JPS5845653B2 - 溶融金属連続測温用保護管およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶融金属の温度を測定するための連続側混用保
護管及びその製造方法に関するものである。

一般にこの種の測温用保護管は各種材質のものが知られ
ているが例えば石英ガラス製あるいは最近ではサーメッ
ト質のものが知られている。

しかし前者のイマージョン測湿管は感応速度が遅くかつ
容易に浸蝕されるため連続的な測湿ができない。

又後者は耐スポール性に優れ、連続測湿が可能であるが
、きわめて高価であるばかりか保護管内の雰囲気が還元
性となり、内挿した熱電対が劣化したり、あるいは大気
と接触する部分が酸化を受けやすいなどの欠点を有する
。

又他の材質のものも、同様に耐蝕性、耐スポール性、熱
伝導性等にそれぞれ欠陥があり、連続側混用として満足
すべきものがなかった。

又、例えば特公昭４５−１９９１９号公報のものに見ら
れる如く、磁器質保護管を保護する二層構造のものがあ
るが、かかる熱電対用保護装置ではアルミナ磁器管とは
別途に耐火レンガ製おおいを作成使用するものであるが
、必然的に両者間に空隙部が形成され、仮にこの空隙部
にマグネシア等の耐火性粉末を充填したとしても熱電対
の劣化防止のため保護ガス雰囲気下で使用しなければな
らず、装置が複雑になり、又耐火レンガ製おおい自体が
炉壁を構成しているので急激な熱変化に対応し得ないば
かりか取り扱い上もきわめて不便である。

本発明は上記欠点を解消するためになされたもので、磁
器質保護管本体を炭素層又は有機質材料層を介して炭素
系成分と耐火性成分よりなる補助管によって被覆し、実
質上密着した構造とすることによって、保護管本体と補
助管との膨張差によ。

る本体等の亀裂を防止し、溶融金属に侵されず、安価で
しかも湯度変化に速やかに対応し、保護ガスなしに溶融
金属の塩度を正確かつ長時間連続的に測定し得る溶融金
属連続側混用保護管およびその製造方法を提供しようと
するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明の保護管は磁器質の保護管本体と、この本体の周
に被覆された炭素層又は有機質材料層と、この炭素層又
は有機質材料層に一体的に形成した炭素系成分１０〜８
０重量俤および耐火性成分９０〜２０重量φからなる補
助管とから構成されたものである。

本発明に使用する保護管本体とは、アルミナ、ムライト
等の磁器質からなるもので、通常気孔率が０．１φ以下
のガス不透過性、不通水性のものを用いる。

本発明に用いる補助管の一成分である炭素系成分とは炭
素単独或いは炭素と炭化珪素、金属シリコンおよびシリ
カから選ばれる１種または２種以上との炭素質混合物で
ある。

また上記補助管の他の成分である耐火性成分とは、アル
ミナ。

ムライト、マグネシア、ジルコニア、ジルコン。

酸化クロム或いはスピネルの群から選ばれる１種または
２種以上の組成物である。

本発明において補助管中の炭素系成分と耐火性成分との
配合割合を上記範囲に限定した理由は、炭素系成分が１
０重量φ未満では熱伝導率、耐熱衝撃性が劣って使用に
耐えず、又８０重量饅を越えると使用時の酸化消耗が激
しく極端に耐用寿命が低下するためである。

本発明における炭素層の厚さは０．０１〜５朋の範囲に
することが望ましい。

この理由は炭素層の厚さを０．０１ｍｍ未満にすると、
保護管本体と補助管との熱膨張差による本体の亀裂発生
等を充分に防止することが困難となり、かといって５朋
を越えると両者間の熱伝達を十分に達成し得えなくなる
からである。

本発明における有機質材料層としては、例えばビニル系
塗料層、フェノール樹脂系塗料層などの有機質塗料層、
或いは黒鉛ペースト層、紙等を挙げることができる。

本発明における保護管本体と補助管の肉厚比は通常１：
３〜１：１２にすることが望ましい。

次に、上述した本発明の保護管の製造方法を図面を参照
して説明する。

まず、予め磁器質本体１の外周に有機質材料層２を被覆
する。

つづいて、この保護管本体１をラバープレスゴム型３内
に挿接し、該ゴム型３と保護管本体１の有機質材料層２
との間に炭素系成分１０〜８０重量咎および耐火性成分
９０〜２０重量φからなる補助管形成用混合粉末４を所
望量充填した後、該ラバープレスゴム型３の開口部を保
護管本体１外周の有機材料層２に密着させてラバープレ
スゴム型３内を密封する。

次いで、この密封されたゴム型３を水分に投入し、静水
圧を加えてラバープレスを行ない該保護管本体の外周に
有機質材料層を介して補助管を一体的に形成せしめて溶
融金属連続側混用保護管を製造する。

上記製造方法において、ラバープレス後に非酸化性雰囲
気中にて８００〜１５００℃で焼成して有機質材料層を
炭素層に変換してもよい。

こうした焼成処理において、補助管中の有機結合剤も炭
化される。

上記製造方法において、有機質材料層に代って炭素層を
保護管本体の外周に被覆してもよい。

なお、本発明においては必要に応じて測湿用保護管の外
面（補助管力面）に酸化防止用コーテイング膜を形成し
てもよい。

しかして、本発明の溶融金属連続測温用保護管は磁器質
の保護管本体と、この本体の外周に炭素層又は有機質材
料層を介して一体的に形成した炭素系成分および耐火性
成分からなる補助管本体とから構成される３重管構造に
なっているため、この保護管を溶融金属に浸漬して測温
する場合、その補助管による熱衝撃の緩和作用により磁
器質保護管本体に亀裂が発生するのを防止でき、かつそ
の補助管の優れた耐蝕性により補助管自体Ｃひいては測
湿用保護管としての溶損が抑制される。

又補助管の優れた熱伝導性によって溶融金属の微妙な温
度変化を迅速に保護管本体に応答させ、その本体内に挿
置された熱雷対によって溶融金属の温度を正確かつ迅速
に測定できる。

また、保護管本体と補助管の間に炭素層を介在させるこ
とによって、両者間の熱伝達を助けると共に両者の熱膨
張差を吸収し得るため、湿度の微妙な変化を迅速に保護
管本体に伝えることができ、しかも保護管本体と補助管
との熱膨張差による亀裂発生等を防止できる。

保護管本体と補助管の間に有機質材料層を介在させた場
合は、使用時に有機質材料層が加熱炭化されて炭素層に
変換されるため、炭素層を介在させたのと同様な効果を
発揮できる。

なお本発明においては保護管本体と補助管とを炭素層又
は有機材料層を介して一体的に成形するものであるが、
外周に炭素層又は有機材料層を被覆した保護管本体と補
助管とを別々に銭形焼成したものを嵌挿したものではマ
クロ的に見ても空隙が存在するから熱伝達が阻害され、
又磁器保護管内部を不活性ガスによって常に正圧として
熱電対の劣化を防止する必要が生ずる。

次に本発明の詳細な説明する。

参照例 外径１２φ、内径８φ、長さ１０００ｍｍのアルミナ磁
器保護管本体をラバープレスゴム型（内径５０φ、長さ
８００ｍｍ）内中央に挿置し、該ゴム型と保護管本体と
の間に下記組成割合の補助管形成用混合造粒粉末を充填
し、ラバープレス成形機により保護管本体を補助管（列
径４０φ、長さ７５０ｍｍ）と一体的に成形し、これを
乾燥し還元性雰囲気中で１０００℃の温度下にて１０時
間焼成せしめて溶融金属連続測温用保護管を得た。

補助管形成用混合粉末 黒鉛粉 ３０重量係 炭化珪素粉 １０重量饅 金属シリコン粉 ５重量饅 アルミナ粉 ５５重量饅 粘 結 剤 ５重量係（外車） 実施例 １ 外径１２φ、内径８φ、長さ１１０００ｉのアルミナ磁
器保護管本体の外周面にビニール樹脂塗料を０．２闘の
厚さに被覆し乾燥して被膜を形成した後、この保護管本
体をラバープレスゴム型（内径５０φ、長さ８００ｍｍ
）の中央に挿置し、該ラバープレスゴム型と被膜を有す
る保護管本体との間に下記組成割合の補助管形成用混合
粉末を充填してラバープレスにより保護管本体に被膜を
介して補助管を一体に成形した後、これを乾燥し還元雰
囲気中で１０００℃の温度下にて１０時間焼成せしめ、
上記被膜を炭素層に変換せしめて溶融金属連続測温用保
護管を得た。

補助管形成用混合粉末 黒鉛粉 シリカ 粉 ジルコン粉 粘結剤 ３５重量多 １０重量φ ５５重量φ ５重量Ｌ：ｆＯ（外車） 実施例 ２ 補助管形成用混合粉末として下記組成割合のものを使用
した以外、上記実施例１と同様な方法にて溶融金属連続
測温用保護管を得た。

補助管形成用混合粉末 黒鉛粉 ３５重量多 炭化珪素粉 ５重量φ アルミナ粉 ６０重量φ 粘 結 剤 １５重量φ（外車） しかして上記参照例及び実施例１，２の測湿用法護管に
夫々白金−白金ロジウム熱電対を内装し、これらを連続
鋳造用タンディツシュの溶鋼中に深さ３００〜４００闘
まで浸漬して連続測温を行った。

その結果夫々の測湿用保護管はともに３分後に測定温度
が安定状態に達し、従来のイマージョン測湿管と同程度
の測定精度となった。

また６０分間浸浸漬溶鋼から取り出し外観を調べたとこ
ろ、参照例の測湿用保護管は若干亀裂が認められたが、
実施例１及び２の測湿用保護管は全く亀裂は認められな
かった。

モして各測温管を再度溶鋼に浸漬して側渦を行った結果
、参照例のものは１６回（浸漬時間合計１６時間）の使
用しか耐えないのに対し、実施例１及び２のものは２０
回（浸漬時間合計２０時間）後においてもなお使用可能
な状態であった。

比較例 上記実施例１で使用した補助管形成用混合粉末をあらか
じめラバープレス法によって管状に成形しておき、これ
に別途成形焼成した実施例１に使用したものと同じ磁器
質保護管を嵌挿して測湿用保護管として使用した この
ものを磁器質保護管と炭素質補助管の間隙にマグネシア
粉を充填したもの及び充填しないものとに分け、更にそ
れぞれについて熱電対の入った磁器質保護管内部にＡｒ
ガスを導入したもの及び導入しないものに分けた。

これらの測温管を連続鋳造用タンディツシュの溶鋼中に
深さ３００〜４００ｍ１＋迄浸漬して保護管及び熱電対
の劣化について測定した結果表の如きデータを得た。

表 保護管の種類 Ａｒガス 所 見雰囲気 本発明の保護管 有 いづれも１５時間以上でも劣
化しない。

保護管の種類 Ａｒガス 所 見雰囲気 本発明の保護管 無 いづれも１５時間以上でも劣
化しない。

参考例の保護管 有 ２〜１０時間で熱電対が劣
化 （間隙にマグネシャ粉を充填しないもの）参考例の保護
管 無 １時間で熱電対が劣化 （間隙にマグネシャ粉を充填しないもの）参考例の保護
管 有 ２〜１０時間で熱電対が劣化 （間隙にマグネシャを充填したもの） 参考例の保護管 無 １時間で熱電対が劣化 （間隙にマグネシャ粉を充填したもの） 以上詳述した如く、本発明によれば熱衝撃による保護管
本体の亀裂発生、保護管本体と補助管との熱膨張差によ
る亀裂発生等を招くことなく、溶融金属の湿度を長時間
連続的に迅速かつ正確に測定できる極めて安価な溶融金
属連続側混用保護管、並びにかかる保護管を簡単に製造
し得る方法を提供でき、ひいては溶融金属の微妙な温度
変化を適確に捕促して溶融金属の品質向上に寄与できる
等顕著な効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の溶融金属連続側混用保護管の製造方法を説
明するための断面図である。 １・・・保護管本体、２・・・有機質材料層、３・・・
ラバープレスゴム型、４・・・補助管形成混合粉末。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁器質の保護管本体と、この本体外周に被覆された
   炭素層又は有機質材料層と、この炭素層又は有機質材料
   層に一体的に形成され、炭素系成分１０〜８０重量饅お
   よび耐火性成９９０〜２０重量饅からなる補助管とから
   構成してなる溶融金属連続側混用保護管。 ２ 炭素層の厚さを０．０１〜５關の範囲としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の溶融金属連続側
   混用保護管。 ３ 有機質材料層が有機質塗料層、黒鉛ペースト層或い
   は紙であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の溶融金属連続側混用保護管。 ４ 補助管中の炭素系成分が炭素単独、或いは炭素と炭
   化珪素、金属シリコンおよびシリカから選ばれる１種又
   は２種以上との混合物からなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の溶融金属連続側混用保護管。 ５ 補助管中の耐火性成分がアルミナ、ムライト、ジル
   コニア、ジルコン、酸化クロム或いはスピネルの群から
   選ばれた１種又は２種以上の組成分であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の溶融金属連続側混用保
   護管。 ６ 保護管本体と補助管の肉厚比が１：３〜１：１２の
   範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の溶融金属連続側混用保護管。 ７ 磁器質の保護管本体の外周に炭素層又は有機質材料
   層を被覆した後、前記保護管本体の炭素層又は有機質材
   料層に炭素系成分粉末１０〜８０重量φおよび耐火性成
   分粉末９０〜１０重量φからなる補助管成形用混合粉末
   を所望厚さに充填し、ラバープレス成形することを特徴
   とする溶融金属連続側混用保護管の製造方法。