JPH10160585A - 溶融金属用測温計 - Google Patents
溶融金属用測温計Info
- Publication number
- JPH10160585A JPH10160585A JP8330476A JP33047696A JPH10160585A JP H10160585 A JPH10160585 A JP H10160585A JP 8330476 A JP8330476 A JP 8330476A JP 33047696 A JP33047696 A JP 33047696A JP H10160585 A JPH10160585 A JP H10160585A
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- JP
- Japan
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- thermometer
- molten metal
- spinel
- resistance
- temperature
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- Pending
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、耐酸化性・耐摩耗性に強く、安定
した温度測定が可能となる溶融金属用測温計を提供する
ことにある。 【解決手段】 メニスカス部位及び浸漬部位にあたる外
装保護管６に１００〜１０００ミクロンの厚みでＣａＯ
量が１〜１０重量％のＺｒＯ2質、Ａｌ2Ｏ3質、ＭｇＯ
質、およびスピネル質からなるセラミックス溶射膜２０
を形成させた被溶射物はカーボン５〜３０重量％を含有
し、その他の無機材料としてアルミナ、マグネシア、ジ
ルコニア、スピネルまたはシリカのような耐火材料が少
なくとも１種以上が用いられていることを特徴とする溶
融金属用測温計を提供する。 【効果】 本発明のセラミックス溶射した溶融金属用測
温計によれば、優れた耐溶損性をえることが出来、しか
も、溶融金属の製造における測温操業の安定化や高耐用
による測温に掛かるコストの低減ができる。
した温度測定が可能となる溶融金属用測温計を提供する
ことにある。 【解決手段】 メニスカス部位及び浸漬部位にあたる外
装保護管６に１００〜１０００ミクロンの厚みでＣａＯ
量が１〜１０重量％のＺｒＯ2質、Ａｌ2Ｏ3質、ＭｇＯ
質、およびスピネル質からなるセラミックス溶射膜２０
を形成させた被溶射物はカーボン５〜３０重量％を含有
し、その他の無機材料としてアルミナ、マグネシア、ジ
ルコニア、スピネルまたはシリカのような耐火材料が少
なくとも１種以上が用いられていることを特徴とする溶
融金属用測温計を提供する。 【効果】 本発明のセラミックス溶射した溶融金属用測
温計によれば、優れた耐溶損性をえることが出来、しか
も、溶融金属の製造における測温操業の安定化や高耐用
による測温に掛かるコストの低減ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属含有耐火材の弱
点である耐酸化性・耐摩耗性をセラミックス溶射膜の形
成により解決を図った溶融金属用測温計に関するもので
ある。
点である耐酸化性・耐摩耗性をセラミックス溶射膜の形
成により解決を図った溶融金属用測温計に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】鉄鋼業界及び非鉄業界における溶融金属
測温計は、温度を管理することで安全管理及び生産性向
上及び自動化ラインに欠かせないものとなっている。従
来は使い捨てのイマージョン式測温計が主流であった
が、最近使い勝手がよく高耐用を示す連続浸漬式測温計
やスポット測温の多数回使用可能な継続浸漬式測温計が
主流になりつつある。特に連続浸漬式測温計に関しては
高寿命化が熱望されている。
測温計は、温度を管理することで安全管理及び生産性向
上及び自動化ラインに欠かせないものとなっている。従
来は使い捨てのイマージョン式測温計が主流であった
が、最近使い勝手がよく高耐用を示す連続浸漬式測温計
やスポット測温の多数回使用可能な継続浸漬式測温計が
主流になりつつある。特に連続浸漬式測温計に関しては
高寿命化が熱望されている。
【０００３】溶融金属用測温計のなかで、図３に示す代
表的なイマージョン式測温計の溶融金属へ浸漬したとき
の状態を図５に、図１に示す代表的な連続浸漬式測温計
の溶融金属へ浸漬したときの状態を図２に示す。ここ
で、図１の測温計は連続式と断続式との兼用デザインと
なるが、連続式の方が一般的に外装保護管３の厚みが大
きくなる。
表的なイマージョン式測温計の溶融金属へ浸漬したとき
の状態を図５に、図１に示す代表的な連続浸漬式測温計
の溶融金属へ浸漬したときの状態を図２に示す。ここ
で、図１の測温計は連続式と断続式との兼用デザインと
なるが、連続式の方が一般的に外装保護管３の厚みが大
きくなる。
【０００４】溶融金属用測温計の図１の外装保護管３は
最近、金属（例えば[Ｍｏ]）を１０〜９０重量％含有
し、その他に無機材料としてＡｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｍｇ
Ｏ、スピネルまたはＳｉＯ2のような耐火材料が少なく
とも１種以上が用いられていることを特徴とする複合材
を用いることが多くなっている。前述の複合材料は、金
属の特徴である高靭性と、高熱伝導性による高耐スポー
ル性を有している一方、耐酸化性・耐摩耗性の劣る欠点
を有している。実際に、溶融金属用測温計の測温計用保
護管は溶融金属による摩耗溶損や溶融金属中及び雰囲気
中の各種成分（例えば[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガス等）との
化学的反応により耐火材内部へ浸透し組織を脆弱化さら
には損耗が引き起こされている。
最近、金属（例えば[Ｍｏ]）を１０〜９０重量％含有
し、その他に無機材料としてＡｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，Ｍｇ
Ｏ、スピネルまたはＳｉＯ2のような耐火材料が少なく
とも１種以上が用いられていることを特徴とする複合材
を用いることが多くなっている。前述の複合材料は、金
属の特徴である高靭性と、高熱伝導性による高耐スポー
ル性を有している一方、耐酸化性・耐摩耗性の劣る欠点
を有している。実際に、溶融金属用測温計の測温計用保
護管は溶融金属による摩耗溶損や溶融金属中及び雰囲気
中の各種成分（例えば[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガス等）との
化学的反応により耐火材内部へ浸透し組織を脆弱化さら
には損耗が引き起こされている。
【０００５】これらの一般的な対策のひとつとして、溶
融金属用測温計の図１の外装保護管３の材質として溶融
金属中及び雰囲気中の各種成分（[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガ
ス等）に対して化学的に比較的安定な無機材料（アルミ
ナ、ジルコニア、スピネル、シリカのような耐火材料が
少なくとも１種以上が用いられている材料）９０重量％
以下に低減させた金属−セラミックス複合材料（例えば
Ｍｏ−ＺｒＯ2複合材料）を用いているが、前述した金
属の酸化損耗により溶融金属中及び雰囲気中の各種成分
（例えば[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガス等）が複合材料内部へ
浸透し組織を脆弱化さらには損耗させることを防止でき
ていない。
融金属用測温計の図１の外装保護管３の材質として溶融
金属中及び雰囲気中の各種成分（[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガ
ス等）に対して化学的に比較的安定な無機材料（アルミ
ナ、ジルコニア、スピネル、シリカのような耐火材料が
少なくとも１種以上が用いられている材料）９０重量％
以下に低減させた金属−セラミックス複合材料（例えば
Ｍｏ−ＺｒＯ2複合材料）を用いているが、前述した金
属の酸化損耗により溶融金属中及び雰囲気中の各種成分
（例えば[Ｏ2]，[Ｎ2]，炭酸ガス等）が複合材料内部へ
浸透し組織を脆弱化さらには損耗させることを防止でき
ていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、溶融金
属用測温計の外装保護管３の損耗を完全防止するために
は、耐酸化性及び耐摩耗性の改善が不可欠となる。メニ
スカス部位については、図１の外装保護管３が高温且つ
酸化雰囲気に長時間曝されることから、図１の外装保護
管３が酸化損耗することがある。又、浸漬部位について
は、金属を９０重量％以下に低減させた金属−セラミッ
クス複合材（例えばＭｏ−ＺｒＯ2複合材料）の金属部
自体の硬度が低いため、低耐摩耗性となっている。この
発明は、上記の問題を解決するためなされたもので、耐
酸化性及び耐摩耗性に強く、安定且つ高寿命の温度測定
を提供するものである。
属用測温計の外装保護管３の損耗を完全防止するために
は、耐酸化性及び耐摩耗性の改善が不可欠となる。メニ
スカス部位については、図１の外装保護管３が高温且つ
酸化雰囲気に長時間曝されることから、図１の外装保護
管３が酸化損耗することがある。又、浸漬部位について
は、金属を９０重量％以下に低減させた金属−セラミッ
クス複合材（例えばＭｏ−ＺｒＯ2複合材料）の金属部
自体の硬度が低いため、低耐摩耗性となっている。この
発明は、上記の問題を解決するためなされたもので、耐
酸化性及び耐摩耗性に強く、安定且つ高寿命の温度測定
を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成すための
手段は、次の（１）〜（５）に記載する溶融金属用測温
計である。 （１）溶融金属用温測計のメニスカス部位と浸漬部位に
あたる外装保護管３にＣａＯ量が１〜１０重量％のＺｒ
Ｏ2質、Ａｌ2Ｏ3質、ＭｇＯ質またはスピネル質からな
るセラミックス溶射膜１６をプラズマ溶射により形成さ
せる。 （２）プラズマ溶射は、セラミックスを１５０００〜２
００００℃の超高温のフレームトーチで溶融させて外装
保護管３の表面へ溶着させる。この時、溶射材のセラミ
ックスは液相状となっており、被溶射物の表面の微細な
凹凸に食い込み接着強度の強い溶射膜１６が形成され
る。 （３）溶射膜１６の厚みは１００〜１０００ミクロンが
望ましい。１００ミクロン以下の厚みでは膜強度が不十
分で機械的衝撃により剥がれやすくなる。１０００ミク
ロン以上の厚みでは溶射膜２０自体の耐スポール性が低
下し、熱衝撃にたいして剥がれやすくなる。又、厚み１
０ミクロン以下では溶射に要する時間と費用に比べると
効果は無に等しく、厚み１００００ミクロン以上では溶
射に要する時間と費用がよりかかりすぎるばかりでなく
剥がれやすいため効果も半減及び無に近くなる。 （４）セラミックス溶射膜１６はＣａＯ量が１〜１０重
量％のＺｒＯ2質、およびスピネル質が特に望ましい。
ＣaＯ量が１〜１０重量％のＺrＯ2質としたのは、ＺrＯ
2自体が高硬度を有し、かつ溶融金属中の［Ｃａ］に対
して比較的安定であるからである。又、ＣaＯ量を１〜
１０重量％としたのは、ＣaＯにより部分安定化させた
ＺrＯ2は熱膨張特性が安定し高耐スポール性を得られる
からである。又、１０重量％より多くなると溶融金属中
の[Ｃａ]との反応性が高くなり、耐食性が不十分になる
からである。又、スピネル質は高硬度を有しているから
である。 （５）溶融金属用測温計の外装保護管３は本発明のセラ
ミックス溶射を適用することができる。
手段は、次の（１）〜（５）に記載する溶融金属用測温
計である。 （１）溶融金属用温測計のメニスカス部位と浸漬部位に
あたる外装保護管３にＣａＯ量が１〜１０重量％のＺｒ
Ｏ2質、Ａｌ2Ｏ3質、ＭｇＯ質またはスピネル質からな
るセラミックス溶射膜１６をプラズマ溶射により形成さ
せる。 （２）プラズマ溶射は、セラミックスを１５０００〜２
００００℃の超高温のフレームトーチで溶融させて外装
保護管３の表面へ溶着させる。この時、溶射材のセラミ
ックスは液相状となっており、被溶射物の表面の微細な
凹凸に食い込み接着強度の強い溶射膜１６が形成され
る。 （３）溶射膜１６の厚みは１００〜１０００ミクロンが
望ましい。１００ミクロン以下の厚みでは膜強度が不十
分で機械的衝撃により剥がれやすくなる。１０００ミク
ロン以上の厚みでは溶射膜２０自体の耐スポール性が低
下し、熱衝撃にたいして剥がれやすくなる。又、厚み１
０ミクロン以下では溶射に要する時間と費用に比べると
効果は無に等しく、厚み１００００ミクロン以上では溶
射に要する時間と費用がよりかかりすぎるばかりでなく
剥がれやすいため効果も半減及び無に近くなる。 （４）セラミックス溶射膜１６はＣａＯ量が１〜１０重
量％のＺｒＯ2質、およびスピネル質が特に望ましい。
ＣaＯ量が１〜１０重量％のＺrＯ2質としたのは、ＺrＯ
2自体が高硬度を有し、かつ溶融金属中の［Ｃａ］に対
して比較的安定であるからである。又、ＣaＯ量を１〜
１０重量％としたのは、ＣaＯにより部分安定化させた
ＺrＯ2は熱膨張特性が安定し高耐スポール性を得られる
からである。又、１０重量％より多くなると溶融金属中
の[Ｃａ]との反応性が高くなり、耐食性が不十分になる
からである。又、スピネル質は高硬度を有しているから
である。 （５）溶融金属用測温計の外装保護管３は本発明のセラ
ミックス溶射を適用することができる。
【０００８】
【実施例】次に、この発明を、実施例により説明する。
鋼の連続鋳造における連続測温において、本発明のセラ
ミックス溶射を適用していない溶融金属用測温計（図
１）を比較として用い、本発明のセラミックス溶射を適
用した溶融金属用測温計（図６）の寿命を計った。本発
明のセラミックス溶射を適用した溶融金属用測温計は、
外装保護管３へセラミックス溶射を行い、その後で組立
てたものである。各々の測温計によって溶融金属を測定
する状態を図２及び図７に示す。ここで寿命とは、浸漬
部にあたる外装保護管３が総て損耗して熱電対２が断線
し、測温不能となるまでの、測温計として正常に測定で
きた累積の耐用時間をいう。測温した溶融金属の種類と
操業条件を表１に、初期条件と結果を表２に示す。この
結果、本発明のセラミックス溶射を適用した溶融金属用
測温計は、本発明のセラミックス溶射を適用していない
溶融金属用測温計に比べて、寿命において大幅に向上し
た。
鋼の連続鋳造における連続測温において、本発明のセラ
ミックス溶射を適用していない溶融金属用測温計（図
１）を比較として用い、本発明のセラミックス溶射を適
用した溶融金属用測温計（図６）の寿命を計った。本発
明のセラミックス溶射を適用した溶融金属用測温計は、
外装保護管３へセラミックス溶射を行い、その後で組立
てたものである。各々の測温計によって溶融金属を測定
する状態を図２及び図７に示す。ここで寿命とは、浸漬
部にあたる外装保護管３が総て損耗して熱電対２が断線
し、測温不能となるまでの、測温計として正常に測定で
きた累積の耐用時間をいう。測温した溶融金属の種類と
操業条件を表１に、初期条件と結果を表２に示す。この
結果、本発明のセラミックス溶射を適用した溶融金属用
測温計は、本発明のセラミックス溶射を適用していない
溶融金属用測温計に比べて、寿命において大幅に向上し
た。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス溶射を施した溶融金属用測温計によれば優れた耐溶
損性を得ることができ、しかも、溶融金属の製造におけ
る測温操業の安定及び測温に掛かるコストの低減ができ
るといった有用な効果がもたらされる。
クス溶射を施した溶融金属用測温計によれば優れた耐溶
損性を得ることができ、しかも、溶融金属の製造におけ
る測温操業の安定及び測温に掛かるコストの低減ができ
るといった有用な効果がもたらされる。
【図１】比較用の連続浸漬式温度計または断続浸漬式温
度計を示す概略垂直断面図である。
度計を示す概略垂直断面図である。
【図２】図１に示した温度計によって溶融金属の温度を
測定する状態を示す一部断面正面図である。
測定する状態を示す一部断面正面図である。
【図３】従来のイマージョン式温度計の一部を示す概略
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図４】図３に示した温度計の詳細を示す概略垂直断面
図である。
図である。
【図５】図３に示した温度計によって溶融金属の温度を
測定する状態を示す一部断面正面図である。
測定する状態を示す一部断面正面図である。
【図６】本発明の連続浸漬式温度計または断続浸漬式温
度計を示す概略垂直断面図である。
度計を示す概略垂直断面図である。
【図７】図６に示した温度計によって溶融金属の温度を
測定する状態を示す一部断面正面図である。
測定する状態を示す一部断面正面図である。
１ 温度計 2、21、22 熱電対 ３ 外装保護管 4、41、42 補償導線 ５ スリーブ 6a フランジ ７ ホルダー 7a 水平部 7b 垂直部 7c 結合部 7d 下端部 ８ 紙管 ９ セラミックスファイバー製管 10 石英ガラス製保護管 11 ハウジング 12 キャップ 13 フタ 14 挿入孔 15 溶融金属 16 溶射膜 17 計測器
Claims (3)
- 【請求項１】 溶融金属用測温計において、溶融金属へ
浸漬する溶融金属用測温計の測温計用保護管表面に１０
０〜１０００ミクロンの厚みでセラミックス溶射膜を形
成させたことを特徴とする溶融金属用測温計。 - 【請求項２】 上記、セラミックス溶射膜はＣａＯ量が
１〜１０重量％のＺｒＯ2質、Ａｌ2Ｏ3質、ＭｇＯ質ま
たはスピネル質からなることを特徴とする請求項１に記
載の溶融金属用測温計。 - 【請求項３】 溶融金属用測温計の測温計用保護管の本
体は、Ｍｏ、ＴｉまたはＣｒからは少なくとも１種以上
の金属を１０〜９０重量％含有し、その他に無機材料と
してＡｌ2Ｏ3，ＺｒＯ2，ＭｇＯ，スピネルまたはＳｉ
Ｏ2のような耐火材料が少なくとも１種以上用いられて
いることを特徴とする請求項１，２に記載の溶融金属用
測温計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8330476A JPH10160585A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 溶融金属用測温計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8330476A JPH10160585A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 溶融金属用測温計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160585A true JPH10160585A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18233060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8330476A Pending JPH10160585A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 溶融金属用測温計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160585A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329619A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 流体の温度測定装置 |
| US9488528B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-11-08 | Türk & Hillinger GmbH | Immersion temperature sensor |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP8330476A patent/JPH10160585A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000329619A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 流体の温度測定装置 |
| US9488528B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-11-08 | Türk & Hillinger GmbH | Immersion temperature sensor |
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