、電極19を作動せしめるものであるから、安定し
た操業とリアルタイムな漏洩の検知を実現し得るものと
して極めて優れている。
In particular, according to the invention, the protective cap 20
Consists of a metal (M) selected in particular between the molten metal (N) 12 and the metal (M) has a melting point (mpM) of itself higher than the operating temperature (Ta). However, when the leaked molten metal (N) contacts the metal (M) to form an alloy, the melting point (LT) of the alloy (MN) is selected from the metals that lower the operating temperature (Ta). There is.
Therefore, the protective cap 20 protects the electrode 19 without being melted during the operation of the melting furnace, but when contacted with the leaked molten metal 12, the protective cap 20 is rapidly melted under the operating temperature, and the electrode 19 is not melted. It is extremely excellent as it can realize stable operation and real-time detection of leakage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施態様を示す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施態様を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施態様を示す縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【図4】漏洩検知センサー装置の具体例を示しており、
(A)は第1実施態様に基づく第1具体例の縦断面図、
(B)同態様に基づく第2具体例の縦断面図、(C)は
同態様に基づく第3具体例の縦断面図、(D)は第2実
施態様に基づく具体例の縦断面図である。
FIG. 4 shows a specific example of a leak detection sensor device,
(A) is a longitudinal sectional view of a first specific example based on the first embodiment,
(B) is a vertical sectional view of a second specific example based on the same aspect, (C) is a vertical sectional view of a third specific example based on the same aspect, and (D) is a vertical sectional view of a specific example based on the second embodiment. is there.

【図5】Ag−Al合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 5 is a graph showing a liquidus line of an Ag—Al alloy.

【図6】Al−Au合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 6 is a graph showing a liquidus line of an Al—Au alloy.

【図7】Al−Cu合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 7 is a graph showing a liquidus line of an Al—Cu alloy.

【図8】Al−Ni合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 8 is a graph showing a liquidus line of an Al—Ni alloy.

【図9】Al−Fe合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 9 is a graph showing a liquidus line of an Al—Fe alloy.

【図10】Cu−Ni合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 10 is a graph showing a liquidus line of a Cu—Ni alloy.

【図11】Cu−Ti合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 11 is a graph showing a liquidus line of a Cu—Ti alloy.

【図12】Cu−Fe合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 12 is a graph showing a liquidus line of a Cu—Fe alloy.

【図13】Al−Zn合金の液相線を示すグラフ図であ
る。
FIG. 13 is a graph showing a liquidus line of an Al—Zn alloy.

【図14】従来の漏洩検知センサー装置を示す縦断面図
である。
FIG. 14 is a vertical cross-sectional view showing a conventional leak detection sensor device.

【図15】従来の漏洩検知センサー装置を示す縦断面図
である。
FIG. 15 is a vertical cross-sectional view showing a conventional leak detection sensor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 金属溶融装置 12 溶融金属 13 坩堝(黒鉛坩堝) 14 外容器(鋼製容器) 15 隙間 16 漏洩検知センサー装置 17 絶縁体 18、18a、18b 導線 19 電極 20 保護キャップ 11 Metal Melting Device 12 Molten Metal 13 Crucible (Graphite Crucible) 14 Outer Container (Steel Container) 15 Gap 16 Leak Detection Sensor Device 17 Insulator 18, 18a, 18b Conductor Wire 19 Electrode 20 Protective Cap

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年5月11日[Submission date] May 11, 1995

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】 一方、リアルタイム
での漏洩を検知するため、炉壁や炉底部に導電性検知エ
レメントを絶縁性シートに配設して成る検知網を埋め込
んだものや、或いは、図14及び図15に示すような漏
洩検知センサー1が提案されている。
On the other hand, in order to detect a leak in real time, a detection net formed by arranging a conductive detection element on an insulating sheet is embedded in a furnace wall or a furnace bottom, or A leak detection sensor 1 as shown in FIGS. 14 and 15 has been proposed.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0008】 前記漏洩検知センサー1は、絶縁体2に
挿通された一対の導線3、3から成るエレメント4を構
成し、該エレメント4の先端に導線3、3を突出せしめ
た電極5を備えている。そこで、一対のエレメント4、
4を、黒鉛坩堝6と鋼製容器7の間に形成された隙間8
に挿入し、両エレメント4、4の電極5、5を非接触状
態で隙間8に配置せしめている。尚、図14において、
絶縁体2は長尺の絶縁碍子により構成され、図15にお
いて、絶縁体2は列設された多数の短尺の絶縁碍子によ
り構成されている。
The leak detection sensor 1 comprises an element 4 consisting of a pair of conducting wires 3 and 3 inserted in an insulator 2, and an electrode 5 having the conducting wires 3 and 3 protruding from the tip of the element 4. There is. Therefore, the pair of elements 4,
4 is a gap 8 formed between the graphite crucible 6 and the steel container 7.
The electrodes 5 and 5 of both elements 4 and 4 are arranged in the gap 8 in a non-contact state. In addition, in FIG.
The insulator 2 is composed of a long insulator, and in FIG. 15 , the insulator 2 is composed of a large number of short insulators arranged in a row.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属(N)を収容する坩堝を外容器に隙
間をおいて配置し、該隙間内の操業温度(Ta)を金属
(N)の融点(mpN)よりも高く維持して成る金属溶
融設備において、 前記隙間内に設けた漏洩検知センサーが、絶縁体と、該
絶縁体に挿通されると共に先端に絶縁体から突出する電
極を備えた導線と、前記電極を非接触状態で密封する金
属製の保護キャップとを備えて成り、 前記保護キャップの素材を構成する金属(M)は、該金
属(M)の融点(mpM)を前記操業温度(Ta)より
も高いものとするが、該金属(M)に前記溶融金属
(N)を接触せしめて合金化したとき、該合金(M−
N)の融点(LT)を前記操業温度(Ta)よりも低く
する金属から選ばれて成ることを特徴とする金属溶融設
備における漏洩検知センサー装置。
1. A crucible for containing a metal (N) is arranged in an outer container with a gap, and an operating temperature (Ta) in the gap is maintained higher than a melting point (mpN) of the metal (N). In a metal melting facility, a leak detection sensor provided in the gap seals an insulator, a conductor wire that is inserted into the insulator and has an electrode protruding from the insulator at the tip, and the electrode in a non-contact state. The metal (M) constituting the material of the protective cap has a melting point (mpM) of the metal (M) higher than the operating temperature (Ta). When the molten metal (N) is brought into contact with the metal (M) to form an alloy, the alloy (M-
A leak detection sensor device in metal melting equipment, characterized in that it is selected from the metals whose melting point (LT) of N) is lower than the operating temperature (Ta).
【請求項2】 前記溶融金属の主成分がAlとされ、前
記保護キャップの金属素材を構成する金属主成分が、A
g、Au、Cu、Ni、Feから選ばれて成ることを特
徴とする請求項1に記載の金属溶融設備における漏洩検
知センサー装置。
2. The main component of the molten metal is Al, and the main metal component constituting the metal material of the protective cap is A
The leak detection sensor device in the metal melting facility according to claim 1, wherein the leak detection sensor device is selected from g, Au, Cu, Ni, and Fe.
【請求項3】 前記溶融金属の主成分がCuとされ、前
記保護キャップの金属素材を構成する金属主成分が、N
i、Ti、Feから選ばれて成ることを特徴とする請求
項1に記載の金属溶融設備における漏洩検知センサー装
置。
3. The main component of the molten metal is Cu, and the main metal component of the metal material of the protective cap is N.
The leak detection sensor device in the metal melting facility according to claim 1, wherein the leak detection sensor device is made of i, Ti, or Fe.
【請求項4】 前記溶融金属の主成分がZnとされ、前
記保護キャップの金属素材を構成する金属主成分がAl
から成ることを特徴とする請求項1に記載の金属溶融設
備における漏洩検知センサー装置。
4. The main component of the molten metal is Zn, and the main metal component of the metal material of the protective cap is Al.
The leak detection sensor device in the metal melting facility according to claim 1, wherein the leak detection sensor device comprises:
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