JPH09318619A - Probe for measuring hydrogen concentration in molten metal - Google Patents

Probe for measuring hydrogen concentration in molten metal

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JPH09318619A
JPH09318619A JP8159104A JP15910496A JPH09318619A JP H09318619 A JPH09318619 A JP H09318619A JP 8159104 A JP8159104 A JP 8159104A JP 15910496 A JP15910496 A JP 15910496A JP H09318619 A JPH09318619 A JP H09318619A
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JP
Japan
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molten metal
hydrogen concentration
probe
inert gas
hole
Prior art date
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Application number
JP8159104A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaya Imai
正也 今井
Masahiro Fueba
政弘 笛場
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen concentration measuring probe with facilitates measuring without any limits in the insertion angle or depth of a two hole ceramic pipe and measuring is not made impossible even if inert gas is reversibly circulated. SOLUTION: In a circulation type hydrogen concentration measuring probe having a two hole ceramic pipe, a fitting part 22 is formed by boring the tip part of a two hole ceramic pipe 11 made of silicon nitride and a ceramic filter 22a and a ceramic fiber 22b are fitted. Then, by the characteristic of the ceramic fiber 22b for being prevented from being wet in hot metal solution 12, the flowing of the metal solution 12 into the suction passage 17 of the two hole ceramic pipe 11 is prevented, the flowing of circulated inert gas into the solution 12 is also prevented and thus the degree of freedom of setting the insertion angle of the two hole ceramic pipe 11 is increased and its insertion depth is small.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムや、
アルミニウム合金等の金属溶湯中の水素濃度を測定する
プローブに係り、特に挿入深さの影響、吸引口への金属
溶湯の詰まり及び挿入角度の影響を除いて応用範囲を拡
大し、寿命の向上をはかったプローブに関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to aluminum,
A probe for measuring the hydrogen concentration in molten metal such as aluminum alloys, in particular, the application range is expanded and the service life is extended except for the influence of the insertion depth, the clogging of the molten metal at the suction port, and the influence of the insertion angle. It's about the bad probe.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルミニウムやアルミニウム合金等は、
その溶湯中に水素ガスが溶解乃至存在していると、かか
る溶湯の凝固の際に、その水素ガスが金属内部に気孔を
生じせしめ、得られる鋳造金属の品質を低下させる。こ
のため、それらアルミニウムやアルミニウム合金等の金
属では、その溶湯中の溶存水素を除去する操作(所謂脱
水素操作)が一般に行われている。しかし、この脱水素
操作には時間がかかり、又必要以上の脱水素操作は製品
のコストアップを招く為、一般には、その操作に先立っ
て、予め金属溶湯中の水素濃度を測定し、その測定結果
に基づいて必要最小限の脱水素操作を施すことが行なわ
れている。そして、その脱水素操作に先立って行われる
金属溶湯中の水素濃度測定には、金属溶湯中の水素濃度
を溶湯状態のまま直接測定でき、測定に要する時間が短
くて済むなどの理由より、英国特許第684865号明細書や
米国特許第2861450 号明細書等に記載されている如き、
目的とする金属溶湯中に所定の不活性ガスを繰り返し循
環せしめて、該不活性ガス中に拡散する水素濃度を測定
する、所謂テレガス(Telegas)法によって該金属溶湯中
の水素濃度を測定することが望ましいとされている。
2. Description of the Related Art Aluminum and aluminum alloys are
When hydrogen gas is dissolved or present in the molten metal, the hydrogen gas causes pores inside the metal during solidification of the molten metal, which deteriorates the quality of the obtained cast metal. Therefore, for such metals as aluminum and aluminum alloy, an operation of removing dissolved hydrogen in the molten metal (so-called dehydrogenation operation) is generally performed. However, this dehydrogenation operation takes time, and excessive dehydrogenation operation increases the cost of the product.Therefore, in general, prior to the operation, the hydrogen concentration in the molten metal should be measured in advance. Based on the results, the minimum necessary dehydrogenation operation is performed. The hydrogen concentration in the molten metal, which is performed prior to the dehydrogenation operation, can be measured directly in the molten metal state as it is in the molten state, and the time required for the measurement is short. As described in Japanese Patent No. 684865 and US Patent No. 2861450,
Measuring the hydrogen concentration in the molten metal by the so-called Telegas method by repeatedly circulating a predetermined inert gas in the desired molten metal and measuring the concentration of hydrogen diffused in the inert gas. Is said to be desirable.

【0003】ところで、このテレガス法によって金属溶
湯中の水素濃度を測定する水素濃度測定装置では、金属
溶湯に対して不活性ガスを吹き込み、またその金属溶湯
中に吹き込んだ不活性ガスを回収するために、一般に、
ガス通路として軸方向に2つの貫通孔を備えたセラミッ
クス製の管、所謂2孔セラミックス管を有するプローブ
が採用されている。この2孔セラミックス管の先端部が
金属溶湯中に浸漬されることにより、該金属溶湯を含む
不活性ガスの循環閉回路が形成されるのであり、不活性
ガスがこの金属溶湯を含む閉回路を繰り返し循環せしめ
られる過程で、該不活性ガス中に金属溶湯中の水素ガス
が拡散せしめられるのである。そして、不活性ガス中の
水素濃度が該閉回路上に設けられた循環検出部で検出さ
れることにより、その金属溶湯中の水素濃度が測定され
るのである。
By the way, in the hydrogen concentration measuring apparatus for measuring the hydrogen concentration in the molten metal by the telegas method, an inert gas is blown into the molten metal and the inert gas blown into the molten metal is recovered. In general,
A probe having a ceramic tube provided with two through holes in the axial direction as a gas passage, that is, a so-called two-hole ceramic tube is adopted. By immersing the tip of the two-hole ceramic tube in the molten metal, a circulating closed circuit of the inert gas containing the molten metal is formed. During the process of being repeatedly circulated, the hydrogen gas in the molten metal is diffused in the inert gas. Then, the concentration of hydrogen in the inert gas is detected by the circulation detector provided on the closed circuit, whereby the concentration of hydrogen in the molten metal is measured.

【0004】このようなプローブでは、従来より、2孔
セラミックス管の金属溶湯中に浸漬せしめられる側の先
端面が、該2孔セラミックス管の軸芯に直角な面とさ
れ、金属溶湯中に不活性ガスを吹き込むための孔がその
先端面に開口せしめられて、その先端面に閉口した孔か
ら金属溶湯中に不活性ガスが吹き込まれることにより、
水素濃度の測定が行われている。従来のプローブ(実開
平5-75661 公報)を図6に示す。図6において、2孔セ
ラミックス管11は金属溶湯12中に挿入される。循環
ポンプ(図示せず)が吐き出しになったとき、循環用不
活性ガスはステンレス管13及び不活性ガス吐き出し流
路14を通って供給され、2孔セラミックス管先端11
aより出て溶湯内を通りカップ15内に集められる。
In such a probe, conventionally, the tip surface of the two-hole ceramics tube, which is immersed in the molten metal, is a surface perpendicular to the axis of the two-holes ceramic tube, which is not contained in the molten metal. A hole for blowing the active gas is opened on the tip surface, and the inert gas is blown into the molten metal through the hole closed on the tip surface,
Hydrogen concentration is being measured. A conventional probe (Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-75661) is shown in FIG. In FIG. 6, the two-hole ceramic tube 11 is inserted into the molten metal 12. When the circulation pump (not shown) is discharged, the circulating inert gas is supplied through the stainless pipe 13 and the inert gas discharge passage 14, and the two-hole ceramic pipe tip 11
It comes out of a, passes through the molten metal, and is collected in the cup 15.

【0005】続いて、循環ポンプが吸引に変化すると、
カップ15内のガスはフィルター16を介されてから吸
引側流路17及びステンレス管18を通って循環ポンプ
に戻される。この動作の繰り返しの間に金属溶湯12中
の水素が循環用不活性ガスに拡散平衡する。図6におい
て、ステンレス管13,18と2孔セラミックス管12
との接続部分は保護スリープ20内に収容され、その接
続は、ガス漏れ無きよう融着用ガラス19により強固に
接着されることによって行われている。
Then, when the circulation pump changes to suction,
The gas in the cup 15 is returned to the circulation pump through the filter 16 and then the suction side flow path 17 and the stainless steel pipe 18. During the repetition of this operation, hydrogen in the molten metal 12 is diffused and equilibrated with the inert gas for circulation. In FIG. 6, the stainless steel pipes 13 and 18 and the two-hole ceramic pipe 12
The connection portion with and is accommodated in the protective sleep 20, and the connection is made by firmly adhering to the glass 19 for fusing so as to prevent gas leakage.

【0006】2孔セラミックス管11には、表面コーテ
ィング層21が施されている。それは、2孔セラミック
ス管11が金属溶湯12中に挿入されたとき、熱衝撃に
より割れを生じることを防止するため、あるいは、金属
溶湯12との濡れ性を向上させて、金属溶湯12と2孔
セラミックス管11との間隙を通って空気が混入するこ
とを防止するためである。
The two-hole ceramic tube 11 is provided with a surface coating layer 21. When the two-hole ceramic tube 11 is inserted into the molten metal 12, it is prevented from cracking due to thermal shock, or the wettability with the molten metal 12 is improved, so This is to prevent air from entering through the gap with the ceramic tube 11.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係るプ
ローブでは、図6に示すように、2孔セラミックス管1
1の不活性ガス吐き出し流路14は、溶湯中に開放され
ている。このため、2孔セラミックス管11の接続用ス
テンレス管18をポンプの吸引側に誤って接続して測定
してしまったような場合には、溶湯12が2孔セラミッ
クス管11の流路14に侵入して固化してしまい、測定
不能となってしまっていた。又、図6に示す従来の2孔
セラミックス管11では、金属溶湯12中への挿入角度
が制限されるという問題もある。即ち、図6の2孔セラ
ミックス管11では、2孔セラミックス管11が斜めに
挿入されると、2孔セラミックス管先端11aから吐き
出された循環用不活性ガスがカップ15に回収されない
ため、不活性ガスの循環ができず測定ができなくなるの
である。更に、図6のプローブは、空気の混入を防止す
るため金属溶湯12中へ深さ50mm以上挿入する必要
があり、金属溶湯深さが50mm以下の浅い位置での測
定ができなかった。
In the probe according to the above-mentioned prior art, as shown in FIG.
The inert gas discharge passage 14 of No. 1 is opened in the molten metal. Therefore, when the stainless steel tube 18 for connecting the two-hole ceramics tube 11 is erroneously connected to the suction side of the pump for measurement, the molten metal 12 enters the flow path 14 of the two-holes ceramic tube 11. Then it solidified, and it became impossible to measure. Further, the conventional two-hole ceramic tube 11 shown in FIG. 6 has a problem that the angle of insertion into the molten metal 12 is limited. That is, in the two-hole ceramics pipe 11 of FIG. 6, when the two-holes ceramics pipe 11 is obliquely inserted, the inert gas for circulation discharged from the tip 11a of the two-holes ceramics pipe is not collected in the cup 15, so that the inertness is inactive. The gas cannot be circulated and the measurement cannot be performed. Furthermore, the probe of FIG. 6 needs to be inserted into the molten metal 12 at a depth of 50 mm or more in order to prevent air from entering, and measurement at a shallow position where the depth of the molten metal is 50 mm or less cannot be performed.

【0008】本発明は以上のような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、2孔セラミックス管の挿入角
度や挿入深さの制限をなくし、測定をしやすくすること
によって、目視確認できないような場所でも測定可能と
すると共に、不活性ガスが逆循環されても測定不能とな
らないような水素濃度測定用プローブを提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the object thereof is to prevent visual confirmation by eliminating the restriction on the insertion angle and the insertion depth of the two-hole ceramic tube and facilitating the measurement. It is an object of the present invention to provide a probe for measuring hydrogen concentration which enables measurement even in such a place and does not make measurement impossible even when an inert gas is reversely circulated.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明に係る水素濃度測定用プローブにお
いては、2孔セラミックス管の先端部にその内側をくり
抜くか或いは外筒を2孔セラミックス管に接合すること
により充填部を設け、その充填部内にセラミックフルタ
一及びセラミック繊維を順次充填したことを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, in the hydrogen concentration measuring probe according to the present invention, the inside of the two-hole ceramic tube is hollowed out or the outer cylinder is formed into two. The present invention is characterized in that a filling portion is provided by joining it to a perforated ceramics tube, and a ceramic filter and ceramic fibers are sequentially filled in the filling portion.

【0010】より具体的には、本願の第一の発明に係る
水素濃度測定用プローブにおいては、金属溶湯中に所定
の不活性ガスを繰り返し循環せしめて、該不活性ガス中
に拡散する水素濃度を検出することにより、かかる金属
溶湯中の水素濃度を測定する金属溶湯中の水素濃度測定
装置において用いられる、軸方向にガス通路としての2
つの貫通孔を有し、先端部を該金属溶湯中に浸漬せしめ
て、それら2つの貫通孔のうち1つを通じて該金属溶湯
に前記不活性ガスを吹き込む一方、該金属溶湯に吹き込
んだ不活性ガスを他の1つの貫通孔を通じて回収するよ
うにした、2孔セラミックス管を備えた水素濃度測定用
プローブにおいて、前記2孔セラミックス管の先端部に
充填部を設け、その充填部内に耐熱性フィルター、並び
に、金属溶湯に対して濡れ性の低い耐熱性繊維を順次充
填してなることを特徴とする。
More specifically, in the probe for measuring hydrogen concentration according to the first invention of the present application, a predetermined inert gas is repeatedly circulated in the molten metal so that the concentration of hydrogen diffused in the inert gas is increased. Is used as a gas passage in the axial direction, which is used in an apparatus for measuring hydrogen concentration in molten metal for measuring hydrogen concentration in such molten metal.
Having two through-holes, the tip of which is immersed in the molten metal, and the inert gas blown into the molten metal through one of the two through-holes, while the inert gas blown into the molten metal. In a probe for hydrogen concentration measurement, which is provided with a two-hole ceramic tube and is configured to be recovered through another through hole, a filling portion is provided at the tip of the two-hole ceramic tube, and a heat resistant filter is provided in the filling portion. Another feature is that heat-resistant fibers having low wettability are sequentially filled into the molten metal.

【0011】本願の第二の発明に係る水素濃度測定用プ
ローブにおいては、上記第一の発明に係る水素濃度測定
用プローブにおいて、前記充填部内に順次充填される耐
熱性フィルター及び耐熱性繊維は、セラミックフィルタ
ー及びセラミック繊維であることを特徴とする。
In the probe for measuring hydrogen concentration according to the second invention of the present application, in the probe for measuring hydrogen concentration according to the first invention, the heat-resistant filter and the heat-resistant fiber sequentially filled in the filling portion are: It is characterized by being a ceramic filter and a ceramic fiber.

【0012】本願の第三の発明に係る水素濃度測定用プ
ローブにおいては、上記第二の発明に係る水素濃度測定
用プローブにおいて、前記セラミック繊維が、炭化ケイ
素繊維、窒化ケイ素繊維又はアルミナ繊維であることを
特徴とする。
In the hydrogen concentration measuring probe according to the third invention of the present application, in the hydrogen concentration measuring probe according to the second invention, the ceramic fibers are silicon carbide fibers, silicon nitride fibers or alumina fibers. It is characterized by

【0013】本願の第四の発明に係る水素濃度測定用プ
ローブにおいては、上記第一から第三のいずれかの発明
に係る水素濃度測定用プローブにおいて、前記充填部
は、その末端に向かっての末広がり形状とされているこ
とを特徴とする。
In the probe for measuring hydrogen concentration according to the fourth invention of the present application, in the probe for measuring hydrogen concentration according to any one of the first to third inventions, the filling portion is directed toward the end thereof. It is characterized in that it has a divergent shape.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1〜4は本発明に係る水素濃度
測定用プローブの実施の形態を示したものである。な
お、従来技術(図6)と同一の構成要素には同一符号を
付し、その説明を省略する。
1 to 4 show an embodiment of a probe for measuring hydrogen concentration according to the present invention. The same components as those of the conventional technique (FIG. 6) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0015】[第一の形態]図1は本発明に係る水素濃
度測定用プローブの縦断面図である。この図1に示され
るように、本発明に係る水素濃度測定用プローブは、窒
化ケイ素製の2孔セラミックス管11の先端部をくりぬ
いて充填部22を作成し、セラミックフィルタ一22a
とセラミック繊維22bとを充填している。金属溶湯1
2中への2孔セラミックス管11の挿入は、循環用不活
性ガスの循環流路13,18双方からの吹き出しを伴い
ながら行われる。2孔セラミックス管11を金属溶湯中
へ挿入した後、不活性ガスの供給を停止すると、循環用
不活性ガスは、2孔セラミックス管11先端のセラミッ
ク繊維22b、セラミックフィルタ一22aを含む全循
環回路に閉じ込められる。金属溶湯12中に溶解してい
る水素は、セラミック繊維22bと金属溶湯12の界面
から、セラミック繊維22b中の不活性ガスに拡散す
る。図示しない循環ポンプが作動すると、不活性ガス
は、セラミックフィルター22a及びセラミック繊維2
2bを通って循環する。セラミック繊維22b中の不活
性ガスに拡散していた水素ガスは、循環する不活性ガス
中に移動する。セラミック繊維22b中の不活性ガス中
水素分圧が金属溶湯12中の平衡水素分圧と等しくなる
まで、金属溶湯12中から水素が不活性ガス中に拡散す
る。
[First Embodiment] FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a probe for measuring hydrogen concentration according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the hydrogen concentration measuring probe according to the present invention, the filling portion 22 is formed by hollowing out the tip portion of the two-hole ceramic tube 11 made of silicon nitride, and the ceramic filter 122a.
And ceramic fibers 22b. Molten metal 1
The insertion of the two-hole ceramics tube 11 into 2 is carried out while blowing the inert gas for circulation from both the circulation flow paths 13 and 18. When the supply of the inert gas is stopped after inserting the two-hole ceramics tube 11 into the molten metal, the inert gas for circulation is supplied to the entire circulation circuit including the ceramic fiber 22b at the tip of the two-holes ceramic tube 11 and the ceramic filter 122a. Trapped in. Hydrogen dissolved in the molten metal 12 diffuses from the interface between the ceramic fiber 22b and the molten metal 12 into the inert gas in the ceramic fiber 22b. When a circulation pump (not shown) is activated, the inert gas is mixed with the ceramic filter 22a and the ceramic fiber 2
Circulate through 2b. The hydrogen gas diffused in the inert gas in the ceramic fiber 22b moves into the circulating inert gas. Hydrogen diffuses from the molten metal 12 into the inert gas until the hydrogen partial pressure in the inert gas in the ceramic fiber 22b becomes equal to the equilibrium hydrogen partial pressure in the molten metal 12.

【0016】ここで、セラミック繊維22bには、金属
溶湯12に濡れない性質が必要である。この性質によっ
て、金属溶湯12が2孔セラミックス管11の吸引流路
17に入ることはなくなるからである。そして、循環用
不活性ガスが溶湯12中に入ることがないことから、金
属溶湯12への2孔セラミックス管11の挿入角度の自
由度が大きくなるのである。また、このような構成によ
れば、測定にあたって2孔セラミックス管先端部分は、
金属溶湯12中に10〜15mm以上浸漬できれば十分
であり、測定位置や炉中の金属溶湯12に挿入する際の
目視確認が難しいときでも水素濃度の測定が可能とな
る。このようなことより、本発明に係る水素濃度測定用
プローブは、従来のそれよりも応用範囲が広くなる。
Here, the ceramic fiber 22b needs to have a property of not getting wet with the molten metal 12. This property prevents the molten metal 12 from entering the suction passage 17 of the two-hole ceramic tube 11. Further, since the inert gas for circulation does not enter the molten metal 12, the degree of freedom of the insertion angle of the two-hole ceramic tube 11 into the molten metal 12 is increased. Further, according to such a configuration, the tip portion of the two-hole ceramic tube is
It is sufficient if it can be immersed in the molten metal 12 for 10 to 15 mm or more, and the hydrogen concentration can be measured even when it is difficult to visually check the measurement position or when the molten metal 12 is inserted into the molten metal 12 in the furnace. As a result, the probe for measuring hydrogen concentration according to the present invention has a wider application range than the conventional probe.

【0017】[第二の形態]2孔セラミック管11の先
端部分に充填部22を作成する方法で、当該部分をくり
ぬいて充填部22を作成する方法以外の方法としては、
外筒を2孔セラミックス管の先端部分に接合する方法が
ある。図2及び図3はその様な方法により充填部22が
作成された水素濃度測定用プローブの要部拡大断面図で
あり、これらのプローブは、2孔セラミック管11の先
端部分に外筒23を嵌め込み、それをセラミック接着剤
24を用いて固定することにより作成されている。
[Second Embodiment] As a method other than the method of forming the filling portion 22 at the tip portion of the two-hole ceramic tube 11 and hollowing out the portion to form the filling portion 22,
There is a method of joining the outer cylinder to the tip portion of the two-hole ceramic tube. 2 and 3 are enlarged cross-sectional views of a main part of the hydrogen concentration measuring probe in which the filling portion 22 is formed by such a method. These probes have the outer cylinder 23 at the tip portion of the two-hole ceramic tube 11. It is made by fitting and fixing it with the ceramic adhesive 24.

【0018】[第三の形態]ここで、図3のプローブで
は、充填部22が、その末端に向かっての末広がり形状
とされている。このようなスカート形状の充填部22を
備えるがゆえに、充填される充填部22の直径が、その
末端に行くに従って拡大する。従って、このプローブの
場合は、セラミック繊維22bが金属溶湯12に接触す
る面積が図6のものよりも大きくなるため、金属溶湯1
2中からの水素の拡散効率を向上させることができる。
[Third Embodiment] Here, in the probe of FIG. 3, the filling portion 22 is formed in a divergent shape toward the end thereof. Since the filling portion 22 having such a skirt shape is provided, the diameter of the filling portion 22 to be filled increases as it goes to the end thereof. Therefore, in the case of this probe, the area in which the ceramic fiber 22b contacts the molten metal 12 becomes larger than that in FIG.
It is possible to improve the diffusion efficiency of hydrogen from the inside.

【0019】[第四の形態]図4に示す水素濃度測定用
プローブは、図1に示す水素濃度測定用プローブの改良
例であり、2孔セラミックス管のセラミックス部を長く
することにより、従来測定が困難であった高温の炉内、
例えば保持炉内の金属溶湯中の水素濃度測定を可能にし
たものである。図4において、他の形態と対応する要素
には同一符号を付している。ここにおいて、2孔セラミ
ックス管11のセラミックス部が長くなったことに対応
させて保護ケーシング25が取り付けられており、その
上部からは冷却管27を介して冷却空気を送るようにし
ている。
[Fourth Embodiment] The hydrogen concentration measuring probe shown in FIG. 4 is an improved example of the hydrogen concentration measuring probe shown in FIG. 1, and is conventionally measured by lengthening the ceramic portion of the two-hole ceramic tube. In the high temperature furnace, which was difficult
For example, it is possible to measure the hydrogen concentration in the molten metal in the holding furnace. In FIG. 4, elements corresponding to those in other forms are designated by the same reference numerals. Here, a protective casing 25 is attached in correspondence with the lengthening of the ceramic portion of the two-hole ceramic pipe 11, and cooling air is sent from the upper portion thereof via a cooling pipe 27.

【0020】このような水素濃度測定用プローブによれ
ば、2孔セラミックス管先端に充填する消耗品のセラミ
ック繊維は簡単に取り替えることができるので、2孔セ
ラミックス管本体の寿命は飛躍的に向上する。
According to such a hydrogen concentration measuring probe, the consumable ceramic fiber to be filled in the tip of the two-hole ceramic tube can be easily replaced, so that the life of the two-hole ceramic tube body is dramatically improved. .

【0021】[具体的態様]2孔セラミック管11の太
さや長さは使用目的に応じて自由に設定することができ
る。また、その材質は、窒化ケイ素、アルミナ等が用い
られるが、耐熱衝撃性から、窒化ケイ素がより好まし
い。
[Concrete mode] The thickness and length of the two-hole ceramic tube 11 can be freely set according to the purpose of use. Further, as the material thereof, silicon nitride, alumina or the like is used, but silicon nitride is more preferable from the viewpoint of thermal shock resistance.

【0022】充填部22の寸法は、内径が6〜20m
m、空間容量は0.2〜3mlの範囲が適当である。こ
こで、前述したように、セラミック繊維22bには金属
溶湯12に濡れない性質が必要である。このようなもの
として、セラミック繊維22bには、炭化ケイ素繊維、
窒化ケイ素繊維、アルミナ繊維が適している。但し、金
属溶湯12に濡れない性質のもの、若しくは濡れ難い性
質を有するものであれば如何なるものも用いることがで
きる。
The filling portion 22 has an inner diameter of 6 to 20 m.
It is suitable that the m and space volume are in the range of 0.2 to 3 ml. Here, as described above, the ceramic fiber 22b needs to have a property of not getting wet with the molten metal 12. As such, the ceramic fibers 22b include silicon carbide fibers,
Silicon nitride fiber and alumina fiber are suitable. However, any material that does not wet the molten metal 12 or that does not easily wet can be used.

【0023】セラミック繊維は強度的に可能な限り、細
い物を適度な充填密度で充填して使用する。セラミック
繊維径は2〜10μm、長さは20〜60mm、充填密
度は0.2〜0.5g/cm3 で軽く充填するのが好ま
しい。セラミックフィルターは、Al2 3 =92〜9
9%,SiO2 =1〜8%の組成からなるアルミナ繊維
が好ましい。
The ceramic fiber is used by filling a thin material with an appropriate packing density as much as possible in terms of strength. It is preferable that the ceramic fiber diameter is 2 to 10 μm, the length is 20 to 60 mm, and the packing density is 0.2 to 0.5 g / cm 3 , and the packing is light. The ceramic filter is Al 2 O 3 = 92-9
Alumina fibers having a composition of 9% and SiO 2 = 1 to 8% are preferable.

【0024】[0024]

【実施例】窒化ケイ素製、直径8mmにした図1の2孔
セラミックス管と、図6の従来の2孔セラミックス管を
用い、金属溶湯中の水素濃度を測定した際の浸漬角度の
影響(表1)、浸漬深さの影響(表2)、並びに、測定
精度の比較(表3)についての結果を示す。又、図5に
は、応答時間の比較結果を示す。
[Embodiment] Using the two-hole ceramic tube of FIG. 1 made of silicon nitride and having a diameter of 8 mm and the conventional two-hole ceramic tube of FIG. 6, the influence of the dipping angle when measuring the hydrogen concentration in the molten metal (Table 1), the effect of immersion depth (Table 2), and the results of comparison of measurement accuracy (Table 3) are shown. Further, FIG. 5 shows the comparison result of the response times.

【0025】[0025]

【表1】 《表注》○:測定可 △:測定困難 ×:測定不可[Table 1] << Table Note >> ○: Measurement is possible △: Measurement is difficult ×: Measurement is not possible

【0026】[0026]

【表2】 《表注》○:可 △:困難 ×:不可[Table 2] << Table Note >> ○: Possible △: Difficult ×: Not possible

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】表1〜3、並びに図5から分かるように、
応答時間や測定精度においては従来のものと同等で、か
つ浸漬角度や浸漬深さの影響に関しては従来より優れた
2孔セラミックス管が得られている。
As can be seen from Tables 1 to 3 and FIG.
A two-hole ceramic tube has been obtained which is equivalent to the conventional one in terms of response time and measurement accuracy, and which is superior to the conventional one in terms of the influence of the immersion angle and the immersion depth.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水素
濃度測定用プローブでは、2孔セラミックス管の先端部
に設けられた充填部内にセラミックフルタ一及びセラミ
ック繊維を順次充填したことにより、不活性ガス循環中
に吹き出し孔から2孔セラミックス管内に金属溶湯が侵
入して測定不能となる事態が防止できるようになる。ま
た、2孔セラミックス管の挿入角度や挿入深さの制限が
なくなり、測定が容易になる。測定の容易化により、目
視確認できないような場所でも測定が可能となり、プロ
ーブとしての仕様が改善される。
As described above, in the hydrogen concentration measuring probe according to the present invention, since the ceramic filter and the ceramic fiber are sequentially filled in the filling portion provided at the tip of the two-hole ceramic tube, It becomes possible to prevent the situation where the molten metal intrudes into the two-hole ceramic pipe from the blow-out hole during the circulation of the active gas and the measurement becomes impossible. Further, there is no limitation on the insertion angle or the insertion depth of the two-hole ceramics tube, which facilitates the measurement. By facilitating the measurement, the measurement can be performed even in a place where it cannot be visually confirmed, and the specifications as a probe are improved.

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

【図1】 本発明の実施の形態に係る水素濃度測定用プ
ローブの構成を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a hydrogen concentration measurement probe according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1とは別の態様に係る水素濃度測定用プロ
ーブの構成を示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part showing a configuration of a probe for measuring hydrogen concentration according to a mode different from that of FIG.

【図3】 図1とは別の形態に係る水素濃度測定用プロ
ーブの構成を示す要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a configuration of a probe for measuring hydrogen concentration according to a mode different from that of FIG.

【図4】 図1の改良例に係る水素濃度測定用プローブ
の構成を示す縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a configuration of a probe for measuring hydrogen concentration according to an improved example of FIG.

【図5】 本発明に係る水素濃度測定用プローブ(図
1)との従来の水素濃度測定用プローブ(図6)の応答
時間の比較結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a comparison result of response times of a probe for measuring hydrogen concentration according to the present invention (FIG. 1) and a probe for measuring hydrogen concentration according to the related art (FIG. 6).

【図6】 従来例に係る水素濃度測定用プローブの構成
を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the configuration of a hydrogen concentration measurement probe according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 2孔セラミックス管 11a 2孔セラミックス管先端 12 金属溶湯 13 ステンレス管 14 不活性ガス吐き出し流路 15 カップ 16 フィルター 17 吸引側流路 18 ステンレス管 19 融着用ガラス 20 保護スリープ 21 表面コーティング層 22 充填部 22a セラミックフィルター 22b セラミック繊維 23 外筒 24 セラミック接着剤 25 保護ケーシング 27 冷却管 11 2 hole ceramics tube 11a 2 hole ceramics tube tip 12 Metal melt 13 Stainless steel tube 14 Inert gas discharge channel 15 Cup 16 Filter 17 Suction side channel 18 Stainless tube 19 Glass for fusion 20 Protective sleep 21 Surface coating layer 22 Filling part 22a Ceramic filter 22b Ceramic fiber 23 Outer cylinder 24 Ceramic adhesive 25 Protective casing 27 Cooling pipe

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属溶湯中に所定の不活性ガスを繰り返
し循環せしめて、該不活性ガス中に拡散する水素濃度を
検出することにより、かかる金属溶湯中の水素濃度を測
定する金属溶湯中の水素濃度測定装置において用いられ
る、軸方向にガス通路としての2つの貫通孔を有し、先
端部を該金属溶湯中に浸漬せしめて、それら2つの貫通
孔のうち1つを通じて該金属溶湯に前記不活性ガスを吹
き込む一方、該金属溶湯に吹き込んだ不活性ガスを他の
1つの貫通孔を通じて回収するようにした、2孔セラミ
ックス管を備えた水素濃度測定用プローブにおいて、前
記2孔セラミックス管の先端部に充填部を設け、その充
填部内に耐熱性フィルター、並びに、金属溶湯に対して
濡れ性の低い耐熱性繊維を順次充填してなることを特徴
とする水素濃度測定用プローブ。
1. A method for measuring the hydrogen concentration in a metal melt by repeatedly circulating a predetermined inert gas in the metal melt and detecting the concentration of hydrogen diffused in the inert gas. It has two through holes as a gas passage in the axial direction, which is used in a hydrogen concentration measuring device, and a tip portion is dipped in the metal melt, and the metal melt is introduced into the metal melt through one of the two through holes. A hydrogen concentration measuring probe comprising a two-hole ceramic tube, wherein an inert gas is blown into the molten metal while the inert gas blown into the molten metal is recovered through another through hole. Hydrogen concentration measurement characterized in that a filling part is provided at the tip, and a heat-resistant filter and heat-resistant fiber having low wettability to molten metal are sequentially filled in the filling part. Probe.
【請求項2】 前記充填部内に順次充填される耐熱性フ
ィルター及び耐熱性繊維は、セラミックフィルター及び
セラミック繊維であることを特徴とする請求項1記載の
水素濃度測定用プローブ。
2. The hydrogen concentration measuring probe according to claim 1, wherein the heat resistant filter and the heat resistant fiber sequentially filled in the filling portion are a ceramic filter and a ceramic fiber.
JP8159104A 1996-05-30 1996-05-30 Probe for measuring hydrogen concentration in molten metal Pending JPH09318619A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100848623B1 (en) * 2001-12-13 2008-07-28 주식회사 포스코 A Method and Apparatus for Collection and Analysis of the Hydrogen Element contained in Molten Metal of the Furnace

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100848623B1 (en) * 2001-12-13 2008-07-28 주식회사 포스코 A Method and Apparatus for Collection and Analysis of the Hydrogen Element contained in Molten Metal of the Furnace

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